2005年3月3日《自然》杂志中文摘要,参考NATURE CHINA,如有出入以英文原文为准。
封面故事:亮度幻觉
对亮度或表面反照率的认识是视觉意识学科中一个存在激烈争论的领域。到达眼睛的光量是照射目标的光、目标反射的光以及干涉介质效应的总和。争论焦点在于大脑在计算表面反照率时是否将这些因素清楚表述为一组重叠层。本期封面展示了迄今最大的亮度幻觉之一,反映了分层图像表述在亮度感知中的重要作用。令人难以置信的是,两个相对图像上的数字内的质地完全相同,正是周围环境使一个看起来黑、另一个看起来白。更吸引人的解释见论文补充信息中的Quick Time影片。
“约阿施石碑”及耶稣之弟埋骨盒为赝品
以色列文物局断定,据说能证实《圣经》中“所罗门王圣殿”记述的“约阿施石碑”以及刻有“James, son of Joseph, brother of Jesus”字样的埋骨盒是伪造的。Haim Watzman考查了检验这些物品真实性的法医学领域,这些所谓的真品对考古学以及更广的地缘政治学和地缘宗教学产生了重大影响。
印度洋海啸预警系统是否应开发
在亚洲灾难性海啸发生后的几周,人们对在印度洋开发海啸预警系统普遍支持。该提议值得称道,但Keith Alverson认为它被误导了,因为下一次大型海啸不大可能在印度洋发生。相反,预警系统应在全球海洋观测系统背景下开发,用于预报相关灾害如暴潮,并为大范围用户提供有用数据。
量子计算的准确性
量子计算有望使计算能力远超今天,但仍存在障碍。大规模量子计算的一个问题是提高所需量子装置的准确性。令人鼓舞的是,新研究表明现有实验装置原则上具有足够准确性。这种乐观基于为处理容错量子计算而开发的新型“架构”的性能。该架构也有不足:应对“不准确”装置需要巨大资源,导致体系复杂到不可行,但如果量子资源供应变得与今天数字资源差不多,故事可能不会就此结束。
生物多样性完好率指数
“世界可持续发展峰会”制定了到2010年大幅降低生物多样性损失速度的目标。由于缺乏公认的度量方法,CSIR Environmentek的R. J. Scholes和R. Biggs提出了“生物多样性完好率指数”。该指数关注大群体物种在种群数量层次的变化,而非物种灭绝(后者难以证实且预警太晚)。该方法显示,大多数生物多样性存在于正式保护区之外,已用于农业、采矿和人类定居区域的生物多样性管理是减缓损失的关键。
银河系中心的独特射电源
一个具有独特性质的瞬时射电源在银河系中心附近被发现。其强大的射电爆发、时钟般的规则性和不寻常的时间尺度意味着温度超过几万亿度。如此高温表明辐射是“相干的”,即几乎全部是一个波长。这些性质使其成为未知类型的射电源,尽管可能不会长期“独特”。该发现得益于新的观测策略——低频宽场成像,预计未来会发现更吸引人的光源。
最强烈的声致发光
“单泡声致发光”(SBSL)自近15年前发现以来一直是研究重点,科学家预测极端压缩下空腔内温度会达到极端值。有人争议认为可能发生核聚变。由于典型SBSL光谱缺乏特征谱线,难以确定气泡内情况。现在,Flannigan和Suslick利用浓硫酸作为介质进行声学处理,获得了迄今最强烈的声致发光。该实验提供了大量光谱信息,最重要的是温度高达15,000K的证据,表明坍缩气泡有炽热等离子核。
南半球的气候变化
我们对上个冰期地球气候的观点可以说是“以北半球为中心”甚至“以格陵兰冰芯为中心”。这些数据描绘了高度不稳定的气候,特点是缓慢变冷、突然变暖,成为那个时期的气候模板。但我们对南半球气候是否也不稳定知之甚少。Cruz等人挖掘的新数据表明情况并非如此。新发现来自巴西南方一个年代准确测定的石笋,时间跨度116,000年的氧同位素记录。这里气候变化的主要推动力是地球轨道移动引起的阳光季节变化,千年尺度气候变化没有北半球记录中那么明显。
利他的好处
雄性野火鸡形成伙伴关系以吸引雌性,但每组中只有一只被认为要交配。为什么其他受支配雄性在没有好处的情况下帮忙?这一看似无私的体系成为亲缘选择的范例:雄性被视为兄弟,帮人者从帮助同胞中间接受益。但关于有合作性雄性伙伴关系的鸟类中亲缘选择的试验提出疑问,表明相似组中的雄性(长尾侏儒鸟)不相关。新研究恢复了火鸡作为利他主义者的声誉。对亲缘关系和生殖成功的遗传测量证实,尽管帮人者不生殖,但间接收获远远补偿了代价。不过,合作性求偶行为在不同鸟类中的演化很不相同。
氢化酶体与线粒体
氢化酶体是厌氧原生生物和真菌中的简单细胞器,双膜结构,产生ATP和氢,因此被认为是线粒体的厌氧衍生物。另一种观点认为线粒体和氢化酶体起源于同一祖先——兼性厌氧细菌。在蟑螂内脏中的纤毛虫Nyctotherus ovalis体内发现的新型氢化酶体,为氢化酶体起源于“善意的”厌氧线粒体提供了新支持。这一“缺少的环节”对氢化酶体独特,但像线粒体一样保持自身基因组,还有需氧生活方式特有的电子运输链残留部分。
与SCAN-1病变有关的修复缺陷
对SCAN-1(脊髓小脑性共济失调伴轴索神经病-1)分子基础的研究,首次在神经退行性疾病中发现染色体单链断裂修复缺陷。该疾病由酪氨酰磷酸二酯酶突变引起,但其在复制期间双链断裂修复中的已知功能似乎不引起病变。新研究显示该酶在人体细胞中的第二种功能:修复有丝分裂后神经细胞中氧化压力造成的染色体断裂,这一机制可能引起SCAN-1症状。