根据一个国际物理研究小组的观点，不仅物理学的定律是在变化的，而且，物理常数也是在变化的。在仔细分析了来自遥远类星体所发出的光后，这个研究小组报告说，精细结构常数的值在过去的几十亿年里发生了一些变化。而人们曾普遍认为，精细结构常数与光速是不变的。

精细结构常数是由光速、电子电荷以及普朗克常数组合而成的，它描述了电磁相互作用（如把电子束缚在原子中的相互作用）的强度。精细结构常数的值为1/137，而且科学家们认为该值在创世之初就是如此。

在《物理评论快报》中，一个由物理学家和天文学家组成的研究小组提出证据表明该常数在变化。小组成员杰森 · 普洛哈斯卡是华盛顿大学卡内基研究所的天文学家，他认为当光通过含有镁、铁、镍及其他原子时，这些原子就会吸收某些波长的光，从而在光谱中留下一条条的暗线（吸收谱线）。而精细结构常数则决定了这些暗线的相对位置，因为原子吸收光的过程是由电子与原子的相互作用来决定的。通过分析72个遥远类星体光谱中的吸收谱线，研究小组发现几十亿年前的精细结构常数要比现在的小0.001%，这一结论当然会对现代物理学的基本假设提出挑战。

夏威夷大学天文研究所的勒诺克斯 · 考维对以上结论持怀疑态度。他认为，吸收光的星云会有不同的化学组成，而这也可以使吸收谱线产生类似的移动。但是，普洛哈斯卡指出，他们已经考虑了这些效应，而且新近对数据的分析进一步支持了精细结构常数可变的结论。然而，要使持怀疑态度的人们彻底信服，必须要有其他的小组用不同的仪器来得到同样的结论。他承认：“这一切最终都要通过实验来判别"。

[郝建纲译自Science，2001年8月15日]

IBM用单分子制成逻辑电路

科学家们以一个单分子为基础设计出了计算机电路，实现了计算机研究领域一个久已追寻的目标。这一成果有朝一日能使计算机芯片体积更小，速度更快，而且耗费的电能更少。

国际商用机器公司（IBM）的研究人员在由碳原子构，成的一个微小圆柱形结构（大约只有人发的十万分之一）基础上制成了一个逻辑电路——发挥处理功能的一套电子元件。

这项突破是IBM今年取得的第二项成就。该公司的研究人员利用碳纳米管的分子作为半导体，使其可能逐渐发展成取代目前以硅为基础的计算机芯片。科学家们之所以在寻找硅的替代品，是因为他们认为今后10至15年中不可能再缩小硅芯片的体积，从而使对芯片体积和速度的改进受到限制。

尽管研究人员已经找到把碳纳米管制成晶体管形状的方法，但是IBM公司取得的这项最新成就表明，纳米管可用来制造对计算起关键作用的逻辑电路。

碳纳米管是一个单分子，大约是10个原子的宽度，是当今计算机处理器使用的硅的宽度的1/500。此外，碳纳米管产生的热量比硅少，使用的电能和空间也较少。

IBM公司的科学家们使用纳米管制成一个“NOT”通道，这个通道具有有源和无源晶体管的两种功能，即对整个电路可以执行对计算至关重要的处理功能。从根本上来说，“NOT”通道是一个把“1”转变为“0”、把“0”转变为“1”的开关。在这之前，纳米管晶体管只是有源的，并不能处理信息。

IBM公司的研究人员说，纳米管电路的信号输出强大到足以驱动其他通道或电，即可以用单个纳米管制造出更复杂的电路。这种更复杂的电路是通向制造分子计算机芯片的下一个目标。

[方留民译自《路透社纽约》2001年8月26日]

磁性半导体与量子计算

尽管量子计算的前景带来了数据存储量和处理速度大幅度提升的可能性，但由于缺乏某些材料，特别是在常温下具有磁性的半导体，其发展受到了限制。

最近的一些实验仅仅暗示了这种材料产生的可能性。目前，美国能源部太平洋西北实验室的科学家研制出一种在常温下具有超磁特性的半导体材料，可能会将实现量子计算的研究向前推进一步。

太平洋西北实验室的科学家利用一种特殊的合成技术，研制了一种由钛、氧和钴组成的薄膜半导体材料。在国际商用机器公司阿尔马登研究中心的协助下，很有可能研制出量子计算和新兴的自旋电子学领域所需要的材料。

目前的计算机利用电子的电荷存储并处理信息，但是，这种方法限制了可能实现的极限速度和存储密度。磁存储技术（类似计算机硬盘驱动器中存储形式）一依赖于电子自旋产生的磁特性。

不过，如果可以在半导体中对电子自旋加以应用，就有可能创立使计算机速度和存储密度大大提升的全新计算和信息处理方式。利用电子自旋，而不是电荷来传送信息通常被称作自旋电子学。

自旋电子装置可以为先进的技术提供基本特性，例如，磁存储、电子处理功能和量子计算在芯片上的集合——依赖电子相干自旋状态来传送并存储信息。如果一种材料的大部分电子以相同的方向自旋，这种材料将成为永久磁体。

[曹淑芬编译]

来自外星世界的光脉冲

外星人追逐者不断地在扩展着搜寻外星信号的范围，新方法之一就是寻找夜空中出现的短光脉冲。

搜寻发自星空的无线电信号仍然是一种寻找有灵性外星人的手段。然而，研究人员对光信号也注意起来，因为光具有更大的能量而且呈直线行进。光将成为人类与外星文明世界进行星际通讯的媒介。

美国加州桑塔克鲁斯的搜寻外星人研究所（SE-TI）所长弗兰克 · 德雷克（Frank Drake）宣称：“我们正在搜寻来自其他行星系的极为短促但又有强大能量的激光脉冲波。”

SETI的天文学家塞斯 · 肖斯塔克（Seth Shostak）认为：正如20世纪的航海人通过奥尔迪斯信号灯的闪亮来传送信息，发达的外星人群想要与我们通讯同样可以使用闪烁的激光信标。

我们一旦收到强大能量的激光，就有理由怀疑在与我们邻近的太阳系中存在着生命。正如肖斯塔克所说：“他们（外星人）所要做的是天天向那些星系中的每一颗星发出信号。”

SETI过去也曾尝试过去捕捉这些声脉冲，但总受到来自由宇宙辐射或者星光带来的杂散光子的干扰，几乎每天都在抵消光探测器的作用。

加州大学利克天文台的科学家新近使用了三台与40英寸小型尼克尔反射式望远镜连接的高灵敏度光电倍增管。借助于光电增倍管，科学家可以搜寻长度仅为一万分之一秒的光脉冲。这种仅由脉冲激光产生的极短的光脉冲，通常不被看作是天体现象。在使用新型光电增倍探测器的4个月中，研究人员未遇到上述的干扰。

寻找天体光脉冲新方法给出一个假设：外星文明世界对我们的了解胜出我们对他们的了解。由于闪光到达我们这里需要一段时间，正如肖斯塔克所说，“所以他们（外星人）必须了解太阳活动。”

迄今为止，科学家已经用尼克尔望远镜看到了大约1000个星系。在未来的几年里，研究人员可以利用新技术在更为同步的情况下看到各个星系。

[石左虎译自Nature，2001年7月25日]

转基因作物与害虫的抗药性

为了控制虫害，通过遗传改性使作物本身具有抗虫害能力已经成为越来越普遍采用的方法。但一些专家认为，这些转基因作物可能会促使自然界中逐渐形成从遗传角度具有抗药性的害虫，从而产生适得其反的结果。

如今，一种能使农业害虫具有较高抗药性的基因已被识别。来自北卡罗来纳大学、克莱姆森大学和墨尔本大学的遗传学家研究了烟芽夜蛾的脱氧核糖核酸（DNA），这种害虫以多种作物为食品，而且对许多传统化学杀虫剂具有抗药性。

北卡罗来纳大学的昆虫学教授弗雷德 · 古尔德博士说：“有关这种基因的知识不仅将使我们发现害虫对转基因作物形成抗药性的早期迹象，而且也许可以使我们对作物进行遗传改性，让它们能够抵御新品种的害虫。”

研究人员发现，这种使烟芽夜蛾获得了大部分抗药性的隐性基因来自一种称作苏云金芽孢杆菌（以下简称Bt）的土壤细菌中的天然毒素。研究人员已经对包括棉花（棉花是这种蛾幼虫的宿主）在内的几种作物进行了遗传改性，在其基因中加人抵抗害虫的Bt毒素。这种毒素可以杀死所有芽虫蛾，除了极少数含有隐性基因的个体。

Bt作物使农民得以控制像烟芽夜蛾这样的害虫，减少使用具有潜在危害性的化学杀虫剂。但是，有些人（包括一直使用天然Bt等有机农药的农民）担心，新的转基因作物可能形成对天然Bt毒素以及转基因Bt毒素的抗药性。为此，环境保护局要求棉农至少；留出4%的田地用于种植非转基因棉花，以确保显性基因在蛾种群中保持普遍。

目前，抗药性芽虫蛾尚未在农田中造成损害；但是，古尔德及其同事此前所进行的研究表明，每1000只蛾中就有1.5只带有某种抗Bt毒素基因。根据这一比例，研究人员预测，如果广泛种植Bt棉花，大约10年后，芽虫蛾的Bt抗药性就将成为问题。

[曾淑芬编译]