每年,全世界有几百万人试图自杀
全世界每年有几百万人试图自杀
自残者用刀割自己时可能会下手越来越重,因为他们已经习惯了疼痛的感觉,而且没有意识 到这种行为可能是致命的。
    自残者用刀割自己时可能会下手越来越重,因为他们已经习惯了疼痛的感觉,而且没有意识 到这种行为可能是致命的。
自杀的男性往往选择更致命的方式。他们对准自己的头部开枪的可能性是女性的两倍
自杀的男性往往选择更致命的方式。他们对准自己的头部开枪的可能性是女性的两倍
在美国旧金山金门大桥下安装防护网可以防止自杀者从这座著名的大桥上跳下去。
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  无所畏惧

  ● 每年,全世界有几百万人试图自杀,其中有近100万人自杀成功。在中国,自杀已经成为15 ~ 34岁青壮年的首要死因。

  ●由精神疾病导致的死亡动机,仅仅是自杀的部分原因。要想结束自己的生命,人们需要有执行自杀计划的决心。这种决心取决于诸多因素,例如冲动、无所畏惧、能够忍受疼痛等。

  ●最新研究显示,无所畏惧是有条件的:有疼痛体验的人,无论是被他人虐待还是自虐,都会逐步提高对不适感的忍受能力,他们通常对自残的念头也习以为常。

  ●有时候由酒精或者其他物质导致的较弱的冲动控制能力,也可能会引发自杀行为。

  埃丽卡•埃尔南德兹(Erica Hernandez)在18岁时曾试图自杀,而且还试了两次。家庭问题让她极为抑郁、痛苦不堪。用她自己的话说,她先是吞下了“家里的每一粒药丸”,后来又企图酗酒致死。或许因为运气好或者不够果断,她的行为还没有极端到足以使她丧命时,救援就到了。现在已经 31岁的埃尔南德兹最终在教会以及一个亲子心理治疗小组找到了“平静”。

  每年,全世界有几百万人试图自杀,其中有近 100万人自杀成功。在美国,自杀是排名第 11位的死亡原因,在 15~ 24岁的青少年中,自杀排名第三。而在中国,自杀已经成为 15~ 34岁青壮年的首要死因。美国约翰斯•霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院(Bloomberg School of Public Health)伤害研究与政策中心近期发布了一篇报告,涵盖了 1999年到 2005年的数据。根据这份报告,近 10年来,美国的自杀率首次出现增长,这主要是因为 40~ 64岁的白人自杀行为增多。现在经济危机又为这一问题推波助澜:2009年 4月,美国抵押贷款融资巨头房地美(Freddie Mac)首席财政官自杀身亡,与此同时,许多在经济危机中破产的人也选择了自杀。2005年开通的美国政府全国预防自杀求助热线的求助电话记录数据显示,2009年 8月有 57 625个求助电话打进来,而 2008年 8月这一数字为47 191。

  缘何如此?研究人员正在进一步完善传统的观念:哪些人是具有顽固自杀念头的高危人群,如何预防这类人群的自杀行为。确切地说,研究人员发现死亡的动机,无论是抑郁还是其他与生活环境相伴随的心理障碍,都只是自杀的部分原因。“事实上,每一个自杀的人在终结生命的时候都有心理障碍, ”《为什么要自杀》(why people die by suicide)和《有关自杀的神话》(myths about suicide)两本书的作者、美国佛罗里达州立大学心理学家托马斯•E•乔伊纳(Thomas E. Joiner)说,“但仍有上千万有心理障碍的人并没有自杀”。是什么阻止了他们自我了断呢?

  光有死的想法并不足以导致自杀。要想结束自己的生命,人们需要有执行自杀计划的决心。这个决心取决于多种因素,例如无所畏惧、能够忍受疼痛、冲动行事等。最新研究显示,这种无所畏惧是有条件的:有过疼痛体验的人,不管是被他人虐待还是自虐,都会逐渐提高对不适感的忍受能力;他们也习惯了受虐的念头。他们的冒险尝试也会导致自杀。有时候由酒精或者其他物质刺激所导致的较弱的冲动控制能力,也可能引发自杀行为。

  “从来没有人会单单因为一件事就去自杀, ”美国物质滥用与心理健康服务局(U.S. Substance Abuse and Mental Health Services Administration)自杀预防部的首席公共健康顾问理查德•麦基翁(Richard McKeon)说:“大部分失业者或者流离失所的人都没有自杀。”但如果他们感到非常羞愧和无助,并有了结束生命的决心(有人称之为勇气),他们也许就会发现自己正处于危险的自杀风暴之中。

  专家正在用这个有关自杀风险的新理念来鉴别最有可能自杀的人群,进行预防性治疗。同时研究人员也开始重新关注那些使自杀行为难以实施的干预措施。

  悲伤信号

  平均而言,有重度抑郁家族史的人大脑右半球皮层变薄28%。这个大脑结构特征可以作为预测抑郁的信号。

  长久以来,自杀研究者都倾向于研究那些使人们感觉想一死了之的社会因素和精神疾病,例如抑郁症。但是现在,他们又发掘了一些新的线索,帮助他们鉴别已经失去活下去的勇气并最有可能实施自杀计划的人群。其中一个风险因素就是家族史。在 2002年一项针对 4 262名丹麦自杀者进行的研究中,丹麦奥胡斯大学的秦萍和同事认为,有自杀家族史的个体自杀风险会提高 2.5倍。美国女作家西尔维亚•普拉斯(Sylvia Plath,她将自己的头塞进了煤气炉中)的儿子尼古拉斯•休斯(Nicholas Hughes)在 2009年用双手向世人证实他遗传了母亲的倾向:他自缢身亡。

  最近一项研究结果令人瞩目,揭示出重度抑郁在解剖学上的警告信号,因此这也成为了未来死亡欲望的征兆。2009年美国哥伦比亚大学医学院以及纽约州立精神 病学院的精神病学家布拉德利•彼得森(Bradley Peterson)利用磁共振扫描技术对比了 66名有重度抑郁家族史的人以及 65名没有此类家族史的人的大脑结构。结果显示,平均而言有家族史的人大脑右半球皮层平均薄了28%。而且,重度抑郁患者的后代中有超过一半的人,大脑中 出现了这种结构变化,最早 6岁就已经出现了。

  变薄的大脑皮层可能会扰乱人们注意以及诠释社会和情感线索的能力,从而增加抑郁的风险。彼得森说:“右半球的脑皮层越薄,人们遭遇的认知问题就越多,例如 对社会刺激的注意与记忆变差。”他的理论认为,出生在抑郁的家庭会使右脑皮层变薄,但他不确定是基因的原因还是环境的影响;变薄的皮层反过来会导致个体不 能正常地加工处理社会刺激、人际关系出现障碍、抑郁,以及最常见的自杀。

  人际障碍往往会导致自杀。2009年 8月,美国宾夕法尼亚州 48岁的乔治•索迪尼(George Sodini)在健身俱乐部杀死 3人后自杀。在他的个人网页上,他抱怨多年来 死亡的意愿并不足以导致自杀行为。要想结束自己的生命,人们需要有执行自杀计划的决心。理查德•麦基翁认为, “从来没有人会单单因为一件事就去自杀”。

  致命的经历

  自残的人因为习惯了疼痛和受伤的感觉,所以更有勇气执行自杀计划。

  过去几年来,研究人员探索自杀原因的线索并没有局限在精神疾病、个人问题以及其他死亡动机等方面。美国哈佛大学心理学家马修•诺克(Matthew Nock)认为,重度抑郁是自杀念头最强有力的一个预测指标——不过对于那些真正“尝试自杀”的人来说,重度抑郁并不是有力的预测指标。研究自杀的科学家目前正在研究自杀行为的诱因:是什么导致人们伤害自己?

  2000年,美国佛罗里达州的约翰•布莱克韦尔德(John Blackwelder)因为恋童癖(pedophilia)被囚禁,他想自杀,但因为太害怕而放弃了。最后,他勒死了同狱一名已经定罪的杀人犯雷蒙德• 威格利(Raymond Wigley),试图以此获得死刑。他的策略奏效了:2004年 5月 26日,佛罗里达州通过注射处死了 49岁的布莱克韦尔德。乔伊纳解释说:“他想自杀,但又下不了手,于是他就想办法让佛罗里达州政府来帮他完成。”

  跟其他许多案例一样,这个案例中缺少了一 个重要的因素:无所畏惧。任何一个人,无论他(她)多么渴望死亡,但如果因为太胆小而做不到故意伤害自己,他(她)真正尝试自杀的可能性就不大。是什么原 因使人有足够的勇气敢于尝试自杀呢?其中一个答案是经验。乔伊纳认为:“任何使人们习惯疼痛、受伤或者死亡的经验,都有可能使他们越来越无所畏惧。”这类 危险的、恐怖的——同时使人们更加无所畏惧的——实践经验包括静脉药物注射、非自杀性的自我伤害以及不成功的自杀尝试。

  确切地说,如果反复接触结束自己生命的想法,人们就会更容易产生自杀的念头。在 2008年《咨询与临床心理学》期刊发表的一项研究的摘要中,乔伊纳和同事写道:“疼痛和刺激性的体验,包括曾经的自杀尝试,会帮助人们提高自我伤害的能力。”

其他形式的自我伤害行为可能同样会为自杀做好准备。在 2008年秋季发表的一篇论文中,法国巴黎圣安妮医疗中心的研究人员分析了 26年的相关文献,以调查自残(self-mutilation)与自杀之间是否存在关联,以及存在怎样的关联。文献内容涉及自杀、自残(包括刀割、挫 伤、烧烫、撕咬、撞头等)以及边缘性人格障碍(borderline personality disorder,BPD,精神病学诊断概念,表现为情绪、人际关系以及行为的不稳定)。他们报告称,BPD患者中有一半以上的人会故意伤害自己,5%~ 10%的人死于自杀,这一比例比普通人群高 400倍。这个结果暗示,自残,尤其是 BPD患者的自残行为,是导致自杀的一个危险因素。作者写道,存在这种相关性的原因可能包括自残者不断增长的攻击性,以及对自己行为致命性的低估。

  实际上,即使一个人并没打算自杀,对疼痛和伤害无所谓的态度也可能致命。美国布朗大学的心理学家雪莉•延(Shirley Yen)认为,大多数自残的人其实并不想自杀,但讽刺的是,他们想通过这种方法让自己感觉更好一些。延解释说,在某些案例中,身体上的疼痛可能缓解了精神 上的麻木;在另一些案例中,这种疼痛盖过了心理上的疼痛。但接下来,自残者偶尔会走向极端——对自己的伤害越来越严重,因为他们已经习惯了受伤的感觉—— 却低估了死亡的风险。有时候这种行为就会以悲剧收场。

  忍受疼痛

  更强的疼痛忍受能力与冲动的性格,使男性比女性更容易采取最致命的 手段自杀。

  暴力虐待也会使一个人对疼痛和伤害习以为常。在2007年发表的一项回顾性研究中,乔伊纳和同事分析了美国国家共病研究数据(National Comorbidity Survey data),发现有迹象显示,相比非暴力的性虐待和语言虐待,童年时期遭遇的暴力性虐待和身体虐待更应该被视为导致将来自杀的高危因素。哈佛大学的诺克在 谈及乔伊纳等人的工作时指出,“被虐待以及自虐的人可能已经习惯了疼痛的感觉,所以他们能够将自杀的想法付诸行动” 。

  这样的一些经验甚至可能蚀刻入大脑。在 2009年的一项研究中,加拿大麦吉尔大学的遗传学家摩西•西夫(Moshe Szyf)和同事证实,童年时期遭受虐待的自杀者大脑细胞 DNA上似乎产生了独特模式的遗传外 标记(epigenetic mark)。这些研究突显了受虐经验和自杀行为之间的生物学联系,尽管这些后天形成的变化是否能够引起抑郁或者自杀的勇气,抑或二者兼而有之,我们还不清楚。

  还有些人因为经历过其他形式的困难而能够坚毅地面对自杀。厌食症(anorexia)患者通常比饮食习惯健康的人自杀风险更高,这或许是因为他们更能忍受 饥饿引起的痛苦。同样地,其他自残者(比如用刀割伤害自己的人)也因为更能忍受疼痛而面临着更高的自杀风险。在 2008年针对厌食症患者自杀的 9个案例进行的一项研究中,乔伊纳和合作者总结道:“神经性厌食症(anorexia nervosa)患者可能在病痛折磨的过程中适应了痛苦的体验,因此能够采用非常致命的方式自杀。 ”《情感障碍》期刊 2008年刊登的一篇文章称,一位厌食症患者进入加油站的公共休息室,用毛巾塞住了通风口和门下,然后点燃了垃圾桶。两个小时之后被人发现时,她已经死于 一氧化碳中毒。

  其他饮食障碍也可能导致自杀,当然这也与抑郁症有关。美国州立韦恩大学社会学家史蒂文•斯塔克(Steven Stack)表示,饮食障碍患者比饮食正常的人自杀风险高 23倍——根据这一统计数值,似乎相比抑郁,饮食障碍能更好地预测自杀。

  对疼痛更强的忍受能力或许可以部分解释为什么男性比女性更有可能自杀成功。对伤痛更强的承受力以及更强烈的求死之心,可以使男性采取最致命的自杀手段。研 究显示,相比药物自杀,男性更青睐用手枪结束生命。2009年 2月,有研究人员报告称,男性比女性更有可能向自己的头部开枪。在1997年到 2005年间发生在密歇根州韦恩郡的 807起枪械自杀案中,斯塔克与同事调查发现,开枪射击自己头部自杀的女性人数是男性的一半。对疼痛和毁容的担心,以及较弱的死亡决心,使女性较少使用如 此致命的武器自杀。

  往往男性比女性更冲动,这也加剧了自杀问题。毕竟,释放压抑使自杀的计划更容易实施。情绪失控的一个主要原因是物质滥用,例如酒精。酒精很容易使人失控, 过度饮酒的人自杀风险很高。事实上,《美国精神病学期刊》2003年发表的一项研究显示,酗酒者被诊断为酒精中毒之后,有 4.5%的人在 5年之内试图自杀。其他研究也显示,寻求治疗的酗酒者中,有 40%的患者报告称,他们曾试图自杀——这一数字比一般人群高6~ 10倍。“他们用酒精给自己壮胆来实施自杀计划,”黑兹尔登成瘾治疗项目的首席医疗长官马文•塞佩莱(Marvin Seppala)如是说。这一非营利性项目设置在明尼苏达州、俄勒冈州、伊利诺伊州以及纽约州。

  冲动的性格可能会在心理上有助于人们结束自己的生命。“如果一个人冲动,他就会觉得自己经常处于令人痛苦或富于挑衅的情境中,”乔伊纳说,“这些情境反过 来会使他适应痛苦和恐惧。所以一旦当他有了死亡的欲望,他就不会害怕自杀。 ”(不过乔伊纳也提到,由此导致的自杀并非冲动而为,而是有计划的行动。)

  当然,冲动仅仅是导致自杀的部分原因 ——有些人认为它只是一小部分原因。2009年,美国布朗大学的研究人员报告称,比起在冲动性中得分更高的人群,在恐惧、愤怒和压力等负面情绪中得分高的 人更有可能尝试自杀。然而,冲动性可能和其他这些特征共同作用,从而增加了个体自杀的风险。

  解决方法

  消除人们自杀的动机,并为自杀行为设置障碍,可以有效减少自杀事 件。

  死亡动机和执行死亡计划的勇气是自杀行为的两个必要因素。专家称,要防止这种可怕结局的出现,就要与这两个因素作斗争。针对第一个因素,美国联邦政府想要 从青少年入手。2009年,美国物质滥用与精神健康服务局发起了LAUNCH(Linking Actions for Unmet Needs in Children’s Health,儿童健康中未满足需求的联合行动)项目,旨在促进 8岁以下儿童的生理、心理、社会和行为健康。这个项目以处境危险的儿童为目标,无论他们是否遭受抑郁的折磨,都要致力于改善他们的心理健康。

  大脑右半球皮层变薄是识别儿童将来可能出现抑郁症的一种方法,美国哥伦比亚大学彼得森研究小组正在将这种方法用于早期诊断有抑郁症家族史的个体。彼得森 说:“除了出生在一个抑郁家庭以外,没有其他检验方法比查看大脑皮层更适用了。”他还补充道,有这种大脑结构的人一生中遭遇抑郁的可能性有80%。因此, 这些人或许应该接受预防性的药物治疗或者心理治疗。

  健康护理培训人员在防止抑郁引发的自杀方面也起着非常重要的作用。在德国纽伦堡,一个小组通过培训抑郁初级护理医师,并鼓励他们将有自杀意向的人带入急诊 室,减少了自杀事件的发生。考虑到成瘾问题可能会提高人们自杀的风险,许多专家也建议培训自杀方面的成瘾治疗专业人员。

  同样,患有饮食障碍或者具有饮食障碍风险的年轻人也需要专门的自杀治疗。美国国家经济研究局(National Bureau of Economic Research)研究员、本特利大学健康经济学和风险行为学专家达维尔•达瓦(Dhaval Dava)认为,当前扭曲的体型审美观往往残害着青春期女孩,矫正这种审美观将对预防可能导致自杀的疾病大有裨益。此外,饮食障碍患者中有 1/4的人有自残行为,他们应该受到警告:他们很有可能会意外地结束自己的生命。

  其他一些方法没有改变人们的生存欲望,但也防止了自杀行为。严格限制酒精使用的法律似乎降低了自杀率。在 2009年《美国公共健康期刊》上发表的一项研究中,美国印第安纳大学的研究者威廉•普赖德莫尔(William Pridemore)和同事发现,斯洛文尼亚颁布了一项新的政策限制酒精销售的时间和地点,并规定饮酒的最小年龄为 18岁,此后这一地区男性和女性的自杀率都显著下降。

  使自杀难以实施——减小所谓致命手段的接触范围,也能够降低自杀的发生频率。在 2007年的一篇研究综述中,丹麦哥本哈根的精神病学家发现,严格限制枪支、家用天然气、汽车尾气中的有毒气体、巴比妥酸盐(barbiturate)等 的使用,与自杀率的降低有关。1998年,英国通过法案,规定普通商店中销售的乙酰氨基酚每包最多只能含 16片,药店销售的乙酰氨基酚每包最多只能含32片。此后,由于过量服用非处方药物而中毒身亡的情况减少了。

  设置物理障碍也可以降低自杀的发生频率。如果在美国旧金山金门大桥(Golden Gate Bridge)下设置防护网,人们就不能跳桥自杀。多数人也不会转而选择另一种自杀方式。美国西北大学的心理学家马克•赖内克(Mark Reinecke)说:“大多数人是不会执行另一套自杀方案的。”在无味的天然气中添加难闻的化学物质,可以避免人们因吸入过量气体而死亡。《柳叶 刀》(Lancet)杂志2009年 4月发表的一篇综述显示,当英国供应的燃气从有毒的煤气改为无毒的北海天然气后,英国的自杀率显著下降(20世纪 60年代初,煤气是英国最常用的自杀手段)。

  这些措施非常重要,毕竟我们不可能识别并阻止每一位有自杀风险的人。尽管一个科学工作小组已经提出了一系列的危险征兆,但延说:“我们还不能很好地预测自杀行为或自杀企图。”(见下图。)

  识别出潜在的自杀者,对防止他们实施自杀计划至关重要。美国犹他大学社会学与行为科学学院院长戴维·拉德(David Rudd)认为,尽管抑郁使人们长期处于自杀的危险中,但某些独特的行为举止标志着他们很快就会采取行动结束自己的生命。拉德领导的由美国自杀协会和美国国立卫生研究院组成的联合工作小组列出了一系列最显著的自杀信号,其中包括:

  ■ 处理好事务:更改遗嘱可能是为死亡做准备。

  ■ 行为鲁莽:人们可能通过高速驾驶或者闯红灯来显示求死的决心。鲁莽行为逐步升级说明他们是真的不想活了。

  ■ 情绪变化剧烈:从一种消极情绪突然转变为另一种消极情绪,比方说从极端低落突然转变为焦虑或不安。

  ■ 讨论自杀:多达85% 的自杀者在自杀前都曾告诉某人他们自杀的计划,或者在诗歌、歌曲或者日记中表达他们的想法。青少年甚至会留下日记给父母或者老师看。

  ■ 认为自己没有价值:尤其是受虐者经常感到无助和惭愧。

  ■ 丧失生活的兴趣:当一个人不再关心曾经对他非常重要的活动或者事件时,这种空虚感就是抑郁加重的一个信号。

  埃尔南德兹不愿看到女儿谢雷妮蒂(Serenity)出现任何自杀征兆。每周,她和一岁的谢雷妮蒂都要参加一次亲子心理治疗小组;她们还参加了纽约蒙特菲尔儿童医院的健康项目,这一项目致力于从生命早期开始预防高危家庭成员的精神障碍。项目负责人、儿科医生拉希尔•布里格斯(Rahil Briggs)说:“甚至有两天大的婴儿来参加我们的项目,我们要做的就是预防、预防、再预防。”

  本文作者:

  卡伦•施普林根 曾为美国《新闻周刊》记者,现执教于美国西北大学梅迪尔新闻学院,为多份出版物撰写过文章。

  本文译者:

  许燕,博士,教授,北京师范大学心理学院院长、北京师范大学社会建设研究院副院长。专业领域为人格与社会心理学,心理测评与心理咨询。研究领域为工作压力 与心理调适、灾后心理重建与心理健康教育、青少年人格发展与教育、领导干部心理健康调适与测评、大学生自杀鉴别与干预、价值观、心理绑架等。出版著作教材 20余部,发表学术论文 140余篇。

 

 

      封面故事:
 
呼吸链Complex I的结构被确定

 

 

Complex I是呼吸链的第一种酶,它通过将NADH和苯醌之间的电子转移同质子转位耦合起来,而在线粒体中的细胞能量生产中扮演一个中心角色。这个巨大的复合物是呼吸链的最后环节,其机制和完整结构过去并不为人们所知。现在,来自大肠杆菌的Complex I的膜区域以及来自温泉菌(嗜热菌)的完整Complex I的结构已被确定。这些结构提供了关于耦合机制的有力线索:两个主要区域界面上发生的构形变化,会驱动一个长阿尔法螺旋发生一种活塞式运动,使附近跨膜螺旋倾斜,导致质子转位。本期封面图片所描绘的是来自嵌入在类脂双层中的温泉菌(嗜热菌)的呼吸链Complex I。每个亚单元都用不同颜色表示,亲水区域中的Fe-S簇显示为球形。背景所示为偏振光下的膜区域的晶体。
 
火星上的沉积过程
 
火星北极冰盖所含的水足以覆盖整个星球达几米深,它有两大地形与其他所有地形截然不同。它们分别是名为“Chasma Boreale”的巨大峡谷和一系列螺旋形沟槽。导致人们对它们形成的过程一直不清楚。现在,本期Nature上两篇论文介绍了这两个系统的详细历史。John Holt及其同事利用来自“火星侦察卫星”的雷达回声装置的穿透式雷达图像发现,形成“Chasma Boreale”的是沉积过程,而不是一次灾难性事件。Isaac Smith和John Holt利用来自“火星侦察卫星”的数据排除了火星北极冰的侵蚀切割是形成中央沟槽的原因,相反他们得出的结论是,这些沟槽在很大程度上也是沉积形成的,是沉积物在过去200万年向极地方向等迁移造成的。
 
决定原子核稳定性的因素
 
原子核有一个壳结构,它允许数量为“幻数”的中子和质子的存在,相当于原子物理中的惰性气体。关于奇异原子核的核壳层外单个粒子状态性质的知识,对于从根本上来了解核结构和核合成很重要。Jones等人利用一种核子转移技术来将单个中子添加到短寿命的锡同位素132Sn中,以生成寿命更短的133Sn同位素。利用这种方式,他们得以能够证实132Sn的闭壳“双幻”性质。对所添加中子可以获得的量子状态的光谱所作测量表明,133Sn核的特点几乎完全由这一个中子决定。这一发现将壳模型的有效性延伸到了“富中子”核,为预测与稳定区距离更远的原子核的性质提供了一个基准,其中包括那些在超新星的中子俘获反应中所涉及的原子核。
 
匈牙利发现有角恐龙化石
 
有角恐龙是东亚和北美西部白垩纪晚期特色鲜明的动物,通常被认为是那些地区的本地动物。有迹象表明,有角恐龙也可能出现在其他地方,但此前一直没有确凿的证据。在今天匈牙利所在地方一个有角恐龙新种的发现表明,白垩纪晚期的生物地理仍有让人们吃惊的东西有待发现。当时欧洲大部分地区是一个群岛,在非洲和欧亚大陆块之间。虽然人们对其认识还很有限,但它仍有可能产生关于恐龙生物地理分布的相关信息。
 
像乌贼的动物Nectocaris
 
如何分类
 
已有5.05亿年历史的加拿大的伯吉斯页岩以完美保存其化石而闻名于世,它们当中有很多都非常奇特,如Anomalocaris和Hallucigenia,这两种化石很多年都无法分类。它们构成Stephen Jay Gould的著作“Wonderful Life”的基础。此后,这些化石以及很多其他化石被与现代无脊椎动物门归入一类。Gould所说“奇观”中的另一个是Nectocaris。可供研究的少数几个化石材料看起来像是一种节肢动物与一种脊索动物融合而成的某种东西。现在,由于有皇家安大略博物馆收藏的90个新标本可供研究,Martin Smith和Jean-Bernard Caron提出,Nectocaris在动物分类中也可以有一个位置了。其解剖特征表明,它与头足纲动物有关,这个类群包括章鱼、乌贼和已经灭绝的菊石类。这种捕食性动物有一对照相机一样的眼睛、灵活的触须和通过一个“喷嘴”来进行的喷射推进功能,它看起来很像乌贼,但却有两个而不是八到十个触须。
 
与肺癌相关的基因突变
 
完整基因组测序已为包括肺癌在内的若干种癌症类型的突变谱提供了线索。最新测序技术意味着,现在有可能从全基因组范围内来观察突变差异,而且现在研究人员对肺癌已经做到了这一点,并对一种原发性肺部肿瘤(一种腺癌,来自一名男子,他15年来每天平均吸烟25支)和相邻正常组织的完整序列进行了比较。比较结果显示了超过5万个“点突变”,其中530个得到确认,它们当中392个在编码区域,包括以前已知的变异,如KRAS“原致癌基因”突变和放大。这些数据表明,遗传上复杂的肿瘤可能包含很多部分冗余的突变,而且要识别复发性致癌“驱动突变”,将需要对很多尚未测序的样本进行测序。
 
清除血栓的第三种机制
 
在我们的整个生命过程中,脑血管中会形成微小的血栓或“微栓子”。很多这种血栓会被血液流动的力量清除,而其他的则会被“纤维蛋白溶解”过程消化。现在,第三种栓塞清除机制已被发现,它被称为“栓塞溢出”。对活的小鼠所作的高分辨率固定组织显微镜及双光子成像研究表明,很多“微栓子”不会被血液或“纤维蛋白溶解”过程溶解,而是在一个星期内被包裹“栓子”的内皮细胞主动清除,因为发挥这种功能的内皮细胞会被重塑而生成一个未被堵塞的血管。这个过程在老年小鼠中所需时间较长,说明血栓清除是中风之后康复的患者的一个可能的治疗目标,也是与年龄相关的认知疾病的一个可能的治疗目标。
 
(田天/编译,更多信息请访问www.naturechina.com/st
 
 

美国《技术评论》杂志每年都会评选出10项可能改变世界面貌的新兴技术。今年,榜上有名的包括实时搜索、社会化电视、绿色水泥等等,其中有些技术可能刚刚“小荷才露尖尖角”,比如“双效抗体”等;另外一些技术已经成为业界人士脑海中的热门词汇,比如云计算。无论如何,这些技术必将会在2010年的世界“搅动一池春水”,有望让我们的生活更加健康和美好。
 
1.实时搜索——社交网络正刷新搜寻信息的方式
 

实时搜索
 
时下,以推特(Twitter)为代表的实时网络成为互联网最热门的应用领域之一,正是基于网民对新兴资讯速度和实时性的更高要求,搜索引擎领域应需而动,“实时搜索(Real Time Search)”概念应运而生。以谷歌为代表的国外搜索巨头相继推出了相应服务。
 
谷歌表示,网络上每天都会产生出超过10亿条的即时信息,而此前着重于“历史搜索”的技术难以及时捕获最新信息。鉴于此,谷歌1月1日推出了“实时搜索”服务,力争在海量信息中,为用户提供某个时刻他最需要的信息,用户不仅可以获得来自各类社交博客、微博和新闻报道的第一手咨询,还能通过智能手机摄像头拍摄的照片来按需搜索,网络环境也因此变得更便捷、简单。
 
微软公司搜索技术中心的负责人肖恩·萨切特则认为“实时搜索”这种说法太局限,他表示,微软公司的“必应”搜索服务不仅可以从社交网站过滤出用户所需要的数据,而且也能够将这些数据进行扩展,最终,通过人们键入的关键字,“必应”将会为人们提供一对一的交流。
 
2.社会化电视——通过社交网络重建电视观众群
 
 
 
社会化电视
 
虽然近年来实时电视节目的收视率有逐年下降的趋势,但是诸如冬奥运和格莱美音乐颁奖典礼等重大事件却吸引了越来越多的观众,出现了比之前更多的新闻和评论。电视业正在慢慢复苏,这或许可以归结于一些新的“观看”方式的诞生:人们在观看电视节目的同时,还使用智能手机或笔记本电脑来传输文本、发送推特信息、实时提供明星的绯闻逸事等。
 
麻省理工学院电子研究实验室的特邀科学家玛丽-乔斯·蒙特佩蒂已经花了好几年的时间研究“社会化电视”(Social TV)——把促进电视节目质量的“社会化网络”和更加被动的传统电视收视习惯进行无缝连接。这样做的目标是:使看电视成为不同地方的观众们能够相互分享和讨论,并且让每个观众能更快地找到他们想要看的节目。
 
蒙特佩蒂希望将不同的通讯系统连接在一起,尤其是将手机和宽带服务连接在一起,来创造一种优雅的用户体验。她正在同英国电信(BT)公司着手研发这套系统,BT向英国和爱尔兰的1500万人(其中一半是数字电视的订户)提供宽带连接服务。
 
去年年底,蒙特佩蒂展示了一套非常有趣的系统原型:一个中央数据库将YouTube等视频网站上的视频集中在一起,让社交网络的用户分享特定的数据,然后将视频传送到用户的电视机上,让用户能够通过手机发送评论并且对电视节目进行评级。这种应用程序也让用户告诉网络,他们希望什么程序出现在其电视上。
 
例如,如果用户的某个朋友向他推荐了某个视频,用户也同意接受,这个视频将会在某个指定的时间出现在用户的电视屏幕上。除了考虑到商业因素外,蒙特佩蒂也希望社会化电视网站帮助相距遥远的朋友和家人保持密切的联系,体会“海内存知己,天涯若比邻”的感觉。
 
今年2月,蒙特佩蒂的团队向BT公司提交了该系统的精简版本。BT公司大学战略研究部门的负责人杰夫·帕特摩尔说,这样的一套系统可能将于今年横空出世。蒙特佩蒂正急切等着美国部署社会化电视网站。
 
3.移动3D——智能手机将成为三维市场的主流
 

手机三维
 
《阿凡达》使3D电影方兴未艾。澳大利亚的动态数码景深公司(DDD)正在将3D带到智能手机和其他移动设备上。
 
三星B710手机看起来像是一款典型的传统智能手机,但是一旦将屏幕从竖屏转为横屏时,不可思议的事情发生了:屏幕上的图像由2D变成了3D。这种景深感效果是由DDD的首席技术官朱利恩·弗拉克发明的,该技术有望解决3D领域的最大瓶颈,力争能够做到不戴特殊眼镜就可享受观看3D节目的乐趣。
 
弗拉克发明软件的工作原理是通过估算各种物体的景深而将2D视频合成3D场景,比如将最上层的天空和远处的背景结合在一起。接着,它会持续不断地将很多差别很小的图像叠加在一起并呈现给观众,从而使其在大脑中产生景深感,从而获得3D体验。
 
这项技术将会运用在已经开始被大肆炒作的3D电视机上,但是最适合使用这项技术的对象则非智能手机莫属,因为该技术的视角范围较小,手机用户更便于选择最佳观看角度,这也是为什么手机多媒体设备能够抢占先机,引领3D技术成为主流的原因。市场调研机构DisplaySearch最近预测,到2018年,全球将会有7100万这样的移动设备。
 
而弗拉克认为,此项技术现在最好的应用应该是在游戏领域。DDD已经发布了软件,让游戏在计算机上呈现3D效果,该公司也希望在两年内为移动设备装配同样的软件。
 
这套软件是一个类似于手机游戏和视频的应用程序,将会促进3D屏幕遍地开花,同时也为下一代令人震惊的交互接口和应用程序的研发奠定基础,就像手机上的2D屏幕催生了一些基于触摸的界面和扩展现世技术的发展。
 
4.绿色水泥:将二氧化碳固化在水泥中
 

绿色水泥
 
英国《卫报》去年公布的数据显示,全世界每年生产20亿吨水泥,每生产1吨普通水泥,就释放出近1吨二氧化碳。水泥的生产占据了世界二氧化碳排放量的5%,超过整个航空业的年排放量。并且,人们对水泥的需求量还直线上升,法国农业信贷银行的一份报告预测,到2020 年,全球水泥需求量将比现在增加50%。
 
就在各国面对水泥引发的环保问题一筹莫展的时候,英国Novacem公司应运而生,它由英国帝国理工学院创办,由该学校毕业的博士生尼克劳斯·瓦拉斯普鲁斯担任首席科学家。瓦拉斯普鲁斯表示,该公司致力于研发不同的材料,以替代传统的波特兰水泥(即普通水泥)的原料。
 
瓦拉斯普鲁斯表示:“我们生产的水泥独特之处在于,它是碳负性的。在生产过程中,它排放出的二氧化碳远远小于它在被使用时吸收的空气中二氧化碳量。”去年1月份,英国一年一度的Rushlight Award揭晓,该奖项旨在鼓励当年在英国和爱尔兰最出色的科技发明。Novacem公司凭借“绿色水泥”荣膺此项大奖。
 
瓦拉斯普鲁斯的绿色水泥采用镁硅酸盐取代先前的基础原料石灰岩。瓦拉斯普鲁斯表示,镁硅酸盐不仅在制造过程中比标准水泥需要的热量少,而且在硬化过程中还能够有效吸收空气中大量的二氧化碳,这使得生产总体上是“碳负性”。Novacem公司表示,这种水泥产品在整个生命周期中每吨可吸收0.6吨的二氧化碳,而且,它在加热时需要的温度也相对不高,大约需要650摄氏度。Novacem公司也对其使用加热时不释放二氧化碳的镁硅酸盐申请了专利。
 
Novacem公司打算同英国最大的私人建筑公司莱恩·奥罗克公司合作,尝试着让该行业更多地使用“绿色水泥”。在2011年,该公司将收到150万美元的资助,其中一部分来自英国皇家学会,Novacem公司计划建造一个新的试验工厂来制造其最新式的水泥。
 
其他新兴公司也在尝试不同的方法减少水泥的碳足迹,包括位于美国加州的Calera公司,该公司于2008年提出了一种新的水泥生产理念:工厂通过二氧化碳提供的热量来维持生产,这样一种环保节约型生产水泥体系理论甫一出现便广受人们的关注,该工厂于1908年8月份在加利福尼亚建立了第一个示范点,向外界推广该生产体系理念。最近,该公司收到了大约5000万美元的风险投资。
 
5.改造干细胞
 
 
 
干细胞研究
 
美国威斯康星大学麦迪逊分校医学与公共卫生院教授詹姆斯·汤姆森实验室于1998年首次成功培养出了人类胚胎干细胞,该实验室也于2007年与其他研究人员同时制造出了人类诱导性多功能干细胞。汤姆森手中的小塑料瓶中装着超过15亿个心脏细胞,这些细胞由汤姆森参与创办的细胞动力公司培育,这些细胞来自于一种新的干细胞。汤姆森认为,这种干细胞能够改进人类的疾病研究并且改变我们的药物研发和药物测试模式。
 
2007年,日本京都大学的山中伸弥团队和汤姆森/俞君英团队,通过插入4个特定基因,第一次成功地将普普通通的人体皮肤细胞直接改造为功能与胚胎干细胞类似的“诱导多能干细胞(iPS)”。得到的iPS细胞具有胚胎干细胞的两个确定的特征:能够不断地自我复制;能够如变色龙一般变身为人体内的任何细胞类型。因为,该方法没有使用人类的胚胎干细胞,有效避免了复制或摧毁胚胎的道德争议,同时可能达到与胚胎干细胞相同的医疗效力。
 
关于iPS细胞的喜讯次第传来,科学家们也相信,iPS细胞和干细胞能够替代人类受损或者有缺陷的身体组织。但是,汤姆森认为,他们最重要的贡献将是为人类发展和疾病研究提供前所未有的窗口。科学家能够使用罹患各种不同病症(包括糖尿病)的病人的细胞来制造干细胞,并且诱导这些细胞变成因为疾病而遭到破坏的细胞,这或许会让研究人员更好地防患于未然,在疾病初露端倪时检测到疾病,并且追踪让其扭曲的分子过程。
 
从近一点来说,iPS细胞能够彻底变革药物的有毒测试,汤姆森表示,这些细胞可以无限量地为人类提供各个身体器官。细胞动力公司也在努力扩展干细胞的应用领域。该公司出售由其iPS产生的心脏肌肉细胞给总部位于瑞士的制药巨头罗氏(Roche)公司,罗氏公司使用这些细胞来检测药物的副作用以筛选实验药物。汤姆森希望,这些细胞将帮助揭露药物研发过程初期出现的问题,以节省研究和测试所需要的大量成本。
 
例如,iPS产生的心脏细胞会在盘子中跳动,科学家能够探测哪个药物改变了心脏的韵律。科学家也能够使用这些细胞在分子层面研究心脏的功能如何。并且,细胞动力公司也正在研究其他类型的细胞,包括大脑和肝脏细胞。肝脏细胞对制药研究人员意义重大,因为药物的毒性常常在肝脏中显现,研究人员表示:“有一个能够在进入人体前预测药物毒性的模型非常重要。”
 
通过使用人的细胞来制造iPS细胞,科学家也能够更好地了解药物将如何影响不同的人。汤姆森也已经使用患有肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、唐氏综合征、脊髓性肌萎缩症等病症的病人的细胞制造出了iPS细胞。
 
如果这种研究获得成功,研究人员希望使用iPS细胞来研究其他的疾病,并且研发出药物来治疗这些疾病。细胞动力公司的合作伙伴、罗氏公司早期安全和调查毒理学主任凯勒·克拉贾说:“这会从根本上改变药物的开发。”
 
6.植入式电子设备——可降解的芯片能减少移植手术对人体的伤害
 

生物芯片
 
下一代植入式医疗设备将不再依赖由工厂中制造的材料,而是使用蠕虫肚子中培育出的高科技材料。美国塔夫斯大学的生物医学工程师菲奥里泽·奥蒙特使用蚕丝制作了一些可植入的光学和电子学设备,这些设备将成为生命特征的监视器、血液检测仪、图像中心和医务中心,而且在不需要时,可以轻而易举地将这些植入人体的设备销毁。
 
植入式电子设备可以提供更加清晰的人体内部状况图片,让医生更好地了解病人体内的情况,或者帮助监视患者的慢性病发展情况或术后身体恢复情况,但生物相容性等问题也限制了植入设备的使用,许多在电子设备中广泛使用的材料被植入人体后会引发免疫反应。另外,目前大部分植入芯片需要通过外科手术植入人体,而在不需要的时候,还得通过手术取出,因此,只有在关键时刻,人们才会选择植入式电子设备(比如心脏起搏器)。
 
然而,蚕丝天性柔软,在人体内可降解;并且,它能像光学玻璃一样透光;尽管蚕丝不能被制成晶体管和电线,它却可以作为电子设备阵列的机械支撑,使电子设备阵列可以稳定地待在生物组织的表面。采用不同的加工工艺,蚕丝还能在人体内立刻降解或者待上几年时间。并且,蚕丝还可以用来长期储存诸如酶等纤细的分子。
 
3年前,奥蒙特开始着手研究蚕丝,那时,塔夫斯大学的生物医学工程师大卫·帕卡兰向他寻求帮助,制作一种新的材料来做生物支架,以便为新长出的组织提供支持。奥蒙特把蚕丝在开水中煮沸,并将得到的溶液提纯,获得了主要材料:蚕丝蛋白。这个方案可以在模具中做到10纳米大小的尺寸。奥蒙特用模具制作出了棱镜、镜子、透镜以及光纤等各式各样的光学设备。将抗体或者酶和蚕丝溶液混合之后,再进入模具加工,就可以制造出感应任何低浓度生物分子(从葡萄糖到肿瘤标志物)的生物传感器以植入人体。
 
奥蒙特和卡帕兰以及伊利诺伊州立大学的材料科学家约翰·罗杰斯合作,奥蒙特成功研制出由蚕丝和柔韧的硅电子设备合成的植入物。例如,这个团队之前就是用蚕丝薄膜将一些极小的晶体管阵列和发光二极管(LED)固定在一起,LED是可以识别病毒制造者聚集状况的植入式芯片的基础。科学家已经证明,这些小设备在小动物身上表现良好,没有出现任何结疤或者免疫反应。最后,蚕丝会在人体内降解,只留下一小部分硅和其他电路中所用的材料。
 
另一个设备使用蚕丝来做金属电极网,该金属电极网可以取代用来检测脑部状况以及治疗诸如癫痫等病症的长钉一样的电极,并且能够更精准地监测神经活动。这种以蚕丝为原料制成的电极可能成为植入式电子设备的“开路先锋”,两三年内就可用于植入人体并监测人体状况。
 
奥蒙特还列举了另外一些应用:例如,一个蚕丝光缆可以从一个LED阵列传输光线到植入人体的蚕丝传感器,蚕丝传感器通过改变颜色来告诉人们癌症又复发了。另外,这些设备还能控制人们服用药物的剂量。利用一根蚕丝光纤,还可将一些信息传输到人体的皮肤表面,再使用手机将这些信息读出。奥蒙特说,制造这些设备的材料都已经具备,只要把这些材料放到一起,一根小小的蚕丝就能帮助我们拯救生命。
 
7.用太阳能直接制造可再生燃料
 
 
 
用太阳能直接制造可再生燃料
 
美国投资机构旗舰风投公司的首席执行官努巴·阿费彦曾表示:“生物燃料都是来自于二氧化碳和水,那么是否存在一种方式可以将二氧化碳直接转变为我们所需要的燃料,而不用费事利用玉米、柳枝稷或者海藻来获取呢?”
 
对于阿费彦创办的新兴公司朱尔生物技术公司(Joule Biotechnologies)来说,答案似乎是肯定的。去年,该公司宣布,他们设计出了新的方法,可以从喂养阳光与二氧化碳的转基因微生物(genetically manipulated microorganism)中提炼出乙醇与其他液态燃料。
 
不同于一般的生物燃料公司,朱尔公司称,其“日光养殖”系统不需要藻类或者其他植物等生物原料就可以运作,在这个系统下,微生物在盐水里透过光合作用获得成长所需要的动能,然后直接分泌出燃料或者商用化学物质。
 
朱尔公司的制造过程依赖其太阳能转化炉(SolarConverter),这个转化炉会收集阳光并向装有微生物的溶液喂养二氧化碳,这些模组可以串联在一起形成一个巨大的生产单位,且燃料被抽出后溶液可以回收再利用。
 
朱尔公司的生物工程师们也给他们的转基因微生物安装了限制其生长速度的开关。科学家让其仅仅在几天内繁殖,接着启动开关,让生物组织的能量从提供生长变成生产燃料。
 
实验室测试和小规模的尝试让阿费彦估计,使用这种方法每亩地获得的液体燃料是使用玉米来制造乙醇的100倍,是使用其他农业肥料获得的生物燃料的10倍,其同化石燃料相比,非常具有竞争力。
 
现在,采用传统方式来获得生物燃料受到诸多因素的制约,比如使用玉米制造生物燃料会占用大量耕地,同时产生大量废水,新的制造生物燃料的方式需要的水更少,并且,也不会占用大量耕地,制造它们只需要昂贵的、多步骤的生产过程。为了将风险降至最低,该公司研发出了一个模块化的过程,不需要大的以及昂贵的演示工厂,公司正在德克萨斯州建立小型的商业化工厂。
 
无独有偶,美国加州生物技术研究集团合成基因公司也正在与明尼苏达州立大学生物技术研究所合作,试图直接用二氧化碳来制造生物燃料。
 
8.双效抗体——“一箭双雕”治疗癌症
 

双效抗体
 
在美国基因技术公司(Genentech)位于旧金山的总部,资深科学家杰玛尼·弗一直在重新设计该公司最赚钱的两种抗癌药物。一种是抗体赫赛汀(Herceptin),主要对抗位于乳癌细胞上的Her2(人类表皮生长因子受体2)抗原;另一种是阿瓦斯丁(Avastin),它能够阻止肿瘤自制血管,使其无法吸收养分而饿死。
 
杰玛尼·弗的目标是证明,通过使一个抗体紧密地结合到两个不同的抗原上,她能够为那些正在与乳腺癌做斗争的患者带来更大的胜算机会。去年,她和同事证明,一个经过改造后的赫赛汀抗体不仅能够关闭老鼠身上的Her2受体,而且也能够锁住血管内皮生长因子(VEGF),前者被认为会促进肿瘤的生长,而后者则在一些侵略性的乳腺肿瘤里高表达,相关论文发表在2009年3月20日出版的《科学》杂志上。
 
设计出这样一种“双效”抗体能够帮助解决化疗药物存在的一个主要问题:癌细胞通常会对化疗药物产生免疫力,变异使得癌细胞能够适应药物的攻击。医生们常常将不同的化疗药物混合在一起,在癌细胞找到“逃生路线”之前杀死癌细胞。设计出一种能够对癌细胞进行多方“拦截”的药物将能够让治疗变得更加简单方便。
 
一个单细胞繁殖的抗体能够承担两个抗体的工作具有很好的商业前景,可能让治疗的费用减半、缩短治疗时间。基因技术公司也已经开始进行试验,以确认是否赫赛汀和阿瓦斯丁合作能够比单独使用其中一种药物更好地战胜乳腺癌。
 
基因技术公司正在使用这项技术研发另一个双效药物。与此同时,杰玛尼·弗的实验也激发了其他科学家研发类似药物的兴趣。美国斯克利普斯研究所的分子生物学教授卡洛斯·巴巴斯说:“双效药物对治疗癌症意义重大。”巴巴斯创办了CovX公司,专门从事双效抗体的生产。尽管她和弗是竞争对手,但是,巴巴斯高度评价了弗团队的研究成果,称其为“抗体研发史上美丽的篇章”。
 
9.新型光伏发电——用纳米粒子提高太阳能发电效率
 
1995年,凯利·卡切波尔完成了她的物理学本科学历后,决定进入一个停滞不前的领域:太阳能电池。2006年,已经成为博士后的卡切波尔获得了一项重大的发现,推开了制造光电转换率更高的薄膜太阳能电池的大门。这个进步或许可以让太阳能在同化石燃料的博弈中更具竞争优势。卡切波尔现在是澳大利亚国立大学等离子研究团队的一员。
 
薄膜太阳能电池一般用非晶硅或者碲化镉制造,与常规的由更厚而且更昂贵的硅晶片制造的太阳能电池相比,成本更低。当然,薄膜太阳能电池的效率也更低,因为,如果一个电池的厚度比射入光线的波长还短时,光线就更难被吸收和转换。因此,仅仅几微米厚的薄膜电池只能微弱地吸收一些近红外的波长。如此一来,薄膜电池的光电转化率只有8%到12%,而一般晶硅太阳能电池的转换率能达到14%到19%。而要产生更多的电能就需要制造更大的设备,这就大大限制了太阳能技术的应用范围。
 
当金属表面的电子被入射的光线刺激后,会形成等离子体振荡。在传统的硅基太阳能电池的制造中,很多人都利用等离子体效应,从而保证电池更加高效,但是却没有人利用这个效应来制造薄膜电池。卡切波尔发现,她敷在一块薄膜太阳能电池表面的银纳米粒子,并不会像镜子一样完全反射直接照射到其表面的光线。相反,粒子表面上形成的等离子体将使光子偏斜,这样,这些光子会在薄膜电池内部来回反射,以便于长波长光的吸收。
 
卡切波尔的测试设备的光电转化效率比普通的薄膜太阳能电池高30%左右。如果卡切波尔能把她的纳米粒子技术和大规模制造薄膜电池结合起来,很可能会改变太阳能电池技术领域的平衡,加速太阳能取代传统化石燃料能源的步伐。薄膜太阳能电池不仅能获得更多的市场份额(目前,其在美国的市场份额为30%),同时,也会加速整个光伏产业的发展。
 
毫无疑问,在薄膜太阳能电池制造上,碲化镉将慢慢取代硅。但是碲是稀有元素,专家们担心它的供给可能无法满足需求。而在这方面,硅则更有优势。
 
目前已经有多家公司向卡切波尔抛出了“橄榄枝”。但是,卡切波尔希望在商业化这项技术之前,能够更好地完善它。同时,澳大利亚斯文本科技大学的研究人员们也正和业界巨头、世界上最大的硅基太阳能电池制造商中国尚德太阳能电力有限公司开发他们的等离子体薄膜太阳能电池制造技术,据称,该公司的等离子体太阳能电池有望在4年内实现商业化。
 
10.云编程——Bloom语言降低云应用开发难度
 

云计算为我们提供了无限的计算和存储能力。然而,程序员们似乎并不知道怎样最大限度地利用这种能力。
 
当前,大部分程序员们都倾向于改造已有的程序,使其可以在云端运行,而不是直接编写一个为云量身定做的应用程序。而且,在跟踪数据和获取程序在云上运行的状态方面,云做得还不够好。如果程序员们能够很好地解决这些问题,他们就可以更加充分地利用好云了。
 
比如,对于在线音乐零售商们来说,在云端,他们可以更好地管理社会化媒体:当一个歌手突然成为“当红炸子鸡”时,网站就会很快刷新,摆满有关该歌手的唱片的促销活动的广告,以迎合当下消费者们最大的兴趣。
 
加州大学伯克利分校的约瑟夫·海勒斯太因认为,他可以开发出一套软件来很好地追踪数据和密切监视云端的动向,使得编写复杂的云端应用程序变得简单明了。他的想法是,修改各种数据库编程语言,并用其来快速搭建任何云端应用,包括社会化网络、通讯工具、游戏等等。通过好几年的测试和修改,这些语言现在已经可以很好地从大型数据库中读取和写入数据。如果这其中的任何一种语言可以很好地实现云端友好化,那么,程序员们就真的不用再花大力气处理各种细微的数据了,只需要关注他们想要的结果就可。
 
这个想法面临的挑战是,这些语言只能处理那些静态的分批的数据,不能处理动态的变化的数据(比如从传感器组成的网络收集到的数据)。海勒斯太因的解决方法是,在语言中加入一个概念:数据可以是动态的,在数据被处理的时候,数据会发生变化。这使得程序能够为可能会晚来或者永远不会来的数据做好准备。
 
海勒斯太因的主意已经结了果实:Bloom语言。海勒斯太因团队已经使用Bloom语言快速重建了Hadoop(一个可以管理大量数据的工具),并在其上增加了多项功能。Bloom语言降低了应用开发的难度,可以让更多程序员们参与到云应用的开发中来,从而创造出更多更强大的云应用。
 
海勒斯太因团队将于2010年晚些时候发布Bloom。他们也在向外界展示如何将Bloom应用于实时的应用程序中,比如在线的多玩家游戏、监测地震或者海啸的警报信息等。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
美国罗切斯特理工学院、佛罗里达理工学院和英国苏塞克斯大学天文学家组成的研究小组表示,利用哈勃太空望远镜,他们在M87星系中心观察到超大质量黑洞位置发生变化(出现位移)的现象,并认为超大质量黑洞也许常常会在星系中心区漫游。
 
最有可能导致超大质量黑洞在星系中心出现位移的原因是两颗年龄较大、质量较轻的黑洞过去发生了合并。研究小组负责人、佛罗里达理工学院物理和太空科学系助理教授丹尼尔·拜切尔多表示,他们同时还发现M87星系中圆锥形的射流可能在推动超大质量黑洞在星系中心漫游。
 
研究M87星系是罗切斯特理工学院物理教授安德鲁·罗宾逊指导的哈勃太空望远镜探索项目的组成部分,他说:“这项研究中最令人感兴趣的是我们发现的或许是黑洞合并的标识,它对寻找引力波和建立黑洞合并演示系统模型的人们来说具有极大的吸引力。天体理论预测,当两个黑洞合并时,新形成的黑洞会因引力波喷射而受到反冲力,导致其在星系中心出现位移。”
 
罗切斯特理工学院物理系教授大卫·梅利特补充说:“一旦受到反冲力,超大质量黑洞将需要经过长达数百万年至数十亿年的时间才会停止漫游,特别是在像M87这样巨大的、四面扩散的星系中更是如此。因此,探寻超大质量黑洞位移是认识星系合并历史的有效途径。”
 
由于许多星系具有与M87星系相似的特性,因此有可能超大质量黑洞经常性地在它们的星系中心漫游。然而,潜在漫游十分微细,研究人员需要依赖哈勃太空望远镜来发现它们。
 
无论超大质量黑洞在星系中心漫游的机理为何,其意义在于传统超大质量黑洞存在着必须的位移,它们不再像过去那样被假定固定在星系的中心。这将有可能对基础天文学部分领域带来影响,提出某些有趣的问题。
 
佛罗里达理工学院物理和太空科学副教授埃里克·帕尔曼认为,特别引人思考的问题涉及人类地球所处的星系预计在大约30亿年后将与仙女座星系的合并。两星系合并的结果可能是出现类似于M87星系的活跃型椭圆星系。由于两星系中心均有超大质量黑洞,因而合并后,超大质量黑洞可能会在星系核中游荡数十亿年。
 
 
 
 
 
 
 
 
 


一颗彗星沿着自杀路线,高速冲向太阳的3D画面。

北京时间5月26日消息,据美国宇航局太空网报道,太阳物理学家24日宣布,加州大学伯克利分校太空科学实验室的研究人员,利用美国宇航局日地关系天文台(STEREO)飞船上的仪器追踪一颗彗星,第一次拍到它沿着自杀路线,高速冲向太阳的3D画面。
 
加州大学伯克利分校的博士后研究员、太阳物理学家克莱尔·拉夫特利说:“我们认为这是第一次以3D画面的形式追踪到距离太阳日冕如此近的彗星。”该校的4名博士后研究员利用美国宇航局日地关系天文台(STEREO)飞船上的仪器追踪这颗正迅速冲向太阳的掠日彗星。他们可以计算出这颗彗星与太阳相撞的大致时间和位置。
 
美国宇航局日地关系天文台任务在2006年启动,它实际上由2艘围绕太阳运行的飞船组成,一艘位于地球前方,另一艘位于地球的后方,它们为人们提供太阳的三维立体画面。
 
掠日彗星由尘埃、岩石和冰组成。这些彗星向太阳方向快速飞去时,人们很难追踪到它们,因为日面的亮度远远超过了这些彗星的亮度。不过偶尔一颗这样的彗星会在太阳观测飞船日地关系天文台和“太阳及太阳风层探测器”(SOHO)等的观测画面中凸显出来。
 
拉夫特利和她的同事们观测到的这颗彗星,显然在太阳外层大气(被称作日冕)的高温环境下幸存下来,并在色球里消失不见了。色球是一层薄薄的等离子体,位于可以看到的太阳表面和日冕之间。这颗彗星最终在高达近18万华氏度(大约是10万摄氏度)的极高温度下蒸发掉了。
 
拉夫特利和她的同事胡安·卡洛斯·马丁·奥利弗洛斯、塞缪尔·卡鲁克和帕斯卡·圣希拉尔总结说,这颗彗星可能来自克鲁丝(Kreutz)族彗星,这是2004年在气体庞然大物木星的影响下,脱离轨道的一群特洛伊或格里克彗星。
 
研究人员还下结论说,这是这颗掠日彗星第一次围绕太阳运行,也是它围绕太阳运行的第一圈,然而这一圈还没结束,它就撞上太阳,葬身“火海”了。该科研组24日在美国天文协会第216届会议上详细介绍了这项重大发现。
 
3月,日地关系天文台和“太阳及太阳风层探测器”的观测总结提到这颗彗星,这是马丁·奥利弗洛斯首次注意到该彗星。这颗彗星的由尘埃和离子组成的明亮的长尾巴,显示它是一颗掠日彗星,如果它将围绕太阳运行,研究人员决定对它进行监测,看一看他们借助日地关系天文台的数据,是否可以准确计算出该彗星的运行轨迹。
 
他们发现,日地关系天文台的数据非常精确,他们借助这些数据,可以绘制出该彗星与太阳相撞在一起两天前的运行路径。研究人员还能估算出一个直径大约是620英里(1000公里)的撞击区域。然后他们浏览了莫纳罗亚山太阳天文台上传到网上的数据,确定他们是否能从光谱的紫外区,在太阳的边缘处发现该彗星。
 
结果他们在太阳表面闷热的日冕和色球里发现一道很短的明亮轨迹,这条轨迹持续了大约6分钟,它只有几千英里长。因为这颗彗星有一条相对较短的彗尾,长度大约只有186万英里(300万公里),因此研究人员认为,该彗星含有很难蒸发的重元素。
 
这一发现或许还有助于解释为什么该彗星在完全蒸发掉以前,能进入到太阳色球里这么深的地方,并在极其高温的环境下和很强的太阳风下幸存下来。为了进行这项研究,该科研组利用了日地关系天文台上的两个日冕观测仪A和B,并使用了“太阳及太阳风层探测器”上的多种仪器,研究人员在相关报告中说:“这证明了非太阳现象的多视观测的重要性。”
 
研究人员还利用了莫纳罗亚山太阳天文台收集的数据,并发现该彗星与太阳相撞的可能位置的图片,该天文台位于夏威夷莫纳罗亚火山的一侧。这些图片显示,有一颗彗星正从日面的后面靠近太阳边缘。该科研组的成员都在研究太阳上的爆炸事件,他们表示,他们还没打算研究这颗彗星的物理学性质。拉夫特利说:“这只是一次演练,不过它已经控制了我们的生活。”