在今年之前，所有的人造物體的移動(dòng)都遵循經(jīng)典力學(xué)的法則。然而，在今年3月，一組研究人員設計了一種精巧的裝置，其運動(dòng)方式只能夠用量子力學(xué)來(lái)描述（量子力學(xué)是一組支配細小如分子、原子及亞原子顆粒的運動(dòng)行為的法則）。

　　為了表彰他們的實(shí)驗在概念上的創(chuàng )新、獨創(chuàng )性以及它的眾多的潛在用途，《科學(xué)》雜志稱(chēng)這一發(fā)現為2010年最重大的科學(xué)進(jìn)展。

　　加州大學(xué)圣巴巴拉分校的物理學(xué)家Andrew Cleland與John Martinis設計了這一機械——一個(gè)人們可用肉眼看到的極其細小的金屬半導體槳狀物，并巧妙地使它按照量子規范做舞蹈動(dòng)作。

　　首先，研究人員將該槳狀物冷卻至其“基態(tài)”（即其最低的量子力學(xué)所允許的能態(tài)，這是物理學(xué)家長(cháng)期以來(lái)所追求的目標）。

　　接下來(lái)，他們將該裝置的能量提高一個(gè)量子以產(chǎn)生一種純粹的量子力學(xué)的運動(dòng)狀態(tài)。他們甚至設法將該裝置同時(shí)進(jìn)入到兩種狀態(tài)之中，因此該裝置實(shí)際上同時(shí)會(huì )有一點(diǎn)振動(dòng)及很大的振動(dòng)，這種奇怪的現象在量子力學(xué)的奇怪法則中是允許出現的。

　　《科學(xué)》雜志及其發(fā)行機構（即AAAS，美國科學(xué)促進(jìn)會(huì )）承認，這一首創(chuàng )的量子機械是2010年的年度突破。它們還將過(guò)去的這一年中的另外9個(gè)重要的科學(xué)成就匯編成今年的十大成就。該榜單將出現在《科學(xué)》雜志2010年12月17日刊的一個(gè)新聞專(zhuān)版之中。

　　此外，《科學(xué)》雜志的新聞作者和編輯還挑選了最耀眼的10個(gè)改變21世紀科學(xué)版圖的“10年洞見(jiàn)”。

　　數碼化書(shū)籍開(kāi)拓了“文化經(jīng)濟學(xué)”的領(lǐng)域

　　想象一下，一個(gè)人如果閱讀每一本出版過(guò)的書(shū)，究竟可以獲取多少資訊？

　　盡管要讀那樣多的書(shū)對任何一個(gè)人都是不可能的，但一組研究人員已經(jīng)將5195769冊書(shū)數碼化（這大約占所有出版過(guò)的書(shū)總量的4%），而他們的計算分析為人們描繪出了一個(gè)相當生動(dòng)的有關(guān)世界在過(guò)去的數百年中是如何變化的畫(huà)面。

　　Jean-Baptiste Michel及其同事將這一實(shí)驗稱(chēng)作“文化經(jīng)濟學(xué)”。他們說(shuō)，他們的研究可為形形色色的領(lǐng)域提供資訊，這些領(lǐng)域包括語(yǔ)法的演化、集體的記憶、技術(shù)的采納、對名聲的追求、審查制度的效果以及歷史流行病學(xué)等——在此僅略舉一二。

　　這一特別的研究組成員選擇將焦點(diǎn)放在1800~2000年間的英語(yǔ)語(yǔ)言的變化上。他們追蹤的有文化變遷（如戰爭和奴隸制）是如何和語(yǔ)言學(xué)的變化（或者說(shuō)我們用來(lái)描繪這些文化變遷的字詞的變化）聯(lián)系在一起的。

　　 Michel及其同事所分析的英語(yǔ)字比任何字典中所含的字都要多；他們發(fā)現某些字隨著(zhù)時(shí)間從我們的詞匯表中消失了，而另外有些字則慢慢變得流行起來(lái)。

　　他們還通過(guò)測定某人名字的出現頻率來(lái)追蹤一個(gè)人的名聲，他們確認，人們現在要比以前任何時(shí)候都更加出名，但他們也比過(guò)去任何時(shí)候都更快地被人忘卻。

　　同樣地，通過(guò)分析字詞和名字在不同時(shí)期在世界不同地區的出現情況，研究人員能夠迅速地發(fā)現鎮壓的模式（例如，在納粹德國），并顯示了在將來(lái)可用來(lái)快速發(fā)現審查制度受害者的策略。

　　最后，Michel及其同事猜測，類(lèi)似的文化經(jīng)濟學(xué)調查可披露疾病、內戰、性別斗爭、飲食、科學(xué)與宗教的趨勢——同樣地，這也只是略舉一二而已。

　　解碼孩童時(shí)期的腦癌

　　一項新的對髓母細胞瘤所做的基因組的分析報告說(shuō)，孩童時(shí)期的腦腫瘤的基因突變比成人腫瘤的基因突變要少。

　　髓母細胞瘤是一種主要影響孩子的腦腫瘤。在人類(lèi)的腫瘤中找到反復出現的基因變化可對了解某種特定類(lèi)型腫瘤是如何出現的有所幫助，并在理想的情況下會(huì )激發(fā)人們產(chǎn)生有效治療的想法。但到目前為止，這種“癌癥基因組學(xué)”的策略?xún)H應用于成年人的癌癥。

　　如今，D.Williams Parsons及其同事對出現在髓母細胞瘤中的基因變異進(jìn)行了編目登記。髓母細胞瘤是孩童時(shí)期最常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統的惡性腫瘤。這些腫瘤位于小腦，而小腦是腦中控制平衡和其他復雜運動(dòng)功能的部分?？茖W(xué)家們不確定是什么引起髓母細胞瘤的生長(cháng)，但目前的研究聚焦于某些可能有關(guān)的遺傳學(xué)通路。在本研究中，研究人員分析了88個(gè)孩童時(shí)期的腫瘤，他們發(fā)現這些腫瘤中的基因改變要比那些通常影響成人的實(shí)心腫瘤中的基因改變要少5~10倍。在最常變異的基因中包括了兩個(gè)編碼酶的基因，這些酶催化的反應是組蛋白的甲基化（組蛋白是在細胞核中DNA所纏繞的蛋白）以及影響對腦正常發(fā)育至關(guān)重要的信號轉導通路的基因。

　　舊與新的必不可少的基因

　　傳統觀(guān)念告訴我們，那些對我們的生存來(lái)說(shuō)是必不可少的基因，也是那些最古老而且在進(jìn)化中得以保存的基因；但是這一觀(guān)念在本星期被一則有關(guān)果蠅的研究徹底顛覆。

　　該研究披露，在所有基因中大約有三分之一的基因是必不可少的，而這與它們在何時(shí)被并入到基因組中沒(méi)有關(guān)系。

　　Sidi Chen及其同事比對了12種密切相關(guān)的果蠅品種的基因組并發(fā)現了195個(gè)初期的編碼蛋白基因，它們在大約300萬(wàn)至3500萬(wàn)年間逐步地進(jìn)入到果蠅的基因組中。研究人員發(fā)現，這些在進(jìn)化上屬于新的基因中，足足有三分之一已經(jīng)成為果蠅生活所必不可少的基因。

　　據Chen及其同事披露，從果蠅的基因組中刪除這些基因會(huì )導致諸如器官形成和圖形等不同的細胞和發(fā)育上的缺陷。在蛹期和幼蟲(chóng)期的果蠅對喪失這些基因顯得特別敏感，因為在這些時(shí)期，失去這些基因常常會(huì )導致死亡。

　　研究人員說(shuō)，現在看來(lái)，與古老基因相比，有相同比例的新的基因對我們的生存是必不可少的。他們的發(fā)現意味著(zhù)新的基因為了參與某種生物的發(fā)育而會(huì )頻繁且快速地演化出必需的功能。