最近发表的国家研究会议的报告——“原子、分子和光学”,引起了自然科学家、工程师和物理学家们的兴趣。功能强大的实验手段与计算机辅助的理论研究方法相结合,至今已在许多科学领域及工业和医药业大量的实际应用方面产生了大批有益的启示。原子、分子、气体、分子簇和表面,正借助于包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜和许多种类的电子装置等仪器开展深入地研究。

作为本世纪一个关键的进展,激光在研究和应用领域里继续越来越多地被运用,各种形式的激光器正在源源不断地开发。今天,激光可以在一微米和几十米之间变化,不同的激光器能在红外线、可见光和紫外线之间选择不同波长的射线,有些激光是可调的,强度可以跨越7个数量级,脉冲长度可以短至10-15秒。激光的科学与社会影响特别引人注意。用激光有可能控制和操作单个的中性原子和分子,能够把原子冷却到10-6 k那样低的温度;快脉冲激光器可用以监控分子反应的详细过程;红外线激光器可以用作“光学镊子”,以研究推动大肠杆菌穿过水的分子运动的力学性能,激光束在经受有丝分裂的细胞核内切割染色体,而且运用这个光学镊子可把染色体片段移入不同的位置。

原子簇的形成及其研究是科学的一个重要前沿,少量原子形成的原子簇的行为迥然有别于单个原子或固体中原子的行为。碳60族的每一个分子正是在激光消融石墨后被观察到,其他难融物质的各种数量的原子(例如10至200)簇也被产生出来。激光分光镜方法被用于研究合成结构,并据此观察到了许多出乎意料的和有潜在用途的现象。

激光在医疗、通讯、制造、遥感等领域中有着日益广泛的实际应用。激光器正被用于许多治疗和诊断过程,激光光束直接对准可见的损伤部位,以及通过可以弯曲的光纤进入到激光能够发挥有效作用的身体器官,为了配合特殊的临床条件,各种各样的激光器提供了所需要的射线。白内障手术面临的一个共同的问题是充满内眼透镜的膜变得不透明,一种特殊的激光器用于除去不透明物质部分,因此提供一个穿过膜的窗□。

电讯网络正迅速地变为一种光纤系统,该系统与电缆网络相比有着较高的性能和较低的成本,在高品质的石英纤维里,信号的衰减是极小的,但仍然还是一个问题,目前采用涂铒纤维光学放大器,信号可放大1000倍。

激光器在工业中获得了许多应用,通过合理选择波长,激光器可用于高效加工金属、陶瓷、塑料、木材和布料。计算机控制激光器所产生的能力使它可与自动化的生产设备相配合,并允许即时设计与工艺变动。在工业应用中,原子、分子和光学的一个最大用途是在测量领域里。即时监控、过程最佳化、质量控制、污染控制和无损探测·对于工业应用来说都是必不可少的。光学纤维和激光器能够以高灵敏度测量广泛的物理现象,而且抗电磁噪音干扰,在不良环境里也相当有效。

以上介绍的项目仅仅表达了该报告中重要内容的一小部分。美国政府在原子、分子和光学的研究中所给予的相对说来较低水平的支持,正产生出巨大的社会利益。

[Science,1994年8月5日]

星系团穿越“后发”中心

一较小星系团已穿过“后发”星系团,经过其中心,现在可能正返回中心。一组美国天文学家说:“后发”正在消化着它近日的“午餐”。

“后发”星系团位于后发座,是被研究得最透彻的星系团之一,是个极丰富的星团,距地球只有几亿光年,包括至少有1000个星系,最早发表的银河系外的暗物质就是在这里发现的。

新墨西哥国立大学的杰克 · 伯恩斯(Jack Burns)及共同事模拟了“后发”和NGC4839——群集着的少数星系,距“后发”几百万光年——彼此碰撞的情况。特别是天文学家们在设法模拟这两个星系团的热气体分布。

90年代,其他天文学家根据X射线卫星的观察,热气体以块状分布。这些天文学家提出NGC4839和“后发”正在彼此靠近,并将相互吞食。

他们的计算机模拟表明NGC4839的经过是如何搅扰“后发”的热气体,使之呈现出所观察到的楠圆形,而不是球形。此星系团如若从未被搅扰,应该为球形。

天文学家们同样也能够解释NGC4839周围的热气体。绝大多数星系团的热气体集中在核心附近,而NGC4839周围的气体却模糊不清,这表示它在经过“后发”中心时,气体被搅扰。这也可能是由于NGC4839里星系彼此间的相对运动比一般星系团里的星系相对运动快2至3倍。

穿过星系团中心的进一步证据来自一系列连接“后发”中心和NGC4839的变态星系。约20亿年前,这些星系突然造就了数量巨大的恒星,按伯恩斯及其同事的看法,NGC4839在经过“后发”中心时,触发了恒星形成的爆炸,同时也表明这冲突发生在约20亿年前。

天文学家们说,NGC4839的未来也非常清楚。“后发”星系团之巨大约为NGC4839的8倍,所以“后发”的引力要它朝自身的方向吸引。现在。NGC4839正接近“后发”,它第二次穿过此星系团可能也就是最后一次,因为“后发”可能要捕获此星系团的星系。

[王仕农译自New Scientist,1994年5月21日]

科学家称发现恐龙的DNA

美国研究人员相信,他们已发现生活在8000万年前的恐龙遗传物质-DNA,是从美国西部犹他州深煤矿中发现的骨块中提取出来的。

科学家以前曾经试图从恐龙骨骼中提取DNA,但是这种古代骨骼已变成化石而DNA已经消失。但是犹他州研究小组声称,虽然骨骼在化石里边,矿物质却没有变成化石,他们认为,叫做泥炭的古代植物物质对骨骼起到了保护作用。领导这一研究小组的科学家苏格特 · 伍德沃德认为,这一恐龙显然是死于古代内海的沿岸,然后很快被泥炭所覆盖。从这一骨骼中提取的DNA是一种基因的一小部分,而DNA是通过基因支配植物和动物生长发育的化学分子,

其他科学家认为要说明在犹他州煤矿发现的是恐龙骨骼还需要更多的证据。美国自然历史博物馆(在纽约)工作的罗布 · 德索尔认为这种骨骼可能来自当时生存的蜥蜴或甲鱼,有些科学家认为,如果这种DNA真的来自恐龙,就应当与和恐龙有亲缘关系的现代动物基因相似。

伍德沃德先生争辩说,8000万年的时间足以使恐龙的DNA变得与现代动物的DNA有所不同,可能有些恐龙的DNA与现代动物的种类根本不同,也可能从这种骨骼提取的DNA由于时间太久已部分遭到损坏。

其他科学家认为,即使发现的不是恐龙骨骼,但这一发现也很重要。该研究已经证明,从非常古老的骨块中可以提取DNA。而且为了进一步了解曾在地球上行走的这种巨型动物,科学家也要继续寻找恐龙的遗传物质。

[陆家训锋自Science News · 1994年12月6日]

电脑进入法庭

美国的电脑专家最近在世界司法史上创造了一个“世界之最”,在轰动一时的美国橄榄球明星辛普森谋杀前妻案的审理过程中,采用了最新科技——电脑多媒体技术。

这个绝妙的主意是由辛普森的辩护律师之一李 · 贝利想出的,并征得原告的陪审团的同意。高薪聘请的电脑专家,为法庭制作了这套被称为“辛普森电脑展示”的软件程序。具体做法是:先根据警方提供的资料将案情发展分解为若干阶段,尔后像制作动画片一样,将每个阶段或重要的物证画成多个“分镜头”画面;接着将这些画面扫描进电脑,借助电脑模拟功能再将每个“分镜头”画面细分成不同地点或时刻的“次分镜头”画面,如需还可继续往下分,物证的画面则可从不同角度来分解。最后,将这些画面录入一种可被电脑读出的CD盘,法庭可从中随时调出取证。

由于电脑的介入,法庭上那种无休止的唇枪舌剑的喧嚷场面有所改变。观察电脑屏幕成为法官和陪审团取证和判断事实的一条重要途径,因而,双方的辩护律师除了舌战,也不时地敲敲键盘,以电脑代口。李 · 贝利律师称“一幅电脑画面胜过千言万语”。

由于电脑的介入,直接关注此案的人惊人地增加了,成千上万的人足不出户便可通过个人电脑看到整个审理过程。舆论认为,电脑的介入将大大提高法庭的工作效率,增加法庭审理的透明度。有人预测,不久的将来,还会出现“电脑律师”。

也有人对此持相左的看法,认为目前尚无相应法律和有效手段来保证“电脑展示”在制作过程中的绝对客观性和公正性,因此,根据电脑作出的判断得打折扣。乔治敦大学的一位法律学教授罗特施泰因则认为,“辛普森电脑剧”热以及目前不断涌现的“电脑杂志”、 “电脑医生”、“电脑出版社”等现象从一个侧面反映出美国人时电脑的盲目崇拜,相信电脑胜过相信人脑,他告诫美国人,无论科学发展到何种地步,人永远是自己的主宰。

(阿淳摘自、《人民日报》,谢川文)