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科技改变世界 科技改变生活

  目前,世界多极化趋势在曲折中发展,大国关系深刻调整,地区热点出现变化,发展中国家影响提升。中美关系相互借重,中俄关系深入发展,中日关系面向未来,中欧关系稳中有争,美欧俄既加强博弈又增进协调。中国、印度、俄罗斯经济表现突出,亚非拉多个发展中国家增长较快。非盟、欧盟、东盟峰会,以及中欧、欧俄、欧非、美洲国家首脑会议、亚太经合组织会议等推动了地区和地区、地区和大国之间的合作。在势不可挡的求和平、谋发展、促合作大潮中,科技进步发挥了有力作用。

  今年,国际形势有望总体稳定,多极化会继续发展,大国利益与矛盾将进一步交织,利益组合更趋多元。美国次贷危机及高油价对世界经济构成威胁,气候变化给全球带来巨大挑战,南北差距可能进一步拉大。为克服这些暗礁、险滩,各国将会大力发展科技,“创新”、“可持续发展”、“低碳经济”、“高新技术”、“基础研究”等内容将成为各国政府首脑、经济学家、科技专家以及广大民众的关注热点、政策重点和希望所在。

  各国将出台的创新政策

  美国

  362号“创新计划”法案将获得通过。该法案主要涉及到大力培养青年科技人才的问题。美国举国上下都感到,只有在人才培养方面不落后于其他国家,才能保持未来美国科技、经济实力领先世界。

  法国

  法国政府将推出两项新举措:一是改革科研税收信贷的激励政策,鼓励企业加大研发投入,包括激励已有研发投入的企业增加投入,鼓励没有研发投入的企业投入,鼓励跨国公司在法国本土开展研发活动;二是对“大学初创企业”做出严格的法律界定,明确其享受的相关税收等优惠措施,促进高校研究成果产业化。

  俄罗斯

  《民法典》已于2008年1月1日生效。俄教科部正加紧制定《技术转移法》《生产秘密法》《创新活动法》及《支持科技和教育基金法》等,从立法上对知识创新活动予以指导。

  教科部将会同科学创新署出台创新型科研机构招标计划,通过公开招标,在每一个优先发展领域支持2—3个科研机构,每个中标者每年资助额为3亿—10亿卢布(约1224万美元)。支持的科研机构总数约为20个—30个,每年总经费约100亿卢布(约4.08亿美元)。

  2008年—2010年是实施“俄罗斯至2015年科学和创新发展战略”的第二阶段,主要实施:“2007年—2012年科技综合体重点领域研发国家专项计划”;“2007年—2012年科技平台建设国家专项计划”;“军民两用技术转移专项计划”;“2007年—2009年重点支持大专院校基础研究专项计划”及“2007年—2009年支持独特科学装置和使用科学装置团队专项计划”等。

  日本

  日本经产省已完成《节能法》修改案,并于今年初提交国会审议。该法案规定,每年消费能源换算成石油超过1500千升的企业、法人,必须定期报告能源使用情况,并每年提高能源利用效率1%%。在日本,已经形成应对能源价格高涨的模式:油价一涨,政府就出台各种措施,整个社会展开节能动员,节能技术就进步。

  新加坡

  新加坡国立研究基金会主席指出,国立研究基金会过去两年着重提升国家的研究能力,生物医药科学、环境及水务科技、互动与数码媒体领域的研发活动取得了显著进展,接下来将着重促进创新创业活动。新加坡政府今年将宣布成立全国创新创业框架,推动应用研究与学术企业,协助高等学校,将研究成果推出市场,推动新加坡经济的进一步增长。

  印度

  今年初,印度召开了“科学大会”,主题是“用环境可持续的科学技术建设知识型社会”。印度总理辛格在讲话中提出了5个应对气候变化和可持续发展的重点科技发展领域:粮食生产和水资源应用和保护、能源生产和应用、制造业技术、大规模交通系统及建筑节能。辛格说,为扩大科技人力资源储备,培养科学研究人才,印度将实施“科研事业创新启蒙计划”。

  发达国家抢占“低碳技术”市场先机

  随着经济全球化深入发展,降低能耗和减排温室气体成为国际社会面临的严峻挑战,以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为国际热点,成为继工业革命、信息革命之后又一波可能对全球经济产生重大影响的新趋势。据预测,走“低碳经济”的发展道路,每年可为全球经济产生25000亿美元的收益,到2050年,低碳技术市场至少会达到5000亿美元。为此,一些发达国家大力推进向“低碳经济”转型的战略行动,着力发展“低碳技术”,并对产业、能源、技术、贸易等政策进行重大调整,以抢占产业先机。

  “低碳技术”包括在节能、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、可再生能源及新能源、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术,它涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化、汽车等部门。

  英国

  英国承诺到2020年和2050年,温室气体在1990年的基础上,分别减排26%%—32%%和60%%,到2050年建成“低碳经济社会”。今年将在以下方面努力:

  节约能源:包括企业节能,家居节能,节能交通,公共行业节能等。

  清洁能源供应:包括供暖与能源分布,大规模更洁净发电,可再生电力,化石燃料发电和碳捕获与存储,核电,低碳交通,可再生能源,新低碳技术的研究、开发和示范等。

  “碳排放信托基金”:碳基金是一个由政府投资、按企业模式运作的独立公司,目标是帮助商业和公共部门减少二氧化碳排放,并寻求低碳技术的商业机会。碳基金的主要来源于英国的气候变化税,它是向工业、商业及公共部门(住宅及交通部门、居民除外)征收的一种能源使用税,每年约6600万英镑。碳基金主要投资于三方面:一是促进研究与开发,二是加速技术商业化,三是投资孵化器。碳基金用于投资项目,一般是150万英镑;用于研究项目,一般在5万—25万英镑。低碳技术的主要筛选标准是碳的减排潜力和技术成熟度,并注重成本效率。碳基金主要关注大企业,即年能源成本在300万—400万英镑以上的企业。

  日本

  日本是《京都议定书》的倡导国,也是推动“低碳经济”的急先锋。在发展“低碳技术”方面,日本将投入巨资开发利用太阳能、风能、光能、氢能、燃料电池等替代能源和可再生能源,并积极开展潮汐能、水能、地热能等研究。

  日本在光伏发电技术领域居世界领先,是全球最大的光伏设备出口国,仅夏普公司的光伏发电设备就占世界的1/3。日本推出了“先进光伏发电计划”,提出到2030年,将太阳能发电量提高20倍。

  日本通产省2007年曾提出一项新计划,将在未来5年内投入2090亿日元,用于发展清洁汽车技术,不仅大大降低燃料消耗,还要降低温室气体排放。此外,日本注重产业结构调整,停止或限制高能耗产业发展,鼓励其向国外转移,日本还制定了节能计划,对节能指标做出具体规定。

  欧盟

  欧盟应对气候变化目标是:到2020年和2050年,将温室气体排放量分别减少20%%和60%%—80%%。欧盟2007年底就提出了战略能源技术计划,这是欧洲建立新能源研究体系的综合性计划。欧盟相信,欧洲可望降低清洁能源生产成本,并使欧盟工业立足于快速增长的低碳技术之上。

  该计划包括欧洲风能启动计划,重点是大型风力涡轮和大型系统的认证(陆上与海上);欧洲太阳能启动计划,重点是太阳能光伏和太阳能集热发电的大规模验证;欧洲生物能启动计划,重点是在整个生物能使用策略中,开发新一代生物柴油;,欧洲CO2捕集、运送和贮存启动计划,重点是包括效率、安全和承受性的整个系统要求,验证在工业范围内实施零排放化石燃料发电厂的生存能力;欧洲电网启动计划,重点是开发智能电力系统,包括电力贮存;欧洲核裂变启动计划,重点是开发第IV代技术。

  在15项主要技术开发中,包括生物燃料以及氢能和燃料电池。

  生物燃料新技术将是研发的重中之重。在生物燃料方面,2010年要达到5.75%%;2030年欧洲运输燃料的1/4将为生物燃料。按照上述路线图,2020年可望减少CO2排放4000万吨/年,2030年减少7500万吨/年,2010年—2030年的最大累积CO

  2减排量可望高达

  8.1亿吨。

  在氢能和燃料电池方面,通过今后7年的研发,氢能汽车在欧盟27国市场上的份额将提高到2020年1.4%%和2030年12%%。这一领域的技术热点包括,开发高性能和低成本的贮氢技术,脱碳产氢技术等。

  美国

  美国一直拒绝签署《京都议定书》,但今年以来,美国对“低碳经济”的认识也发生了一些积极变化,2007年,美国参议院提出了《低碳经济法案》,尽管还在争论中,但有望今年成为美国的重要战略选择。

  “三深”技术竞争越发激烈

  深空探测群雄并起

  深空探测是向更广阔的太阳系空间进行探测,以探索太阳系乃至整个宇宙的起源、发展和演化。

  俄罗斯计划今年11月向地球高椭圆轨道发射总重3.6吨的“频谱-R”天体物理观测台,轨道远地点距地面33万公里,近地点600公里,运行时间不少于5年。“频谱-R”将对银河系内星系、类星体、黑洞、中子星进行观测,观测黑洞附近区域的构造和动态,测量脉冲射电源的频率,观测星际等离子体结构以及确定一些基础天文学参数。该项目吸引了包括中国在内的20个国家参与。

  美国“新先锋”月球探测计划正在实施,耗资6亿美元、设计寿命为4年的“月球勘测轨道器”将于今年10月发射升空,使命是探摸月球环境,为人类最终定居月球做准备;开展探寻地球、太阳系乃至宇宙起源的科学试验;试验飞往火星乃至更远太空的技术、系统;进行月球资源开发;激起公众尤其是学生对宇宙探索的兴趣等。

  今年,中国和日本仍将继续开展月球资源分布规律及月球资源利用的研究。中国计划发射搭载3个航天员的神舟七号飞船,并进行太空漫步。中意两国于2004年启动的“中意月球车”合作计划,旨在探测月球环境、采集分析月球土壤成分等,预计也将在今年内完成。

  印度计划于今年发射“月亮初航-1”探月卫星,设计寿命为两年,拍摄月球表面高清晰度照片,分析月球表面成分,并用一个探测器撞击月球,检验未来登月飞船的控制技术。如成功,“月亮初航-2”将于2016年登上月球,搜集月球土壤和岩石标本。印度研发的无人驾驶探测器“月船1号”将搭载两台美国的仪器(1台小型合成孔径雷达,1台月球矿物绘图仪),用来探测月球两极地区是否存在水源和绘制月球表面矿物的分布。

  欧洲空间局的“黎明女神”探月计划将在今年最终确定。德国2006年启动了“蒙娜丽莎”探月计划,以能全方位地参与欧洲或其他国际性的月球研究计划。

  今年的“民间太空淘金热”也将兴起。过去几十年里,太空探索一直被美国、欧洲及俄罗斯等国家研究机构垄断,但是随着太空旅游、太空资源开发等的出现,出现了私人太空开发公司。《经济学家》杂志预测,今年“民间太空淘金热”将与传统太空研究机构形成激烈竞争。

  深海角逐你追我赶

  海洋占地球表面71%%,约3.6亿平方公里。无论从环境、经济、社会角度,还是政治、军事、资源等角度看,海洋对于人类都有特别重要的意义,近几年来掀起了一场在发展海洋科技基础上、以开发海洋资源和发展海洋经济为目标的“蓝色革命”和新的“圈海”运动。

  各国相继出台国家海洋战略:如《加拿大海洋战略》、《美国21世纪海洋蓝图》、《韩国21世纪海洋战略》、《俄罗斯海洋学说》、《欧盟海洋战略》和《法国海洋抱负》等。

  美国今年启动的探索海底的“尼普顿计划”,将在靠近美国和加拿大太平洋沿岸的胡安德富卡海底板块处修建5000平方公里的海底研究基地,将派遣一批水下机器人常住基地,在海底进行科考,研究海底各种动植物,重点之一是对板块火山口附近一些呼吸沼气的生物进行研究,希望能有助于在其他星球寻找生命物质,并对海底地壳进行钻探研究。科考工作将被摄像头记录下来,并上传到国际互联网,供喜爱者欣赏。

  按照2009财政年度预算,美国发布的《美国海洋科学蓝图:海洋研究优先领域计划和实施战略》,今年会优先解决4个问题:预测海岸生态系统对长期受力和极端事件的反应;比较分析海洋生态系统组织;开发用于探测海洋生态系统的传感器;评估大西洋径向翻转环流的可变性。

  北极资源开发热也将出现。2007年,俄罗斯率先在北冰洋洋底插上了一面钛金属制国旗,引发了各大国竞相派遣科考队到北极宣誓主权的活动。随着全球气候变暖,今年北极的冰雪融化速度将加快,许多被冰雪覆盖的大陆架将变成能开采矿产的地区。俄罗斯、加拿大、美国等国将会把各种钻探设备运往北极,对那里的石油、天然气、矿物资源进行勘探开发。

  “深蓝(信息)”技术突飞猛进

  信息技术今年将在芯片、计算机、通信、消费电子、信息安全等方面有很大发展,安全与隐私会成为热门话题。

  45纳米芯片今年将产业化,32纳米芯片的辅助技术逐步产业化。所以,英特尔公司会将90纳米芯片生产线转移到中国(中国现在主流生产130纳米芯片)。

  宽带长距离无线通信技术将成为3G标准。

  新一代蓝色基因/P超级计算机今年将面世。美国科学基金会拟与IBM公司签约,研制全球首台每秒能进行1千万亿次数学运算的计算机,其研制成本将达2亿美元,维护成本可能超过4亿美元。该计算机将承担具有重大挑战性的科研项目,例如模拟全球变暖的影响等。

  开源将成为互联网技术主流。Google公司提出的开源手机操作系统等将获得大幅发展,在该系统上,用户可以进行二次开发。该系统未来还将出现在其他便携式设备中,例如汽车导航系统。网络的虚拟状态以及网络的新生业务将会逐渐影响到社会和科技的各个方面。

  黑客攻击以及信息安全将成热点。各国已经把重要信息系统和信息资源作为基础设施和战略资源予以保护。今年互联网环境会更差,病毒数量将剧增,传播途径和方式将越来越多,手机病毒和电脑病毒可以相互传播,病毒对财产的威胁将越来越严重,对基础设施的危害将会越来越大,病毒和木马逐步从个人技术显示向获利转化,并且由个人向大用户转化。

  无线通讯技术、网络技术会飞速发展,宽带无线通讯商用进程将加快,包括WCDMA、CDMA2000等技术。预计2008年4G技术将会有很大发展。

  软件收费将向服务收费发展。

  消费将带动信息产业发展。无线将成为增长最快的服务,高速下行分组接入技术(HSDPA)迅速发展壮大,这是一项3G手机技术,目前已经趋于成熟,在全球拥有超过1000万名用户。

  其他还包括:微软公司推出的触摸屏电脑有望在娱乐休闲和商业零售场所逐渐普及商用。这种75厘米宽的电脑看上去更像咖啡桌,它或许将改变我们的生活。

  伦敦的公交乘客将能够把手机作为旅行通票和信用卡使用,手机可以把诸如门禁卡、信用卡、公交卡等智能卡的功能集于一身,出门不用带钱包和钥匙。

  拥有555个座位的A380客机更多交付使用,每个座位都有网线接口和电话,可以空中上网和打电话。

  苹果公司新产品将包括3GiPhone手机和改进版TV,以及便携12英寸Mac笔记本电脑,将用闪存(flash)替代硬盘。

  15美元的超低价手机将亮相,使发展中国家每年再增加1亿新手机用户。研究显示,手机普及率每提高10%%,将使国民生产总值增长0.6%%。

  能在陆上跑又能潜下水的两栖汽车sQuba将上市。也可能会出现高科技变色龙服装,甚至能散发不同香味。

  “电子神经”技术将在医学界应用,能帮助残疾人阅读邮件、控制轮椅或操作机械臂做出简单动作。

   生物技术面临划时代突破

  皮肤干细胞研究掀起热潮

  干细胞是指具有强大的多方向分化能力和自我更新能力的超级细胞,它能分化成人体中所有类型的细胞,因此也被称为全能细胞。干细胞研究的主要用途首先用于细胞制药,其次是用于疾病机理的研究,其商业前景不可限量。各国都投入大量资金,支持本国的干细胞技术研究与开发。

  2007年11月20日,《科学》和《细胞》同时刊出美国和日本两个研究报告,证实皮肤细胞经“基因直接重组”(利用病毒将四个基因送入皮肤细胞)后,可以具有胚胎干细胞特性,称为诱导式多能性干细胞(iPS),俗称“皮肤干细胞”。

  科学界称这是生物科学的“里程碑”,可以避开胚胎干细胞研究的道德争议,大大推动与干细胞有关的疾病疗法研究,如心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤、老年性痴呆等。它被《自然》、《科学》杂志分别评为2007年第一大和第二大科学进展。

  对诱导多功能干细胞技术的研究将成为干细胞研究的主流。日本文部科学省决定,2008年将投入22亿日元,未来5年共投入100亿日元,全力支持日本皮肤干细胞研究。德国也表示把干细胞研究经费从500万欧元增加到1000万欧元。英国克隆羊之父宣布放弃他创造的多莉羊胚胎干细胞研究技术。美国政府决定加大投入力度,支持研究人员获得更多与人类胚胎干细胞相媲美的全新多能细胞系。美国波士顿的高歌代理实验室已从病人身上提取不同细胞,开始建立私人干细胞库。干细胞治疗已经离人类越来越近。

  干细胞研究将主要集中在以下几个方面:自我更新的机理,定向分化的机理,人类胚胎干细胞的间隙,细胞移植和细胞工程,胚胎干细胞定向发育成三维器官,胚胎干细胞移植的安全问题等。干细胞疗法也许可以在十年之内用于临床血液病治疗。

  人造DNA将创造生物

  50年前,科学家首次在试管里成功合成了DNA(脱氧核糖核酸),制造出最独特的生命分子。现在美国科学家已合成出世界上首个完全人造的染色体———一长串在实验室中合成的DNA,其中包括微生物生存和繁殖所需的所有指令,科学家希望把这个染色体移植到一个细胞中,预计该染色体将在细胞里“自行启动”,然后“诱骗”这个等待的细胞执行命令。尽管首个人造染色体与天然染色体完全相同,但科学家正在合成一些其他的染色体,这些染色体能够创造出前所未有的生物,从而可能完全用人造DNA创造生物。

  用人造DNA创造生物将是一个具有分水岭意义的大事件,它模糊了天然生物和人造产品之间的区别,使人们必须重新考虑什么是“生命”。

  问题还在于,科学家、恐怖分子和其他有创造力的人会创造出什么样的生物?如何遏制这些能够自我复制的个体?创造人造生命的基本工具的专利权归谁所有?安全担忧也日益加剧。已有几位科学家成功地合成了人造病毒,人类即将拥有人造细菌的能力。与病毒不同,细菌可以在活体之外的环境中生存和繁殖。这引起了人们对污染、传染和潜在危害的新忧虑。

  绘制个人基因组图谱将开始代替遗传检测

  2007年9月,人类第一个个体基因组排序完成,研究人员利用基因组排序技术,成功绘制了著名科学家克雷格•温特尔的完整DNA蓝图。绘制个人基因组图谱前后只用了不到2年时间,花费只有100万美元。

  5年内,更为快速和低廉的排序技术可以打造1万人的完整基因组,将为“一个个性化、具体化的基因组学时代”奠定基础,我们将知道哪些基因是由遗传因素造成的,哪些又是由环境造成的。

  绘制个人基因组图谱的成本不久会是1000美元,普通人出钱绘制个人基因组图谱将成为趋势。当前,在美国接受一套遗传检测需要花费300美元至数千美元不等。

  除去价钱因素,绘制个人基因组图谱与传统的遗传检测相比还有其他优势。遗传检测只能确认被检测基因是否是人类已知的基因变异种类之一。如果绘制个人基因组图谱,则能够与人类基因组图谱基准相比较,可以发现任何异常。

  纳米科技加速发展

  纳米科技是21世纪快速发展的主流科技之一,包括:纳米材料、纳米装置、纳米区域的探测和研究等。

  纳米科技研发投入持续增长

  2005年,全球纳米科技的研发投入为96亿美元,其中政府投资占47.93%%,企业投资46.89%%,风险投资5.18%%。2007年增至120亿美元,今年预计将突破150亿美元。

  纳米产品市场规模激增

  纳米科技的主导产品包括纳米材料(纳米粉体、纳米线、纳米复合材料等);纳米生物与医药(控释药品、疫苗等);纳米电子与光电子(芯片、纳米电子与光电子材料等);纳米机械(纳米刻蚀技术、纳米微机械技术等);纳米工艺(纳米碳管制备、纳米渗透滤波)等。目前,已广泛应用到医药、染料、涂料、食品、化妆品、环境治理等产业,美国市场明确标明应用纳米技术的产品已超过500种,每年几乎翻番。据估计,到2014年,全球纳米产品市场规模将增至2.6万亿美元。

  主要国家纳米科技发展态势

  纳米元器件领域———日本领先,欧洲次之,美国第三;

  纳米生物与应用领域———美欧相当,日本次之;

  高表面积材料领域———美领先,欧次之,日第三;

  固结材料领域———日领先,美欧相当、居日本之后。

  各国纳米科技发展战略和目标

  美国:自2000年美国国会批准《国家纳米计划(NNI)》以来,研发经费历年递增,2001年投入4.64亿美元,2007年为13.91亿美元,今年将达14.45亿美元。美国纳米科技发展的优先领域有:纳米尺度的基本现象和过程,纳米材料,纳米尺度设备与系统,纳米制造,纳米物质的主要捕获装备与工具,纳米对环境、健康、社会及安全的影响,纳米理念社会普及和技术推广等。

  欧盟:力争纳米科技国际领先,积极创建欧洲纳米科技产业。成立了《欧洲纳米电子行动顾问委员会》,构建欧洲纳米科技研究网络。《第六框架计划》的纳米科技投入为13亿欧元,而《第七框架计划(2007年—2013年)》期间,纳米科技列为9大研究主题之一,投入将增至34.75亿欧元。据预测,2015年,欧洲纳米科技产值将超过10000亿欧元。

  日本:第二期《科学技术基本计划》(2001年—2006年)中,纳米科技与生命、信息、环保科技一起被列为发展战略的重中之重。通产省还专门制定了《纳米材料计划》,每年经费3500万美元,为期7年,官产学联合,旨在为产业界建立集成的纳米科技材料研发平台。第三期《科学技术基本计划》(2007年—2012年)中,纳米科技列为十大战略性推进领域之一,研发投入将达333.16亿日元。

  俄罗斯:制定了《2007年—2010年纳米技术发展计划》,拨款80亿美元发展纳米科技,以产品进入市场为目标。还批准了《2008年—2010年纳米技术基础结构发展纲要》,拨款11亿美元,以确保纳米科技研发的国际竞争力。

  韩国:在《科学技术基本计划》(2008年—2012年)中,纳米科技被列为集中开发的技术之一。

  纳米材料对环境的影响

  过去,人们对纳米材料的研究取得了丰硕成果,但对纳米材料可能产生的环境风险缺乏足够的认识。人们在研究、生产、生活中接触到纳米材料的机会越来越多。同时,环境中也存在大量天然的和工业生产所带来的纳米尺度物质,如柴油车尾气、烟囱排出的废气,垃圾焚烧、沙尘暴等也含有大量的纳米颗粒。人们在问:残留在水中的悬浮纳米颗粒如纳米氧化钛对人体有没有伤害?作为药物载体的纳米四氧化三铁对人体的皮肤和其他器官有没有伤害?具有抗菌功能的银纳米颗粒对人体的皮肤有没有影响?几个纳米的硫化镉等的纳米标记材料植入生物体内有没有毒副作用?

  英国《自然—纳米技术》杂志一份调查显示,科学家们虽然认同纳米研究将给医学、环保、国防等领域带来突破,却对纳米技术可能给环境和人类健康带来的风险担忧。

  可能出现七大热点科技

  大型强子对撞机的运行可能发现新粒子

  欧洲核研究中心建在法国和瑞士边界的大型强子对撞机已投入运行,它是世界上在建的能量最高、粒子物理研究水平最先进的设备,其环形隧道周长约27公里,位于地下175米,耗资84亿美元。强子对撞机让两个质子束在相反方向运行,然后对撞,希望产生一些新的粒子,如希格斯玻色子和所谓超对称粒子。

  微RNA(mRNA)分子研究热

  微RNA就是“微核糖核酸分子”,即比较短的RNA,大概有20个—22个核苷酸,或单链的RNA。研究表明,人体内mRNA可能有几百种甚至上千种,它调节了人体1/3的基因。mRNA可以调节生物体从早期发育到最后死亡的整个生长过程,因此,它与很多疾病的发病有关,包括癌症、艾滋病、心脏病等。美国国家卫生研究院宣布,从今年开始,连续5年每年拨款300万美元,来研究mRNA与精神分裂症、孤独症等精神疾病间的关系。

  合成人造微生物

  美国科学家文特尔成功把一个细菌的基因组完全移植到另一个细菌里,而且植入的基因组代替了原来的基因组工作。下一步就是人工合成一个染色体,然后合成一个完整的细菌所需要的基因组,把人工合成的基因组移植到细菌体内,让它开始工作。今年可能会有阶段性结果,这将标志着人造微生物首次诞生。

  科学家认为,这种研究可以找到一种便捷、高效的制造替代能源的办法,比如产生乙醇,产生氢,另外也可处理有毒废料,如吸收大气中的二氧化碳。但有人提到这有悖于伦理,还可能被用来制造一些致命的病菌,甚至可能和生物恐怖联系起来。

  古基因组学研究有突破

  对古生物基因组的测定,近年有两个重要成果,一是测定已经灭绝的猛犸的部分基因组,另一是测出了生活在欧洲的古人类尼安德特人部分基因组。因为是多少万年之前的标本,其DNA已不太完整,有的DNA片段比较小,有的受到各种污染,也有考古学家在挖掘过程中,将自己的DNA混到里面去了。近年,技术上有所突破,即采用焦磷酸测序法。

  测定古生物的基因图谱,是为了研究人类的进化。比如将尼安德特人跟人的基因组进行比较,研究人在进化过程中何时跟动物分化,人和黑猩猩只有百分之几基因组的差别,现在又多了一个比较对象。

  加强对多铁性材料的研究

  随着信息技术的发展,要求器件小型化、多功能化,人们对集电性与磁性于一身的多铁性材料研究兴趣不断高涨。多铁性材料是一类与氧化物陶瓷超导材料相似的化合物,它能在单一材料上展示电子、磁性和结构的多重特性。多铁性材料包括铁电磁体(单相多铁性材料);铁电—铁磁复合体系:庞磁电阻氧化物体系。多铁性材料的研究是目前材料科学及凝聚态物理中一个宽广的新领域,有广阔的应用前景。

  人类微生物组

  人类微生物组是指人体内正常微生物基因组的集合。俄罗斯科学家指出,人类肌体内生活着1公斤到3公斤细菌。美国科学家发现,人类可能是细胞与细菌的共生体,甚至体内细胞9成是细菌。人类与细菌互相依赖不可分离,这些细菌对人类的消化和免疫系统相当重要。美国国家卫生研究院和欧盟等都计划在今年开展有关的研究项目,科学家有望绘出人体内约200种微生物的基因组,并着手对人的内脏、皮肤、口腔和生殖道内的微生物群落展开调查。同时,研究人员还正在对分布在冰山等环境中的微生物进行基因组测序。研究人员将分析这些细菌对于疾病和营养等方面的意义,以及如何利用它们更好地发挥药物在人体内的作用。

  人类微生物组的研究目标是:确立是否有核心微生物组,发现微生物组变化对人类健康的影响,寻找分析这些微生物组的新工具(新技术的开发,培养微生物组,计算分析新工具),以及提出微生物组研究的伦理和社会问题,建立数据中心。

  神经回路成为研究大脑的新方向

  研究人的大脑原有两种方法:一种是把大脑切成薄片,进行扫描,将整个大脑绘成结构图进行研究;另外就是采用CT、核磁共振扫描。现在出现三种新方法,可研究大脑神经回路,这是大脑研究的新方向。

  第一种方法是染色即“脑虹”技术,它是由美国哈佛大学研究开发的,科学家凭借引进细菌、珊瑚与水母的基因,给实验鼠原本红色的大脑染上五颜六色,建立大脑神经网络的详尽图表,以弄清神经脑细胞建立联络的主道与支线。此前,显示神经元细胞的技术最多只能使用两种颜色。而“脑虹”技术“就像彩电显示器用红色、绿色与蓝色组合制造出各种颜色一样,一次就给几百个神经元细胞成功染上90多种颜色。研究小组透露,他们已使用该技术观测老鼠的神经系统,观察到了一些有趣的且未被人发现过的神经元细胞分布模式。

  第二种方法是用激光控制啮齿动物大脑中单个神经细胞的电活动。动物没有天然的对光直接作出反应的离子通道。科学家已研制出一种由光线控制开关进出细胞的离子通道,光的作用时间和作用点都可精密调控。谷氨酸盐是大脑中最普通的神经传递素,这种新型的“光敏感通道”已被用于谷氨酸通道的神经生物学研究中,也许还可用于生物传感或生物电子学中的纳米尺度设备的设计。利用绿藻蛋白制成的“光纤开关”,将使科研人员对人脑某一部分的功能进行开关式控制,有助于治疗抑郁症、帕金森等神经性疾病。研究小组已将光纤开关分送到100个实验室,利用老鼠、蠕虫、苍蝇和石斑鱼进行进一步的试验。

  第三种方法是“弥散张量成像的磁共振新技术”。美国明尼苏达州医科大学的科学家曾运用MRI脑部成像技术,在研究患有精神分裂症的大脑时,发现存在细微的线索可判断脑部结构出了问题,但这些问题如何导致精神分裂症,需要进一步观察病人的神经解剖图,而这远非标准的扫描仪所能办到。近年,他们将扩散张量成像技术,一种新的MRI的变体扫描仪,与其他领域的发现相结合,使之可以更细致地观察大脑的微观结构,研究不同脑部区域的联系,以揭示出神经系统紊乱的谜题。

  目前,这三种方法都出现了突破,今年在大脑神经回路领域的研究完全有可能深入。

  美新总统对华科技政策前瞻

  今年是美国选举年,共和、民主两党候选人在竞选中均谈到了科技政策。

  两党发展科技的总方针

  共和党主张政府简政放权,依靠市场竞争,激发企业在技术创新方面的创造力和积极性,最大限度地推动科技发展。

  民主党则将科技政策置于国家利益的高度,要强化科技管理体制,完善决策机制。

  本次大选中,共和党候选人麦凯恩在谈到如何提高美国在全球的竞争力时强调了两点:一是减税,另一个就是放松管理。

  而民主党候选人希拉里或奥巴马则强调,恢复科学决策的公正性,振兴科技政策办公室,科学顾问直接向总统汇报,确保总统能够听到以事实为依据的客观的建议,并制定了详细的“创新议程”。提出要加大科技投入,培养科学、数学与工程人才,改进创新基础设施。奥巴马甚至提出设立国家首席技术官,以确保政府各部门具备21世纪所必需的基础设施、政策和服务。

  具体领域的科技政策

  环境政策

  共和党认为,没有科学依据证明气候变化主要是人类活动造成的,赞成主要通过市场力量建立高水平的环保体系,拒绝通过立法来解决包括减少美国的二氧化碳排放量。

  民主党候选人则主张执行严格的环保标准,环境问题将列入施政重点,承诺到2050年,二氧化碳排放比1990年的水平降低80%%,以防止全球气候变暖。希拉里还提出发展“绿色高效经济”。

  能源政策

  共和党强调能源独立,支持石油利益集团,增加石油开采,发展替代能源和可再生能源;主张油价、石油企业并购以及汽车油耗标准等应由市场决定,政府不应干预。

  民主党也强调能源独立,发展替代能源和可再生能源,兼顾环境保护,反对石油企业垄断,主张推行更严格的标准以降低汽车油耗。

  从过去的《新能源法案》之争可看出两党能源政策的差异。民主党提出的最初法案中有三项重要提议:第一,从石油大公司征收130亿美元的税收,用于激励可再生能源的发展;第二,电力行业15%%的产出必须使用可持续能源;第三,给予风能、太阳能、乙醇和其他可再生能源优惠税额待遇。布什曾威胁动用否决权,最后将上述三条删去了,法案才于2007年12月18日最后通过。

  大选中,共和党提出发展替代能源,为利用本国的天然气资源扫清障碍;民主党候选人奥巴马主张支持未来的清洁能源、生物燃料;到2030年将石油消耗量降低35%%,提出能效提高50%%的目标。希拉里则提出要发展“绿色高效经济”,引领美国向清洁的可再生能源过渡。她的具体计划包括:在白宫设立专门的国家能源委员会,设立500亿美元的战略能源基金(其中有一部分通过向石油公司征税提供)来支持替代能源的发展。

  总之,不论共和党还是民主党入主白宫,为了减少对进口石油的依赖,美国未来的能源政策都会向新能源的发展倾斜。而民主党候选人发展新能源的举措更加具体、更具可操作性。由于涉及到大企业集团的利益,未来共和党和民主党之间关于能源政策的争斗必然会继续。

  干细胞研究政策

  共和党在这个问题上存在分歧,布什总统对干细胞研究资助的禁令,导致了美国该领域研究落后和人才的流失。而民主党在干细胞研究问题上的看法总体上是一致的,希拉里明确承诺,一旦当选总统,她将推翻对干细胞研发的限制。

  胚胎干细胞研究仍会成为国会争议的主题之一。但由于科学家实现了将皮肤细胞转化成为类胚胎干细胞,克服了干细胞研究的伦理障碍,干细胞研究有望获得美联邦政府更有力的支持。

  通信宽带政策

  共和党主张对信息通信业不加管制,任其自由竞争。“经合组织”研究报告称,由于缺乏适当政策,美国的宽带普及率在全世界排第25位。而民主党候选人希拉里和奥巴马都提出了一系列国家宽带发展政策:联邦政府提供税收激励措施,放开无线频谱,加强公私合作。

  2009年后中美科技合作的前景

  共和党承认中国的重要性和影响力,但更加强调中国对美国的威胁。共和党候选人麦凯恩称,中国的崛起对美国构成了挑战。

  民主党承认中国的重要性和影响力,希望加强与中国的合作。希拉里称,美国与中国的关系将是本世纪最重要的双边关系。她希望中国加入全球机制,支持全球规章,要与中国构建共同利益,并缩小歧见。奥巴马表示,美国应建立与中国更有效的合作架构,而不只是双边协定或临时的高峰会,要与中国一起面对共同的问题。

  可见,不管谁当选总统,都希望把中国纳入到美国主导的国际体系之中。如果共和党人当选,中国巨大的市场以及中国在科学和工程技术方面的丰富人才,可以成为中美科技合作的重要基础。如果民主党人当选,中美在能源、环境等共同关心的问题上会加强合作。克林顿总统的科技顾问约翰•吉本斯曾说,目前,美中两国的科技合作水平远远没有同我们面临的机遇相匹配。

  美总统大选结果对中美两国高技术贸易前景的影响

  共和党代表大公司、大集团的利益,认为中国巨大的市场有助于为美国创造出口机会和就业岗位。但认为中国的出口管制制度不完善,因而对华技术贸易的管制会趋紧。

  民主党称其代表美国中下阶层人的利益,认为与中国的技术贸易导致抢了美国工人饭碗,也可能对对华技术贸易进行某些限制。据传,希拉里正在探索逐渐放宽对中国高技术贸易的限制。

责任编辑:Mark
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    目前,世界多极化趋势在曲折中发展,大国关系深刻调整,地区热点出现变化,发展中国家影响提升。中美关系相互借重,中俄关系深入发展,中日关系面向未来,中欧关系稳中有争,美欧俄既加强博弈又增进协调。中国、印度、俄罗斯经济表现突出,亚非拉多个发展中国家增长较快。非盟、欧盟、东盟峰会,以及中欧、欧俄、欧非、美洲国家首脑会议、亚太经合组织会议等推动了地区和地区、地区和大国之间的合作。在势不可挡的求和平、谋发展、促合作大潮中,科技进步发挥了有力作用。
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