《科学》公布2014年十大科学突破

罗塞塔研究成果及菲莱着陆彗星成为本年度最大亮点

2014年12月22日 来源：科技日报　　作者：记者 毛黎 冯卫东

　　2014年8月，罗塞塔飞船追上了火星之外的67P彗星；11月，罗塞塔搭载的菲莱着陆器有史以来第一次成功地在彗星上实施软着陆。该两探测器因获得的初步研究成果及其后续研究前景跃居《科学》杂志选出的2014年最重要科学突破的榜单之首。

　　尽管着陆比预期的要更加困难——菲莱被67P表面弹开并最终以侧面着陆且与其目标着陆处相距甚远，但来自两个太空探测器的数据为彗星的形成和演化提供了新的见解。《科学》杂志评论说，菲莱的着陆是一个惊人的壮举，它吸引了全世界的注意力。而整个罗塞塔使命就是突破。它使科学家们能够近距离观察彗星的变暖、呼吸和演化。

　　由欧洲航天局（ESA）2004年3月发射的罗塞塔飞船现正在围绕67P作轨道运行，其与该彗星表面最近处仅6.2英里（10公里）。它装备的摄像机可区别彗星上相距只有几厘米的物体，而一系列光谱仪（罗塞塔轨道飞行器的离子和中性分析感测器ROSINA）可对67P彗发的气体进行采样。彗发是环绕彗星的一个大气薄晕圈。

　　ROSINA已经在67P的彗发中探测到了水、甲烷和氢气以及某些较少见的物质，其中包括甲醛和氰化氢。这些发现很重要，因为研究人员相信某些彗星可能通过输送水和有机分子帮助早期的地球快速启动了生命现象。12月，由ROSINA团队发布的一个报告揭示了一个异常高的重氢（氘）与普通氢的比例，提示像67P这样来自柯伊伯带的彗星（柯伊伯带是冥王星外的一个区域）是不会这样输送水的。

　　通过持续关注67P后尾随的气体和尘埃，研究人员或可最终了解彗星接近太阳时的演变。通过逆向研究，研究人员还可将时钟回拨，收集到不同彗星如何在大约45亿年前形成的信息。

　　罗塞塔使命的管理人员提出，在该彗星与太阳更接近时，菲莱上目前处于无电状态的电池或可得以充电，但即使它们没有被充电，所有科学信息中的80%将来自其母船罗塞塔。他们说，该飞船的活动高峰应该出现在2015年8月，届时67P将位于地球和火星轨道间的中途——这也是其最接近太阳之时。

　　《科学》杂志评出的另外9项2014年重大科学突破为：

　　1.从恐龙到鸟的转变：今年，将早期鸟类和恐龙化石与现代鸟类进行比较的一系列文章揭示了某些恐龙世系是如何发育成小型、体重轻盈的形态学构造的，这让它们能够演化成许多类型的鸟类并在大约6600万年前的白垩纪—古近纪物种灭绝中存活下来。

　　2.年轻者的血液修复年迈者的健康问题：研究人员证明，来自年轻小鼠的血液——甚或只是来自年轻小鼠血液中的一个叫做GDF11的因子——能够让较老迈的小鼠的肌肉和大脑“返老还童”。如此研究成果引导人们开始了用年轻志愿者血浆帮助老年痴呆症患者恢复健康的临床试验。

　　3.让机器人合作：新的软件和互动机器人正向人们证明，机器人终于能在无需人监督的情况下一同工作；例如，指示成群的受到白蚁启发的机器人来构建一种简单的结构，或提示一千个25美分硬币大小的机器人形成方块、字母及其他二维形状等。

　　4.神经形态芯片：通过模仿人类大脑结构，IBM电脑工程师首次推出了大规模的“神经形态”芯片，它们被设计成用更接近活体大脑的方式来处理信息。

　　5.β细胞：两个不同的研究小组开创了两种不同的方法在实验室中生长酷似β细胞的细胞，这给了研究人员前所未有的研究糖尿病的机会；β细胞是胰脏中产生胰岛素的细胞。

　　6.印度尼西亚的洞穴艺术：研究人员意识到，印度尼西亚某洞穴中的手模印和动物绘画——曾被认为有1万年之久——实际上其年代在3万5千年至4万年前。这些发现表明，人类在亚洲制作的象征性艺术与最早的欧洲洞穴画家的作品一样早。

　　7.操纵记忆：研究人员用光遗传学技术显示，他们能在小鼠中操纵特定的记忆；光遗传学是一种用光束来操纵神经元活动的技术。删除现有的记忆并植入虚假的记忆，他们能将某小鼠记忆的情绪内容从好转成坏，反之亦可。

　　8.方块卫星：尽管这些卫星在10多年前就被发射进入太空，如今这些各面面积只有10平方厘米的被称作方块卫星（CubeSats）的廉价人造卫星在2014年才真正获得成功。据研究人员披露，这些曾被认为是大学生教学工具的微型卫星已经开始从事进行一些真正的科学工作。

　　9.扩展遗传密码：研究人员设计制造了一种大肠杆菌，它除了有正常的G、T、C和A等核酸外还含有另外两种核酸——X和Y；G、T、C和A是组成DNA的标准构建要素。这种合成细菌无法在实验室外繁殖，但它们可被用来制造具有“非自然”氨基酸的设计蛋白。