剛剛過去的2010年，經歷了許多重大科學事件：人造生命的誕生毫無疑問具有劃時代的意義；墨西哥灣原油泄漏則給當地生態帶來滅頂之災；而曾被認為只在微觀世界存在的量子效應也能用肉眼看到了……經過編輯初選、網友投票，以及專家顧問團評議，《環球科學》最終盤點出2010年最值得銘記的十大科學新聞。

　　1、人造生命誕生

人造生命誕生

　　2010年5月20日，美國J·克雷格·文特爾研究所(J. Craig Venter Institute)宣佈，他們利用人工合成的基因組，創造出了世界上第一個“人造生命”，取名為“辛西婭”(Synthia)。文特爾領導的研究團隊首先選取了一種名為絲狀支原體的細菌，對這種細菌的基因組進行測序後，人工合成了它的基因組。然後，科學家將人造基因組移植到另一種名為山羊支原體、去除了遺傳物質的細菌中。通過分裂和增生，山羊支原體逐漸為人造基因組控制，最終成為一種全新的生命。在培養皿中，合成細菌的分裂等行為就像天然細菌一樣。

　　文特爾認為，這種人造細菌將來可用於製造生物燃料，幫助人類從岩石和工業廢料中提取金屬，把泄漏的石油轉化為無毒物質，還可用於製造新藥物、疫苗。但也有科學家認為，文特爾的研究無異於打開了潘多拉魔盒，人造的有機體如果擴散到自然界，引發生物基因變化，有可能造成環境災難，還有可能被用來製造生物武器。(參見《環球科學》2010年第7期《人造生命背後》一文。)

　　2、墨西哥灣大規模漏油事件

墨西哥灣大規模漏油事件

　　2010年4月20日，位於美國路易斯安那州威尼斯東南約82公里處海域的“深海地平線”(Deepwater Horizon)鑽井平臺發生爆炸並引發大火。這一平臺屬於瑞士越洋鑽探公司，由英國石油公司租賃。火勢持續約36小時後，平臺沉入墨西哥灣，其底部油井自4月24日起漏油不止，造成大面積海域受到原油污染。直到9月19日，漏油油井才被徹底封堵。

　　浮油涌至美國海岸，多處野生動物保護區面臨嚴重威脅。原油泄漏還威脅著墨西哥灣海岸生態及沿岸百姓生活。據美國哥倫比亞大學研究人員評估，此次原油泄漏事件造成約440萬桶原油流入墨西哥灣，是人類歷史上僅次於海灣戰爭漏油事故(約800萬桶原油流入波斯灣)的第二嚴重的原油泄漏事故。墨西哥灣漏油事件造成的影響將持續數年或者數十年。(參見《環球科學》2010年第8期《漏油猛于虎》一文。)

　　3、私營太空産業邁出第一步

私營太空産業邁出第一步

　　2010年12月8日22時53分，美國SpaceX公司在卡納維拉爾角使用“獵鷹-9”大型火箭將名為“龍”的太空艙發射升空。這個子彈形狀的太空艙在10分鐘後進入軌道，繞地球兩周後從低軌道再次進入大氣層，于12月9日3時04分在墨西哥海岸外以西海域成功軟著陸。

　　“龍”是第一架私人設計的載人宇宙飛船，這意味著人類史上首次有私人公司(而非國家)有能力進入地球軌道。此次太空艙飛行試驗沒有搭載相關人員，但它具備搭載7名工作人員和充裕貨物的空間。美國航空航天局計劃在明年航天飛機退役計劃後，使用“龍”太空艙向國際空間站運送補給。它的成功發射和回收，意味著新的太空産業的硬體部分已準備完成。

　　4、NASA發現“砷基生命”

NASA發現“砷基生命”

　　2010年12月2日，美國航空航天局宣佈，天體生物學家費麗莎·沃爾夫－西蒙(Felisa Wolfe-Simon)在加利福尼亞州的莫諾湖新發現了一種名為GFAJ-1的獨特細菌，能利用砷來代替磷元素構築生命分子，進行一些關鍵的生化反應。

　　長期以來，科學界都認定碳、氫、氧、氮、磷和硫是組成地球生命的6大基本元素，它們不可代替。磷元素在細胞中起著極為重要的作用，包括維持遺傳物質DNA和RNA的骨架、參與形成細胞膜、以三磷酸腺苷分子的形式輸送能量等。GFAJ-1的出現打破了這一理論。因此，那些過去被描述為“不適合生命存在”的外星環境或許也可以存在生命，這將極大提高人類在外星球上找到生命的可能性。(這一發現尚存爭議，參見本期第30 頁《質疑砷基生命》一文)

　　5、科學家首次探測到暗物質粒子

科學家首次探測到暗物質粒子

　　神秘的暗物質一直令科學家感到迷惑不解，這種不可見物質在星系、星系團等宇宙大尺度結構中發揮著重要作用，施加著我們可以觀測到的引力作用，但它們本質上由何種粒子構成依然成謎。2010年2月，美國佛羅裏達大學科學家宣稱，他們已首次探測到暗物質粒子。

　　據研究人員介紹，在過去9年中，他們一直在美國明尼蘇達州北部一個名為索丹的廢棄鐵礦來捕捉暗物質的蹤跡。實驗動用了30台高靈敏度探測儀，並將溫度降低至-273.1℃。終於，他們通過位於地面以下2 000英尺(約610米)的高靈敏度探測儀捕捉到兩個“暗物質粒子”的蹤跡。科學家們認為，這次探測到的事物應該有3/4的可能是暗物質粒子，而不是背景噪音。但研究者也承認，要想確認所發現的確實是暗物質粒子，他們必須要繼續發現更多這樣的粒子。(參見《環球科學》2010年12期《暗宇宙裏的隱秘生活》一文。)

　　6、單分子層上的類腦計算

單分子層上的類腦計算

　　2010年4月25日，來自日本築波市國立材料科學研究所的人工智慧和分子電子學科學家安尼班·班德亞帕德耶(Anirban Bandyopadhyay)、美國密歇根理工大學物理學院的蘭吉特·帕蒂(Ranjit Pati)以及其他科學家模擬大腦的工作原理，首次在有機單分子層上製造了一個同樣具備自我進化功能、能夠解決複雜運算問題的電路，這是科學家首次製造出類似大腦、能夠自我進化的電路。

　　基於這種電路的新型計算機能夠並行運算，遠遠勝於目前最快的超級計算機。迄今為止，世界上運行速度最快的超級計算機每一個通道一次也只能處理一個字節。而類腦計算能夠為那些很難確定算法的問題提供解決方案，比如預測自然災害和疾病的暴發等。為了證明這種獨特性，研究人員在分子層面模擬了兩種自然現象：自然散熱和癌細胞的擴散。

　　7、宏觀物體的量子效應

宏觀物體的量子效應

　　2010年3月，美國加利福尼亞大學聖巴巴拉分校的阿龍·奧康奈爾(Aaron O’Connell)及同事首次成功觀測到宏觀物體的量子效應。奧康奈爾製作了一個1微米厚、40微米長的類似音叉的諧振器，然後把它置入超導線圈並冷卻到-273.125℃(只比絕對零度高0.025℃)。研究者向超導線圈導入特殊電流，就可以使諧振器出於振動和不振動的疊加態。實驗表明，量子力學的原理不但適用於原子，還可用於日常所見物體。該研究結果對物理學的發展和量子計算機的研發具有非常重要的意義。(參見《環球科學》2010年第7期《量子麥克風》一文。)

　　8、可能適合生命存在的行星

可能適合生命存在的行星

　　2010年9月30日，由美國加利福尼亞大學聖克魯斯分校物理學教授史蒂文·沃格特(Steven Vogt)和華盛頓卡內基學會的保羅·巴特勒(Paul Butler)領導的研究小組宣佈，他們利用設在夏威夷的“凱克”天文望遠鏡發現了一顆處於所在恒星系統“宜居帶”內的行星。所謂“宜居帶”是指距離恒星不太遠也不太近，適合液態水在行星表面存在的一個區域。地球就位於太陽系裏的宜居帶內。

　　這顆行星圍繞天秤星座內名為Gliese 581的紅矮星運行，距地球約20光年，質量至少為地球的3~4倍，公轉週期約為37個地球日。與太陽系中的水星一樣，這顆係外行星也被其恒星“鎖定”，也就是説這顆行星的一面幾乎永遠面對恒星，另一面則幾乎永遠背對恒星，表面溫差較大，平均溫度在-31℃~-12℃之間。研究人員表示，這顆行星的引力足以固定住大氣，表面具有很多岩石，也具備存在液態水的可能性，最適於生命存在的區域可能位於明暗交界帶。(參見本期第9 頁《可能孕育生命的外星行星》一文)

　　9、新一代DNA測序技術問世

新一代DNA測序技術問世

　　DNA測序在個人醫療、精確搜查罪犯、超高速檢驗病毒等領域發揮著巨大作用。2010年4月6日，日本大阪大學産業科學研究所的川合知二(Kazumichi Yokota)和谷口正輝(Tomoji Kawai)宣佈，他們利用電測方法，成功識別了DNA的核苷酸鹼基，首次驗證了新一代DNA測序技術的可行性。

　　研究者製作了兩根間距僅為1納米的電極，然後讓鹼基分子從電極之間通過。當不同鹼基分子(腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)通過電極時産生的電流值不同，研究者就可以據此識別鹼基的種類。以這項研究為理論依據，研究者預計，通過改變電極間距離(從納米至微米)，還可對病毒及過敏原等各種尺寸的分子粒子進行超高靈敏度、超高速度的檢測。(參見本期第22 頁《DNA 晶體管》一文。)

　　10、NASA發現地球附近最年輕黑洞

NASA發現地球附近最年輕黑洞

　　2010年11月15日，美國航空航天局宣佈，天文學家利用錢德拉X射線望遠鏡發現地球附近最年輕黑洞。這個形成只有31年的黑洞是距離地球約5 000萬光年的M100星系中的超新星SN 1979C的余燼，可以幫助科學家更好地理解大質量恒星是如何爆炸的，那些恒星爆炸後留下的是黑洞還是中子星，以及我們這個星系和其他星系黑洞的數量。

　　從美國航空航天局的錢德拉望遠鏡、歐洲航天局的XMM-Newton望遠鏡和德國ROSAT望遠鏡獲得的數據顯示了一個明亮的X射線源，在1995年—2007年這段觀測期內一直非常穩定。這説明該天體極有可能是一個黑洞，正在吞噬這顆超新星或一顆伴星落下的物質。如果上述解釋得到證實，這將是人類觀測到的最年輕黑洞，也是人類親眼目睹它形成的唯一一個黑洞，更是到目前為止超新星爆炸能夠形成黑洞的唯一的直接證據。