当期目录

2012年 第34卷 第6期    刊出日期：2012-12-25

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特约专稿

亚波长微纳光学的前沿研究(二)

庄松林 王琦 朱亦鸣 耿滔 张大伟

2012, 34(6):  311-317. 

摘要 ( 818 )   PDF (819KB) ( 1169 )  

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结合薄膜光学、导波光学和衍射光学制备的亚波长微纳结构器件，具备制作新型功能光学元件的潜力，是当今光学领域备受关注的研究热点。笔者介绍了亚波长导模共振结构应用于可调谐滤波器、彩色图像再现，及其周期性孔阵列结构制备的可调谐滤波器。这些研究展示了微纳米尺度的光学结构不同于宏观尺度的新特征，及其在新技术的广阔前景和科技创新中的重要作用。

 面向气候变化的复杂地球系统建模与模拟探索（下）

查传捷 李琦

2012, 34(6):  318-326. 

摘要 ( 764 )   PDF (691KB) ( 708 )  

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科学界有一种不成文的法则：物理是具体模式，其原始术语摘自于真实世界的对象与关系。数学则是理想模式，其原始术语来自于对猜想的演绎。一般说来，物理学以观察、测量与实验为现象辩护。数学则是以推理演绎为物本身辩护。前者是对物理现象的诠释，后者是阐述事物隐含的本质。显而易见，这两种知识有本质上的差异，亦各有先天的盲点与缺陷。因此在入门的瞬间，彼此不一致的裂痕业已出现，并延续下来。这就是千百年来科学知识疑窦丛生的肇因。这篇论文秉持真理，根据宇宙时空结构转换所遵循的自然律为立足点，更为数学打开了通往物理公设化（axiomatisation）的门扉，进而令数学与物理学一致，以破解千百年来科学界“悬而未解”的种种问题，从根本上彻底消弭了自古以来令数学与物理陷于严重困扰的基础危机。

诺贝尔奖简介

细胞重编程改写细胞命运：细胞的返老还童——2012年诺贝尔生理学或医学奖简介

王昱凯 周琪

2012, 34(6):  327-331. 

摘要 ( 1876 )   PDF (454KB) ( 1557 )  

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科学家们对细胞重编程的研究已经持续了数十年。所谓细胞重编程是指“已分化的特定细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”。1962年，约翰·戈登（John Gurdon）在他的实验室里证明，已分化的动物体细胞在蛙卵中可以被重编程，从而具有发育成完整个体的能力，证明了细胞的分化是可逆的。2006年，山中伸弥（Shinya Yamanaka）将戈登的这一成果推进了一大步，实现了细胞在体外的重编程，诱导出了具有多能性的细胞（即诱导性多能干细胞，induced pluripotent stem cell，iPS细胞），证明了细胞命运是有选择性地打开或关闭某些基因的结果。与胚胎干细胞相比，iPS细胞的优势在于它避开了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约，使干细胞研究能被所有人接受。同时，由于这些细胞来自于病人自身，在临床应用时有希望避免免疫系统对外来组织的排斥。iPS技术的创立开创了一个全新的研究领域。

操纵和测量单个量子态——2012年诺贝尔物理学奖简介

郭文祥 刘伍明

2012, 34(6):  332-336. 

摘要 ( 1073 )   PDF (468KB) ( 1086 )  

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同为68岁的法国科学家塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）与美国科学家大卫·维因兰德(David J. Wineland)分享了2012年诺贝尔物理学奖。他们的突破性研究，让原本神秘的量子世界不再“与世隔绝”。在量子世界中，粒子行为不遵从经典物理学规律，人类对量子的观测更是难上加难。通过巧妙的实验方法，阿罗什和维因兰德的研究小组成功地实现对单个量子态的测量和控制，颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测的看法。

G蛋白偶联受体:七次跨膜结构的超级分子——2012年诺贝尔化学奖简介

路伟振 吴蓓丽 赵强

2012, 34(6):  337-343. 

摘要 ( 1700 )   PDF (721KB) ( 1437 )  

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G蛋白偶联受体是人类基因组中最大也是最重要的一类蛋白质，它们几乎参与了生物体中所有的生命活动。这一类受体的发现、功能研究以及结构解析为我们了解生理调控以及疾病的发生与治疗等带来新的曙光。在此之前，G蛋白偶联受体的相关研究已经被九次授予诺贝尔奖，而2012年，诺贝尔化学奖再次授予Robert J. Lefkowitz和Brian K. Kobilka，以表彰他们在此领域，尤其是肾上腺素受体上的相关研究。文中简介了G蛋白偶联受体的研究历程，其独特的七次跨膜结构与激活机制，并对此领域的未来发展做了展望。

科技进展

大脑网络的探索进程（一）——研究特点、方法与三大类型*

方锦清

2012, 34(6):  344-349. 

摘要 ( 1169 )   PDF (853KB) ( 1045 )  

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脑网络是复杂的生命系统中一个最典型的复杂网络，是一类“网络的网络”。目前可从三个层次对大脑网络进行建模探索，即微观尺度(神经元)、中尺度(神经集群)、大尺度(脑区域)，各层次之间相互影响、错综复杂，研究难度很大。笔者从网络科学观来评述大脑网络的探索进程、研究方法和主要类型。

土壤重金属污染及其修复技术

黄占斌 焦海华

2012, 34(6):  350-354. 

摘要 ( 1066 )   PDF (277KB) ( 1323 )  

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重金属污染已经成为影响中国农业生产和威胁人民健康安全的重要环境问题。笔者借此对重金属污染，农田重金属的来源、危害及其主要的修复技术进行分析，并对重金属污染土壤的修复技术的发展进行探讨。

神奇的表面张力

刘建林 谷翰霖 苟飞林 兰迪

2012, 34(6):  355-358. 

摘要 ( 3017 )   PDF (621KB) ( 3752 )  

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 在日常生活和工农业生产中，表面张力引起大量有趣的物理现象。笔者介绍了表面张力的物理本质，并综述了自然界中表面张力引起的几个新奇现象，例如球状露珠、液膜、浮在水面的针和水面运动小动物、抱团蚂蚁筏子、荷叶超疏水、以及水鸟的特殊摄食机制等。这些表面张力诱发的现象为我们向自然界学习并仿生制造新型的工具提供了重要的思路。

科学时评

科学容得下失误吗？

关毅

2012, 34(6):  359-363. 

摘要 ( 787 )   PDF (549KB) ( 606 )  

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2012年即将结束，随着本年度各项诺贝尔奖相继出炉，特别是莫言为中国获得了首个诺贝尔文学奖，相关的话题无疑成为街头巷尾的热议。然而除此之外，一则貌似不起眼的新闻却有可能对国际科学界产生更为深远的影响。2012年10月22日，意大利一地方法院以“过失杀人罪”分别判处6名意大利地震专家和1名前政府官员6年监禁。这一判决可谓一石激起千层浪。国际科学界纷纷对此作出强烈反应，批评反对之声不绝于耳。人们不禁要问，科学究竟容不容得半点失误。

科学人物

光纤之父——高锟

杨建邺

2012, 34(6):  364-370. 

摘要 ( 957 )   PDF (1385KB) ( 1049 )  

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