【導(dǎo)讀】美國(guó)《科學(xué)》雜志于2014年12月18日公布了其評(píng)出的2014年十大科學(xué)突破，這是對(duì)全球科學(xué)研究每年一度的年終盤(pán)點(diǎn)，每條突破均附有科學(xué)雜志編輯的精彩點(diǎn)評(píng)。人造探測(cè)器首次登陸彗星被選為本年度最重要的科學(xué)突破，此外，埃博拉疫情則被《科學(xué)》雜志評(píng)為“年度崩潰事件”。小編將帶領(lǐng)大家一同回顧。
羅塞塔任務(wù)：菲萊登陸彗星
彗星67P/“楚留莫夫－格拉希門(mén)克”開(kāi)始噴射水汽，與地球上海洋中的水不同
經(jīng)過(guò)多年的計(jì)劃和十年的飛行，歐洲航天局（ESA）發(fā)射的羅塞塔號(hào)飛船終于抵達(dá)了67P/“楚留莫夫－格拉希門(mén)克”彗星，調(diào)查了著陸地點(diǎn)，分離其菲萊號(hào)探測(cè)器，成功實(shí)施了有史以來(lái)首次在一顆彗星表面進(jìn)行的軟著陸。
為了透視羅塞塔號(hào)飛船飛抵彗星67P的64億千米的旅程耗費(fèi)了多長(zhǎng)時(shí)間，我們來(lái)比較一下，羅塞塔號(hào)10年前由法屬圭亞那的阿里亞娜5號(hào)火箭發(fā)射的時(shí)間比Facebook的上線晚了一個(gè)月，但比iPhone1的上市早三年。當(dāng)菲萊號(hào)探測(cè)器下降到彗星表面，隨后在微重力下被彈開(kāi)，最終在不是很理想的地點(diǎn)著陸，為其太陽(yáng)能電板充電的時(shí)候，全世界都屏住了呼吸。盡管讓人失望的是最初設(shè)計(jì)的把著陸器停泊在彗星上的工具沒(méi)有發(fā)揮預(yù)期功能，但是這項(xiàng)探測(cè)任務(wù)即使不能完成全部目標(biāo)，仍然很可能完成幾乎所有目標(biāo)，為科學(xué)家研究彗星如何對(duì)太陽(yáng)系的形成做出貢獻(xiàn)，提供重要的新信息。最近，我們得知彗星67P上的水的同位素比例與地球上發(fā)現(xiàn)的不同，這就排除了來(lái)自柯伊伯帶的彗星（柯伊伯帶是冥王星外的一個(gè)區(qū)域）曾為地球輸送水的可能性。由于這個(gè)歷史性的第一次彗星著陸，我們很高興把羅塞塔號(hào)探測(cè)任務(wù)選為《科學(xué)》雜志2014年度重大科學(xué)突破。
——瑪西婭•麥克納特（Marcia McNutt）
懂合作的“機(jī)器人”不需要上司
能夠機(jī)動(dòng)調(diào)整隊(duì)形的小型碟片狀機(jī)器人僅僅是今年在自組織機(jī)器領(lǐng)域獲得的進(jìn)展的一項(xiàng)例子
機(jī)器人在與人類(lèi)合作方面一直都表現(xiàn)得越來(lái)越出色，然而今年有好幾支團(tuán)隊(duì)的研究表明，機(jī)器彼此之間也能合作，無(wú)需人類(lèi)的監(jiān)督。機(jī)器人學(xué)家一度還絞盡腦汁要改善機(jī)器人個(gè)體感知周?chē)h(huán)境、對(duì)新的情況作出反應(yīng)的能力，那時(shí)候，讓一隊(duì)隊(duì)機(jī)器人各自執(zhí)行任務(wù)似乎看起來(lái)還不到時(shí)候。可是在數(shù)年的努力后，研究者們開(kāi)發(fā)出了新的軟件，這些擁有交互能力的機(jī)器人能夠合作完成基本的工作。
在其中一項(xiàng)研究中，一千個(gè)大小如同25美分硬幣的機(jī)器人會(huì)像儀樂(lè)隊(duì)一樣聚在一起，構(gòu)成方塊、字母和其他平面隊(duì)形。單單機(jī)器人的規(guī)模就要求使用廉價(jià)、易于運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器人，并且要能夠高效地感知其他機(jī)器人的所在位置。在另一個(gè)研究項(xiàng)目中，10架四軸無(wú)人機(jī)用無(wú)線電向其他無(wú)人機(jī)發(fā)送自己的所在位置，調(diào)整路線，避免相撞，并成隊(duì)形飛行，從而創(chuàng)造出會(huì)旋轉(zhuǎn)的圓圈隊(duì)形。第三組機(jī)器人則是從白蟻身上獲得靈感，會(huì)按照編制的指令程序，合作建造簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，它們會(huì)感知進(jìn)度，再推斷下一步需要做什么。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，一支機(jī)器人船隊(duì)執(zhí)行了相對(duì)復(fù)雜的團(tuán)體機(jī)動(dòng)動(dòng)作，雖然這是在一臺(tái)使用特殊的攝像系統(tǒng)追蹤船只位置的中央計(jì)算機(jī)的指揮下實(shí)現(xiàn)的。
迄今為止，所有懂得合作的機(jī)器人都依賴(lài)那些關(guān)于周?chē)h(huán)境和其他個(gè)體的相對(duì)簡(jiǎn)陋、局部的信息，但機(jī)器人和傳感器都在迅速地改良。毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多更加讓人驚嘆的、懂得合作的機(jī)器人。
——伊麗莎白•彭尼西（Elizabeth Pennisi）
鳥(niǎo)類(lèi)的誕生
甚至在恐龍之中，羽毛也是普遍可見(jiàn)的，譬如說(shuō)古林達(dá)羽龍，它們與鳥(niǎo)類(lèi)并沒(méi)有親近的關(guān)系
雷克斯暴龍的那些走起路來(lái)隆隆作響的遠(yuǎn)親要變成姿態(tài)靈活的蜂鳥(niǎo)和體態(tài)優(yōu)雅的天鵝，可要費(fèi)很大的力氣。今年，進(jìn)化生物學(xué)家推斷出了從恐龍變成鳥(niǎo)類(lèi)的這一驚人的進(jìn)化轉(zhuǎn)變的模式以及速度。
他們的分析使得近20年的化石發(fā)掘（主要是在中國(guó)）取得滿(mǎn)意的結(jié)果。那些發(fā)掘顯示，遠(yuǎn)在第一種鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)之前，恐龍之中就多次出現(xiàn)過(guò)像鳥(niǎo)一樣的新變化，尤其是羽毛。羽毛看起來(lái)不只是為了飛行，也是為了皮膚隔離、魅力展示，也可能是為了維持平衡。
在2014年，好幾支團(tuán)隊(duì)*匯集和分析了眾多恐龍和早期鳥(niǎo)類(lèi)的化石、以及現(xiàn)存鳥(niǎo)類(lèi)的數(shù)據(jù)，以便察看其他的鳥(niǎo)類(lèi)特征有沒(méi)有在恐龍身上出現(xiàn)過(guò)。有一項(xiàng)研究比較了150個(gè)物種中的850項(xiàng)形態(tài)特征；另一項(xiàng)研究測(cè)量了426個(gè)物種的腿骨厚度。這些研究發(fā)現(xiàn)，最終不斷演變?yōu)轼B(niǎo)類(lèi)的那些恐龍隨著時(shí)間流逝，擁有更小、更纖細(xì)的骨骼。
一旦鳥(niǎo)類(lèi)身體的輪廓成形后，新的鳥(niǎo)類(lèi)物種出現(xiàn)得相當(dāng)迅速，大概是因?yàn)樗鼈冇兄〉捏w型，使得它們能夠找到某些食物和掩蔽處，而這是那些體型更大的遠(yuǎn)親所無(wú)法辦到的。鳥(niǎo)類(lèi)騰空而起，然而是它們的恐龍祖先給予了良好的開(kāi)端。
——伊麗莎白•彭尼西（Elizabeth Pennisi）
* 中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所徐星和周忠和研究員等2014年12月在《科學(xué)》發(fā)表有關(guān)鳥(niǎo)類(lèi)起源研究的綜述文章，對(duì)這一熱點(diǎn)研究領(lǐng)域近年來(lái)取得的重要進(jìn)展進(jìn)行了全面總結(jié)，指出恐龍向鳥(niǎo)類(lèi)的轉(zhuǎn)化已成為論證最詳實(shí)的主要演化事件之一。
讓人年輕的血漿是真的？
當(dāng)年邁老鼠的循環(huán)系統(tǒng)與年輕老鼠的循環(huán)系統(tǒng)連結(jié)在一起時(shí)，年邁老鼠又健壯地成長(zhǎng)了，具體原因尚不清楚
今年，在對(duì)于衰老有著深遠(yuǎn)含義的研究工作中，研究者表明，來(lái)自年輕老鼠的血液或血液成分能讓年邁老鼠的肌肉與大腦恢復(fù)活力。假如這一研究結(jié)果對(duì)人類(lèi)也有效——這個(gè)想法已經(jīng)在測(cè)試之中——那么年輕血液里的某些因子能夠提供抗衰老劑，人類(lèi)早在胡安•龐塞•德萊昂探尋“青春之泉”的時(shí)候起，就在尋找這樣的抗衰老劑。
這些研究發(fā)現(xiàn)來(lái)自于一些聽(tīng)起來(lái)怪異至極、能追溯到150年前的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)的研究者將兩只老鼠的皮膚縫合在一起，以便讓它們的循環(huán)系統(tǒng)連結(jié)在一起。到了21世紀(jì)早期，為了研究干細(xì)胞，這一方法得到復(fù)興。研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們把年輕老鼠與年邁老鼠的循環(huán)系統(tǒng)連結(jié)在一起時(shí)，年邁老鼠體內(nèi)的肌肉干細(xì)胞能更好地再生肌肉。
2014年發(fā)表的研究工作加強(qiáng)了證據(jù)，表明年輕血液里的某些東西能逆轉(zhuǎn)多項(xiàng)衰老跡象。一支研究團(tuán)隊(duì)研究了一種從年輕老鼠血液里分離出的名叫GDF11的因子，早已有研究表明這種因子能夠讓心臟恢復(fù)活力。他們發(fā)現(xiàn)GDF11也能提高年邁老鼠的肌肉力量與耐力，促進(jìn)大腦神經(jīng)元生長(zhǎng)。另一支研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告指出，年輕的血液——甚至是不含血細(xì)胞的血漿——都能提高年邁老鼠的空間記憶。
現(xiàn)在，在首次臨床試驗(yàn)中，18名中老年阿爾茲海默氏癥患者正在接受注射由年輕成年人捐獻(xiàn)的血漿。等到明年的這個(gè)時(shí)候，我們也許能知道年輕血液是否能抗擊阿爾茲海默氏癥——人類(lèi)最為恐懼的衰老疾病之一。
——喬斯琳•凱澤（Jocelyn Kaiser）
能模仿大腦的芯片
從大腦細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中獲得靈感的“神經(jīng)形態(tài)”芯片也許能在視覺(jué)之類(lèi)的數(shù)據(jù)密集型任務(wù)上有優(yōu)越的表現(xiàn)
或許，約翰•馮•諾依曼終于遇到了匹敵的對(duì)手。將近70年之前，這位匈牙利出生的博學(xué)者草擬出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本設(shè)計(jì)，有著分離的處理、存儲(chǔ)與控制單元。然而在今年，IBM及其他公司的計(jì)算機(jī)工程師推出了一種極有前途的替代方案：第一種大尺寸“神經(jīng)形態(tài)”芯片，設(shè)計(jì)意圖是以更近似生物大腦的方式來(lái)處理信息。
基于馮•諾依曼提出的架構(gòu)的芯片在執(zhí)行成序列的邏輯運(yùn)算方面（譬如電子制表和文字處理程序背后的運(yùn)算）表現(xiàn)優(yōu)異。但是碰到那些合并了巨量數(shù)據(jù)的任務(wù)（譬如視覺(jué)）時(shí)，它們就舉步維艱了。
我們的大腦以一種迥然不同的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。單個(gè)的神經(jīng)元通過(guò)化學(xué)信號(hào)與數(shù)以千計(jì)的毗鄰神經(jīng)元進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，使得大腦能夠平行處理海量信息。為了獲得更高的效率，不同的大腦區(qū)域也各有專(zhuān)長(zhǎng)。
大腦的這一網(wǎng)絡(luò)由一千億個(gè)細(xì)胞構(gòu)成，彼此間通過(guò)一百萬(wàn)億個(gè)突觸連結(jié)，它能讓“神經(jīng)形態(tài)”芯片所能辦到的任何事都相形見(jiàn)絀。然而，IBM公司最新的“正北”（TrueNorth）芯片包含54億個(gè)晶體管和2.56億個(gè)“突觸”，而且IBM公司正在努力讓多個(gè)“正北”芯片平鋪連接在一起，從而建造出更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)，類(lèi)似大腦的處理器將能夠讓機(jī)器視覺(jué)和環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域大為改觀，從環(huán)繞全球的傳感器中獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再加以整合。
——羅伯特•F.瑟維斯（Robert F. Service）
可能治愈糖尿病的細(xì)胞
實(shí)驗(yàn)室制造出的人類(lèi)胰腺β細(xì)胞產(chǎn)生了足量的胰島素（綠色）在移植兩周后治好了一只患糖尿病的老鼠
自從發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)胚胎干細(xì)胞起，研究者就希望利用胚胎干細(xì)胞對(duì)抗疾病。這一探索緩慢得令人氣餒。比如說(shuō)，在十多年的時(shí)間里，全球的眾多實(shí)驗(yàn)室都在試圖把胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成胰腺β細(xì)胞。β細(xì)胞會(huì)對(duì)上升的血糖做出反應(yīng)，制造出胰島素。而胰島素是一種激素，允許細(xì)胞占用并使用葡萄糖。有一種自體免疫攻擊會(huì)殺滅β細(xì)胞，導(dǎo)致Ⅰ型糖尿病；用實(shí)驗(yàn)室里生長(zhǎng)的β細(xì)胞加以替換，也許能提供一種治療方法。
今年，研究者比以前更靠近那一目標(biāo)。兩支研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了生長(zhǎng)出近似人類(lèi)β細(xì)胞的方法。一種途徑對(duì)于胚胎干細(xì)胞及所謂的誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞——這種經(jīng)過(guò)重編程的細(xì)胞可以由患者的皮膚細(xì)胞制備——都奏效。具體方法十分復(fù)雜，需要花費(fèi)七周時(shí)間才能把干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成能制造胰島素的細(xì)胞。但研究者能在500毫升的燒瓶里生長(zhǎng)出兩億個(gè)近似β細(xì)胞的細(xì)胞——理論上，這種量足以治好一名病人。另一種方法要花費(fèi)六周時(shí)間，開(kāi)始的每?jī)蓚�(gè)胚胎干細(xì)胞能生成出一個(gè)近似β細(xì)胞的細(xì)胞。
要使用這些細(xì)胞治Ⅰ型糖尿病，研究者首先需要研發(fā)出保護(hù)它們免受自體免疫攻擊的方法，正是那種攻擊殺滅了β細(xì)胞。同時(shí)，這些按照具體要求生長(zhǎng)的細(xì)胞給予了科學(xué)家一次前所未有的、在實(shí)驗(yàn)室里研究糖尿病的機(jī)遇。研究者早已著手比較那些從健康的實(shí)驗(yàn)對(duì)象的皮膚細(xì)胞制備出的β細(xì)胞和那些從糖尿病患者的皮膚細(xì)胞制備出的β細(xì)胞，希望能確定二者之間關(guān)鍵性的差別。
——格蕾琴•沃格爾（Gretchen Vogel）
歐洲的石洞藝術(shù)有了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
至少四萬(wàn)年前，人類(lèi)早期藝術(shù)家將紅色的顏料吹在雙手上，在蘇拉威西島上創(chuàng)造出這幅石洞藝術(shù)
數(shù)十年來(lái)，游客們驚嘆于印度尼西亞蘇拉威西島上的馬羅斯洞穴內(nèi)的史前壁畫(huà)：用嘴巴為雙手吹上紅色顏料，印出手形圖案，再夾雜上紅色和深紫色繪出的罕見(jiàn)“豬鹿”圖案。今年，這些壁畫(huà)引發(fā)了更多驚嘆聲。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些本以為是大約一萬(wàn)年前的壁畫(huà)實(shí)際上年紀(jì)要翻上兩番——起碼與歐洲那處著名的石洞藝術(shù)一樣古老。
這一發(fā)現(xiàn)能夠重寫(xiě)人類(lèi)心智發(fā)展中的一段關(guān)鍵階段的歷史。非洲人早在78000年前就在赤鐵礦石塊和鴕鳥(niǎo)蛋蛋殼上刻下幾何圖形。然而在歐洲，符號(hào)藝術(shù)最早似乎到35000至39000年前才繁榮發(fā)展，那兒的藝術(shù)家描繪栩栩如生的犀牛、馬匹、獅子和女性圖案，最為著名的就是法國(guó)的肖維巖洞壁畫(huà)。某些考古學(xué)家主張，歐洲的創(chuàng)造性爆炸反映出人類(lèi)能力的新飛躍，但其他學(xué)者認(rèn)為，符號(hào)表達(dá)的能力早已在非洲獲得發(fā)展，早在現(xiàn)代人離開(kāi)非洲大陸，在全球生根發(fā)芽之前。
在印度尼西亞獲得的新數(shù)據(jù)終結(jié)了歐洲在人類(lèi)早期符號(hào)藝術(shù)上的壟斷地位。通過(guò)測(cè)量壁畫(huà)上形成的類(lèi)似鐘乳石的小型增生物中鈾元素的放射性衰變，澳大利亞和印度尼西亞的研究者發(fā)現(xiàn)，最古老的手形圖案至少有39900年之久，而動(dòng)物圖案起碼有35400年的歷史。假如這些數(shù)字準(zhǔn)確的話，也就間接表明印度尼西亞的人類(lèi)獨(dú)立創(chuàng)造出了符號(hào)藝術(shù)，時(shí)間與歐洲巖洞的繪畫(huà)者們一樣早——或者說(shuō)，現(xiàn)代人在大約六萬(wàn)年前離開(kāi)非洲，散布至全球時(shí)，早已是聰慧的藝術(shù)家了。
——安•吉本斯（Ann Gibbons）
操縱記憶
通過(guò)用光照射老鼠的大腦細(xì)胞，研究者能夠創(chuàng)造、擦除或改動(dòng)老鼠的記憶
記憶有著易于改變的惡名聲。我們的記憶會(huì)褪色，也會(huì)獲取新的含義；有些時(shí)候，我們記住了從未發(fā)生過(guò)的事情。然而，當(dāng)記憶遭到改變時(shí)，我們的大腦里發(fā)生了什么事，這點(diǎn)仍然是個(gè)謎團(tuán)。
然而，近來(lái)科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始領(lǐng)會(huì)和修補(bǔ)記憶的物理基礎(chǔ)。去年，在一項(xiàng)會(huì)讓人聯(lián)想到《美麗心靈的永恒陽(yáng)光》和《盜夢(mèng)空間》之類(lèi)電影的研究工作中，研究者發(fā)現(xiàn)了運(yùn)用光遺傳學(xué)操縱老鼠的特定記憶的途徑。光遺傳學(xué)是一種強(qiáng)大的技術(shù)，通過(guò)用激光光束照射動(dòng)物的大腦，觸發(fā)神經(jīng)細(xì)胞。在一系列實(shí)驗(yàn)中，研究者顯示了他們能刪除現(xiàn)存的記憶，也能“植入”錯(cuò)誤的記憶。
今年，研究者更進(jìn)一步：他們將老鼠記憶中的情緒內(nèi)容從壞變成好，也能從好變成壞。比如說(shuō)，在激光下，一只曾經(jīng)將某間房子與受到電擊聯(lián)系起來(lái)的公鼠受到操縱，表現(xiàn)得好像曾經(jīng)在那間房子里遇見(jiàn)過(guò)友善的母鼠似的。
這些實(shí)驗(yàn)中的老鼠是真的體驗(yàn)了逼真的錯(cuò)誤記憶，還只是朦朧地感知到喜悅或恐懼？這點(diǎn)尚不清楚。這些發(fā)現(xiàn)是否能應(yīng)用來(lái)欺詐人類(lèi)熟知的記憶？這點(diǎn)同樣不清楚。長(zhǎng)久以來(lái)尋求的臨床治療方面的進(jìn)展——譬如創(chuàng)傷后壓力心理障礙癥患者的治療——仍然可能遙遙無(wú)期。然而，有一項(xiàng)是能確定的：一旦在科學(xué)剖析之外考慮記憶，記憶終于開(kāi)始吐露它的秘密。
——艾米莉•安德伍德（Emily Underwood）
給予生命一張更大的遺傳字母表
加利福尼亞州南部的一家實(shí)驗(yàn)室的研究者設(shè)計(jì)了特別的大腸桿菌將兩個(gè)額外的遺傳字母加入了它們的遺傳字母表：X與Y
全球的研究者早已在設(shè)計(jì)好幾對(duì)“非天然”的核苷酸堿基，力求在實(shí)驗(yàn)試管里，這些新堿基能容身于DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。他們也設(shè)法讓DNA的復(fù)印機(jī)——一種名叫DNA聚合酶的酶——復(fù)制一些這類(lèi)新的堿基對(duì)，但從來(lái)沒(méi)人讓這些事在生物體中發(fā)生過(guò)——直至今年。
目前，大腸桿菌DNA內(nèi)的新遺傳字母沒(méi)有任何含義，但原則上來(lái)說(shuō)，研究者能夠使用它們來(lái)創(chuàng)造出新設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)，其中包含“非天然”的構(gòu)建模塊：正常DNA中的堿基編碼而成的20種氨基酸之外的氨基酸。研究者此前已經(jīng)用遺傳學(xué)花招對(duì)天然DNA進(jìn)行了那種操作。但添加全新的X-Y堿基對(duì)應(yīng)該會(huì)讓這個(gè)過(guò)程大為容易。對(duì)于藥品和材料制造者來(lái)說(shuō)，那可能是飛來(lái)鴻運(yùn)。或許不單單這一項(xiàng)而已：今年，合成生物學(xué)家同樣也在努力裁剪DNA，改動(dòng)它的化學(xué)性質(zhì)，創(chuàng)造出全新的催化劑。
最終，擴(kuò)大后的遺傳密碼也能為一項(xiàng)更富學(xué)術(shù)性的追求服務(wù)，使得研究者能夠測(cè)試那些配備上額外遺傳字母的細(xì)菌是否會(huì)演變出新奇的能力，在它們的野生近親上找不到的能力。那也許聽(tīng)上去像是一部反烏托邦高科技驚險(xiǎn)小說(shuō)的情節(jié)概要，但研究者說(shuō)了無(wú)需擔(dān)心：因?yàn)椤胺翘烊弧钡腄NA字母在實(shí)驗(yàn)室之外并不存在，任何逃出實(shí)驗(yàn)室的細(xì)菌都會(huì)無(wú)法復(fù)制它們那人為擴(kuò)大的遺傳指令，也就無(wú)法把它們傳遞給后代。
——羅伯特•F.瑟維斯（Robert F. Service）
立方體衛(wèi)星興起
國(guó)際空間站上的一臺(tái)衛(wèi)星部署設(shè)備發(fā)射兩臺(tái)執(zhí)行地球觀測(cè)任務(wù)的立方體衛(wèi)星（黑色長(zhǎng)方形物體）
十年前，立方體衛(wèi)星僅僅是教育工具，是大學(xué)生把一臺(tái)簡(jiǎn)單的人造衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)太空的方式。如今這些10厘米寬的盒子已經(jīng)騰空起飛，它們用現(xiàn)成的技術(shù)建造，花費(fèi)數(shù)十萬(wàn)美元，而不是數(shù)億美元。今年已發(fā)射了75臺(tái)立方體衛(wèi)星，創(chuàng)了記錄。不僅如此，這些小盒子開(kāi)始執(zhí)行真正的科學(xué)任務(wù)。
這種繁榮，大部分是由不斷增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)上能夠負(fù)擔(dān)的進(jìn)入太空的方式驅(qū)動(dòng)的。立方體衛(wèi)星能夠搭乘商業(yè)機(jī)構(gòu)或政府的那些運(yùn)載更大型航天器的火箭的便車(chē)，或者，它們能夠從國(guó)際太空站的艙門(mén)推入太空。這種速射式的發(fā)射速度鼓勵(lì)了一些以前在太空領(lǐng)域從未見(jiàn)到過(guò)的做法：冒險(xiǎn)。設(shè)計(jì)師能容忍一兩次失敗，并迅速恢復(fù)元?dú)猓^續(xù)發(fā)射衛(wèi)星。隨著技術(shù)進(jìn)步，立方體衛(wèi)星也能更換上更好的太陽(yáng)能板、電池或處理器。
私人資金已經(jīng)注意到這些衛(wèi)星，資助“星球?qū)嶒?yàn)室”（Planet Labs）這類(lèi)公司。那家公司用眾多不斷更換的立方體衛(wèi)星來(lái)監(jiān)測(cè)地球。它們的小型望遠(yuǎn)鏡拍攝到的相片有著相對(duì)較差的空間分辨率——幾米——但時(shí)間間隔較短。間諜機(jī)構(gòu)也許不會(huì)心動(dòng)，但“星球?qū)嶒?yàn)室”的數(shù)據(jù)對(duì)于監(jiān)測(cè)森林消失、都市開(kāi)發(fā)與河流改變已經(jīng)足夠有用。
接下來(lái)會(huì)出現(xiàn)什么：立方體衛(wèi)星能一邊測(cè)量，一邊彼此聯(lián)絡(luò)。尤其在于，這樣的立方體衛(wèi)星群將會(huì)能夠覆蓋更廣的區(qū)域，速度也更快，或者同時(shí)以多種波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)地球表面。假如立方體衛(wèi)星能奏效，它們會(huì)證明不僅小是美的，而且整體比部件的總和更加了不起。
——埃瑞克•韓德（Eric Hand）
（文檔及圖片來(lái)源：世界科學(xué)，譯者：姚人杰。轉(zhuǎn)載時(shí)略有刪減。）聲明：本文轉(zhuǎn)載僅僅出于傳播信息需要，并不代表本刊觀點(diǎn)，亦無(wú)法證實(shí)其內(nèi)容真實(shí)性；如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本刊轉(zhuǎn)載使用，須保留本刊注明的“來(lái)源”，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任；作者如不希望被轉(zhuǎn)載，或聯(lián)系轉(zhuǎn)載稿費(fèi)等事宜，請(qǐng)與我們接洽。
