尽管2004年充斥着战争、疾病、生物恐怖威胁以及核武器扩散等一系列坏消息，但对于科学界来说，仍然取得了巨大进步。世界著名的《科学》杂志在回顾全球的科学成就时指出，2004年是科学界的突破之年。突破究竟体现在哪些方面？

　　中国科学技术信息研究所为《瞭望新闻周刊》提供文章，综述了从宇宙与物质结构、生物技术与生命科学、人类学、古生物学和考古学、物理学、化学与材料科学、信息通信技术、航空航天技术、环境与能源技术、医学和医药等9个领域，介绍了2004年世界科学技术进展的重大突破。以下是该文的节选。

　　宇宙与物质的十二大发现

　　找到火星上有水的证据。美国航天局(NASA)的机遇号火星车3月传来的数据表明，火星曾经是个有水的、湿润的、适宜生命存在的行星。4月，勇气号在其着陆区发现火星上曾可能有水的新证据。6月，勇气号在火星上发现了潜在的支撑生命的物质——微盐酸型水。8月，勇气号在火星上发现了有水流冲刷痕迹的河床，结合有关探测资料，可推断出火星曾有大量流动的水。此外，欧洲航天局“火星快车”探测器发回的照片，也有力地支持了火星上过去曾经大量存在水的结论。

　　土星探索新发现。欧美合作的“卡西尼”太空船发回的信息表明，土星很可能从“科伊伯带”(KuiperBelt)捕获了它最外层的一个卫星——土卫九，并使它成为了土星环构成的一部分。此外，10月“卡西尼”太空船近距离飞过土卫六，并发回了土卫六的第一张清晰照片，表明这个被厚厚大气包裹的星球是一个地质活动活跃的天体，存在大量碳水化合物，并有存在液态水的迹象。

　　揭开太阳表面针状体形成之谜。针状体是太阳表面的高温等离子流体。美国科学家对太阳望远镜新拍摄到的图像进行分析，并结合计算机模拟，发现了针状体形成的原理，揭开了长期困扰天体物理学家的一个奥秘。

　　发现太阳系内最大的赛德娜(Sedna)天体。美国加州理工学院宣布，发现继冥王星之后太阳系内最大的赛德娜(Sedna)天体，它围绕太阳运行一周需1.05万年，距离地球约129亿公里，与太阳的最远距离为1300亿公里。赛德娜天体直径为2000公里，比冥王星小300公里，运行在遥远的奥特星云内。

　　太阳系可能是最为独特的系统。美英两国天文学家研究表明，尽管目前已发现至少120个拥有行星的星系，但太阳系可能是其中最为独特的。已探知的太阳系外行星都是巨型行星，它们都因与恒星的距离太近，无法演变成像地球一样的行星，因此在整个宇宙中，像地球一样的类地行星将十分罕见。

　　推测太阳系中存在大量彗星。两位英国天文学家通过计算器模型推测，太阳系中存在大量彗星，约为3000颗，远大于目前观察到的400多颗。

　　发现超级“类地行星”。美国天文学家利用一种被称为显微透镜的新技术，观测到目前为止所发现的最小行星，与其他行星比较，它与地球更为相似，质量约是地球的15到20倍，岩石质的构成也与地球类似，因此被称为超级类地行星(superEarths)。

　　质量最小的太阳系外行星。一个由法国、瑞士和葡萄牙天文学家组成的国际研究小组发现了一颗迄今为止质量最小的太阳系外行星，其质量只有地球质量的14倍，甚至比太阳系中最小的天王星还小。

　　发现距地球约1.7万光年的遥远行星。英国爱丁堡天文研究所根据光线在引力场中会发生弯曲的理论，发现一颗位于人马星座、距地球约1.7万光年的遥远行星。这也是科学家首次运用爱因斯坦的广义相对论发现遥远星系中的行星。

　　哈勃在银河系发现众多行星。迄今为止，哈勃太空望远镜在银河系可能已发现100颗行星，使已知太阳系外行星的数量增加近一倍，达到约230颗。

　　探索恒星形成之谜。中国科学院国家天文台研究人员认为，银河系中的一些恒星是由银河系内的星云和星系际间(星系与星系之间)的星云发生碰撞所形成的。与此同时，宇宙中仍然存在着类似于宇宙大爆炸后“第一代恒星”的形成过程。

　　发现世界最大的陨石坑区。法国国家科研中心与埃及开罗大学合作，在埃及西南利比亚沙漠吉尔夫克比尔地区发现了由上百个陨石坑组成的面积达5000平方公里的陨石坑区。

　　生物技术与生命科学

　　地球物种消失速度加快，生物多样性减少。英国科学家最新公布的两项研究成果表明，由于人类对环境的破坏，地球上物种消失速度几乎达到了与前5次地球物种大灭绝时相当的程度。在过去20年间，被调查的蝴蝶物种中有71%的数量呈下降趋势，56%的鸟类物种数量在减少，而28%的植物物种在逐渐变少。

　　克隆人类胚胎。韩国科学家成功地克隆出30个人类胚胎，并从中提取出发育成熟的干细胞。医生们认为，这些发育成熟的干细胞将来有一天会成为他们找到治愈糖尿病、帕金森氏疾病和其他人类疾病的关键“材料”。

　　利用冷冻胚胎培育干细胞。韩国科学家将流产后冷冻5年、原准备丢弃的11个人体胚胎解冻，并培育出7个胚胎干细胞，其成功率为63.6%，明显高于此前世界上公布的10%至36%的成功率。

　　人类基因组图谱精确版。最新公布的人类基因组序列包含99%人类染色体基因组，错误率为十万分之一。另外，此次更为精确的计算表明，人类基因数量实际在2万到2.5万之间，明显少于此前估计的2.7至4万的数据。

　　破译人类第13、19号染色体。英国和美国科学家分别破译了人类第13和19号染色体的遗传密码，其中包含有关癌症、糖尿病等疾病的重要基因。

　　大鼠基因组测序。一种名为挪威棕鼠的大鼠成为继人类和小鼠后第三个完成全基因组序列测定的哺乳动物。

　　国际鸡基因组计划绘制出鸡基因框架图谱。中国科学院宣布，国际鸡基因组计划取得重大成果，利用经济、快速、高效的测序方法——“鸟枪法”，中外科学家携手绘制出第一张以红原鸡为对象的鸡基因框架图谱，并绘制出红原鸡、乌鸡、肉鸡、蛋鸡等4种不同鸡种之间的遗传差异图谱。

　　绘出牛基因草图。美国农业部宣布，科学家首次绘制成功牛基因草图，这将有助于减少动物疾病和改善牛肉及牛奶产品品质。

　　树木基因组序列排序。法国等国的科学家成功破译了美洲黑杨的4万个基因，完成世界首例树木基因组序列排序。

　　隐藏的基因组财富。科学家们发现位于基因组中的“垃圾DNA”片段的作用比以前认为的更加重要。它们是在两个基因间和两个基因的蛋白质编码区域间被发现的，它对基因在何时、何地正确地启动至关重要。

　　水滴中的基因。科学家从差异性极大的不同环境如藻海和被遗弃的深矿井中收集到水，并对漂浮在这些水中的基因进行测序，产生了新的基因和相同的基因组。这种新方法可鉴别因太小和距离太远而无法用肉眼看见的生命形式。

　　未受精老鼠卵细胞发育成小鼠。日本与韩国的科学家合作，利用母鼠卵子中的遗传物质，在没有受精的情况下，卵细胞被诱导发育成健康的小鼠，这是在没有父亲的贡献下诞生的第一只哺乳动物，实现了哺乳动物单性繁殖。

　　绿叶高效捕捉光能的解析。中国科学院生物物理所、植物研究所合作完成的研究认为，光合作用由捕光系统和光反应中心两个“接力手”来共同完成，捕光系统负责把“接力棒”传给光反应中心。

　　揭开水黾轻功奥秘。小型水生昆虫水黾在水面上滑行时，既不会划破水面，也不会浸湿自己的腿。中国科学院化学研究所揭开了水黾“水上轻功”的奥秘。该发现可望在不远的将来设计出新的微型水上交通工具，还可用于新型防水纺织品的生产，甚至人类的水上行走都成为可能。

　　发现家蚕性别控制开关。中国科学家在家蚕性别控制网络中发现了参与“蚕宝宝”生长、发育调控的83个基因，其中包括性别控制的同源基因。探明芯片上神经细胞的学习功能。加拿大科学家发现生长在芯片上的神经细胞能学习和记忆信息，并能同大脑进行交流。

　　人类学、古生物学和考古学

　　最小型的人类化石。印度尼西亚弗洛瑞斯岛的洞穴里发掘出一种新型的小型人类物种骨骼化石，表明在1.8万年前，曾经存在过一种以前未知的“矮人”。

　　发现鱼类爬上陆地的实证。通过一块距今3.65亿年的世界首批四足动物的臂骨化石，美国考古学家考证出它可以帮助解释远古鱼类如何从鳍演变出肢，向陆栖动物的演化“迈”出第一步，从而证实陆栖动物确由鱼类进化而来。

　　地球南北两极发现新的生命证据。英美两国微生物学家近日在地球的南北两极发现了大量的藻青菌等细菌群落，证明生命可以在非常恶劣的环境中存在。

　　1.2亿年前鸟胚胎化石。在中国东北地区发现了一枚距今1.2亿年前的罕见幼鸟胚胎化石。

　　翼龙胚胎化石出土。世界上第一枚翼龙胚胎化石，在中国辽西热河生物群被发现，从而获得了强有力的证据，证明翼龙是卵生动物。

　　发现最古老的“小春虫”化石。中科院南京地质古生物研究所在贵州省前寒武纪地层中，首次发现迄今最古老(距今5.8亿年)的两侧对称动物“小春虫”化石。该化石发现的最大意义在于挑战了“寒武纪大爆发”理论。

　　发现世界上最古老的蜂鸟化石。德国科学家在德南部发现了两个蜂鸟骨架化石，成为已知世界上最古老的蜂鸟化石，距今已有3000多万年。

　　物理学

　　发现物质第五态。台湾大学研究人员发现一种称做酯膜结构的新的物质状态，这种物质状态相对于已有的固体、气体、液体和液晶，成为物质的第五态，这是世界上第一次观察到这种新的物质状态。

　　“第六态”物质研制成功。美国物理学家金秀兰研制成费米子凝聚态的物质——“第六态”物质。这种新物质可能导致产生下一代超导体，并用于发电和制造磁悬浮列车等。

　　中微子具有质量的概率为99.99%。由多国科学家组成的研究小组通过实验证实，基本粒子中微子具有质量的概率为99.99%。

　　观察到高密度的新原子核。日本理化学研究所发现了用传统物理学理论无法解释的、比通常原子核密度大10倍的新原子核。科学家利用日本高能加速器进行试验，把K介子打入含有2个质子和2个中子的氦核中，结果氦核呈现高于通常原子核10倍的密度。这一发现打破了物理学中“原子核密度不变”的定律，对从密度变化角度揭开质量起源具有重要意义。

　　发现“夸克凝聚”现象存在的证据。东京大学的科学家验证了夸克对的密度随温度和压强变化而变化的特性。他们用德国重离子研究所的加速器，使由2个夸克组成的π介子进入锡原子核，通过测定π介子和锡原子核之间引力的强度，推算出夸克对的密度，从而间接地证明了“夸克凝聚”现象的存在。

　　实现五粒子纠缠态的制备与操纵。中国科学家通过实验，成功使一定空间范围内的5个光子之间存在了“感应”效应，从而在国际上首次实现了五粒子纠缠态以及终端开放的量子态隐形传输的实验。

　　固体冷凝物的实现。认识到如何在其能带之下将两个基本类型的原子冷却成单个的量子状态或“冷凝物”后，研究人员研究了这种陌生的物质形态。

　　发明储存电磁波立方体，为制造可储光“光池”奠定技术基础。日本开发出一种由掺有二氧化钛粒子的环氧树脂制成的、充满空洞的立方体，该立方体能够把电磁波储存起来。专家认为，利用这一技术将来不仅能够用来储存电磁波，将其转变成电能，还可制造出白天储存光能夜间释放使用的“光池”，以及用空中电磁波作电源的手机等。

　　光晶体管。美国伊利诺大学正在研究的光晶体管，不仅输出电信号，也可输出光信号，有可能用更快的光通路取代线路板上的常规电线。

　　探测单电子“自旋”的显微镜。IBM公司制造的这种显微镜将核磁共振成像与扫描隧道显微镜技术相结合，是纳米技术研发的基本工具，能打开生物分子和材料原子结构的三维成像之门。

　　“引力探测器B”验证爱因斯坦广义相对论。耗资7亿美元的“引力探测器B”卫星成功升空，它的使命是以前所未有的精度对爱因斯坦广义相对论的两项重要预测进行验证，即时间和空间不仅会因地球等大质量物体的存在而弯曲，大质量物体的旋转还会拖动周围时空结构发生扭曲。卫星的探测结果将会帮助科学家加深对宇宙基本结构的理解，更清楚地看到物理世界与引力理论之间的联系。(待续)

　　[《瞭望新闻周刊》]