時(shí)間:2009-07-14 來(lái)源: 作者: 我要糾錯(cuò)
我們的地球和我們多彩的生活中充滿了神秘的現(xiàn)象和未知的謎團(tuán)。有些重大的謎團(tuán)自我們遠(yuǎn)古的祖先開(kāi)始行走時(shí)就縈繞在人類(lèi)心頭,而另外一些則是隨著人類(lèi)的不斷進(jìn)步而新涌現(xiàn)出來(lái)的——人類(lèi)是否可以長(zhǎng)生不死?我們能夠攻克癌癥嗎?我們能夠創(chuàng)造生命嗎?靈魂究竟是否存在?光速是不是速度的極限?在宇宙中是否有其他智慧生命存在?我們能夠進(jìn)行時(shí)間旅行嗎?對(duì)這七個(gè)問(wèn)題,人們一直沒(méi)有能夠給出確定的答案。
-懸念之一:永遠(yuǎn)年輕、長(zhǎng)生不死
青春永駐的秘方并沒(méi)有隱藏在世界上哪個(gè)神秘的地方,而更像是存在于每個(gè)人的細(xì)胞里,或者更加準(zhǔn)確地說(shuō),是在一個(gè)特定的基因里。加利福尼亞斯克里普斯研究院的科學(xué)家們對(duì)90歲以上的老人的基因進(jìn)行了研究,他們發(fā)現(xiàn),在99%以上的情況下,這些90多歲的老人的基因的功能完全正常,也就是說(shuō),他們的基因都能夠指揮指定的細(xì)胞產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)。老年人的基因和新生兒的基因幾乎能夠同樣發(fā)揮作用。那么,如果老年的基因和年輕的基因同樣有效,為什么我們還會(huì)衰老呢?
芝加哥伊利諾伊大學(xué)的研究者們已經(jīng)初步找到了答案,但他們還不是很確信。他們提出,衰老的秘密可能就在一個(gè)名叫p21的特定基因上。它的作用就相當(dāng)于一個(gè)基因緊急制動(dòng)閘,當(dāng)它被啟動(dòng)并且發(fā)揮作用時(shí),它會(huì)讓受到毒素污染或者輻射破壞的細(xì)胞停止生長(zhǎng),這樣就會(huì)給它們時(shí)間進(jìn)行修復(fù)。分子基因?qū)W教授伊戈?duì)枴ち_賓遜啟動(dòng)了人體細(xì)胞內(nèi)的p21基因,并分析了它對(duì)上千個(gè)其他基因的影響。他驚奇地發(fā)現(xiàn),那些受影響的基因變成了平滑粒狀,并且停止了生長(zhǎng)。換句話說(shuō),它們衰老了。
“這種模式非常驚人,”羅賓遜說(shuō)道,“啟動(dòng)了這個(gè)基因,就造成了無(wú)數(shù)個(gè)其他基因的重大變化,而這些基因都與衰老和與衰老有關(guān)的疾病發(fā)生關(guān)聯(lián)。”
羅賓遜的同事們發(fā)現(xiàn),p21有選擇地對(duì)40種人們已知的參與DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂的基因進(jìn)行抑制,這樣就馬上讓生長(zhǎng)停止下來(lái)。與此同時(shí),它促進(jìn)了50種其他基因的活動(dòng)。這些被p21刺激起來(lái)的基因之一就與早老性癡呆病人腦中發(fā)現(xiàn)的動(dòng)脈粥樣斑的成分相關(guān)。其他的基因則產(chǎn)生各種蛋白質(zhì)和酶,直接引發(fā)動(dòng)脈硬化癥和關(guān)節(jié)炎。
癌細(xì)胞都有一個(gè)不尋常的特征,那就是它們是不死的。只要能夠得到營(yíng)養(yǎng),它們就不停地分裂。健康細(xì)胞卻不是這樣的,在它們的染色體末端都帶有一個(gè)類(lèi)似定時(shí)器的結(jié)構(gòu),它限定了一個(gè)細(xì)胞能夠進(jìn)行自我復(fù)制的次數(shù)。這些定時(shí)器被稱為端粒,你可以把它們想象成為你的鞋帶末端的塑料帽,它們可以防止鞋帶散開(kāi)。每次細(xì)胞分裂時(shí),這些端粒就會(huì)被擠掉一點(diǎn),當(dāng)端粒完全掉落之后,細(xì)胞就停止分裂了。
癌癥正是在這個(gè)環(huán)節(jié)上乘虛而入。在九成以上的癌細(xì)胞酶中,發(fā)現(xiàn)了一種叫類(lèi)端粒的化合物,它能夠自動(dòng)替代每次細(xì)胞分裂后端粒上所掉落的部分,這樣端粒就不會(huì)消失,癌細(xì)胞就可以不斷地分裂。如果健康的細(xì)胞上也能夠產(chǎn)生出類(lèi)端粒的話,可想而知正常的細(xì)胞也可以變?yōu)椴凰赖。由得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心和加利福尼亞州一家名叫根隆的生物技術(shù)公司共同進(jìn)行的試驗(yàn)表明,這種現(xiàn)象的存在是確定無(wú)疑的。
-懸念之二:人類(lèi)會(huì)不會(huì)治愈癌癥
癌癥是200多種疾病的統(tǒng)稱,這些疾病都有一個(gè)共同之處,那就是健康的細(xì)胞發(fā)生變異,開(kāi)始胡作非為。以往人們的普遍觀點(diǎn)是,基因在這個(gè)變異過(guò)程中扮演了重要的角色。如果你的父母或者兄弟之中有人患有癌癥的話,你就有很大的可能患上癌癥。
但是,也許事情并不是這樣的。
2000年夏天,醫(yī)學(xué)界有史以來(lái)最大的一次就基因和環(huán)境對(duì)癌癥的相對(duì)影響所進(jìn)行的研究的結(jié)果被公之于眾。該結(jié)果使持有傳統(tǒng)觀點(diǎn)的人們大跌眼鏡:人們的食物、生活環(huán)境、職業(yè)、以及特定的一些壞習(xí)慣,包括抽煙和過(guò)量飲食在內(nèi),都比家族的癌癥史更能夠影響癌癥的發(fā)病率。
科學(xué)家們對(duì)瑞典、芬蘭和丹麥的總共89576對(duì)雙胞胎進(jìn)行了研究。因?yàn)殡p胞胎的基因具有相似性。在察看醫(yī)療記錄之后,研究者們選擇了那些雙胞胎之一患上癌癥的家庭,然后觀察另一個(gè)雙胞胎身上會(huì)發(fā)生什么。
觀察的結(jié)果表明,基因的相似并不能決定一切。而諸如抽煙、飲食習(xí)慣不良、缺乏鍛煉,或者接觸到輻射、污染和致癌性化學(xué)品這些因素,更容易引起癌癥。解決癌癥謎團(tuán)的鑰匙并不是藥片,而是預(yù)防。
-懸念之三:我們能不能創(chuàng)造生命
納米技術(shù)是通過(guò)逐個(gè)原子的組裝來(lái)構(gòu)成極小的裝置的一項(xiàng)制造技術(shù)。如今IBM、施樂(lè)和英特爾這樣的高技術(shù)企業(yè)都開(kāi)始重視這項(xiàng)技術(shù),他們的興趣源于一種叫做“自我組裝”的物理現(xiàn)象,根據(jù)該現(xiàn)象的原理,如果鋪設(shè)了適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)構(gòu)架,就可以在上面“長(zhǎng)”出毫微米管道、毫微米球體和毫微米半導(dǎo)體來(lái),這樣就可以給計(jì)算機(jī)提供高精度、高性能的極微小的組件。
這樣的技術(shù)能不能用于生物體呢?在伊利諾伊大學(xué),研究人員正在試圖利用人體細(xì)胞內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)肌動(dòng)蛋白來(lái)創(chuàng)造自我組裝的有機(jī)體結(jié)構(gòu)。負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的杰拉德·翁說(shuō),“我們的肌動(dòng)蛋白薄膜膠囊處在平衡狀態(tài)下,并不需要能量來(lái)維持其穩(wěn)定!彼麄兊膶(shí)驗(yàn)室正在取得令人興奮的進(jìn)展。
那么,我們是否能夠做到讓自我組裝的結(jié)構(gòu)具有自己的生命呢?由加利福尼亞技校、洛杉磯加州大學(xué)和密歇根州州立大學(xué)的研究者們組成的小組認(rèn)為,答案是肯定的。他們已經(jīng)在計(jì)算機(jī)內(nèi)創(chuàng)造出了“數(shù)字化的生物體”,他們發(fā)現(xiàn),這些計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出的有機(jī)體對(duì)周?chē)兓姆磻?yīng),與真實(shí)的生物體,如細(xì)菌、真菌和果蠅等十分相似。
“對(duì)生物系統(tǒng)的生命最最基本的問(wèn)題做出解答是非常困難的,因?yàn)樯锵到y(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了40億年的進(jìn)化,變得極其復(fù)雜了!奔永D醽喖夹5目死锼埂ぐ⑦_(dá)米說(shuō),“地球上生命的產(chǎn)生都是因?yàn)楹芫靡郧暗囊淮闻既。我們所?jiàn)到的一切都因?yàn)橐淮闻既皇录鴣?lái),所以如果我們回顧這一切的話,是否能夠獲得一些對(duì)生命的概要認(rèn)識(shí)呢?”
阿達(dá)米所做的工作,是在已經(jīng)對(duì)活的生物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),即!た评砑(xì)菌實(shí)驗(yàn)之后,第一次用數(shù)字進(jìn)化實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)進(jìn)行的模擬生命研究。他說(shuō),“我認(rèn)為我們已經(jīng)讓生物學(xué)家們確信,人造生命并不只是一個(gè)不切實(shí)際的妄想,它還可以回答一些關(guān)于生物學(xué)的最基礎(chǔ)的問(wèn)題。”
-懸念之四:靈魂究竟何在
在近期由圣迭戈加州大學(xué)、美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)以及梵蒂岡所組織的一系列會(huì)議上,神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家們和神學(xué)研究者們已經(jīng)開(kāi)始詳細(xì)地探討人類(lèi)靈魂的物理性質(zhì)。
而神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家們相信,他們已經(jīng)掌握了監(jiān)測(cè)靈魂的技術(shù)。這是一臺(tái)極其靈敏的儀器,叫做旋轉(zhuǎn)三頭單點(diǎn)發(fā)射式斷層分析掃描儀。
“人類(lèi)最深受感動(dòng)的一些體驗(yàn),有可能會(huì)被簡(jiǎn)化為特定的腦部功能,而這些功能還能夠通過(guò)先進(jìn)的腦功能研究來(lái)測(cè)量,這會(huì)使不少人感到煩惱和困擾!辟e夕法尼亞大學(xué)的一位神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家,安德魯·紐伯格這樣評(píng)論道。他和一位名叫尤金·阿吉利的同事,用上面提到的那臺(tái)掃描儀對(duì)冥想的人的大腦進(jìn)行了詳細(xì)的探查。
首批實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是佛學(xué)家,他們同意將靜脈針插入自己的胳膊里。當(dāng)他們達(dá)到了深度冥想的狀態(tài)時(shí),他們便向紐伯格示意,后者隨即將一些放射性同位素釋放到他們的血管中。在血液流經(jīng)大腦時(shí),那些較為活躍地參與冥想的細(xì)胞吸收了更多的同位素,隨后發(fā)出了更多的輻射,這些都被掃描儀記錄下來(lái)。
紐伯格預(yù)言到,“我們希望,這些實(shí)驗(yàn)將是一次給科學(xué)研究帶來(lái)啟蒙的令人興奮的旅程!
-懸念之五:光速是速度的極限?
90年代中期,威爾士大學(xué)的米格爾·庫(kù)比埃爾就提出,可以建造這樣的一艘宇宙飛船,它能夠?qū)⑶懊娴目臻g縮小,將后面的空間擴(kuò)大。這樣做相當(dāng)于將飛船的出發(fā)地向后推開(kāi),同時(shí)將目的地拉近,這樣便有可能達(dá)到比光還快的速度,但是這個(gè)方案的難點(diǎn)在于,它非常耗費(fèi)燃料,于是這個(gè)計(jì)劃被放棄了。
迄今為止,超越光速最好的證據(jù),來(lái)自于普林斯頓大學(xué)NEC研究院由王立俊(音譯)所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中,記錄到一束光的脈沖,以大于每秒186000英里的速度穿過(guò)了一個(gè)充滿銫的腔室。王的實(shí)驗(yàn)小組將該成果發(fā)表在著名的《自然》雜志上。“我們的實(shí)驗(yàn)表明,沒(méi)有任何物體能夠比光運(yùn)動(dòng)得更快的觀念是錯(cuò)誤的。”王興奮地說(shuō)道。
-懸念之六:人類(lèi)是否宇宙間的唯一生命
深層空間近期的兩項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn),都使我們更加確信宇宙中還存在著其他生命。其中之一,是在銀河中段附近的一團(tuán)神秘的星云,另一個(gè)是脈沖星發(fā)出的輻射波。
在用美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)設(shè)置于亞利桑那州的基特山頂那臺(tái)12米太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)銀河進(jìn)行觀察時(shí),天文學(xué)家們?cè)谝粓F(tuán)正在形成新星體的星云中發(fā)現(xiàn)了糖類(lèi)。美國(guó)國(guó)際航空航天局戈達(dá)德宇航中心的專家楊
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