王洋

人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明究竟是如何演化的？人類的璀璨文明、豐富的文化又是如何發(fā)展的？科學(xué)史就是連接自然科學(xué)與人文科學(xué)的那座橋梁?，F(xiàn)在，讓我們一起聚焦近年來(lái)科技發(fā)展上的大事小情。

人工合成淀粉

中國(guó)是美食大國(guó)，僅主食就有米飯、饅頭、餃子、面條等，數(shù)不勝數(shù)。我們從主食中攝取了生命所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——淀粉。淀粉是糧食的主要成分，由農(nóng)作物通過(guò)大自然的光合作用固定二氧化碳生產(chǎn)。而種植這些農(nóng)作物不僅需要較長(zhǎng)周期，還需要土地、淡水等資源。淀粉的合成與積累，是一個(gè)多達(dá)60余步復(fù)雜反應(yīng)的過(guò)程，成功轉(zhuǎn)化率為2%左右。那么人類能否找到既節(jié)省資源又便捷的淀粉生成渠道呢？

我國(guó)科學(xué)家采用一種類似“搭積木”的方式，實(shí)現(xiàn)了“光能—電能—化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化，只用11步反應(yīng)的人工途徑實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工合成。未來(lái)，若二氧化碳人工合成淀粉的過(guò)程成本與農(nóng)業(yè)種植成本比肩，將為地球節(jié)約90%以上的耕地和淡水資源，還能避免農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，提高人類糧食安全水平。目前，該成果尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，離實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離，但我們相信這一方法能成為人類發(fā)展的有效手段。

碳14年代測(cè)定法

考古研究人員是如何測(cè)定古代遺存年齡的呢？碳14年代測(cè)定法功不可沒(méi)。

要了解碳14年代測(cè)定法，就要知道碳14。碳是有機(jī)物的元素之一，在自然界中碳元素有三種同位素，即穩(wěn)定同位素碳12、碳13和具有放射性的同位素碳14。動(dòng)植物呼吸時(shí)都會(huì)吸收碳14，并在體內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)。動(dòng)植物死后，呼吸停止，體內(nèi)的碳14不再維持平衡。碳14因其放射性而逐漸減少，5730年會(huì)減少一半，這就是它的半衰期。研究人員根據(jù)動(dòng)植物體內(nèi)殘余的碳14成分來(lái)推斷其年齡和死亡時(shí)間。這就是碳14年代測(cè)定法的使用原理。

當(dāng)然，動(dòng)植物體內(nèi)碳14的存量有限，用這種方法目前只能推測(cè)到大約6萬(wàn)年。