一位法国研究人员发现:物体在万有引力作用下的运动不是平稳落下,而是以一种被称作量子跃迁的形式曲折运动。这一发现证实了万有引力和宇宙中其他三种基本力一样具有量子效应。

粒子的运动通常受量子力学的限制,就像电子被限制在原子核周围的轨道层中一样。要想从一个位置运动到另一位置,它们必须跃迁到另一个量子态。

理论上讲,这一规则对于受自然界四大基本力影响的所有物质有效。四大基本力是电磁力、弱与强核力、万有引力。但是万有引力非常微弱,特别是对小的物体,导致其量子效应极难测量。

在日常事物中寻找量子效应毫无意义。虽然它是发生了,但越大的物体量子效应反而微弱。即使是小分子也与奇异的量子世界绝缘。

瓦勒瑞-纳斯维切斯维奇(Valery Nesvizhevsky)及其同事在法国格勒诺布尔市的劳兰戈文研究中心(Laue-Langevin)研究了超冷中子(UCNs)的性质。这些移动缓慢的不带电粒子通常与质子组合在一起形成原子核。研究小组用一个特殊的仪器将中子与其他三种力隔离。

通过跟踪几百个中子从仪器顶部回落到底部的过程,研究小组发现粒子只存在于特定高度。“它们的运动并不是连续的,而是如量子力学预言的一样从一个高度跃到另一个高度”,纳斯维切斯维奇说。

测量量子跃迁的人具有物理学家的慧眼。“这一效应非常微弱,观察到它们的人非常了不起。”美国新墨西哥州洛斯阿洛莫斯国家实验室的粒子物理学家托马斯-鲍尔斯(Thomas Bowles)如是说。

这一令人满意的经典发现将对物理的未来产生深远影响。“目前,我们并不知道引力是如何产生的”,鲍尔斯如是说;他同时认为,如果仪器经过改良,纳斯维切斯维奇的设备将可以说明引力在量子世界中是如何运行的,甚至可能探知它来自何处。

“如果你要在基础物理中找什么东西,这是一个非常洁净的系统。”纳斯维切斯维奇说。它应当容许研究者抛开一些对物质的基本性质而言是琐事的东西。

鲍尔斯甚至断言,有可能得出为什么爱因斯坦的广义相对论——能够解释引力和大的物体例如星系和宇宙等的理论——不能完全与物理学家描述微小物体的量子力学理论达到一致。

[Nature,2002年1月17日]

果蝇:最具研究价值的昆虫

在世界范围内,再没有哪种昆虫比果蝇更吸引过科学家的注意力了。自从1850年一位法国生物家首先发现果蝇那对凸出的眼睛背后两爿脑叶同它的社会行为有关以来,这种昆虫就始终被放在实验室显微镜之下了。

一个多世纪以来,科学家对这种3毫米长的昆虫绕着受损的水果噬啮、产卵和繁殖等方面已经积累了许多研究成果。

中国科学院上海生物科学研究所研究员顾爱科(Guo Aike)说,果蝇之所以有价值,是因为它的控制多细胞机体及早成长的基本遗传机制在百万年进化过程中被保存了下来。

根据一位备有详细网页(www. ecoles. org/VL/fly)与世界100多个实验室和研究中心有联系的杰拉德 · 曼宁(Gerard Manning)先生的话说,果蝇在遗传学和进化生物学研究方面,是一种最有价值的生物。

人类基因组计划的成功,有很多方面应该归功于果蝇——它的拉丁名Drosophila melanogaster——它的13600个基因已被正确测序。

有关果蝇的一个有趣发现是一个单独的基因几乎为它的对手跳动设计了每一步。

1995年美国洛杉矶加利福尼亚技术研究所的爱德华B · 路易斯、克利斯汀那N · 沃尔哈特和德国海德堡欧洲生物实验室(ENBL)的埃列克F · 惠斯查斯3人,由于他们发现了有关果蝇早期未成熟发育的遗传控制而获得了医学或生理学诺贝尔奖。

[刘元希译自China Daily,2002年1月14日]