21世纪影响人类未来的十大科研成就

在过去十年左右的时间里，回望世界，照亮人类进步的科技成果一个接一个诞生，影响世界的人一个接一个走上舞台。与此同时，我们赖以生存的家园也一次次遭受生与死的磨难。

人性是追求进步和理想的。在过去的5000年里，人类创造了辉煌的文明，经历了风风雨雨。进入新千年后，对未来有了新的展望。

　　1，火星月球发现有水

2004年1月4日和1月25日，美国火星车“勇气”号和“机遇”号分别在火星着陆。两个火星车最大的成就是联合发现了火星上曾经存在水的证据。与此同时，正在绕火星运行的欧洲火星快车探测器也在火星南极发现了冰水。这是人类第一次直接在火星表面发现水。

经过九个多月的太空旅行，美国凤凰号火星探测器于2008年5月25日在火星北极附近成功着陆，这是第一个在火星北极附近着陆的人类探测器。根据计划，凤凰号在着陆后启动了为期三个月的火星地面探索。同年7月30日，菲尼克斯的机器人手臂将一份土壤样本送到热量和释放气体分析仪。当样品被加热时，分析仪识别出产生了水蒸气。这是火星上有水的最直接证据。

2009年11月，科学家证实月球上有水，而且水量相当大。2009年10月9日，美国宇航局用火箭撞击了月球表面一个直径100英尺的陨石坑，测量出碎片中有25加仑水蒸气和冰形式的水。

　　2，人类基因组序列图完成

2000年6月26日，美国总统克林顿和英国首相布莱尔共同宣布第一份人类基因组草图已经完成。

2001年2月12日，来自中国、美国、日本、德国、法国和英国等6个国家的科学家和美国的赛莱拉公司联合发布了人类基因组图谱和初步分析结果。

人类基因组计划最重要的内容是人类基因组的DNA序列图。人类基因组计划的开始、争论的焦点、主要分歧和竞争的主要战场都是围绕着序列图展开的。在序列图完成之前，其他图是序列图的铺垫。换句话说，只有序列图的诞生才能标志着整个人类基因组计划的完成。

2003年4月15日，在DNA双螺旋模型发表50周年前夕，中国、美国、日本、英国、法国和德国的国家元首或政府首脑签署了一份文件，六国科学家共同宣布人类基因组序列图的完成。

人类基因组的绘制是人类探索其奥秘历史上的一个重要里程碑。许多分析家认为它是生物技术世纪诞生的象征。换句话说，21世纪是生物技术主宰世界的世纪，正如一个世纪前量子理论的诞生被认为揭开了物理学主宰的20世纪。

人类基因组包含了人类生命、老年、疾病和死亡的绝大多数遗传信息。破译它将为疾病的诊断、新药的开发和新疗法的探索带来一场革命。

2007年，科学家首次解释了人与人之间如何存在不同的DNA。这是一个巨大的概念飞跃，它将影响到从医生如何治疗疾病到人类如何看待自己和保护自己的隐私等方方面面。

　　3，细胞重新编程技术

根据美国杂志《科学》选出的2008年十大科学进展，对“定制”细胞系进行重新编程的进展排名第一。

杂志《科学》称，这些细胞系和“定制”它们的相关方法为研究人员提供了了解甚至治愈未来一些慢性医学疾病的工具，例如帕金森病和一型糖尿病。

所谓的细胞重编程指的是像胚胎干细胞一样的分化，通过植入新的基因来改变细胞发育的“记忆”，并使其恢复到最原始的胚胎发育状态。这种细胞被称为“诱导多能干细胞”。

2008年，两个研究小组从患有不同疾病的病人身上提取细胞，并对它们进行重新编程，以“转化”为干细胞。他们选择的大多数疾病很难或不可能用动物模型进行研究，这使得获得人类细胞系进行研究的需求变得更加迫切。

《科学》杂志认为，这些新的细胞系将成为研究人员了解疾病如何发生和发展的重要工具，也可能有助于在医学领域筛选潜在的药物。如果科学家将来能完全掌握细胞重编程技术，并能更精确地控制该技术，使其更加有效和安全，那么患有不同疾病的患者可以使用自体健康细胞来治疗疾病。

　　4，人类最早祖先确定

4英尺高的“阿尔迪”已经成为有史以来发现的最古老的原始人。她生活在440万年前，直到1992年被发现。经过17年的探索和研究，科学家们拼凑出了100多块在埃塞俄比亚出土的碎片，并成功修复了她的骨骼模型。

2009年10月，科学家宣布了这个结果。令人惊讶的是，作为人类和黑猩猩的共同祖先，“阿尔迪”与黑猩猩非常不同。此外，人们即使生活在森林中也能直立行走的事实推翻了以前的理论，即开阔的草原地形对人类两足动物的发展至关重要。

　　5，证实宇宙暗物质存在

2003年，由美国匹兹堡大学斯克兰顿博士领导的多国科学家小组根据美国“威尔金森微波各向异性探测器”卫星的观测数据和另一个称为“斯隆数字天宇调查”的观测项目的结果进行了比较分析。观察和分析得出结论，宇宙中只有4%是普通物质，23%是暗物质，73%是暗能量。2006年，一组美国天文学家通过美国宇航局的钱德拉X射线太空望远镜和其他设备观察到了遥远星系的碰撞，并发现了宇宙中暗物质存在的最直接证据。2007年，欧洲和美国科学家在杂志《自然》上发表了第一张宇宙中暗物质的三维地图。

宇宙中暗物质的三维数字地图

　　6，干细胞研究成果丰

2000年，克隆和干细胞研究取得了进展。就克隆而言，科学家克隆了最难克隆的动物之一：猪。

2002年，以色列科学家将人类“肾脏前体细胞”移植到小鼠体内，并开发了类似的器官，其某些功能的大小与小鼠自身的肾脏相似。

2003年，美国科学家首次完成了人类胚胎干细胞的基因工程，使干细胞在医学研究中的应用向前迈出了一大步。日本科学家首次培养人类胚胎干细胞；中国科学家首次将人类皮肤细胞与兔子卵细胞融合，以产生人类胚胎干细胞。

2006年，澳大利亚科学家在世界上第一次成功地使用单个干细胞在实验小鼠中培育乳腺。英国科学家首次使用脐带血干细胞来开发微型人造肝脏。

2007年，美国和日本的两个独立研究小组分别宣布，他们已经成功地将人类皮肤细胞转化为几乎与胚胎干细胞相当的干细胞。这一成果有望使胚胎干细胞研究避免其一直面临的伦理争议，从而极大地促进干细胞相关疾病治疗的研究。

　　7，纳米技术重要应用

2001年，纳米技术领域取得了许多重要成就。随着2000年一批纳米器件的开发，科学家们进一步将这些纳米器件连接成可工作的电路，包括纳米线、基于碳纳米管和纳米线的逻辑电路以及仅使用一个分子晶体管的可计算电路。分子水平计算技术的飞跃可能为未来极小但速度极快的分子计算机的诞生铺平道路。

2003年，加州大学伯克利分校的科学家开发了世界上最小的碳纳米管纳米马达。

2006年，佐治亚理工学院的王忠林教授等人成功地将机械能转化为纳米级的电能，并开发出世界上最小的发电机——纳米发电机。

　　8，欧洲强子对撞机启动

欧洲大型强子对撞机是目前世界上最大的强子对撞机。2008年9月1日，对撞机正式启动。9月19日，对撞机因事故被迫停止运行。

2009年11月20日，对撞机重新启动，第一束质子穿过了整个对撞机。2009年11月30日，一项新的质子加速世界纪录被打破。对撞机将两个质子流加速到1.18万亿电子伏的能量水平，打破了费米国家实验室加速器在2001年创下的0.98万亿电子伏的记录，使大型强子对撞机成为世界上真正的“最强机器”。2009年12月8日晚，又一次总能量为2.36万亿电子伏特的质子流碰撞成功实现，创下了最高能量水平的又一纪录。

欧洲大型强子对撞机是在20世纪90年代早期设计的，包括中国在内的80多个国家和地区的大约7000名科学家和工程师参与了它的建设。它位于瑞士和法国边境日内瓦附近的一条100米深、总长约27公里的圆形隧道中。

　　9，人类探测器创最远纪录

欧洲航天局官员在2005年1月15日清晨宣布，地面控制中心已经通过卡西尼号宇宙飞船接收到惠更斯号探测器的信号，表明惠更斯号已经成功降落在土卫六上。这创下了人类探测器能在其他天体上着陆最远距离的新记录。

惠更斯探测器是由美国卡西尼号宇宙飞船于1997年10月发射的。经过约35亿公里的7年飞行后，它进入了土星轨道，并于2004年12月25日分离。

　　10，庞加莱猜想被证明

2006年6月3日，经过美国、俄罗斯和中国数学家30多年的共同努力，两位中国数学家——中山大学的朱西平教授和里海大学的曹怀东教授兼清华大学的兼职教授，终于证明了——庞加莱猜想这个百年数学难题。

1904年，法国学者亨利庞加莱提出了一个猜想：在一个封闭的三维空间中，如果每条封闭的曲线都可以收缩到一个点，那么这个空间一定是一个球体。庞加莱的短句已经成为数学界100多年来未能证明的难题。

庞加莱猜想，像黎曼猜想和霍奇猜想一样，被列为七个数学世纪难题之一。