混沌理论:进展有多大?

本文是由六部分组成的系列文集的最后一部分.该文集用于调查许多领域内,科学宋如何应用混沌理论研究复杂的社会和自然现象.前五部分发表在从2月的第6期到3月的第10期上,它们反映了在流行性病学、人口生态学、生理学、量子物理学以及气象学等领域内、混沌理论研究的情况.本文探索,混沌理论仅仅是一个饶有趣味的思想,令人欣赏的一种流行的时髦呢,还是正如它的某些支持者呼吁的那样,它是科学思想领域里的一场革命?

巧用自然制造新材料

材料科学家通常采用老式方法(即重排分子和原子的化学方法)在高温、高压的苛刻条件下,进行大量实验来制备新化合物。但在最近几年,他们则采用了完全不同的方法,如利用生物体的精细生物过程制备各种材料。目前,他们对用这种方法制出的材料非常满意。劳伦斯伯克利实验室先进材料中心和伯克利加利福尼亚大学分子细胞生物系的马克·阿尔珀(MarkAlper)说:“这种模仿生物体的方法具有很大的潜力,这个领域的研究相当广泛,很难估计将出现什么样的结果,但成果肯定是硕大的。” 11月27日～12月2日在波士顿召开的题为“用生物方法合成材料”的专题讨论会也说明了这一点。与会者一致认为大自然对科学家构思新材料、制备新材料有着很大的启发和帮助。亚利桑那大学亚利桑那材料实验室保罗·卡尔弗特(Paul Calvert)说,研究人员希望能模仿甚至改进自然材料的某些有用性能.如:丝,牙齿的珐琅质,甲壳用来粘其自身于船底的粘性蛋白质。然而,生物体有些合成材料的方法,科学家是模仿不到的.如:丝是一种不溶性聚合物,而茧却能在室温下以液体形式制造出并绕成牢固的长丝。卡尔弗特说,材料研究者们很想弄清楚蚕吐丝的机理。

扩展生命的外围

在对其它有机体是致命的条件下,一群异常的细菌却能繁茂地生长,显示出地球上生命巨大的易变性和适应性.

牛顿错了吗?

科学家们对近来表明引力可能不是准确地遵照艾萨克·牛顿预估的一些实验的含意有不同看法。有些科学家说,可能存在着一个额外的引力分量。

超导体材料的问题

由于最近接连发现新的超导体,因此产生的兴奋将会掩盖材料科学一些重要问题,而这些问题恰恰会妨碍超导体的实际应用。

是混沌,还是噪声

流行病学家传统上认为流行病图中貌似随机的涨落是由环境噪声所引起的,而把涨落归于确定性混沌的可能性打开了认识人类疾病的一扇新的窗口。

无重力状态能提高蛋白质的结晶质量

在万籁俱寂的宇宙空间里,蛋白质结出的晶体要比地球上结出的晶体更大而且排列更有序。养育于外层空间的蛋白质结晶也许生来就比它们在地球上土生土长的同宗兄弟们要胜一筹。这项试验的内容是宇航员们在航天飞机上培养蛋白质结晶体。结果,长成的晶体要比在地球上同样条件下培养的蛋白质结晶大得多,而且还提供了更完美的结构数据。在过去,某些科学家曾提出过他们的看法:在太空中培养蛋白质结晶而获得的任何质量上的提高将抵不上在那里制造这些晶体而附加的耗费。然而最新的结果却提供了有力的佐证:那些对在太空中培养蛋白质结晶持异议的人是错的,位于伯明翰的阿拉巴马大学的拉里·德卢克斯(Larry Delueas)这样说道。我们已经看到的这些质量方面的提高,他接着说道:“

科学要为社会而奋斗

下个世纪的社会问题将进一步将科学家推入公众政策领域,一个全新的考虑方向必被重视,我们准备好了吗?

生物塑料的探求

在生物聚合物工程领域,科学家正致力于寻找细菌,改良作物,生产一代全新的生物塑料。研究者们正在试验去生长塑料而不是去制造塑料。一家化学公司已经用盘菌生产出能加工成聚丙烯状塑料的聚合物。一些研究小组试图改变细菌的遗传结构创造出橡胶及新型塑料之类的新产品。科学家甚至幻想将生产塑料的基因移入作物中,'使将来农民能像种植马铃薯那样种植聚阳。听起来荒谬吗?

90年代的材料科学和工程

去年9月26日,美国国家研究委员会(NRC)就美国材料科学的现状及面临的问题提出了一份长达279页、题为“90年代的材料科学和工程”的报告。报告呼吁美国政府必须对这一领域的研究给予更多的关注、支持,非此美国将丧失它在这一学科的领先地位。报告特别提及要加强陶瓷、塑料和金属制品等材料的合成、制造。该研究报告的起草人之一。

四维NMR研究蛋白质结构

国立卫生研究院(NIH)化学物理实验室的Kay L等宣布他们已给NMR加入了新的一维,从目前的三维拓展到四维,此可称为“量的飞跃”。曾帮助发展三维NMR的化学家Fesik S指出,迄今NMR结构测定法主要针对分子量小于10 000的蛋白分子,至多不超过20 000。但许多蛋白质较上述限量大得多。