标题前沿

　　　　美国中学生的核体验

　　不久前，美国的一家杂志披露：一位名叫大卫·哈恩的年仅14岁的中学生，差一点就在自己家的花园里建成一座核反应堆。警方在一次例行的安全检查中发现了哈恩的“工厂”，联邦环保署的专家迅速赶到。他们在他简陋的试验室里搜出一堆有毒混合物，其辐射剂量已超过正常值1000倍，一旦发生泄漏，住在附近的居民将在劫难逃。而哈恩不过是从旧的烟尘报警器中提取少量的镅－241，从医院骗来了一些钡，从电池中收集锂，又碰巧弄到几块镭漆涂层。凭着对化学的痴迷和初生牛犊的无所畏惧，他竟拥有了进行一次核裂变反应所需的一切！

　　（这条消息令主持人想到很多。首先是世界上有一个国家，国民中有人在很小的年龄就把科学看成一项巨大的娱乐。其次，这样的孩子能不能存在于恐怖分子中？还有，中国的科技男孩有没有连偷带骗的行动力？）对反物质探索的最新进展

　　欧洲核子研究中心8月10日宣布，它建造的反质子减速器已经投入使用。这一“反物质工厂”将帮助科学家进一步探索反物质之谜，揭示宇宙诞生和演化以及物质世界构成等奥秘。

　　反质子减速器是一个圆形混凝土盒，周长188米，耗资1150万美元。它利用磁场将高能反质子减速成速度约为光速十分之一的反质子。科学家将利用减速器产生的反质子进行实验，用磁场对反质子进行约束，或将反质子与正电子结合成为反氢原子。科学家们计划在今年年底前用反质子减速器制造出首批反氢原子，2002年完成对初步实验结果的分析。

　　（这是继1998年阿尔法磁谱仪上天以后又一重要的反物质研究进展。阿尔法磁谱仪想必大家还记得，在那个项目上中国人的努力很起了一些作用。）

　　　　中国加强数学领域的投入

　　随着世界科学潮流向多学科交叉、渗透和同意的趋势发展，我国数学领域的弱势引起了管理层的高度重视。中国科学院数学研究力量分散、课题缺乏战略考虑等问题逐渐暴露出不良后果。同时，优秀青年人才的流失也成为一个不争的事实，科研条件和生活待遇问题亟待改善。前不久，数学与系统科学研究院确定了13个重点支持的学科方向和若干重要研究领域，努力倡导和支持交叉领域与创新性强的研究工作，鼓励原始创新和自由探索。对于以往我国曾经取得过重要成果的某些领域，按照国际上近年来的发展潮流与趋势，进行了适当的调整。研究院还积极部署力量支持符合国家目标的应用研究，组织一些优秀科学家面向国民经济主战场，在工农业、金融数学、信息科学与生物信息学、大规模科学工程计算、管理科学等方面充分发挥作用。研究院还通过国际学术交流、延请访问教授与访问学者等计划广泛吸引人才。通过“百人计划”引进了11位优秀人才，每位资助200万元开展研究，其中9位来自国外，有的还放弃了外国国籍。一年多来，捷报频传：科研人员获得了国际运筹学进展奖一等奖、德国洪堡研究奖等众多奖项；一百七十多篇论文发表在被《科学索引》收录的核心期刊上。

　　　　美科学家研制出分子开关

　　美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家发明了一种新型分子级开关，使分子计算机研究又向前迈进一步。

　　据新一期美国《科学》杂志报道，这种分子开关只有头发丝那么细，以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个小环，每个小环由原子连接而成。这两个小环以互锁的方式衔接，类似于一小段链条。每个小环上都有两个叫作“识别位置”的结构，它们能够相互发生电化学作用。现有的计算机基于二进位制，以晶体管的开和关状态来表示二进制的0和1。分子开关则有特殊的开和关状态。　　当一个电脉冲通过套环烃分子时，其中一个环失去一个电子并绕另一个环转动，这时分子开关处于“开”状态。失去电子的环重新得到原来的电子，则使开关处于“关”状态。套环烃开关能够反复被打开和关闭，且能在常温和固态下工作。实现分子开关的“开”和“关”状态，相当于制造出用于电子计算机的最简单的逻辑门。逻辑门是现有计算机中央处理器工作的基础。

　　接下来，科学家们还需要研制出合适的导线，以将分子开关连接起来，并通过整体设计将其开发成计算机元件。他们认为纳米碳管有可能是理想的导线材料。 领导该项研究的科学家詹姆斯·希斯认为，将来的分子芯片有可能做到只有尘埃或沙粒那么大。由这种芯片制成的计算机有可能被编织到衣服里。 分子计算机运行所需的电力将比现有计算机大大减少，而它的功效则可达到硅芯片计算机的百万倍。并且，分子计算机能够安全保存大量数据，使用它的用户可不必进行文件删除工作以保持可用空间。此外，分子计算机还有望免受碰撞、病毒和系统崩溃等故障的影响。

　　　　美研制出量子计算机

　　美国IBM公司、斯坦福大学和卡尔加里大学科学家联合研制出世界上最先进的量子计算机，并首次证明这类装置有明显快于常规计算机的运算潜力。

　　领导该研究的IBM公司科学家伊萨克·张15日在宣布该成果时说，这种量子计算机使用5个原子作为处理器和内存。研究人员对实验机型进行了测试，用它来确定一个函数的周期，结果发现，量子计算机能够只需一步就解决任何一个例题，而常规计算机完成相同的工作却需要多次循环运算。

　　量子计算机的独特之处在于，处于量子状态的粒子能够进入“超态”，即同时沿上下两个方向自旋。这一状态可代表1、0以及中间的所有可能数值。因此，量子计算机可以不像常规计算机那样按顺序把所有数值相加，而是能够同时完成所有数值的加法，这使得量子计算机具有强大的功能。使用数百个串接原子组成的量子计算机可以同时进行几十亿次运算。

　　伊萨克·张认为，量子计算机有望应用于广泛的领域。用它进行数据库检索可大大提高网上搜索速度，也可用来设置或破译密码、提高天气预报准确性、模拟化学反应以加快新药的研制等。他预测说，今后两年中，有7至10个原子的量子计算机将问世。

　　科学家认为，现有芯片制造方法将在未来10多年内即2020年左右达到极限，为此，世界各国研究人员正在加紧开发新型计算机。除量子计算机外，生物计算机和光计算机等也代表着未来计算机的发展方向。

　　（这条消息可以说是真的走到科幻上去了，利用原子神秘的物理特性制造一种功能强得可怕的计算机，而人们因为不了解它而对其置之不理，至少国内媒体对这个消息反应冷淡。）

　　　　北极点无冰

　　美国海洋学家詹姆斯·麦克凯希最近随俄罗斯破冰船前往北冰洋考察后称，北冰洋的冰层正在融化，还说他发现北冰洋地区出现了一块1英里(1.6公里)宽的无冰区。一些专家认为这可能是自5000万年以来北极地区首次出现被水而不是被冰覆盖的现象。但是也有一些科学家认为极地冰层的运动本身也能产生类似的断层现象，甚至包括北极点。

　　麦克凯希说，当他8月份到达北极地区时，他意外地发现了一块新的海洋。当时在船上的另一位古生物学家麦克坎纳说，俄罗斯的这艘破冰船本想沿一条狭窄的冰缝进入极地，但是他们却意外地发现没有冰。他说，他不知道从前有没有人在到达北纬90度时发现那里居然没有冰层。他警告说，那些对地球变暖持不经意态度的人如果发现甚至是极地的冰都已开始融化，他们就会抛弃麻木不仁的态度。

　　他们说，整个地区的冰层是如此之薄，破冰船不得不继续前行了10公里左右才发现了厚冰层，这样他们才能离开船到冰上行走。麦克凯希说他以前发现这一地区被厚达3米的冰层覆盖着。人们还在此次考察中发现了象牙海鸥，动物学家说这还是第一次在这一地区发现这种鸟类。

　　目前，这一现象究竟是由冰融化还是冰层的运动造成的，人们还未能达成共识，但是科学家们都同意极地的冰层正在萎缩。根据卫星研究发现，北冰洋的冰层在过去的50年里已缩小了40%。一些科学家认为到21世纪末，冰层会完全消失（这是地球变暖的最直观的例子）。

　　　　失败学数据库

　　日本科技厅的“活用失败知识研究会”不久前开会决定，建立“失败学”数据库并开发相应的检索系统，以便全社会从科技领域的事故和失败中吸取教训。

　　日本科技厅在今年6月初提出了“失败学”这一概念，旨在把科技领域的事故和失败等搜集起来作为“知识资源”，从中吸取教训。据科技厅介绍，“失败学”数据库及其检索系统将从2002年度开始建立，它将包含机械、材料、化学和土木工程等科技领域发生的事故和失败事例，并简便及时地向使用者提供这些信息，使其成为社会共有的知识资源，以减少科技研究开发过程中的事故和失败的发生。

　　日本“活用失败知识研究会”是今年6月底成立的，由东芝公司顾问佐藤文夫出任会长，并有其他17名著名的大学教授和企业家担任委员。

　　（东芝公司在世界500强里颇有个性，做事带些蛮力。近二十年来，这家公司经常陷入麻烦，最近又因为笔记本电脑出问题，赔偿美国消费者约十亿美元。他们能想出这样有创意的计划，也许与自己的“不幸”遭遇有关系。无论如何，“失败学”的研究和应用提上议事日程，对成王败寇的科技史是一种反思，对将来是一种福泽。）