Science杂志去年最后一期发表该刊评述文章，对刚刚过去的1994年世界科学的主要成就作了评述，现摘要译出，以飨读者。

——编者

1994年从亚原子水平到星系水平的好色科学领域都有了巨大进展。今年我们祝贺为社会作出价值贡献的九个方面的成就，作为对即将过去的1994年惊人的科学进步的记录。

生与致死

人类可能想要永生，但许多细胞却知道这样并不妙。在预定时间内他们执行自杀程序，以各自特有方式死这种无私行为被称为程序性细胞死亡或凋亡，它使得周围细胞能生长旺盛，对发育及免疫功能均很重要。在1994年，许多文章详细报道了从线虫到人的各种生物中执行这项自杀程序的许多基因、蛋白。

今年，研究者鉴定出一个与线虫ced-3基因同源的脊椎动物基因家族，它们可能参与自杀程序。也是在今年，果蝇中细胞凋亡所必需的reaper基因也被克隆出来了。没有reaper，果蝇胚胎中将会在错误的地方出现多余的细胞，并在孵化前就死去。

研究者们也探究了控制这种自我破坏的过程，例如探索了线虫中避免细胞自杀的ced-9基因产物与其它分子的结合过程，ced-9基因产物在人类中的对应物是bd-2基因产物，这些研究在癌症生物学上有直接意义，因为癌细胞找到了某种方式来逃避细胞死亡，今年新的证据支持了这个说法，那就是辐射和抗癌药物通过肿瘤抑制基因P53的蛋白产物——1993年度明星分子——诱导细胞凋亡来起作用。其它新研究证实了凋亡与神经退化症之间引人注目的联系，从线虫到人类的各种生物体中，凋亡基因及其功能是如此之相似，看来细胞程序性死亡像税收一样是普遍存在的。

持续的撞击

6月苏梅克-列维9号彗星与木星这个大行星相撞为地球上的观众们展示了一幅想象不到的眩目景象，也使我们能对彗星、木星的特性有了新的认识。某些对这次碰撞的早期预测宣告了这将是一场“哑弹”表演，部分原因是21块高速的彗星碎片是撞击在木星的背面。相反，通过Internet网络和几艘宇宙飞船联系起来的地球观众有幸欣赏了最早的一出天文表演。羽毛状碎片在木星上空几千里飞舞，一条由填满烟灰的热点形成的长链显示出与木星撞击的残留碎片。

研究者们仍然不知碎片是大是小，它们穿过木星大气又有多深。总之，苏彗9号戏剧性的崩溃及对它灭亡的观察，又提供了新的证据，表明彗星是脆弱的尘埃与冰的聚集物，仅由他们自身微弱的重力聚集在一起。这次撞击还吹开了部分的木星大气，形成一个天窗，使我们得以一窥木星。结果研究者们发现木星云层上有硫，有力证明了它中层云层确实是由含硫化合物组成的。另一些研究者们通过碎片流测出了木星高层风速。还有大量资料值得仔细研究，科学家们今后几年还将不断研究这一相撞事件。

这次撞击的灾难性威力也给我们上丁一堂基本的天文课：它也会发生在地球上。当木星在慢慢痊愈时，（美国）国会催促国家航空航天管理局（NASA）去搜寻可能威胁我们自己这个星球的小行星和彗星。

公共通信系统

以往的科学模式使得科学家的形象就像象牙塔中的孤独的人，但是在1994年，科学对社会的一个主要贡献就是世界上最新的通讯奇迹——Internet系统（网络），这个由研究人员建立的网络，最初是在科学界中成形的，但毫无疑问，在这一年它已经走向公众，成为不仅是科学家们的，也是全世界数百万人的一个充满活力的工作和娱乐场所。

1993年下半年接口软件得到广泛应用，使得在世界范围内的其它计算机上传送信息，声音，图像的过程变得简单易行。传送速度的不断提高，已能使数据，图表，视频信号和声音通过网络以高达每秒10亿位的速度瞬时传送出去。正因为它是如此先进，据估计现在有超过2000万人已经领略了在网络上高速运行的乐趣，而且这个人数还在以每个月超过10%的速率增加。现在在（美国）国家科学基金会的通讯主干上的传送量比1993年初增加了10，000倍。

由于越来越多的用户要利用计算机来充分满足他们的需要，因此它的应用也在以惊人的速度增长。实际上每个科学实验室和研究所都已入网，使得进行电子合作，共享数据库和网络杂志易如反掌。但是，增长最快的是商业用户，现在已经几乎占了总数的三分之二。这个网络的应用也带来了文化冲击，像搞政治的人，和为他们的职业做广告的律师们这类新的入网者，侵蚀了这个电子尖端领域的轻松活泼的不拘礼节的性质。不断增加的问题包括电子邮件，废弃物安全问题，和对新的价格策略的忧虑，由于经济学家们设计一种新的电子货币和麦克 · 杰格（Mick Jagger）在网络上进行实况摇滚表演，很明显，Internet网络现在已经深入公众领域。

宇宙年龄

宇宙有多大岁数？早在20年代天文学家哈勃（Ed-win Hubble）就提出过这个问题。1994年，从哈勃太空望远镜得来的新数据使得研究者可以作出更准确的估计。他们得出结论说宇宙也许只有80亿岁——这比宇宙中的一些星体还要年轻一些。这显然是不可能的，因此新的证据也许预示着宇宙进化理论的戏剧性的转变。

绝大多数的天文学家认为，宇宙起源于一次原始的爆炸，即大爆炸，而后一直膨胀至今。从哈勃开始，天文学家们一直在找寻所谓的哈勃常数（定义为一个星系远离地球而去的速度除以地球到该星系的距离）。这个常数牵制着宇宙膨胀的速度，也因此限制宇宙膨胀的速度，也因此限制着它的年龄。但是已经证明难于估计一个确切的数目，因为这要求精确估计宇宙的广阔边际。

今年，有两个小组对到室女座中星体的距离作出了准确的估计。一个小组利用高技术影像增强仪透过不大透明的地球大气层抓住目标，另一个小组则依靠哈勃望远镜的清晰视野。两个小组都估计这个常数为80或更多。

根据现在的理论，那些数字表明宇宙肯定要小于120亿岁，大概会年轻到80亿岁。已经被广泛接受的关于星体进化的理论把一些星体年龄确定在130亿到160亿岁之间。

由于这样一种相互矛盾的观点，有些人仍然怀疑这新结果，哈勃望远镜的研究者继续注视着遥远的星体以支持这个估计。同时，宇宙学家们也已经在考虑再加上另一个假想的因素，即爱因斯坦首先提出的宇宙常数，有可能会消除这个年龄上的差异。

寻找人类的根

我们的祖先是谁？在1994年，由于发现了一种新的人类进化史上的更原始的物种，而使得对这个问题的答案发生了戏剧性的变化，在埃塞俄比亚人Aramis村庄附近出土的新发现把我们关于人类历史的知识往前推移了大约50万年，并让我们满怀兴趣地看看我们所知道的最像类人猿的祖先。

这个种被称为Australopithecus ramidus（源自Armis附近方言中意思是“根”的词），它填补了在化石记录上的一个重要缺口。生化证据早已提示人类这个谱系在400到600万年前间由非洲类人猿中分化出来。但是直到最近，这个决定性时期和地点的类人猿化石一直是缺乏的。

从那个地方的花粉，磁地层学和其它化石动物的证据表明A. ramidus生存灭亡于440万年前的森林环境中。目前这个物种已知的是17块牙齿和骨骼的碎片，包括臂骨和带有一颗乳牙的一块小孩颚骨，这些遗留物都曾被肉食动物啃食过，但是即使如此，它们仍然清晰地勾画出一种比克更像黑猩猩的生物A. ramidus，是除人类外最年轻的物种，包括那个著名的320万年前的骨骼遗骸“Lucy”。和黑猩猩一样A. ramidus有相对小的臼齿和大的犬齿，但是由于它的犬齿的形状和脊柱的明显曲向，而被列入人类。

至此，来自埃塞俄比亚的新发现尚未对早期的类人猿是否直立行走这个更为重要的问题作出回答。如果1995年非洲能发现一块盆骨或腿骨，那么预计将更加激动人心。

神奇的hedgehog基因（“刺猬”基因）

发育中的胚胎以某种方式将一团未分化的细胞转变成分化的组织。今年，接连而来的大量文章都集中于研究一个单一的基因家族——hedgehog基因和相关的基因，这些基因辅助从果蝇到小鼠的各种组织完成其功能。

发育生物学上的经典实验表明胚胎组织中某些关键区域决定了它们周围细胞的模式。但没有人确切知道这一过程是如何发生的。然而在1993年末和整个1994年，一系列巧妙的分子实验表明在黑腹果蝇中，hedgehog蛋白（“刺猬”基因，命名来源于当整个基因被剔除时就生成长满刚毛的发育被阻断的果蝇胚胎）是在细胞间传递信号的分子。例如，果蝇幼虫一个体节的细胞能分泌出hedgehog来调节其它体节中的特定基因，结果基因表达的方式就包含了位置信息。Hedgehog也有助于形成成虫果蝇眼睛和胚胎体节。

同时，其它小组的科学家也揭示了在脊椎动物中这个强大基因的类似形式。有一个变异体sonic hedgebog为鱼、小鸡、小鼠、大鼠的初生肢芽和神经管中的细胞提供定向的信息。

随着关键分子得到确认，机制的研究工作也取得了进展。几周前生物学家证实hedgehog蛋白能把自己切成两个部分，每个部分也许都有不同的功能。由于hedgehog突然间在从小鸡翅膀到果蝇眼睛等他方出现，它已经把分子、细胞和发育生物学都连接在一起，这又为进化如何保留有价值的创造提供了另一个绝妙的例子。

导电塑料

塑料是60年代发展起来的工业材料，但是今年一些有导电能力的有机多聚物成为很有前途的新型材料而引人注目。1994年，研究者们制成了第一只全塑料晶体管，并用多聚物改良光学仪器，掀起一场新的塑料电子学的浪潮。

绝大多数普通多聚物是绝缘体，但塑料也可以被制成半导体或导体。这类导电多聚物具有重量轻，可塑，成本低等优点。例如，今年制成的两种塑料晶体管可以弯曲，扭转和卷绕，而仍然保持导电性。通过薄膜或印刷技术，这种多聚物原则上能够廉价生产。

研究者们也正在进行创造性的化学实验，来改进塑料发光二极管（LEDS）——那些安装在电子仪器上的常见的小红灯。今年，科学家开发出一种新的方法，可使单一多聚物材料发出各种不同颜色的光。但是还有一个大问题：现在这些塑料发光二极管的光会逐渐黯淡下去，这个缺点必须在这种装置进入市场前加以解决。

也是在今年，科学家们改进了非线性光学有机材料的质量，这种材料可用于瞬时全息照相。其它潜在的应用包括光学数据储存和影像处理。如果导电多聚物真能达到它们的应用前景的话，那么塑料的另一个黄金时期就指日可待了。

寻找顶夸克

顶夸克，是亚原子粒子圣殿中唯一未曾谋面的成员，1994年，当研究者们最终报告他们的这个捉摸不定的猎物的可能踪迹时，对于它的寻找就进入了新的阶段，顶夸克作为组成物质的6种基本粒子之一，对于物理学家们的称为标准模型的物质理论是至关重要的。其它5种夸克都已经找到，物理学家们通过对撞实验来寻找顶夸克，但是因为它质量大而屡屡逃脱。如果顶夸克不存在，或者它的质量在一定的限度之外，那么理论物理就将重新修正。

今年春天，费米国家加速器实验室的研究者们在极端高能状态下利用质子轰击反质子，他们报告了顶夸克存在的第一个直接证据。这种亚原子粒子存在时间是如此之短以致无法观察清楚，但是物理学家还是探测到了与顶夸克的特性相符合的其它粒子的级联射线。顶夸克的质量估计约为174 Gev±10%——大约是一个金原子的质量，在理论预计的范围之内。

由于这个证据并不是结论性的，物理学家仍然在继续观察粒子碰撞中爆发出的粒子流。一旦确实掌握了顶夸克，粒子物理学家们将转向另一个寻觅已久的粒子，希格斯玻色子。它注定将成为超导超级对撞机的寻觅目标，但仍然是可望不可及。不过现在，物理学家们足以为他们瞥见了顶夸克而自豪了。

意识物质

1994年，一种名为Prozac的药物让成千上万的美国人认识了神经递质5-羟色胺的威力。由于它强调情绪的生物学基础，因此引起公众对精神病治疗中的药物作用的广泛争论。同时，在科学界，神经科学家们继续把脑化学与行为紧密联系起来，特别是在动物模型中。

Prozac或fluoxetine，是5种已知的抑制5-羟色胺吸收的药物之一。通过有效增加神经细胞处理5-羟色胺的数量，这种药物对使用者来说似乎是更为有效。虽然它起的作用很像以前的抗镇静剂，但是它的副作用更小，志愿试验者报告说它能改善临床抑郁症病人的精神状态，提高正在丧失的自信心：现在预计它会成为美国精神病治疗的最常用药物。

有人认为公众接受Prozac是精神病治疗的一个转折点，进一步实现了从心理治疗这样的谈话疗法转变为生物学疗法。支持者们预言说心理药理学新时期的曙光已经来临，到那时各种各样的精神紊乱都将通过调整大脑中的化学物质来治疗。反对者们担心这样会滥用转变人个性的药物，他们指出到目前为止还没有人确切知道Fluoxetine是如何产生奇迹的。但是尽管在伦理上有分歧，绝大多数人还是承认Prozac对思想和情绪有巨大作用。

同时，神经遗传学家在探讨5-羟色胺和小鼠的攻击性行为之间的联系上又达到了一个里程碑。他们培育出一种缺乏14种5-羟色胺受体的小鼠品系，发现这个特定的缺陷使得突变体具有异常的攻击性，是其它小鼠的2倍。1994年5-羟色胺在科学和公共领域把生物学和行为联系在一起了。

[Science，1994年12月23日］