2012年世界十大科技进展新闻
1 “好奇”号在火星成功着陆
美国东部时间8月6日凌晨，远征5.67亿公里的美国“好奇”号火星车历经8个月飞行，在位于火星盖尔陨坑中心山脉的山脚下成功着陆，开始其探索火星生命痕迹的旅程。登陆火星数分钟后，“好奇”号陆续向地球传回火星图像。
“好奇”号被誉为人类在其他星球登陆的最精密移动科学实验室，是美国太空探索历史上又一重要里程碑，是行星探索的巨大一步。
“好奇”号长约2.8米，重900多千克，长度是2004年在火星着陆的“勇气”号和“机遇”号火星车的2倍，重量是它们的5倍多。它共有6个轮子，每个均拥有独立的驱动马达，两个前轮和两个后轮还配有独立的转向马达。这一系统可以使“好奇”号在火星表面原地360度转圈。
“好奇”号的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器提供，其本质上是一块核电池，使用寿命可长达14年。
2 加拿大科学家开发出人造大脑
加拿大一个科学家小组称，他们已经开发出迄今为止最接近真实大脑的机能大脑模型。这个利用超级电脑运行的模拟大脑拥有的一个数码眼睛，可以用来进行视觉输入，它的机械臂能绘制出它对视觉输入作出的反应。这个模拟大脑非常先进，甚至能通过IQ测试的基本测试。加拿大滑铁卢大学的神经学家和软件工程师表示，这是迄今为止世界上最复杂、最大规模的人类大脑模型模拟。
这个名叫Spaun的大脑由250万个模拟神经元组成，它能执行8种不同类型的任务。这些任务的范围从描摹到计算，再到问题回答和流体推理，可谓五花八门。测试期间，科学家亮出一系列数字和字母，让Spaun记入储存器，然后科学家亮出另一种字母或符号，作为指令，告诉Spaun借助它的记忆力做什么。随后机械臂会描绘出任务输出。该研究成果发表在《科学》杂志上。此前也有不少模拟大脑的项目，但仅模拟大脑的功能形式，而Ｓｐａｕｎ则能展示这些功能如何作用于各种行为。
3 科学家设计出世界上最细的纳米导线
澳大利亚和美国科学家组成的研究团队1月6日在《科学》杂志上报告说，他们成功设计出迄今世界上最细的纳米导线，厚度仅为人类头发的万分之一，但导电能力可与传统铜导线相媲美。这项技术有望应用于量子计算机研制领域。
科学家利用精心设计的原子精度扫描隧道显微镜，在硅表面以1纳米间隔安放1个磷原子的方式制备了纳米导线，其宽度相当于4个硅原子，高度相当于1个硅原子。通过这种方式设计的纳米导线可以使电子自由流动，有效解决了电阻问题。这一新技术表明，计算机元件可以降低到原子尺度，这是个巨大突破。
量子计算机与传统计算机的一个主要区别是，传统计算机只使用1和0两种状态来记录数据和进行计算，而量子计算机可以同时使用多个不同的量子态，因此具有更大的信息存储和处理能力，被认为是未来计算机发展的方向。
4 癌症干细胞研究获新证据
很多时候，那些似乎已经被治疗消灭的癌症又会卷土重来。一些科学家将此归罪于所谓的癌症干细胞，它们是癌细胞的一个子集，能够保持休眠状态，从而逃避化疗或放疗，并在几个月或几年后形成新的肿瘤。这种想法一直存在争论，然而，8月1日，《自然》、《科学》杂志网络版发表的3篇论文提供了新的证据，表明在某些脑、皮肤和肠道肿瘤中，癌症干细胞确实是肿瘤生长的源头。
癌症干细胞模式有别于认为肿瘤生长机会均等的传统理论，后者相信，任何以及所有的癌性细胞都能够分裂并导致肿瘤的生长及扩散。而癌症干细胞模式则认为，肿瘤生长具有更多的层次，主要由一个能够进行自我复制的细胞子集所驱动，进而生成肿瘤所包含的其他类型的细胞。
在这些新的研究中，3个独立的研究团队利用遗传细胞标记技术追踪了特定细胞在生长的肿瘤内部的增殖情况。这种细胞追踪技术是检验癌症干细胞模式的正确方法。
5 科学家发现“疑似”上帝粒子
欧洲核子研究中心7月4日宣布，该中心的两个强子对撞实验项目——ATLAS和CMS均发现一种新的粒子，具有和科学家们多年以来一直寻找的希格斯玻色子相一致的特性。
ATLAS和CMS研究小组在4日上午的学术研讨会上介绍各自研究成果，分别确认目前通过大型强子对撞机取得的数据发现了在125－126吉电子伏特质量区间存在一种新的粒子，数据的确定性为5西格玛，即理论物理界可以确认“发现”的水平。
希格斯玻色子是物理学基本粒子“标准模型”预言的一种自旋为零的玻色子，也被称为“上帝粒子”。
尽管相关负责人表示，这仅是初步结果，还需进一步验证，但其足以引起全球科学界的关注。科学家认为，这是一项无与伦比的成就。这是粒子物理学和科学探索史上的重大时刻，意义深远。这一新发现将开拓实验和理论物理的新领域。
6 日本科学家首次用“人造”卵子产下小鼠
在利用源自干细胞的精子产下了正常幼鼠后，日本京都大学的一个研究小组又通过同样的方式利用卵子完成了这一壮举。这项研究最终有望为帮助那些不育夫妇怀孕带来新的方法。
上述两项研究所使用的干细胞都是胚胎干（ES）细胞和诱导多能干（iPS）细胞。研究人员从ES细胞和iPS细胞入手，并且在一种蛋白质的“鸡尾酒”中对其进行培育，从而形成了与原生殖细胞类似的细胞。为了得到卵母细胞或前体卵细胞，研究人员随后将这些原始细胞与小鼠胎儿的卵巢细胞相混合，从而形成了再造的卵巢，并最终将其移植到活体小鼠的正常卵巢中。4周零4天后，那些与原生殖细胞类似的细胞发育成为卵母细胞。研究小组去除掉卵巢，得到卵母细胞，并且对其进行体外授精，然后再将得到的胚胎移植进代孕母亲体内。大约3周后，正常的小鼠崽诞生了。研究人员在10月4日的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。
7 英国研究发现一种高速磁存储原理
英国约克大学等机构的研究人员在《自然—通讯》杂志上报告说，他们发现一种可用于开发高速磁存储设备的原理，由此带来的存储速度可高出现有硬盘数百倍。
据介绍，现在硬盘等存储器多使用磁性物质，如果要记录信息，就需要把磁性物质的磁极颠倒，这个过程中常用的方式是使用外加磁场。
研究人员发现，不使用外加磁场，单纯使用热量也能起到同样的效果。其具体方式是向磁性物质发射含有热量的激光脉冲，它在吸收热量后磁极也会颠倒。
参与研究的托马斯·奥斯特勒说，这是一项革命性的发现，可在此基础上开发出存储速度高出现有硬盘数百倍的存储器，每秒钟存储的信息可以高达上万亿字节。由于不需要使用外加磁场，在此基础上开发出的存储器所消耗的能量也会更少。
8 天文学家发现质量是太阳170亿倍的黑洞
霍比·埃伯利望远镜大质量星系调查项目的天文学家发现了可能是迄今质量最大的黑洞。这一罕见黑洞质量达170亿个太阳，位于NGC 1277星系，其质量占了该星系质量的14%，而通常黑洞只占其所在星系的1%。这一发现可能改写黑洞与星系的形成演化理论。相关论文发表在11月29日的《自然》杂志上。
NGC 1277位于距地球2.5亿光年之外的英仙座星团，大小只有银河系的1/10。此前哈勃太空望远镜已经给NGC 1277拍过照。本次研究又结合了霍比·埃伯利望远镜数据，并在超级计算机上运行了多种模型计算，结果发现其中存在一个质量达太阳170亿（误差范围30亿）倍的黑洞。 研究人员还发现，NGC 1277星系是一个较小的透镜星系（在星系型态分类上是介于椭圆星系和螺旋星系之间的星系），内部均为古老恒星，其中最“年轻”的恒星寿命也有80亿年。
9 德国首次从皮肤细胞中培养出成体干细胞
德国马克斯·普朗克协会3月22日宣布，该机构研究人员成功从已分化体细胞——皮肤细胞中培养出成体干细胞，为全球首创。
现阶段，具有分化多种组织细胞潜能的诱导多功能干细胞（ｉＰＳ细胞）成为不少干细胞专家的研究重点，人类已能从已分化的体细胞中培养出ｉＰＳ细胞。不过，这种干细胞虽可分化成任意组织，但由于其分化能力过强，导致有时不但无法实现目标组织再生，反而分化出癌细胞，形成肿瘤。
而本次研究人员利用皮肤细胞培养成体干细胞的方法刚好可解决这一问题。成体干细胞是一种存在于已分化组织中的未分化细胞，可自我更新并形成特定组织。研究人员将实验鼠皮肤细胞放在特定培养环境中，皮肤细胞在特殊生长因子的诱导下，成功“变身”成体神经干细胞。通过成体干细胞的培养可更有针对性、更安全地实现特定组织再生。这种方法具有巨大的医学应用前景。
10 首个“超电子”电路问世
美国科学家们用光子取代电子，制造出首个由光子电路元件组成的“超电子”电路。相关研究发表在《自然—材料学》杂志上。
“超电子”中的“超”指的是超材料——嵌入材料中的纳米图案和结构，使其能采用以前无法做到的方法操控波。宾夕法尼亚大学电子和系统工程学院纳德·恩西塔团队在实验中利用亚硝酸硅制造出梳状的长方形纳米棒阵列。这种新型纳米棒的横截面和其间的孔隙形成的图案能复制电阻器、感应器和电容器这三个最基本电路元件的功能，只不过其操纵的是光波。在实验中，他们用一个光子信号（其波长位于中红外线范围内）照射该纳米棒，并在波通过时用光谱设备进行测量。他们使用不同宽度和高度组合的纳米棒重复该实验后证明，不同大小的光电阻器、感应器和电容器都可以改变光“电流”和光“电压”。
恩西塔表示：“我们能通过安排不同的电路元件制造出无数个电路，因此，我们也希望设计出更复杂的光学元件，以获得具有不同功能的光子电路。”
获得提名的其他候选条目
（按报道时间先后为序）
荷兰发明能提高太阳能电池效率的纳米涂层
荷兰原子和分子物理学研究所发表新闻公报说，其科学家研制出一种特殊的纳米涂层，能够大幅提高太阳能电池效率。
荷兰科学家设计了一种特殊的纳米涂层。涂层中的纳米粒子是圆筒状结构，而且这些圆筒的几何尺寸恰好适合捕捉太阳光。
在实验中，荷兰科学家使用飞利浦公司开发的一种新型“印刷”技术，成功将纳米涂层直接印刷到现有太阳能电池的硅晶片上。结果发现，印刷完涂层的硅晶片呈黑色，反射率被大幅降低。
研究小组负责人阿尔伯特·普尔曼说，“新涂层不仅适用于太阳能电池，在普通照相机和摄像机的镜头以及光学仪器等领域也有广泛应用前景。”
大猩猩基因组测序完成
自从人类基因组在10年前测序完毕后，研究人员一直梦想能够破解其他3种类人猿（黑猩猩及矮黑猩猩、大猩猩、猩猩）的脱氧核糖核酸（DNA）。如今，最后剩下的大猩猩基因组测试也已完成，从而揭示了这种最大的灵长目动物与我们之间的一些有趣的联系。令人感到惊讶的是，部分人类基因组与大猩猩基因组的相似性居然高于后者与黑猩猩基因组的相似性，并且一些之前认为对人类的独特进化很关键的基因对于黑猩猩而言同样重要。
来自英国辛克斯顿市维康信托基金会桑格研究所的研究人员3月7日在《自然》杂志上报告了这一研究成果。
首个初级量子网络构建成功
十多年来，物理学家一直在试图用量子力学方法传递机密信息，进而不必担心其被截获。但他们一直没有创造出一个真正的量子网络。如今，一个德国研究小组使用两个完全分离的原子建立了首个真正的量子连接。研究人员表示，很多这样的连接结合在一起便能够构建一个完整的网络。
德国加尔兴市马普量子光学研究所的Stephan Ritter和同事，在4月12日出版的《自然》杂志上报告了一个初级的量子网络，该网络有两个基于束缚在位于街道两侧单独实验室内光腔中的单个原子的量子节点。这是科学家首次实现这种初级的量子网络，为实现真正意义上的量子网络迈出关键一步。
法国研制的纳米级塑料具有高导电性
来自法国国家科研中心和斯特拉斯堡大学的研究人员在《自然—科学》杂志网络版上介绍说，一种最新研制的塑料纤维实际上综合了目前常见的两种导电材料——金属和塑性有机聚合物的优点。它成本低，易处理，像塑料一样轻且柔韧，而导电性能又类似金属，可媲美铜线。
法国国家科研中心已为此项科研成果注册了专利。研究人员认为，21世纪电子工业面临的一大挑战就是如何将组件微缩至纳米尺度。这种导电性能极佳的塑料纳米纤维将有助于解决这个问题。他们表示，下一步会尝试把这种塑料纳米纤维应用于电子设备的生产中，如制造可弯曲的显示屏或太阳能电池等。
美首次向国际空间站发射商业飞船
美国太空探索技术公司5月22日凌晨向国际空间站发射“龙”飞船，这是世界第一艘向空间站发射的商业飞船。
“龙”飞船高约6.1米，直径约3.7米，于22日携带500多公斤货物发射升空，25日与空间站对接，返程时承载约600多公斤载荷，成功完成首次由商业飞船向空间站运送补给的任务。5月31日，“龙”飞船已于当天中午坠入太平洋海域。回收后，“龙”飞船被运往太空探索技术公司位于得克萨斯州的工厂进行检测并卸货，其中一些高价值试验载荷将在48小时内送交航天局。
“龙”飞船未来将放弃水上着陆技术，而通过推进器进行地面着陆。
多国科学家完成西红柿基因组测序
一个国际研究团队5月31日在英国《自然》杂志上以封面文章形式发表研究报告说，他们完成了对西红柿的基因组测序，这将有助于将来培育更优良的西红柿品种。
这个项目由一个称作“西红柿基因组联盟”的研究团队完成，成员包括14个国家的研究人员。其中，中国科学家高质量地完成了测序总任务的1/6。据报告介绍，他们选取了农产品中常见的一种西红柿开展基因组测序，结果显示其基因组约含3.5万个基因。研究人员同时还对另一种野生西红柿进行基因组测序，这两个基因组高度相似，差异只有约0.6%。对普通消费者来说，这一成果意味着今后可能会出现更好吃的西红柿品种。
科学家造出全新量子物质形态
美国斯坦福大学宣布，他们用金属镝造出世界上第一个双极量子费米子气体。研究人员认为，该费米子气体兼具晶体和超流液二者看似矛盾的特征，是一种全新的量子物质形态。这标志着人们在理解费米子系统性质，将凝聚物质物理学中的超自然现象引入现实应用等方面，迈出了重要一步。相关论文发表在《物理评论快报》上。
研究人员指出，这种费米子气体有望带来量子液晶，也就是那些构成大部分显示器所用液晶的量子力学版；或者带来一种超级固体，这是一种假设的物质态，理论上这种固体具有超流液的特征。
小体积十亿像素相机问世
英国《自然》杂志刊登报告说，研究人员开发出首个体积较小的十亿像素相机，它不仅在清晰度方面远远超出普通相机，而且体积也不像天文台所用的十亿像素观测设备那样庞大。
美国杜克大学等机构研究人员报告说，他们研发出的名为ＡＷＡＲＥ－2的相机不仅像素能达到十亿以上，并且体积相对较小，其长宽均为0.75米，高0.5米。与一些高清相机拍摄角度狭窄不同，这种相机能拍摄的角度水平可达120度，竖直可达50度。
据介绍，这种十亿像素相机可能会首先用于军事侦察等领域。潜在客户是一些需要高清晰度照片的媒体公司或专业研究人员。
人类基因功能“详图”问世
国际科学界9月5日宣布，“DNA元素百科全书”计划（简称ENCODE）获得迄今最详细的人类基因组分析数据，其成果以30多篇论文的形式发表在《自然》杂志等多份学术刊物上。这是“人类基因组计划”之后国际科学界在基因研究领域取得的又一重大进展。科学家正在利用ENCODE的信息开展多种疾病和表观遗传学的研究。
ENCODE的研究结果，将改变人们对人类基因组的思维方式和实际应用。如果说人类基因组计划提供了一张地图，那么ENCODE计划就在这张地图上标出了各个基因的功能信息。ENCODE计划有多个国家和地区的32个研究机构参与。
全球最强射电望远镜在澳建成启用
澳大利亚于10月5日宣布建造完成了功能最强大的射电巡天望远镜。澳大利亚联邦科学与工业研究组织的天体物理学家Brian Boyle表示，这架名为“澳大利亚平方公里阵列探路者”（ASKAP）的望远镜将为天文学家了解黑洞、形成恒星的气体云以及最奇异的天体，提供前所未有的信息，“从而向外扩展我们对于宇宙自然法则的认知边界”。
ASKAP建造于西澳大利亚州的默奇森射电天文学天文台，它由36架天线构成，每架天线直径为12米。这一阵列能够用两张图像以及5分钟的观测时间捕获星系的视图，而之前则需要400张图像以及两年的观测时间来组装这些观测结果。
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