科学微距

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前沿

  胶囊内视镜的体内旅行

  供稿/王莹

  想知道一粒药丸进入身体后会经历怎样的过程吗?你可以通过一部开创性相机拍摄的视频来观看。

  具有未来风格的胶囊内视镜是一部配有LED闪光灯的微型相机。研究人员开发它的目的是揭示人体内的异常情况。这种胶囊内视镜的使用方法很简单,患者只需以服用传统药片的方法将它吞下即可。胶囊内视镜会在人体内穿行几个小时,它的移动路线和进入人体的食物的移动路线相同。此外,它在人体内穿行时,每秒能够拍摄18张照片。

  尽管用传统医疗设备可以成功扫描食道、胃和大肠等身体部分,但内脏和小肠等其他器官无法用内窥镜进行观察。内窥镜是一根末端配有相机的柔软的细长管子。另外,2~8米长的小肠位于消化系统的中间部分,医务人员很难检查到。而胶囊内视镜的研发意味着医生和护士可以看到内脏中的更多情况,发现体外扫描发现不了的问题。

  英国胃肠病医师顾问萨里尔·辛格表示,用常规内视镜只能看到病人身体内的一部分情况,而这种胶囊内视镜能够帮助医生了解更多,它特别有助于医务人员识别小肠内的乳糜泻和克罗恩氏病。

  目前,英国只有少数医院配备这项技术,例如英国皇家博尔顿医院、曼彻斯特医院和下塔尔波特港医院等。使用胶囊内视镜一次所需费用为500英镑(约合人民币5142元)。患者每次只需服用一粒“胶囊”,然后佩戴一条可以接受和储存这些照片的腰带,等待几小时就可以了。

  越来越近的植物照明

  供稿/驻外记者 李青

  设想一下,在盛夏之夜,你想出去消消暑、散散步,在通往街心花园的路上为你照明的是飘着幽香的花草,而不是传统的电灯,那该是多么美妙的一种感觉呢?相信这离我们的现实生活已不那么遥远了,因为生物技术公司Bioglow研发出了世界上第一株可商用的发光植物。

  在过去的30年里,有些植物一直被描述为可以发光。然而这些植物要么借助染色、要么需要经过化学处理,或者通过紫外线的诱导才能产生短暂的发光效应。而Bioglow公司培养的植物是首次可以自然发光的,就是说植物不需要化学物质介入,也不需要紫外线就能自己发光。

  类似萤火虫或者其他自然界当中可以发光的生物那样,发光植物的发光机制在它们的细胞遗传编码里,这样的机制能够让植物在生命周期里持续地发出可见光。为了达到这个目的,Bioglow公司的科学家们首先把涂有发光基因的纳米微粒用气枪射向一株植物,接着,“受伤”后存活下来的植物细胞再把发光基因融合进它们自身的叶绿体DNA当中,再在适当的营养和激素的作用下,重新长成一株能发光的植物体。

  或许是受科幻电影《阿凡达》中五光十色、星光点点的发亮植物的启发吧,这株植物被称为“星光阿凡达”。目前科学家们正在努力,争取为我们带来更清洁、可持续、价格便宜的植物照明,以取代煤电等会产生环境污染的电源。

  历史

  供稿/王渝生

  1958年9月10日,美国物理学家基尔比发明了集成电路。

  集成电路是一种微型电子器件或部件,是采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和和高可靠性方面迈进了一大步。在基尔比发明基于硅的集成电路的同时,另一位科学家、英特尔公司的共同创始人——诺伊斯,发明了基于锗的集成电路。1959年2月和7月,基尔比和诺伊斯分别申请了专利。2000年,基尔比因发明集成电路而获得诺贝尔物理学奖。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。没有集成电路,就没有今天的信息时代。

  1928年9月15日,苏格兰生物学家、药学家弗莱明发现了青霉素,这一发现开创了抗生素新领域,使他在全世界赢得了25个名誉学位、15个城市的荣誉市民称号以及其他140多项荣誉,其中包括诺贝尔医学奖。

  后来的另外两位科学家——弗洛里和钱恩证明了青霉素的医疗功效,并把这项技术奉献给人类,从此开创了抗生素时代。

  1945年,弗莱明与弗洛里、钱恩共同荣获诺贝尔医学奖。青霉素的发现,使人类找到了一种具有强大杀菌作用的药物,结束了传染病几乎无法治俞的时代;从此出现了寻找抗菌素新药的高潮,人类进入了合成新药的新时代。

  60年前,1954年9月30日,世界第一艘实际运作的核子动力潜艇——美国的鹦鹉螺号开始服役。它是世界第一艘航行穿越北极的船只。鹦鹉螺号的名字取自法国科幻小说家儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》中的鹦鹉螺号。鹦鹉螺号的下水,不仅为武库增加了一种强有力的武器,同时也在如何和平使用原子能方面产生了巨大的影响,因为,产生动力的核反应器可以充当大型民用核电站的原型。

  10年前,2004年9月30日,美国举行了盛大的鹦鹉螺号服役50周年纪念会,该舰被指定为美国国家核能古迹,永远停泊在潜艇历史博物馆对外开放,每年吸引数十万的民众前往参观。

  数字

  630万世界上唯一一支机器人乐队——德国金属乐队“压缩机头”在莫斯科举办的机器人舞会中亮相。这些机器人全部由废弃的金属打造,由电动气体力学装置控制并具有MIDI信号控制功能。“压缩机头”乐队共有3名成员,其中包括长着4条手臂的鼓手“棍子男孩”、长着79根指头的吉他手“手指头”以及有史以来最精确的贝斯手“骨头”。这是一支真正意义上的金属乐队,在视频网站YouTube上,它们演奏的《Ace of Spades》的点击量已经超过了630万次,受到了全世界歌迷的欢迎。

  900千米不久前,天王星爆发了巨型风暴。由于天王星拥有厚厚的大气层,因此其风速能达到每小时900千米。科学家解释,天王星拥有的巨型风暴能够吞噬地球上的所有陆地。我们在地球上通过望远镜能够清晰地看到,卷云和强劲的风暴是在一股很强的射流的驱使下形成的,这股射流有可能围绕在整颗行星的周围。科学家认为,天王星奇怪的倾斜角度,可能是导致它拥有这种怪异天气系统的原因。地球上四季分明与地轴的倾斜角度有关,通过倾斜,朝向太阳的半球比背着太阳的半球获得的阳光多。但是,天王星的自转轴几乎与轨道平面平行,而且与其他行星相比,它还向后旋转,这使得它的倾斜角度高达98°。因此,天王星的一年相当于84个地球年,也就是说,它的每个季节都长达21年。

  1.65亿一支国际研究小组在中国内蒙古自治区内的淡水河中发现了双翅目伪鹬虻科的幼虫化石,这是一种生活在1.65亿年前的寄生虫,被命名为“侏罗纪奇异虫”。科学家推测这种寄生虫体长约2厘米,在进化历程中经历了诸多改变。它的头部相对身体而言非常小,整个身体呈管状,头部前端有一个锥子形状的口器。身体中部完全是一个巨大的吸盘,腹部有许多履带状的吸盘垫,而这些吸盘能够刺穿远古两栖动物的薄皮肤,吸食它们的血液。科学家表示,奇异虫化石之所以能够完好地保存至今,部分原因是它们被埋入了细粒泥岩之中。细粒泥岩层非常适合保存动物化石,能够真实再现动物的模样。

  声音

  “人类直系祖先离开非洲大陆的时间比之前推测的更早,大约10万年前就曾到达现今中国境内和东南亚地区。” ——埃里克·特林考斯

  我们一直认为,智人在非洲进化形成于20万年前,并一直在非洲大陆生活,直到6万年前,他们穿过中东地区,向全球各地扩散,但所有这些人类的分支都走向了灭绝。也就是说,人类直系祖先仅在非洲大陆进行了进化发展。但最近,我们在中国贵州的一个洞穴内发现了一块颚骨和两颗臼齿化石,颚骨化石的年代要追溯到10万年前,它的形状暗示着它属于早期现代人类。此外,有确凿证据显示万6万~5万年前,早期现代人类曾生活在现今老挝境内。因此可以推测,大约在10万年前,早期现代人类就已经生活在亚洲东南部和中国南部。

  “帝企鹅并非体型最大的企鹅物种,4000万~3700万年前的南极洲曾生活着一种体长可达2米的卡氏古冠企鹅,它才是迄今发现的最大企鹅。”

  ——丹·克赛普卡

  丹·克赛普卡的研究团队在南极洲西摩尔岛发现了完整的卡氏古冠企鹅骨骼样本。测量显示,这种企鹅的跗跖骨长度为9.1厘米,对比企鹅骨骼的相对大小,研究人员评估,卡氏古冠企鹅的体长能达到2.01米。由于企鹅独特的站立姿势,其身高略比体长少一些,但是卡氏古冠企鹅仍比任何已知的企鹅都大。体型较大的企鹅可潜入较深的水域,在水中停留的时间比体型较小的企鹅更长。因此,卡氏古冠企鹅能够在水中停留40分钟左右,有充分的时间捕鱼。

  书讯

  《维护中国海洋权益知识200题》图书出版

  为纪念中华人民共和国成立65周年,深入贯彻党的十八大提出的“坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国”和习近平总书记“加强国防教育,增强全民国防观念”的指示,全国多家新闻出版单位和省、自治区、直辖市国防教育部门联合举办“中国海洋国土和防卫政策”知识竞赛。这项活动是国家国防教育办公室、文化部、新闻出版广电总局开展“关心国家安全,维护海洋权益”主题宣传教育活动的内容之一。

  作为活动组委会指定的知识竞赛参考书,由科学普及出版社出版的《维护中国海洋权益知识200题》于8月底在全国正式发行。该书由中国科普作家协会国防科普委员会组织编写,主要介绍了国家安全与国防、海洋国土和海洋资源、海上安全形势、海洋法规和防卫政策、海防建设等知识,同时附有“中国海洋国土和防卫政策”知识竞赛题和参考答案。读者可通过各地新华书店购买,或与科学普及出版社联系购书。

  趣闻

  微笑电视

  这是由一台CRT显示器改造而来,装备了计算机视觉系统的交互式电视设备。这台电视机内置了一个面部跟踪摄像头,一旦摄像头通过面部跟踪系统监测到了微笑的表情,电视上就会播放节目图像;如果没有检测到,电视就会操控视频软件让屏幕中的图像扭曲,并让电视发出最大噪声。这就是由英国皇家艺术学院的学生戴维·赫德伯格设计的“微笑电视”,他旨在提醒人们——你才是电视节目的主宰者。

  章鱼妈妈禁食四年守护后代

  蒙特利湾水族馆的研究团队在一座1.4千米深的峡谷中发现了一只待产的章鱼。没想到,这只章鱼生产后的孵化期居然持续了4年之久。研究团队称,他们借助远程遥控潜水装置对这只章鱼进行了18次拜访,出乎意料的是,那只章鱼在那里坚守了53个月才消失。研究人员说,大多数章鱼在孵卵期是不会进食的,所以那只章鱼很可能在4年多的时间里什么都没吃。而它之所以能够活下来,是因为较低的水温(3℃)减缓了包括孵化在内的所有过程的速度,低代谢率使章鱼能够在很少食物甚至是不进食的情况下存活。通常,孵化期会占据一只雌性章鱼生命最后的1/4时间。当卵孵化出来后,章鱼妈妈就会死去。

  (责任编辑/胡冰 刘阳)

  卡索尔佐双生树

  位于意大利皮埃蒙特区格拉纳镇与卡索尔佐镇之间有一棵神奇的树,但实际上,那是两棵树——位于顶部的是一棵樱桃树,而长在下面的则是一棵桑树,当地人称之为“卡索尔佐双生树”。

  专家推测,极有可能是某种鸟将樱桃核掉落在桑树上,而樱桃树穿过桑树的空树干将根扎入了下面的土壤中。一棵树寄生在另一棵树上的情况以前也出现过,但寄生树由于受到抑制,通常都长得非常小。可这两棵树都长得十分巨大,在寄生生长领域是非常罕见的。

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