人类已首次获得了日全食时月球大气层最为详细的照片,美国科学家从中得出结论 :月球大气层的厚度几乎是科学家早先设想的2倍。

波士顿大学空间中心物理学家杰夫里 · 波加纳(Jeffrey Baumgardner)指出:在1993年11月29日历时1小时的日全食无光期内,得克萨斯戴维斯的麦克唐纳(Mcdonald)天文台收集了这一珍贵的观察资料。曰全食时,整个月球滞留在地球的阴影中,以往的散射光线被一片黑暗所取代,因而天文学家有机会发现月球高空大气层中微弱的钠光。特别令波士顿天文教授米盖尔 · 曼迪罗(Michal Mendillo)惊奇的是,他发现这些光线能超过月球半径的9倍,延伸至月球表面上空14,000公里处。“这几乎是早些时候天文台记录到的月球大气层的2倍,他们已在1/4月相时进行了研究。”

目前有两种月球大气层成因理论:一种理论认为微陨星不断撞击月球表面,释放了大量的钠原子,其结果形成了月球大气层。而第二种理论则认为是太阳风的作用形成了月球大气层,但是,当波士顿的科研人员发现月球大气层有不规则的形状时就抛弃了微形陨星论,因为他们发现月球大气层是均匀分布的。至于太阳风成形论也烟消云散了,因为人们在满月相时发现地球磁体掩盖了月球表面。气象学家坚信,假若太阳风能使月球表面释放钠原子,那么大气层就不可能在满月时延伸到如此高度。

[杜宗潆译自China Daily年10月31日]

探测臭氧层的高空飞机

臭氧层正在消失吗?科学家们期待实地考察,但是,大部分臭氧都滞留在平流层中,这么高的高空几乎没有飞机能飞达,包括协和式飞机和U-2型间谍机。为解决这个问题,德国政府资助了一项制造高空、长时间飞行的飞机的计划。这种可实地探测臭氧层的高空飞机取名为Grob Strato 2c。

Grob strato 2c飞机设计所能达到的最大高度为8200英尺,可载2名飞行员、2名观察员和一些科学仪器。

Grob strato 2c飞机几乎全部用复合材料制成。飞机狭长的机翼跨度为185英尺,与B-52型轰炸机相同。飞机密封仓是加压的,因此,机乘人员不必像U-2型飞机的飞行员那样穿笨重的飞行服。

Grob strato 2c飞机装有2台450马力的发动机,驱动直径为20英尺的巨大的复合推进式螺旋桨。每一台发动机都配有一台精心设计的三级涡轮增压器,使飞机在高空中能维持全功率。

Grob strato 2c飞机燃料供应平均可使飞机在17小时飞行期间,在7900英尺高空巡游8小时;在较低的平流层,飞机可以在5900英尺高空停留48小时,行程超过11000英里。因此,科学家们可在实地收集大量的关于地球大气中的那层虽薄但至关重要的臭氧层的资料。

[唐复勇摘译自Science,1995年第7期]

机器人研制的新动态

据美国休斯敦的NASA约翰逊宇航中心科学家声称,他们正在研制一种机器人——人体模拟机器人。

该机器人具有三维立体视觉;有6条协调自如的手臂和9只手,非常灵活,足以抓住一只翼形螺母或完成打结工作。机器人的颈部装有2台摄像机和一个激光测距仪,这些装置能帮助操作者确定物体位置,机器人手上还装有一台摄像机,可进行精细的观察。

在太空中,可用这种机器人进行修理和维修工作,也可用于星球探险。在地球上,亦可用这种机器人救灾、进行搜索和营救工作,进行军火弹药处理,还可以进行海底探险。机器人还有视微功能,可用于微型外科。

目前,该研究中心的工程师们正在为这种机器人研制人工的智能和体能反馈系统以及一套语言系统,使机器人能根据简单的口头指令完成一系列的动作。最终,工程师们的设想使机器人能与人之间进行智能对话。

[唐复勇摘译自Science,1995年第7期]

重新生长的骨修复疗法

一种可硬化成假骨的外科糊剂不仅能为骨折病人免去通常所必需的多次手术,而且能加速其康复。

与其他骨折疗法相比这种糊剂的最大优点在于其具有完好的生物适应性:当骨细胞逐渐生长进入固态糊剂后,这种植入物最终则被活骨组织所取代。通常,临床上先是用金属板将骨折部位固定,然后再取其它部位的骨屑去填充骨裂处,采用糊剂疗法则无需做这样的手术。此外,这种糊剂也与“油灰式蛋白”之类的粘固粉不同,它不会随着时间的推移而导致病情恶化。

阿姆斯特丹医学研究中心的汤姆 · 布洛克休曾(Tom Brockhuizen)用这种糊剂治疗了10例病人,他说 :“尽管肯定其非常有效尚为时过早,但看来还是很有希望的。”

骨的干重的三分之二为钙和磷酸盐之类的无机物,加州落林公司希伦特 · 康斯坦茨(Bront Constantz)小组所研制的这种新糊具有与这类无机物相同的成分。而骨中的有机物如骨胶原,则可在注入这种糊剂后数周内由机体本身生成。

只要将这种糊剂(看起来颇象牙青)注入骨裂处,那么过去那种在骨折处必需采用金属板、钉子和螺丝的侵入性外科手术就不需做了。即使仍需使用金属板的话,这种糊剂能使所需金属件的数量减小到最小,而且还能为其提供一个牢固的附着点,

这种糊剂注入体内后只要10分钟就会变硬。大约12小时后,它就能达到与正常骨一样的强度。康斯坦茨与其同事在《Science》第26卷第1796页)杂志上报道了他们的这一研究结果。

[周亚平、饶新华译自New Scientist,1995年4月8日]

由夸克组成的奇异矮星

白矮星是一种死亡之星。由于核合成反应不再进行,因此也就不再燃烧发光了。电子和原子核紧密地挤在一起,原有的原子结构已不存在。

目前,研究人员认为,在这些死亡之星中可能隐藏着含有奇异夸克的核。这种夸克核的存在可能稳定了这些星体,这样,这些星体所含的物质和核密度就比只由普通物质组成的白矮星更多一些,更大一些。

通常,一颗白矮星所含的物质与太阳差不多,只和一颗行星差不多大,而中子星——超新星爆发的残体——含有相似多的物质但直径还不到40公里。“这种奇异的矮星则位于普通的白矮星和中子星之间,”加州劳伦斯 · 伯克莱实验室的诺曼 · 格伦丹宁(Norman K. Glendenrilng)说。

这种密集型星体是否含有奇异物质随假说而定,这种假说认为,一夸克集合体含有差不多等比例的上夸克、下夸克和奇异夸克,这种集合体可能比只含有普通的原子核(只有上夸克和下夸克)更稳定。研究人员已经在加速器中找到了奇异物质,而在别处,至今还没有发现直接的证据,所以这一假说无法证实也无法否定。

这种奇异的矮星由小小的夸克核组成内核,表层由数千公里厚的核材料包裹着,一薄层的电子围绕着含正电荷的夸克核,使得它与上面的由普通物质组成的外壳直接接触。

这种奇异的矮星的夸克核来自何处?格伦丹宁和他的同事们推测,如果星系中含有夸克集合体的话,那么它们就很容易污染和它们相接触的任何物体。在几十亿年的时间里,主序星里的这种材料足以积成集合体,当这颗星体死亡时,会留下奇异物质组成的核。

[孙家明译自Science News,1995年5月13日]

美科学家发现动物生物钟基因

研究人员正开始明白(兽类)动物体的天然生物钟是如何起作用的。他们已经发现一种能够控制动物每天醒来和睡觉时间的基因。这种基因看来与控制体温和释放激素有关系。体温和激素的数量有时高,有时低。动物体利用这种生物化学变化帮助其测算时间。这种变化或者使动物体更为活跃,或者使动物体更为迟钝。西北大学(在伊利诺州)的研究人员做出了这一发现。约瑟夫 · 塔卡哈西领导了这一研究小组。研究人员是通过观察放在黑暗环境很长时间的实验鼠发现这一基因的,即使在黑暗环境中,这些老鼠每24小时也在同一时间正常开始活动。每300只老鼠中只有1只活动的时间间隔相当长,这一时间接近25小时。他们发现这种老鼠有一份不正常的生物钟基因。他们让有这种不正常基因的雄鼠和母鼠进行交配,生出的幼鼠有两份不正常基因。这些生物钟比正常的生物钟要慢4至5小时。它们被放到完全黑暗的环境之后便失去了判断何时应当醒来的能力。科学家认为,在动物中发现生物钟基因尚属首次。

在此之前,科学家曾在简单生物体和果蝇体内发现生物钟基因。遗传学科学家相信,与生物钟发挥作用有关系的还有其它基因,他们相信可能还有10种以下的其它基因。塔卡哈西计划对自称白天更为清醒的人和自称夜间更为清醒的人进行研究。他的研究小组将在这两种人员中寻找遗传基因上的差别。专家认为,这一研究将会导致研究出药物,帮助人们调整他们的生物钟。这种药物可以用于治疗某些种类的抑郁症,可以用于治疗最常见的睡眠障碍症,而且有助于防止夜间上班的人工作时睡觉。

[陆家训译自Science Report,1995年11月24日]

美国生物圈2号将改为教育中心

美国哥伦比亚大学已经宣布一项指导2号生物圈的协议,2号生物圈是玻璃建筑下的地球模仿物,于1991年在亚利桑纳完成,其目的是对地球进行研究及试验人们怎样才能在宇宙空间生存。2号生物圈里有近4000种不同种类的动物和植物,还有小型的雨林带、沙漠、海洋和农田。2号生物圈是爱德华 · 巴斯筹建的,但科学家很快对如何进行试验提出疑问。开始支持2号生物圈的很多科学家收回了自己的支持意见。他们对在2号生物圈进行的研究,特别是对于将8个人关在这一建筑物里边长达两年之久进行的试验提出了批评。建筑物里的这些人要靠他们自己和里面的动植物产生的空气和水来生存。结果不得不给2号生物圈里补充氧气,生物圈小组的成员企图对此保密。

去年,巴斯先生开始与哥伦比亚大学进行合作,以挽救这一工程计划。现在双方同意由哥伦比亚大学的地球气象观察站负责在2号生物圈进行的科学试验活动,为期5年。根据这项协议,哥伦比亚大学将重新设计一座参观者中心,作为科学教育中心来讲解世界是如何活动的,还将为大学生研究制定一项地球科学教育计划,哥伦比亚大学的科学家对2号生物圈本身极感兴趣,他们把它看作一座巨大的封闭实验室和他们能够控制和观察的环境。他们能够调整其温度和空气中的水分含量,能够用已经安装好的2000种设备测量建筑物里的变化。这些设备每15分钟记录一次信息资料。在哥伦比亚大学科学家的指导下,下月初将进行更多的试验。他们将探索在2号生物圈的4种不同环境中,环境条件的变化是如何对生长物产生影响的。科学家认为,这种试验是非常重要的,试验将会证明,在未来的100年中,由于人类活动引起的气象变化会怎样对大面积植物产生影响。

[陆家训译自Science Report,1995年11月24日]