在今年之前，所有的人造物體的移動都遵循經(jīng)典力學的法則。然而，在今年3月，一組研究人員設(shè)計了一種精巧的裝置，其運動方式只能夠用量子力學來描述（量子力學是一組支配細小如分子、原子及亞原子顆粒的運動行為的法則）。

　　為了表彰他們的實驗在概念上的創(chuàng)新、獨創(chuàng)性以及它的眾多的潛在用途，《科學》雜志稱這一發(fā)現(xiàn)為2010年最重大的科學進展。

　　加州大學圣巴巴拉分校的物理學家Andrew Cleland與John Martinis設(shè)計了這一機械——一個人們可用肉眼看到的極其細小的金屬半導體槳狀物，并巧妙地使它按照量子規(guī)范做舞蹈動作。

　　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所允許的能態(tài)，這是物理學家長期以來所追求的目標）。

　　接下來，他們將該裝置的能量提高一個量子以產(chǎn)生一種純粹的量子力學的運動狀態(tài)。他們甚至設(shè)法將該裝置同時進入到兩種狀態(tài)之中，因此該裝置實際上同時會有一點振動及很大的振動，這種奇怪的現(xiàn)象在量子力學的奇怪法則中是允許出現(xiàn)的。

　　《科學》雜志及其發(fā)行機構(gòu)（即AAAS，美國科學促進會）承認，這一首創(chuàng)的量子機械是2010年的年度突破。它們還將過去的這一年中的另外9個重要的科學成就匯編成今年的十大成就。該榜單將出現(xiàn)在《科學》雜志2010年12月17日刊的一個新聞專版之中。

　　此外，《科學》雜志的新聞作者和編輯還挑選了最耀眼的10個改變21世紀科學版圖的“10年洞見”。

　　數(shù)碼化書籍開拓了“文化經(jīng)濟學”的領(lǐng)域

　　想象一下，一個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%），而他們的計算分析為人們描繪出了一個相當生動的有關(guān)世界在過去的數(shù)百年中是如何變化的畫面。

　　Jean-Baptiste Michel及其同事將這一實驗稱作“文化經(jīng)濟學”。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等——在此僅略舉一二。

　　這一特別的研究組成員選擇將焦點放在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)頻率來追蹤一個人的名聲，他們確認，人們現(xiàn)在要比以前任何時候都更加出名，但他們也比過去任何時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)濟學調(diào)查可披露疾病、內(nèi)戰(zhàn)、性別斗爭、飲食、科學與宗教的趨勢——同樣地，這也只是略舉一二而已。

　　解碼孩童時期的腦癌

　　一項新的對髓母細胞瘤所做的基因組的分析報告說，孩童時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”的策略僅應用于成年人的癌癥。

　　如今，D.Williams Parsons及其同事對出現(xiàn)在髓母細胞瘤中的基因變異進行了編目登記。髓母細胞瘤是孩童時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雜運動功能的部分。科學家們不確定是什么引起髓母細胞瘤的生長，但目前的研究聚焦于某些可能有關(guān)的遺傳學通路。在本研究中，研究人員分析了88個孩童時期的腫瘤，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編碼酶的基因，這些酶催化的反應是組蛋白的甲基化（組蛋白是在細胞核中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3500萬年間逐步地進入到果蠅的基因組中。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些在進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導致諸如器官形成和圖形等不同的細胞和發(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，因為在這些時期，失去這些基因常常會導致死亡。

　　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?。他們的發(fā)現(xiàn)意味著新的基因為了參與某種生物的發(fā)育而會頻繁且快速地演化出必需的功能。