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September 18, 2006

《大众科学》杂志评出世界十大科学才子(上)

Filed under: Science — Rui @ 5:33 pm

据《大众科学》14日报道, 美国著名的《大众科学》杂志评出了世界上前十位“科学才子”这是由数百位受人尊敬的科学家、大学系主任和科学杂志编辑经过6个月的精心筛选评出来的。《大众科学》杂志解释说,所谓“才气”的意思不是聪明,或者说至少不仅仅意味着聪明。说一个人有才气,就是说他有敏锐的洞察力、伟大的创造力和坚韧的毅 力,有敢于避开现有知识以便形成自己独到见解的信心。这些“科学才子”也许在一领域中不是特别知名,也没有已经取得最突出成就,但是我们要寻找那些言行与 众不同的人、那些年轻有为的人和那些不仅正在改变我们已知的事物还在改变我们知之甚少的事物的人。最后的获选者都是年轻人(平均年龄是34岁),他们中的 每个人都是刚刚被他们的领域之外的世界所了解。但是在他们的同代人中,这些优胜者持有的常常让人感觉非常激进的观点正逐渐赢得人们对他们无限的尊敬和赞 美。就凭这些,他们就有资格跻身十佳“科学才子”。

《大众科》杂志评出世界十大科才(组图)

十大科学才子:尼玛·阿卡尼-哈米德

1. 尼玛·阿卡尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed), 34岁,第五维研究者

引力为何这样强大,它能牵引行星运转,然而它又是那样微弱,连一个简单的电冰箱磁铁就能抵御它的吸引?这一疑问长期困扰着物理学界:我们最权威的理论不 能解释为什么引力比其他基本力(例如,电磁)还要微弱。尽管这是一个困难的问题,通常需要非常规的解决方法,但是尼玛·阿卡尼-哈米德和他的合作者却非常 出色地提出了他们的假设。他们假定引力扩展到了我们居住的三维宇宙空间之外,进入非常巨大的多维空间中,从而削弱了它的能量。换句话说,我们的宇宙有漏 洞。

经过一年的研究,发表了三篇论文后,围绕这一问题的崭新的研究领域开始萌芽。仅仅在他从伯克利的加州大学获得哲学博士学位一年后, 阿卡尼-哈米德就已经变成了一个家喻户晓的名字(确切的说,是在理论家和粒子物理学者这个大家族中)。哈佛大学的理论物理学家霍华德·乔吉说:“对我来 说,尼玛将要成为一颗耀眼明星是显而易见的事情,即使他还没毕业。现在他将他的同代人远远地抛在后面。提起这些有些令人难为情。”他曾试图劝说阿卡尼-哈 米德来新英格兰的研究生院就读,但是没有成功。

阿卡尼-哈米德在30岁时终于从哈佛结束了他的全部学业,之后他顺利成为一名物理学教 授。但是这次他孤注一掷进行研究的却不是多维空间,而是另外的宇宙(据他分析大约有10500个)。他和其他正在成长中的有独特见解的科学家猜想,我们的 宇宙只是数不清的并列的宇宙中的一个。它们中的每一个都有自己的物理学规则和自然衡量。

他的关于多元宇宙存在的第一条证据虽然很间接, 但它可能将于明年得到证明,此时日内瓦的物理学家将展示他们的大型强子对撞机—-这个世界上最强大的粒子加速器的威力。如果阿卡尼-哈米德的设想是正 确的,大型强子对撞机将显示出宇宙中被称作“分离超对称性”(split supersymmetry)的隐藏特征,分离超对称性理论是指宇宙中一半的粒子都有能被大型强子对撞机发现的配对的粒子存在。阿卡尼-哈米德说,如果它 起作用了,大型强子对撞机发现了这些配对的粒子,“它将是证明多元宇宙存在的一个巨大线索。”

然而,这又预示着什么呢?还记得500多 年前,当一个叫哥白尼的异教徒毅然打破宇宙中心说的情景吗?你要振作起来,为真理奋斗。如果阿卡尼-哈米德和他的支持者是正确的,我们现存的理论又将再一 次被冲击。就像他所说的:“我们这个处于多元宇宙的的世界的重要性,将不比与我们宇宙中的所有物质相关的一个原子更强大。”

《大众科》杂志评出世界十大科才(组图)

十大科学才子:杰里·格尔德斯坦

2. 杰里·格尔德斯坦,35岁,太空气象学家

他的研究让我们知道了,为什么地球的等离子体磁层总是没有我们想象的那样稳定。当他还是布鲁克林大学的一名学生时,杰里·格尔德斯坦就获得了物理课上唯 一的一个“B”,所以,他研究的东西并非每个头脑健全的大学生都能想到的——这也不足为奇了,他决定深入研究物理,用他的话说,“这是唯一一件能让我从头 做到尾的事情。”他研究地球外层无形的磁屏蔽——磁层,虽然,科学家们知道,磁层的外层会受到了太阳风的冲击,太阳风是以每小时100万英里的速度从太阳 射过来的微粒流,大多数科学家认为,磁层的内层,即等离子体是一个相对平静的带电气体层。

格尔德斯坦挑战的就是这些深奥的东西,通过 IMAGE人造卫星收集到的资料,他证明,在最激烈的太阳风暴期间,那些人们原以为平静的等离子层几乎完全冲蚀进了外层,这会让宇航员们遭受强烈的电磁辐 射,让国防和通信卫星的电路板起火,会让全球定位系统的指数出现250英尺的偏差。为了与他的新数据伏和,格尔德斯坦改造了地球与太阳相互作用的模型。在 演示程序中,他显示了等离子体层是比我们想象中更加不稳定的一个自然环境。格尔德斯坦在西南研究学院的同事吉姆·布奇说:“如果没有格尔德斯坦,我们从现 在起研究,要弄明白也还得10年的时间。”

《大众科》杂志评出世界十佳科才(图)(2)

十大科学才子:梅勒迪·斯瓦兹

3. 梅勒迪·斯瓦兹,37岁,身体部件建造师

她正在证明的是人体内部一种神秘的液体流如何帮助我们长出器官。每次受伤都在提醒我们,我们的动脉中流淌着鲜血,但是,梅勒迪·斯瓦兹要证明的却是,组 织的细胞间液体缓慢流动这鲜为人知的事实的重要性。如果你幸运的话,在实验室里,你会见证这种流动是我们一直孜孜以求的,组织生长的关键所在。

在瑞士联邦理工学院洛桑分校,斯瓦兹指着她电脑显示器上的管道网问:“看到这些细小的,纺锤型的东西没有?这就是人体机能网络的开始。”斯瓦兹还是西北 大学的一名生物工程师,屏幕上显示的机能网是她通过研究细胞间的液体流发现的第一个生物系统。以前,人们对循环系统促进器官生长知之甚少,生物工程师只能 创建很少的,而且是简单的组织类型,如皮肤和心肌。但是,去年,斯瓦兹的人体细胞实验显示,在生长发育期间,细胞间液体流会重新分布叫做成形素的蛋白质, 然后,这种信号细胞会创建支持组织生长的毛细管网。斯瓦兹是发现慢循环对于身体发育重要性的第一人。

斯瓦兹这项研究的动力是她的机械思 维,学生期间,她的专业是工程学,而非生物学,甚至是今天,她仍她的发现比作“拆卸汽车,检查问题出在哪里。”她的研究可以说是尖端的,及其少有的,以致 有时她遇到的困难竟是研究是否被准许,她的研究倾向于挑战权威理论。她的同事表示,这项困难显示了她的研究是多么的富有革命性,例如,她的发现暗示,在实 验室创造可移植的器官将必须再造细胞间的循环。理解这种循环也有助于研究人员研发新的抗癌药物,既然癌细胞到身体的其他部位也需要细胞间的循环。马萨诸塞 州理工学院的生物工程师林达·格里菲斯说:“她的研究显示,在身体循环中,细胞的微小变化。这将是一种基本的理念,这种现象将会持久存在。”

《大众科》杂志评出世界十佳科才(图)(2)

十大科学才子:大卫·汤普森

4. 大卫·汤普森,36岁,北极厄尔尼诺现象发现者

他的北方气候模式这一重要发现将气候学推向了一个新的高度。二十几岁时,在大卫·汤普森还是华盛顿大学的一名研究生时,他帮助发现了一种现象从根本上改 变了气候学家北极气候的理解模式。汤普森和他的指导老师大气学家约翰·华莱士最先确定了这种席卷北极的气候体系,他们称之为北极涛动,北极涛动改变了整个 半球的气候模式,从克利夫兰的暴风雨到西班牙的降雨,再到东部沿海地区频繁的,可怕的风暴,这就是北极的厄尔尼诺现象。

从向北纬55度 (大约与莫斯科、凯契根和阿拉斯加州平行)旋起的逆时针大涡流能将它的负性期转变为阳性期,而且时隔不久就会频繁发生。负性期的环形风风速缓慢,风向极易 改变,能将北极的冷空气吹进中纬度地区,阳性期的风很强劲,冷空气不会流散,但是,随着时间的推移,它的趋势渐渐明显,正循环与暖冬有关系,例如,20世 纪80年代和90年代的气候情况。

北极涛动的发现对很多气候研究领域都有最直接的影响,特别是研究气候改变的专家怀疑,尾气排放可能是 造成北极涛动长时期保持阳性期的原因。南极洲部分地区变冷,汤普森(现为科罗拉多州立大学的一名教授)将注意力又转向了南方,而全球变暖怀疑论者也借此作 为一种否定他理论的证据,事实上,南极洲也正在变暖,2002年,汤普森和美国国家海洋大气局的苏珊·索罗蒙提出了一种温度失常的可能性解释——臭氧洞。 他们发现,巨大的臭氧洞改变了南极洲风的模式,致使南极洲的表面温度降低,南极洲半岛除外,这里的冰川以惊人的速度在南冰洋中断裂。与汤普森的全球气候工 作联系在一起的是人们对大气层上层重要性了解的缺乏。他说:“这里发生的一切就是最好的驳斥。”

CSDN

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