现代的人们生活在一个被科技包裹着的世界里。近来,关于科学重大发现和突破的消息频频见诸各种媒体,某些长期以来一直埋藏于专业科学报刊的概念也仿佛在一夜之间变成了流行语。然而,正是这种突如其来的亮相,不仅在科学界引发了热烈的讨论,更使对它们还一知半解的社会大众处于一种模模糊糊的状态之中。在近期的重大科技进展中,有三个最激动人心、最广为人知但也许其实最不容易搞清楚的概念:“人类基因组”、“暗物质”和“超光速”。
人类基因组:双刃剑仍在鞘中
在媒体轰炸式的宣传报道下,被誉为生命科学“登月计划”的“人类基因组计划”已经家喻户晓:人类基因组工作草图已经绘出,人体全部基因的初步测序研究工作完成。毫无疑问,这一重大突破将有助更好地了解基因和人体的关系,研究关于人体生长和疾病的原因,使人类更健康、更长寿。但是,“生命天书”的作用被夸大了。一时间,大众都产生了这样的错觉,似乎活到500岁、摆脱癌症和爱滋病、可以任意控制身高体重……这些都已经触手可及。
客观的事实是:人类基因组序列的完成,仅仅是人类基因组研究的开始。通俗地说,你已经得到了一张图画,它也许是一张藏宝图,但如果你不能看明白它的意义,或者无法解开它所包含的密码,一切都是白搭。有关专家表示:它的生物学意义如何,现在还无法清楚。即使对专业人员来说,人类基因组序列也还是一部“天书”。目前,人类对这部“天书”里到底有多少基因、这些基因是按照什么形式排列的,都知之甚少。要想了解人类基因的全部功能,还有非常漫长的路要走。
另外,基因研究的负面作用也几乎完全被“神奇天书”的光环所掩盖了。首先是伦理问题。比如,人到底应不应该改造遗传基因?其次是基因歧视和滥用基因技术所可能导致的基因变异。比如,人长出了尾巴或翅膀,这该怎么办?最可怕的是,基因技术一旦被应用于战争或武器研究,其后果可能比核战争更可怕。
事实上,科学家们至今还不能预料基因技术的发展到底会给人类带来什么样的结果。而据报道,法国政府最近在全国范围内发起了一场关于转基因产品的公民大辩论,让广大公众对转基因产品发表意见,为政府制定有关政策提供参考。这把双刃剑已经从自然手中交给了人类,何去何从,就要由人类自己定夺了。
暗物质:光明正大地存在着
如果你知道,我们一直生存在一种至今也无法观测到的东西之中,你会有什么感觉?这种东西叫“暗物质”,它一开始仅仅是来源于科学家们的猜测和推断。宇宙的存在是由各天体物质之间的相互压力所维系的,而引力的大小决定于物质的质量。但是在观测范围之内,宇宙中所有物质的质量的总和只能够维持这种引力的10%。科学家们由此推测,宇宙中90%的物质我们目前尚无法观测到。但一直以来,它的存在始终无法得到证实。
中国、意大利科学家在阿尔卑斯山脉下岩层厚度达1000米处建了一个实验室,利用碘化钠晶体和有关设备试图找到暗物质。碘化钠晶体原子核有一特性,就是和电子或其他粒子发生碰撞时会由于反作用力而闪光。科学家在晶体的周围安装了许多光探测头,可将光信号转变为电信号供专门的计算机分析,从而判断何种粒子与碘化钠发生了反应。经过8年的实验积累,科学家们终于找到了暗物质存在的迹象并进一步推算出这种暗物质可能是迄今未知的超对称粒子,其质量至少比质子大50倍。这是世界上第一例暗物质粒子可能存在的证据。
这一发现不可避免地引发了轰动,但是并没有多少争论,倒是因为对这一概念的陌生和某些媒体的误导,使社会大众产生了一些误解。据科学家称,“暗物质”可能有许多种,这一发现仅仅是提供了暗物质可能存在的证据,并未确切地知道到底是什么,其性质也是根据实验结果推测出来的。而消息传递到大众一层,“暗物质”却变成了一种基于现有物质的对立面而存在的东西;一种流行的说法是:“暗物质”是存在于“超时空”的、能够吸收或反射所有其他物质包括光线甚至时间的“存在体”。
科学家们认为,暗物质的研究成果对人们生活不会有直接影响,因为它是一直存在着的。研究暗物质的最主要意义在于它对粒子物理、天体物理和宇宙起源和发展的巨大影响力。
超光速:“推翻相对论”的速度?
喜欢看科幻片的朋友对“亚光速引擎”或者“光速旅行”这样的概念不会陌生,但没有人会记得什么飞行器能够以“超光速”运动,因为制片人肯定知道一个起码的常识:根据爱因斯坦的相对论,任何物体在真空中的运动速度都不能超过光速(每秒30万公里)。
所以,当消息传来,美国普林斯顿大学华裔科学家王力军(译音LijunWang)通过实验将光速提高了300倍时,不啻在科学界投下了一颗原子弹。一时间,各种版本的报道和评论漫天飞舞,更出现“相对论被推翻了”的说法。紧接着,有学者指出,该实验并非在真空中进行,因而其结果和相对论并不矛盾,关于该实验结果的认识是一个误解。另外,除了关于相对论的争议外,另一焦点是这一实验结果与物理学中的一个基本定律———因果律相悖。根据该定律,原因应该发生或出现在结果之前。
该实验的过程是这样的:王博士和同事把一个观察室充满铯气,然后在观察室的一端发射光脉冲,结果,在波尾还未完全进入观察室之前,光脉冲的波头部分已经穿过了整个观察室并冲出另一端,在实验室中又向前传播了一定距离。其现象就是:在同一时间里,光脉冲在两个不同的地方出现了。
最近,王力军澄清说,关于“超光速”的说法也许是外界的一种误解。他这样解释道:在实验中,光
脉冲波峰的速度的确超过了光速,但这并不意味着实现了信号的超光速传播。光波是有一定长度的,只有波头的传播速度才可以算作是信号的传播速度,波峰传播速度是群速度,它不能用于计算信号的传播速度。群速度有可能超越光速,但波头的速度是始终超不过光速的,因而这与狭义相对论是吻合的。他还说,这种现象只出现于光,而不会发生在其他物体身上。
据报道,世界四大科学难题是:人体基因结构、宇宙中的暗物质、受控核聚变以及地球的生命起源。如果这些谜团得以解开,人类的生活以及对世界的认识将发生根本性的变化。另人欣慰的是,如今这四大难题都正在一步步揭开神秘的面纱。纵然每一次发现和突破都将带来疑惑和争论,但在人类文明史上,这正是科学进步轨迹所必然伴随而来的声音。人类探索未知世界的决心和能力是永无止境的。