2008 年科学年鉴

**2008 年究竟会带来什么？打开我们的画廊，逐月了解未来一年的重大新闻。**

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水母的攻击

大量水母入侵正在危及重要的渔场、威胁海滩游客并威胁沿海经济。专家们想知道原因。

这就像是上世纪 50 年代一部糟糕的怪兽电影中的场景：国家遭到了成群的有毒巨型水母的袭击！但这正是日本海岸正在发生的事情。洗碗机大小的野村水母是一种凝胶状的 400 磅重的团块，有数千根带刺的触手，曾经在日本海域并不常见。到 2006 年初，其数量估计已达数百万。

在世界其他地方，也上演着类似的故事。7 月，一种名为Mnemiopsis的生物淹没了瑞典海域；据信这种入侵物种是搭乘轮船进入北大西洋的。9 月，数百万只名为Pelagia noctiluca的紫色水母涌入意大利海岸。这些非旺季的访客扰乱了捕鱼作业，并用它们凶猛的刺痛吓跑了海滩游客。

从塔斯马尼亚到纳米比亚再到墨西哥湾，近期水母入侵让科学家困惑不已，也给当地经济造成了巨大破坏。海滩关闭只是最轻微的问题。
水母会蜇伤养殖鲑鱼、堵塞渔船的渔网，甚至堵塞核电站的进水阀门。

“发生次数、持续时间和地理范围——所有这些都是异常的，”康涅狄格大学动物学家安·巴克林 (Ann Bucklin) 说道。她正在负责海洋生物普查的浮游动物（随洋流漂流的海洋动物）数量统计。海洋生物普查是一项国际性工作，旨在到 2010 年统计所有海洋动物物种（水母是浮游动物的一种）。“这似乎超出了我们过去所见的正常变化，”她补充道。“[浮游动物] 的繁殖似乎比以前严重得多。”

在所有海洋物种中，水母是科学家研究最少的物种之一，部分原因是它们对人类没有明显的用处，部分原因是与它们合作有特殊的挑战。这种无脊椎动物很难处理，通常有毒，被网捕获时容易解体。我们对正常水母习性的了解有限，这使得科学家很难查明这种神秘趋势背后的原因。

他们所知道的是，水母是机会主义动物，能够迅速利用不断变化的环境。海洋生物学家詹妮弗·珀塞尔 (Jennifer Purcell) 研究了环境条件变化与水母密度之间的关系，她说：“你给它们的食物越多，它们得到的水母就越多。”海洋温度升高、海洋酸度增加、农业污染，尤其是过度捕捞导致的捕食者减少，都是最近水母激增的可能原因，也是我们今年和未来几年可能看到更多水母爆发的原因。

当然，有些人正在寻找获利的方法。日本厨师开始在更多菜肴甚至鸡尾酒中使用水母，研究人员还收获了这种动物的粘液用于化妆品。这可以说是一个更加凝胶化的世界的经济。-Kalee Thompson

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奥运会的阴暗面

谁说体育了？中国一直在利用今年夏季的奥运会来炫耀其科技实力。但许多驻华外国记者抱怨他们没有完全的自由撰写独立报道，你读到的内容有多少可信度？——梅琳达·温纳

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揭秘其他世界

最内层行星迎来了它的第一位长期访客，着陆器将铲过火星的雪泥，新的地球将从遥远的太空中出现

今年的行星探索将开始火热起来。本月，经过 3.5 年的旅程，美国宇航局的“信使”号航天器将首次飞越水星。水星是距离太阳最近的行星，也是太阳系中探索最少的岩石行星。第三次飞越后，“信使”号将于 2011 年进入环绕水星的轨道。这一壮举需要巨大的能量、精心的轨道规划以及强大的辐射和温度屏蔽。一旦“信使”号抵达，科学家们将有很多事情要探索。一个关键的谜题是：为什么小小的水星是由太阳系中最致密的物质构成的？答案应该能揭示太阳系其他部分是如何形成和演化的。

说到“行星”和“进化”，另一个关于太阳系的真正大问题浮现在脑海中——火星上曾经有过生命，或者现在有生命吗？定于今年 5 月在冰雪丰富的火星北极着陆的凤凰号着陆器可能会提供线索。凤凰号将使用机械臂挖掘表层土壤和冰层并收集地面样本进行机上分析。科学家们希望它能解决多年来关于火星生命存在（或不存在）的争议。20 世纪 70 年代末，两架海盗号着陆器未能探测到火星上有任何生命迹象。但是，四分之一世纪后，当科学家们使用海盗号探测器的复制品在南极洲干谷和智利阿塔卡马沙漠（地球上我们知道存在生命的地区）寻找生命时，探测器却一无所获。海盗号着陆器是否对火星生命的存在视而不见？凤凰号可以找出答案。

科学家们还在搜寻遥远的类地行星。今年，科学家们预计法国航天局的Corot卫星（第一台专门用于搜寻行星的太空望远镜）将发现他们希望找到的 250 颗行星中的许多颗，包括数十颗类地行星。此外，加那利群岛的 Gran Telescopio Canarias 将开始研究围绕遥远恒星旋转的尘埃盘，以寻找新行星系统的证据。-Melinda Wenner

翻过这一页来看看昨天的预测有多少已经成为现实。

回到未来

1998年，美国能源部太平洋西北国家实验室的一组科学家公布了预计到2008年将出现的十大环境技术突破。下面就是其中一些技术突破的成果。

预测：转基因作物将会广泛传播。

结果：美国大部分玉米、大豆和棉花作物都经过基因改造，可以抵抗害虫或耐受除草剂。但基因改造在许多国家都是一个有争议的话题，在世界其他地方尚未得到广泛应用。

预测：我们将生活在一个无纸化社会。

结果：当然，我们有电子书和电子阅读器，但纸张仍然统治着办公室空间。据造纸业分析机构 RISI 称，美国办公室纸制品消费量在 1999 年达到顶峰，为 1470 万吨，2006 年下降至 1270 万吨。

预测：汽车每加仑将行驶至少 80 英里。

结果： SUV 仍是道路的主导，因此今年的平均燃油经济性将保持在每加仑 20 英里多一点。但情况可能很快就会改变，因为 15 个州已经采用或正在考虑制定排放法规，要求到 2016 年新车的温室气体排放量减少 30%。

预测：世界将充满“绿色”产品。

实际情况：现在有很多绿色产品，美国人现在回收了 32% 的垃圾。这是 20 世纪 90 年代初回收量的两倍。-梅琳达·温纳

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新互联网开始发售

本月的频谱拍卖可能引发电信淘金热

十多年来最重要的无线电波拍卖可能标志着移动通信新时代的开始。1 月 24 日，电信巨头将开始竞标无线电频谱中最后的黄金地段，这一带宽可能有一天会提供横跨美国东西海岸的移动高速语音和数据网络。多年来，这些 700 兆赫的频率已被授权作为电视上的 52 至 69 频道。但广播公司终于开始数字化，无论谁取代他们的位置，都将有助于决定无线互联网的未来。

新网络的接收效果会更好，尤其是在偏远地区，因为 700Mhz 信号可以穿过茂密的树木，进入地下室和地铁站。1800Mhz 网络覆盖全国需要 30,000 个手机信号塔，而 700Mhz 只需要一半。

新网络不仅建设成本更低，而且根据联邦通信委员会的拍卖规则，必须将相当一部分频谱用于“开放接入”服务。这意味着锁定手机时代将结束——你可以在网络上使用任何你想要的设备或软件。（规则的改变部分是由于谷歌的激烈游说，此举引发了人们对它计划竞标频谱的猜测。）政府上一次做出这样的改变是在 40 年前，当时联邦通信委员会强迫电话公司向第三方产品开放其线路。直到固定电话系统开放接入后，应答机、传真机和调制解调器等产品才进入市场。

700MHz 频谱也不一定能有同样的结果。大型电信公司已经开始在法庭上抨击开放使用规则。即使这些规则确实能持续到拍卖日，也只有在竞标者达到 46 亿美元的最低底价时才会生效。

但即使没有开放接入要求，任何在新频谱上建立的网络都将使运营商更容易提供 VoIP 呼叫和流媒体视频等服务——目前在带宽有限的无线网络上很难实现。“我们谈论的是你的手机精确地模仿台式电脑，”行业组织 CTIA 的 Joseph Farren 说。-Daniel Engber

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赌博上帝粒子

世界上最大的对撞机到底会揭示什么？物理学家列出了最有可能和最不可能的理论的可能性

大型强子对撞机定于今年 5 月开始对质子进行碰撞，理论家们对大型强子对撞机有一点意见一致：它最有可能产生希格斯玻色子，即一种难以捉摸的“上帝粒子”，理论上它赋予了宇宙中一切物质的质量。除此之外，他们还在打赌。意大利帕多瓦大学的费米实验室合作者托马索·多里戈打赌说除了希格斯玻色子，我们什么也找不到，但他希望自己输掉这笔钱。我们请他和其他物理学家给我们他们最喜欢的粒子的赔率。

**希格斯玻色子：10 颗中有 9 颗
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它的存在可以解释质量的起源。希格斯玻色子创造了一个场，所有其他粒子都必须通过这个场移动。希格斯场对这种运动的阻力使粒子具有质量。

**暗物质：5分之3
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科学家知道它存在，只是不知道它是什么，而找出它就是大型强子对撞机的任务。这种物质占宇宙物质的 80%，但不发光，所以完全看不见。

**超对称性：7 个中有 3 个
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一些物理学家怀疑宇宙中的所有粒子都是成对出现的。其中一半是我们熟悉的——电子、夸克和中微子——但它们的理论对应物，即所谓的超级伴侣，仍未被发现。

**额外尺寸：1/25
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除了已知的上下、前后和左右三个维度之外的空间维度可能会削弱我们宇宙中的引力。

**微型黑洞：千分之一
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大型强子对撞机（LHC）碰撞可能会产生无害的黑洞，每个黑洞的质量仅为盐粒的十亿亿分之一，它们会几乎瞬间蒸发——速度太快而无法吞噬任何物质。

**平行宇宙：千万分之一
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一些理论家推测，在宇宙景观中，许多宇宙与我们自己的宇宙并存，每个宇宙都有自己的物理定律和自然常数。

**宇宙内爆：1/googol*
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如果宇宙的基本真空状态不是完全稳定的，LHC 可能会使其衰变，并带走宇宙中的一切都。——雷娜·玛丽·帕塞拉

** 翻页了解生物防御研究人员的最新发现。**

*一古戈尔 = 10100 = 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000

生物防御研究人员的新居

官员们将建造下一个农业恐怖主义研究中心

距离纽约长岛顶端两英里的地方，坐落着一个面积为 840 英亩的小岛，普拉姆岛动物疾病中心就坐落于此。在普拉姆岛设施内工作的研究人员代表着美国对抗口蹄疫等动物疾病的前线。但普拉姆岛的建筑物建于 1954 年，该设施无法处理美国国土安全部 (DHS) 认为可能被恐怖分子用作危害我们食品供应和国民健康的武器的某些病原体。

今年 10 月，国土安全部将为国家生物和农业防御设施选择一个地点，这是一个耗资 4.5 亿美元的动物和人畜共患疾病实验室（能够从动物传播给人类），用于研究潜在的农业恐怖主义威胁。这座占地 52 万平方英尺的设施有六个地点可供选择。五个位于大陆；第六个是普拉姆岛上的一个新设施。（在大陆研究口蹄疫是违法的，因此如果国土安全部选择这五个地点之一，国会将不得不介入。）

除了典型的农业疾病研究外，该设施的 10% 将用于生物安全四级研究，即研究致命、奇异或传染性疾病或对人类构成最大风险的病原体。新实验室的此类研究名单中，首当其冲的是尼帕病毒和亨德拉病毒，这两种病毒最近在马来西亚和澳大利亚被发现，已被证明对许多感染者来说是致命的。

国土安全部实验室负责人詹姆斯·约翰逊表示：“这都是总体威胁分析的一部分，旨在减轻对美国农业的威胁。普拉姆岛一直是前线，但我们还需要应对其他威胁。”-凯特·皮克特

** 翻页查看科学家解决您最喜欢的游戏的概率。**

跳棋已解决。下一步？

在跳棋游戏中，棋盘上有 5000 亿亿种可能的棋子排列方式。尽管如此，经过 18 年的研究，加拿大阿尔伯塔大学的计算机科学家乔纳森·谢弗 (Jonathan Schaeffer) 去年宣布，他的程序已经“破解”了跳棋，也就是说，它是不可战胜的。我们什么时候才能破解其他流行游戏？-凯特·皮克特

图片来源：Thomas van de Weerd；艾伦·莱特；多纳雷斯科夫

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**违法
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IBM 的 3D 芯片堆栈将功率封装到紧凑的封装中

四十年前，工程师戈登·摩尔曾预言，硅片上可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番，从而使计算机运行速度更快、效率更高。但这一真理将在未来 15 年内遭遇挫折，因为晶体管的尺寸越来越小，操纵它们变得越来越困难。今年，IBM 将开始出售其解决晶体管密度问题的方案，即一种垂直堆叠芯片，其数据传输速度是我们现在使用的芯片的 1,000 倍。

如果你今天打开手机，你可能会发现里面有一个伪 3D 芯片——将普通芯片堆叠在一起可以增加计算能力，而不会占用太多空间。连接两个芯片外边缘的长线限制了它们的最终处理速度。如果两个芯片层之间没有更好的连接，它们的实用性就仅限于可以通过几根小线分流的任何东西。

IBM 的解决方案是制造具有垂直互连的 3D 芯片，这种互连被称为硅通孔 (TSV)。TSV 不是沿着外边缘连接芯片，而是穿过芯片向下并直接连接到下一层。诀窍在于将金属放入用作层间导线的微小孔中。其他公司也紧随其后。三星计划使用 TSV 制造堆叠式 DRAM 芯片，并希望将其整合到高密度闪存中。

这对我们意味着什么？TSV 芯片将成为速度极快的处理器，而且由于具有不同功能的芯片可以单独制造，然后再堆叠，因此多功能芯片堆栈的价格可能会下降。研究半导体制造的联盟 Sematech 的互连专家 Larry Smith 表示，有一件事是肯定的：“产品将继续变得更小、更薄、更轻。”-Melinda Wenner

** 翻开这一页，了解一下今年的极客用语指南。**

词语观察

虽然现在这只是晦涩难懂的极客用语，但到 2009 年，就连你的妈妈都能说一口流利的英语。——Kalee Thompson

**人类世 (n.)
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地球历史上最近的一个时期，人类首次开始影响地球的气候和生态。约从 1800 年至今。

**BLOGICAL（形容词）
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网上发现的不合逻辑的胡言乱语。另请参阅blogic (n.)。

**碳正义 (n.)
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公平分配应对气候变化的责任，指各国应根据其人口和人均二氧化碳排放量来控制二氧化碳排放量。此外，一个国家的支付能力将决定其总体责任。

**云计算 (n.)
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互联网上提供的大规模分布式计算服务。计算机集群（或“云”）为各个机构或企业提供了超快的计算能力，而无需高维护的服务器机房。

**生态系统服务 (n.)
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健康的生态系统为人类或当地经济提供的价值（以美元计算），为保护脆弱的栖息地提供了经济激励。例如，一种名为草蛉的昆虫在美国提供了至关重要的生态系统服务，它吃玉米螟、蚜虫和其他害虫。保护草蛉栖息地的农民将通过减少使用传统杀虫剂来节省资金。

**运动游戏 (n.)
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玩电子游戏也可以作为锻炼身体的双重功效。

**FUD（名词）
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“恐惧、不确定和怀疑”的首字母缩写，通常用于描述公司贬低或破坏竞争对手即将发布的产品的努力。

**地面实况 (v.)
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亲自调查通过遥感影像识别出的地理热点的性质。例如，“我们在谷歌地球上初步识别出至少一种新型中国核潜艇后，我们仍需要进行地面实况调查以确认其能力。”

**物理学 (n.)
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用于描述物理学和数学之间越来越模糊的界限。另见物理学家：“布莱恩·格林的著作《优雅的宇宙》使他成为自史蒂芬·霍金以来最著名的物理学家。”

**WITRICITY (n.)
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电流在以相同频率共振的电磁线圈之间无线传输。虽然目前还不实用，但这项技术有朝一日可以消除办公桌后面那堆乱七八糟的电线。

**请翻开这一页来了解如何建立自己的监控国家。**

建立自己的监控国家

新卫星升空，你可以购买卫星使用时间

下一代私人间谍卫星已经到来：WorldView-1 于去年 9 月发射，GeoEye-1 将于今年 4 月发射。它们的高分辨率相机能够发现本垒板大小的物体，但它们的真正优势在于它们能够发回多少数据。高分辨率成像卫星在经过陆地时必须瞄准地球的一小片区域；由于这些新卫星的视野更宽，存储和通信能力也得到改善，因此每颗卫星在每次轨道上覆盖的面积至少是其前辈的两倍。这意味着 Google Earth 和 Yahoo Maps 上将有更多高分辨率图像，个人和公司将有更多机会从天空中的“雇佣眼睛”那里购买时间。-Robin Mejia

**2008 年究竟会带来什么？打开我们的画廊，逐月了解未来一年的重大新闻。**