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(shè)計(jì)了一種精巧的裝置，其運(yùn)動(dòng)方式只能夠用量子力學(xué)來描述（量子力學(xué)是一組支配細(xì)小如分子、原子及亞原子顆粒的運(yùn)動(dòng)行為的法則）。

　　為了表彰他們的實(shí)驗(yàn)在概念上的創(chuàng)新、獨(dú)創(chuàng)性以及它的眾多的潛在用途，《科學(xué)》雜志稱這一發(fā)現(xiàn)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(shè)計(jì)了這一機(jī)械——一個(gè)人們可用肉眼看到的極其細(xì)小的金屬半導(dǎo)體槳狀物，并巧妙地使它按照量子規(guī)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)家長期以來所追求的目標(biāo)）。

　　接下來，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(yùn)動(dòng)狀態(tài)。他們甚至設(shè)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(xiàn)象在量子力學(xué)的奇怪法則中是允許出現(xiàn)的。

　　《科學(xué)》雜志及其發(fā)行機(jī)構(gòu)（即AAAS，美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)）承認(rèn)，這一首創(chuàng)的量子機(jī)械是2010年的年度突破。它們還將過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(xiàn)在《科學(xué)》雜志2010年12月17日刊的一個(gè)新聞專版之中。

　　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(jì)科學(xué)版圖的“10年洞見”。

　　數(shù)碼化書籍開拓了“文化經(jīng)濟(jì)學(xué)”的領(lǐng)域

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

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

　　Jean-Baptiste Michel及其同事將這一實(shí)驗(yàn)稱作“文化經(jīng)濟(jì)學(xué)”。他們說，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年間的英語語言的變化上。他們追蹤的有文化變遷（如戰(zhàn)爭和奴隸制）是如何和語言學(xué)的變化（或者說我們用來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字比任何字典中所含的字都要多；他們發(fā)現(xiàn)某些字隨著時(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。

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

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

　　最后，Michel及其同事猜測，類似的文化經(jīng)濟(jì)學(xué)調(diào)查可披露疾病、內(nèi)戰(zhàn)、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(xiàng)新的對髓母細(xì)胞瘤所做的基因組的分析報(bào)告說，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(xì)胞瘤是一種主要影響孩子的腦腫瘤。在人類的腫瘤中找到反復(fù)出現(xiàn)的基因變化可對了解某種特定類型腫瘤是如何出現(xiàn)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)”的策略僅應(yīng)用于成年人的癌癥。

　　如今，D.Williams Parsons及其同事對出現(xiàn)在髓母細(xì)胞瘤中的基因變異進(jìn)行了編目登記。髓母細(xì)胞瘤是孩童時(shí)期最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)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(fù)雜運(yùn)動(dòng)功能的部分?？茖W(xué)家們不確定是什么引起髓母細(xì)胞瘤的生長，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(xiàn)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(yīng)是組蛋白的甲基化（組蛋白是在細(xì)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(zhuǎn)導(dǎo)通路的基因。

　　舊與新的必不可少的基因

　　傳統(tǒng)觀念告訴我們，那些對我們的生存來說是必不可少的基因，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(xiàn)了195個(gè)初期的編碼蛋白基因，它們在大約300萬至3500萬年間逐步地進(jìn)入到果蠅的基因組中。研究人員發(fā)現(xiàn)，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(jù)Chen及其同事披露，從果蠅的基因組中刪除這些基因會(huì)導(dǎo)致諸如器官形成和圖形等不同的細(xì)胞和發(fā)育上的缺陷。在蛹期和幼蟲期的果蠅對喪失這些基因顯得特別敏感，因?yàn)樵谶@些時(shí)期，失去這些基因常常會(huì)導(dǎo)致死亡。

　　研究人員說，現(xiàn)在看來，與古老基因相比，有相同比例的新的基因?qū)ξ覀兊纳媸潜夭豢缮俚摹Ｋ麄兊陌l(fā)現(xiàn)意味著新的基因?yàn)榱藚⑴c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。