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第一單元: 混沌理論：混沌數(shù)學(xué)為什么潮汐可以預(yù)料，而天氣預(yù)報經(jīng)常在幾天內(nèi)就出錯？潮汐和天氣都遵從于自然規(guī)律。潮汐是由于太陽和月亮的引力作用所形成的；天氣是由于在太陽熱的影響下大氣的運動所形成的。引力定律和流體學(xué)定律一樣難懂。然而對于天氣，其現(xiàn)象卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)更為復(fù)雜。原因就是“混沌”。混沌理論是最活躍、發(fā)展最快的數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域的核心，是非線性動力學(xué)體系的理論。動力學(xué)體系中的隨機(jī)現(xiàn)象動力學(xué)體系根據(jù)既有定律隨時間改變的體系會表現(xiàn)出規(guī)則的形式。比如周期循環(huán)。這一點早已眾所周知。借助新的數(shù)學(xué)方法強(qiáng)調(diào)圖形而不是數(shù)字，以及高速精密的計算機(jī)圖解計算法，我們現(xiàn)在知道動力學(xué)體系也會有隨機(jī)現(xiàn)象。不同之處并不在于其數(shù)學(xué)定義的復(fù)雜性，而在于動力學(xué)的幾何特性。在一個體系中發(fā)現(xiàn)了隨機(jī)現(xiàn)象，而這一體系的數(shù)學(xué)描述從未顯示可能出現(xiàn)隨機(jī)現(xiàn)象。這確是一個重大的發(fā)現(xiàn)。簡單的幾何結(jié)構(gòu)產(chǎn)生簡單的原動力。例如：在幾何系統(tǒng)中，如果每件事物都趨向于被視為一個質(zhì)點，那么其運動就趨向于呈穩(wěn)定狀態(tài)。但如果原動力不斷將它們拉伸分開又再將它們重疊在一起，其運動就趨向于混沌狀態(tài)就像碗中混和在一起的食物。以我們預(yù)測潮汐時所使用的時標(biāo)來度量，太陽和月亮的運動是一系列規(guī)則的循環(huán)。因此預(yù)測很簡單。而天氣的變化方式涉及到許多拉伸和重疊行為，因此這呈混沌狀態(tài)。細(xì)節(jié)之處 可以應(yīng)用比如拓?fù)鋵W(xué)等的理論數(shù)學(xué)來研究混沌幾何（拓?fù)鋵W(xué)又叫橡膠片幾何學(xué)）。但是最生動精確的圖形是應(yīng)用計算機(jī)制圖法而得到的?；煦绲膸缀谓Y(jié)構(gòu)是fractals：它們在所有程度的放大率上都具有明晰的形式。有序和混沌一貫被視為相反物?，F(xiàn)在它們被視做同一基本過程的兩個方面，被視做一系統(tǒng)在時間上的漸進(jìn)。事實上，現(xiàn)在已有例子證明在同一幾何形式中很自然地同時出現(xiàn)了有序和混亂。預(yù)測不可預(yù)測之事混沌使得隨機(jī)性可預(yù)測嗎？有時如此。如果隨機(jī)現(xiàn)象實際上制約于動力系統(tǒng)，短期預(yù)測就成為可能。長期預(yù)測就沒這么簡單了。在混沌系統(tǒng)中，任何測量最初出現(xiàn)的錯誤，不管多小，都會迅速擴(kuò)大，最終破壞預(yù)測。這就是蝴蝶效應(yīng)：如果一只蝴蝶扇了下翅膀，所產(chǎn)生的空氣擾動在一個月后可能導(dǎo)致一場颶風(fēng)?；煦缈梢詰?yīng)用在許多科學(xué)領(lǐng)域。比如化學(xué)、工程、計算機(jī)、生物、電子和天文學(xué)等。例如，盡管太陽和月亮的短期運動并不混亂，太陽系的長期運動卻是無序的。想要預(yù)測2億年后冥王星會位于太陽的哪個方向是不可能的。因為土星的衛(wèi)星亥伯龍星運動混亂。木星引力場導(dǎo)致的混亂會使隕星出軌，沖向地球。就更貼近人類的時標(biāo)來說，傳染病、蝗災(zāi)和不規(guī)則的心臟搏動等都是有關(guān)混沌更切實的例子。找出混沌的意義混沌給科學(xué)加上了限制。它暗示甚至當(dāng)我們知道制約某一系統(tǒng)行為的因素時，在實踐中我們也可能無法做出有效的預(yù)測。另一方面，它為發(fā)現(xiàn)開辟了新的途徑。因為它暗指出即使顯而易見的隨機(jī)現(xiàn)象也可能有簡單、非隨機(jī)的解釋?；煦缫虼嗽诟淖冎茖W(xué)家們看待所從事研究的方式：決定論和偶然性，實驗的作用，世界的可計算性，預(yù)測的前景以及數(shù)學(xué)、科學(xué)和自然之間的相互作用?；煦绱蚱屏藗鹘y(tǒng)學(xué)科間的界限。許多差別理論數(shù)學(xué)家和應(yīng)用數(shù)學(xué)家之間的，數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家之間的，物理學(xué)家和生物學(xué)家之間的在他們共同努力揭示出統(tǒng)一性時就變得毫無意義。- Unit 1 1. the law of gravitation is not noticeably simpler than the laws of fluid dynamics; yet for weather the resulting begavior seems to be far more complicated. 引力的法則比流體力學(xué)的法則要稍微簡單一點；但對于天氣來說所產(chǎn)生的結(jié)果就復(fù)雜多了。 2. this is a remarkable discovery: random behavior in a system whose mathematical description contains no hint whatsoever of randomness. 這是一個引人矚目的發(fā)現(xiàn)：系統(tǒng)中的無序運動，其數(shù)學(xué)描述卻不包括任何無序性。 3. order and chaos, traditionally seen as opposites, are now viewed as two aspects of the same basic process, the evolution of a system in time. 秩序和混沌，歷史被看作是相對的，現(xiàn)在被看成同一基本過程，既一個系統(tǒng)隨時間演變過程的兩方面。 4. disease epidemics, locust plagues, and irregular heartbeats are more down-to-earth examples of chaos, on a more human timescale. 傳染病、蝗災(zāi)、和心率不齊是混沌理論在更加顯示人類特點的時標(biāo)方面的例子。 5. chaos cuts right across traditional subjects, become meaningless when compared to unity revealed by their joint efforts. 混沌理論打破了傳統(tǒng)學(xué)科的界限，純粹的理論數(shù)學(xué)家于應(yīng)用數(shù)學(xué)家之間，數(shù)學(xué)家于物理學(xué)家之間，物理學(xué)家和化學(xué)家之間的區(qū)別，比其他們協(xié)作表現(xiàn)出的統(tǒng)一性已經(jīng)顯得毫無疑義了。 6. Tides are caused by gravitational attraction of the sun and moon; the weather by the motion of atmosphere under the influence of heat from the sun. 潮汐是由太陽和月亮的重力吸引所致；而天氣則是因太陽的熱量影像大氣運動而形成的。 7. The changing patterns of the weather involve a great deal of stretching and folding, so here chaos reigns. 天氣的變化性是涉及到大量的延伸和翻卷運動，因此要用混沌理論來解釋。 8. In chaotic system any initial error of measurement, however small, will grow rapidly 在混沌系統(tǒng)中任何計量上的初始誤差，不論多么微小，都可能迅速增大并最終毀掉整個預(yù)測結(jié)果。 9. Its impossible to predict on which side of the sun Pluto will lie in 200 million years time. 要預(yù)測在兩億年后冥王星會在太陽的哪一面是不可能的。 10. Even when we know the equation that govern a systems behavior, we may not in practice be able to make effective predictions. 即使我們知道計算某系統(tǒng)運動的等式，在實踐中，我們也可能做不出有效的預(yù)測。第二單元 一項奇異的實驗藏在引起爭議的克隆羊“多莉”背后的科學(xué)1938年，德國著名胚胎學(xué)家韓-斯波曼（Hans Spemann）在被稱為細(xì)胞核等量的設(shè)想上思慮不已。這一設(shè)想長期以來頗受爭論。斯波曼及其同期科學(xué)家都知道所有的動物細(xì)胞都含有細(xì)胞核，以及包圍細(xì)胞基因的薄膜狀組織。在生命最早期，當(dāng)一個胚胎由少于12個細(xì)胞組成時，每個細(xì)胞核內(nèi)基因的勢能達(dá)到最大值。用生物學(xué)家們的術(shù)語來說，每個胚胎細(xì)胞都達(dá)到了全勢能。即每個胚胎細(xì)胞都能夠產(chǎn)生組成成年動物眼睛、肝臟、大腦或其它任何部分的細(xì)胞。但是隨胚胎發(fā)育，細(xì)胞就失去這種能力。通過使基因起作用或停止作用，細(xì)胞開始專門化。一群胚胎細(xì)胞可能從事構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)，而另一群可能從事生長肌肉。細(xì)胞的這種逐漸專門化也稱做演變。它提出了一個易引起爭論的問題。一個演變后的細(xì)胞還保存著建造完整有機(jī)體的能力嗎？科學(xué)家們通常已經(jīng)屏棄了有關(guān)細(xì)胞核等量的想法，提出隨著細(xì)胞的專門化，細(xì)胞的DNA會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，甚至丟掉整套基因。斯波曼并不是這么確信。1938年他在一篇文章中提到了一個實驗，也許能解決這個問題。這個實驗中即將細(xì)胞核從未受精卵中移除，而以一個演變后細(xì)胞的核來代替。正像斯波曼所稱的這樣，這項奇異的實驗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)時技術(shù)所能。然而在斯波曼提出細(xì)胞核移植計劃幾乎60年后的今天，蘇格蘭科學(xué)家們應(yīng)用這一技術(shù)制造出了一只名叫多莉的綿羊。這震驚了全世界。隨著第一次由成熟細(xì)胞核成功克隆出一只哺乳動物，幻想變成了現(xiàn)實。生物學(xué)家們爭相對多莉進(jìn)行探討，試圖發(fā)現(xiàn)是否這一技術(shù)可以用于實踐中。多莉誕生所引起的爭論之一是關(guān)于“克隆”的意義的問題。就其最普遍用途來說，克隆即制造出一個基因上與另一有機(jī)體相似的有機(jī)體。一些科學(xué)家用這個詞涵蓋一個被更精確地稱做胚胎分裂的過程。這一過程已經(jīng)為動物飼養(yǎng)者應(yīng)用了數(shù)十年?？茖W(xué)家們?nèi)∫粋€幼體胚胎。胚胎仍由全勢能細(xì)胞組成。他們將胚胎二等分、三等分或四等分。每一份能夠長成一個正常的動物體。因此這一過程可以制造出雙胞胎、三胞胎或四胞胎。斯波曼預(yù)想的這個實驗（把未受精卵的細(xì)胞核用另一個細(xì)胞核代替）即科學(xué)家們所指的克隆。1952年，用青蛙做實驗的科學(xué)家們從細(xì)胞核轉(zhuǎn)向了已除去細(xì)胞核的未受精卵。早期的實驗用的是來自初期青蛙胚胎的供體細(xì)胞核。初期青蛙胚胎的細(xì)胞被認(rèn)為是全勢能的。由此而長出的青蛙在死前只能長到幼蟲時期。從那時起，其余科學(xué)家已經(jīng)在許多生物種類上完善了這一技術(shù)。比如青蛙、老鼠、綿羊、母牛以及大多種猴子。在每種情況下，當(dāng)早期胚胎的細(xì)胞核代替未受精卵的細(xì)胞核后，其產(chǎn)生后代就長成一個可生殖成熟個體。這項工作通常是用一根精細(xì)中空的針去除卵子的核而完成。供體細(xì)胞由電脈沖注入到卵子中。電脈沖刺破細(xì)胞的外層薄膜，使得卵子能包住其新核。盡管初期胚胎核的移植證明很成功，研究人員們在移植后期胚胎核時幾乎總是遭到失敗后期胚胎核來自于晚期胎體或成熟體。這樣的結(jié)果似乎證明了細(xì)胞核在發(fā)育中經(jīng)歷了不可逆轉(zhuǎn)的變化。然而，有幾項實驗也提出了相反的暗示。尤其是在20世紀(jì)50年代后期和60年代早期。英國牛津大學(xué)的約翰-B-格登（John B. Gurdon）表明蝌蚪細(xì)胞的核移植可以產(chǎn)生可生殖的成體蛙。他也提出從成體蛙中移植核可以產(chǎn)生蝌蚪，盡管動物體在完全成熟前就死去了。格登將他的實驗結(jié)果解釋為證明演變后細(xì)胞可以保持其全勢能性的證據(jù)。還有，在試圖從成體細(xì)胞中克隆出老鼠的嘗試總是失敗。甚至格登的青蛙實驗也非完全成功的情況下。蘇格蘭科學(xué)家們是如何成功制造出多莉的呢？對成體細(xì)胞進(jìn)行核移植的關(guān)鍵似乎是一種被科學(xué)家們稱做核重組或染色質(zhì)重建的現(xiàn)象。斯科特（Scott）解釋說，“染色質(zhì)事實上只是一個用來代指蛋白質(zhì)、DNA和小分子混合物的單詞。這一混合物是染色體的物質(zhì)組成成分?！?盡管大多數(shù)細(xì)胞核在演變過程中似乎沒有經(jīng)受不可逆轉(zhuǎn)的改變，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)成體細(xì)胞核中的染色體與卵細(xì)胞中的或初期胚胎中的有很大不同。隨著細(xì)胞的演變，原子簇，比如甲基群，就會latch onto DNA。這些簇中的某些使染色體中的特定基因鈍化。此外，一些形成染色體核心的蛋白質(zhì)表現(xiàn)出隨時間變化。因此，對于一個表現(xiàn)出全勢能的成體細(xì)胞核，需要等同于幼體源泉的基因體。這樣的復(fù)壯公式在卵細(xì)胞中似乎存在。蛋白質(zhì)和其他懸浮在卵子中的分子可以與移植入的核發(fā)生反應(yīng)，復(fù)原其生命力。有關(guān)卵子能在核上發(fā)揮這一作用的特定分子機(jī)制正處于探索起步中。為從一成體細(xì)胞中克隆出動物體，科學(xué)家們不得不尋找方法幫助卵子進(jìn)行核重組，這正是愛丁堡羅斯林學(xué)院的安-威爾瑪特(Ian Wilmut)及其同事相信他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的。正是這一小組制造出了多莉。他們的技巧在于使成體細(xì)胞“挨餓”。威爾瑪特的同事凱思-H.S-坎普貝爾(Keith H.S. Campbell)形成了這一方法。他讓源供體細(xì)胞即多莉?qū)嶒炛械男夭考?xì)胞脫離營養(yǎng)成分達(dá)5天。脫離營養(yǎng)使得細(xì)胞拋棄了其正常生長循環(huán)和分裂而進(jìn)入一種休眠狀態(tài)。這些細(xì)胞就算有，也似乎只有為數(shù)不多激活的基因。威爾瑪特提出說，脫離營養(yǎng)刺激了一些初期染色質(zhì)進(jìn)行重建，這使得卵細(xì)胞完成其工作變得較為簡單。不管怎樣，威爾瑪特和其他研究人員警告說多莉仍可能是僥幸成功的結(jié)果。畢竟，羅斯林研究小組向277個供體細(xì)胞中注入了卵子，但只產(chǎn)生了一個存活的動物體。脫離營養(yǎng)“在整項研究中是對于威爾瑪特小組唯一新奇的一項。這可能是關(guān)鍵之處。但當(dāng)你在幾百次嘗試中只得到一個幼體時，結(jié)果就難以得知了?！币晃簧飳W(xué)家說道。為什么威爾瑪特及其同事堅持了數(shù)年，試圖從胚胎細(xì)胞，胎體細(xì)胞以及現(xiàn)在的成體細(xì)胞中制造出克隆綿羊呢？在很大程度上，商業(yè)利益激發(fā)了這種努力。克隆研究是由PPL治療學(xué)機(jī)構(gòu)資助的。這是一家蘇格蘭生物技術(shù)公司，投股研究在基因上將雌性動物體改變成可以向其乳汁中分泌珍貴藥物的動物。例如，通過將人類基因加入綿羊體內(nèi)，這家公司已經(jīng)制造出了能提供大量可易恢復(fù)蛋白質(zhì)的動物體，這種蛋白質(zhì)在治療胞囊狀纖維變性上頗有發(fā)展前途。這種方法已經(jīng)存在了數(shù)年，但諸如PPL的公司在制造分泌藥物的動物時遇到了一項主要困難。傳統(tǒng)途徑是把人類基因的多重復(fù)制體注入到剛受精的卵細(xì)胞中這是一種類似于輪盤賭的方法。注入的基因很少能準(zhǔn)確地與卵子的整組遺傳因子相結(jié)合。因此產(chǎn)生的可分泌藥物的動物體后代就很少。威爾瑪特及其同事希望在基因上改變動物體時已經(jīng)為一種更有效方法奠定了基礎(chǔ)。在他們的克隆方法中有短短的一段時間，這期間研究人員們可以在向卵子中移植核之前在實驗室中培植供體細(xì)胞。在這段時間內(nèi)，威爾瑪特小組計劃對細(xì)胞進(jìn)行處理?；蛘咛砑踊颍蛘邉h減基因。然后科學(xué)家們只移植已被有效改變的細(xì)胞核。這就極大地提高了制造出商業(yè)用途很高的動物體的成功率。接著他們可能用這一動物體制造出一群動物體。這只需對其進(jìn)行多次克隆即可。除了生產(chǎn)藥物的家畜，隨著克隆技術(shù)的發(fā)展，用于研究人類疾病的新型動物體模型也可以被制造出來?？寺〉牧硪环N廣為議論的用途是對動物進(jìn)行改裝，以便其器官能被移植到人體內(nèi)。這樣的動物體很可能是豬。處于多種原因，這種技術(shù)引起了爭議。它依賴于找出制造動物器官的方法，使其對于人類免疫系統(tǒng)有更小的異質(zhì)性。有了有效的克隆技術(shù)，研究人員就可以把豬體內(nèi)某些基因刪除。這些基因的蛋白質(zhì)會向人類免疫系統(tǒng)發(fā)出信號，人類免疫系統(tǒng) 就會將其作為異質(zhì)器官而排斥。一些科學(xué)家提出，最有前景的是克隆技術(shù)可以提供有關(guān)細(xì)胞基因重組的有用醫(yī)學(xué)信息。這使科學(xué)家能用未演變細(xì)胞來制造整個器官，或?qū)⒃摷?xì)胞轉(zhuǎn)換成一種較為無害的形式。威爾瑪特已多次強(qiáng)調(diào)道克隆技術(shù)仍處于發(fā)展初期，許多問題仍待解決。從某種意義上說，多莉并不是真正的克隆體它的基因與其供體基因并不完全相似。正如許多科學(xué)家已經(jīng)指出的這樣，有數(shù)十條基因存在于被稱作mitochondria的產(chǎn)生能量的細(xì)胞器官中。由于移入卵子的僅僅是一只成體母羊的細(xì)胞核，多莉的mitochondrial DNA就來自于受體卵。威爾瑪特（Wilmut）及其同事不知道是否這一混合基因有重要性。他們也不知道多莉是否可以生殖，是否會有正常的壽命?？紤]到多莉的壽命問題，用來制造多莉的細(xì)胞核已有6歲。而還不清楚被移植核的染色質(zhì)重建是否重置了其年齡。假如沒有重置，多莉的生命盡管會有重大的意義，但卻會很簡短。此外，多莉是用成熟綿羊細(xì)胞進(jìn)行的277次克隆嘗試中唯一的成功例子。之所以會有這樣低的成功率，原因之一可能是用來刺激卵子發(fā)育的電脈沖。這些脈沖在卵子中引發(fā)的信號不總是與精子進(jìn)入后所引發(fā)的信號相同。有關(guān)多莉的最顯然仍未解決的問題是多莉是否克隆人類的先驅(qū)。從一開始，威爾瑪特就強(qiáng)調(diào)說對于克隆人類還沒有合理的、正當(dāng)?shù)睦碛?。而且，由于?dāng)前缺乏有關(guān)克隆工作原理的知識，嘗試克隆人類太危險。他說道，“在過去，我們就已經(jīng)有天生畸形的綿羊了?！蓖柆斕睾推渌茖W(xué)家們提出，基本的科學(xué)障礙會阻止用細(xì)胞核移植進(jìn)行的人類克隆。一個物種的發(fā)育速度可能會與其它物種的發(fā)育速度不同。比如，發(fā)育中的胚胎并不是立即就利用其基因。在最初的細(xì)胞分裂期，它依賴于未受精卵已經(jīng)具有的蛋白質(zhì)和基因格式。他解釋道，當(dāng)胚胎接入時，其基因隨物種的不同而變化。老鼠的胚胎很快就將其基因激活，而綿羊的就要慢許多。人類的在前二者之間。綿羊胚胎激活其整組基因相對較遲。這一點可能是克隆羊多莉成功的關(guān)鍵。因為這樣為被移植核進(jìn)行重組留出了更多時間。人類胚胎就不會為染色質(zhì)重建提供足夠時間。這樣就阻止了用成人細(xì)胞進(jìn)行人類克隆。這一潛在的限制可以為那些不希望涉及克隆人類倫理困境的人們提供些安慰。它也會減輕對于不久這項奇異的實驗會在動物王國中變成常規(guī)這一點的恐懼感。- Unit 2 1. as an embryo develops, cells lose this ability. By ordering genes to turn on or off, cells begin to specialize. One group of embryonic cells may commit itself to constructing the nervous system, while another acts to create muscles. 隨著胚胎的發(fā)育，細(xì)胞就失去了這一能力（全能性）。通過開關(guān)基因，細(xì)胞開始分工。一組胚胎細(xì)胞發(fā)育神經(jīng)系統(tǒng)，而另一組則發(fā)育肌肉。 2. the feat is typically performed by removing the eggs nucleus with a fine, hollow needle. A donor cell is fused to the egg by pulses of electricity, which break down the donor cells outer membrane and allow the egg to envelope its new nucleus. 研究人員用一根細(xì)而中空的針將卵的細(xì)胞核取出。通過電流脈沖擊破施主細(xì)胞的外層膜將其熔入卵內(nèi)，使卵把這一新的細(xì)胞核裹住。 3. while it seems that most nuclei do not suffer irreversible changes during differentiation, researchers have found that chromatin inside the nucleus of an adult cell differs considerably from that inside an egg cell or an early embryo. 雖然多數(shù)細(xì)胞和在分化過程中似乎沒有變化，但研究人員發(fā)現(xiàn)一個成年細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)的核染質(zhì)與卵細(xì)胞或早期胚胎的核染質(zhì)大不相同。 4. nutrient deprivation is the only aspect of the whole study that is novel to Wilmuts group. It might be the key, but when you have only one young out of hundreds of tries, its difficult to know. 剝奪營養(yǎng)攝取是Wilmut科研小組整個研究中唯一獨到之處。也許這就是關(guān)鍵所在。但是在數(shù)百次的實驗中只有一例成功，就很難斷定了。 5. its unclear whether the chromatin remodeling of the transplanted nucleus reset its age. If it didnt, Dollys life might be historic but brief. Moreover, Dolly was the only survivor of 277 cloning attempts with adult sheep cells. One explanation for the low success rate may be the electric pulses which dont always trigger the same signals inside an egg that a sperms arrival does. 移植細(xì)胞核的核染質(zhì)再塑造是否重新設(shè)計了年齡還不清楚。如果不是這樣的話，Dolly的存活就很有歷史意義但將會很短暫。而且Dolly是277利用成年洋細(xì)胞克隆羊的唯一成功的一例。成功率低的一種解釋使用電流脈沖向卵內(nèi)發(fā)出的信號并不總是像精子那樣。 6. German embryologist Hans Spemann envisioned an experimentremoving the nucleus from an unfertilized egg and replacing it with one from a differentiated cellin hopes of finding a solution to the long-debated issue “nuclear equivalency”. This is what most scientists refer to as “cloning”. 德國胚胎學(xué)家Hans Spemann設(shè)計出一個試驗，即把未受精卵的細(xì)胞核取出，取而代之以分化過的細(xì)胞核，以期解決長期爭論不休的“核等效”問題。刺激科學(xué)家們所說的“克隆”。 7. The key to nuclear transplantation with adult cells lies in nuclear reprogramming or chromatin remodeling. In the case of the cloned sheep Dolly, scientist deprived the intended donor cells of all nutrients for 5 days on end so as to deactivate the genes and prompt some initial chromatin remodeling. 成年細(xì)胞核移植的關(guān)鍵在于核的再編序或核染質(zhì)的再塑造。就克隆羊Dolly而言，科學(xué)家門讓待用的施主細(xì)胞連續(xù)5天無營養(yǎng)供給從而達(dá)到降低基因活化，使卵細(xì)胞內(nèi)核染質(zhì)的再塑造得以初步實現(xiàn)。 8. Injecting human genes into sheep can make them secrete valuable drug into their milk, which at present holds promise in the treatment of cystic fibrosis. However, there is no denying that some new animal models of human disease will result from the application of this cloning technology. 通過給養(yǎng)注射人類基因讓其乳汁中分泌出有價值的藥物成分。目前在治療囊腫性纖維化病上，前景看好。但不容否認(rèn)，人類的某些疾病也將隨這一克隆技術(shù)的應(yīng)用而轉(zhuǎn)嫁到動物身上。 9. Wilmut has stressed again and again that there is no reasonable justification for cloning humans. Given the current lack of knowledge about how cloning works, it would be too dangerous to have a try. Wilmut一再強(qiáng)調(diào)沒有正當(dāng)?shù)睦碛煽寺∪祟?。如果考慮到目前人類對克隆還了解甚少，所以就連嘗試一下都是極其危險的。 10. Human embryos do not provide enough time for chromatin remodeling, thus preventing the cloning of humans using adult cells. This potential limitation may offer solace to those who do not want to address the ethical dilemmas of human cloning. 人類胚胎沒有足夠長的時間進(jìn)行核染質(zhì)的再塑造，因而妨礙了用成人細(xì)胞克隆人類。這種潛在的局限性也許對于那些不想應(yīng)付克隆人類自身帶來的種種倫理難題的人是個極大的安慰。 第三單元疫苗的革命 研究人員們都在竭盡全力通過使用不需針管注射的疫苗來使我們免受事物中毒、耳痛以及可卡因成癮的痛苦。在1981年前后那段黑暗的日子里，世界各地的孩子都被細(xì)菌性髓膜炎折磨得奄奄一息。流感嗜血菌b型是該疾病的主要誘因。但在美國，每200個孩子中就有一個感染這種病菌，而那些幸存下來的孩子里有四分之一都會出現(xiàn)大腦損壞或喪失聽力。今天，由于有新一代疫苗，流感嗜血菌b型已經(jīng)不再是非常多發(fā)的疾病了。在發(fā)達(dá)國家中的感染率已下降了90%多，并且有些國家已經(jīng)可以完全戰(zhàn)勝這種菌體。這種狀況聽起來很熟悉，而它也本該如此。天花和小兒麻痹癥的發(fā)病率也因同樣的原因而呈現(xiàn)出同樣下降的趨勢。這場革命還沒有結(jié)束。配備有對付基因和蛋白質(zhì)的新型工具，科學(xué)家們目前正培植疫苗來與各種疾病做斗爭，從食物中毒到子宮頸癌。同時，他們正在開發(fā)一些新的基本方法來生產(chǎn)具有免疫性的化合物。如果這些新策略有效的話，將來的疫苗就不必由造價昂貴的實驗室來生產(chǎn)，也不必通過針管來注射。我們將能從基因發(fā)生變化的水果、蔬菜和農(nóng)場禽畜中便宜地獲取這些疫苗，同時可以將這些疫苗制成膠囊、軟膏劑以及鼻部噴霧等形式。許多新型的化合物正在研制生產(chǎn)過程中。這些化合物與已經(jīng)存在的疫苗共同發(fā)揮作用，在全世界每年可防止12，000，000人患病死去。科學(xué)家們早在幾個世紀(jì)前就認(rèn)識到，有時良性物質(zhì)可以集結(jié)身體的防御器官來抵抗有還物質(zhì)。要消除有害微生物的危險性，最確定的方法很簡單：讓人們感染一種良性的菌種。有生命但衰弱的病原體有助于控制多種疾病，無論是流行性腮腺炎，麻疹還是小兒麻痹癥。現(xiàn)在，研究人員正在嘗試用一種疫苗來制成可以至于鼻部噴霧劑中的流行感冒疫苗。同傳統(tǒng)的依靠殺死濾過性病原體來刺激免疫系統(tǒng)的流行感冒注射不同的是，流感霧采用了一種活性病原體。這種病原體會在鼻和喉部的較涼溫度下繁殖，而在身體較熱的部位死亡。這一病菌會在流感病原體入侵的粘膜組織引起劇烈反應(yīng)，而其厭熱的特性使其不再侵入其它組織。1998年春季出版的調(diào)查肯定了流感霧使有效的。如果通過食品和藥物管理部門的認(rèn)定，這種藥品將會很快上市。有生命的微生物并不容易獲得。有些不能在試管中生長，而那些能在試管中生長的又需要特別處理和持續(xù)的冷藏條件。直到最近，病原體也只有活性病原體和死的病原體，大拿市科學(xué)家們現(xiàn)在能大規(guī)模生產(chǎn)出小的微生物碎片或“亞單元”，并用這些碎片來引起免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。二十世紀(jì)八十年代初期出現(xiàn)的B型肝炎疫苗就是在B性肝炎病毒基因變化的基礎(chǔ)上得到的。目前研究人員正在運用此項技術(shù)治療全國通過性傳播感染最普遍的人乳頭狀瘤病毒。這種病毒也通常是宮頸癌的常見發(fā)病原因。HPV不能在試管中生長，于是科學(xué)家們只好將其基因植入能夠感染在實驗室中存活的昆蟲細(xì)胞的病毒中去。這些昆蟲細(xì)胞一旦被感染，就會生成能用于疫苗的HVP碎片。一些研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開始對人進(jìn)行實驗，希望能到2003年是見疫苗投放于市場。其他研究人員在這一計劃上有著不同的追求。如果一個亞單元或者整個病原體不能夠刺激免疫系統(tǒng)，他們將加諸于具有更大吸引力的一個分子上。這也是生成腦膜炎疫苗的方案，同時這也是我們最有希望控制引起兒童耳部感染的主要誘因各種鏈球菌肺炎的方案。美國大約有83%的孩子在3歲前耳部感染。這種情況使得每年大約有3500萬人看醫(yī)生，加上急劇增加的抗菌素處方，花費粗略估計高達(dá)35億美元。兒童的免疫系統(tǒng)不能有力地抵抗各種鏈球菌肺炎地外表面，其外表面是由糖分子組成的。因此懷斯-利德里的研究人員將這些糖分子進(jìn)行復(fù)制，并將它們附著在易于辨認(rèn)的白喉蛋白質(zhì)上。如果這種“成對”疫苗能如期望的那樣有效的話，孩子們將回對這兩種元素都產(chǎn)生反應(yīng)，并且對耳痛產(chǎn)生永久免疫力?？茖W(xué)家們希望用同樣的方法來使吸毒者對可卡因產(chǎn)生免疫力。他們已經(jīng)研制出一種疫苗，該疫苗包括可卡因分子和能誘發(fā)抗體的蛋白質(zhì)。原則上說，無論可卡因什么時候侵入人體，都回被那些抗體束縛。同時抗體的大小要能夠防止毒素侵入大腦。由于這些種種復(fù)雜之處使得大多數(shù)疫苗都面臨一個相同的難題：沒有昂貴的精密設(shè)備就無法生成這些疫苗，或者不用無菌的針管就不能使其發(fā)揮作用。但是，如果“基因變化”這一嶄新領(lǐng)域能夠完成其目標(biāo)，亞單元疫苗很快就可能從樹上長出來了。農(nóng)業(yè)科學(xué)家不斷引用外來基因，使農(nóng)作物能夠抵制害蟲、旱災(zāi)和其他災(zāi)害的侵襲。同時，一些科學(xué)家現(xiàn)在正運用同樣的技術(shù)使植物產(chǎn)生具有免疫力的活性蛋白質(zhì)。例如，康奈爾大學(xué)布宜斯湯普森植物研究所的研究人員正在種植一種土豆，這種土豆喊有從有毒的大腸桿菌中提取出來的誣害的蛋白質(zhì)。大腸桿菌是腹瀉的最主要發(fā)病原因。同時，他們最近還指出，吃了這些土豆的人，體內(nèi)會產(chǎn)生對細(xì)菌的抗體（據(jù)推測，基因變化了的香蕉、西紅柿或玉米也有同樣的功效）。要把這些食物變成疫苗的話，研究人員就必須確定有效劑量并設(shè)計出可靠的用藥方式?？墒秤靡呙缈赡軙强刂迫蛟S多致命疾病的關(guān)鍵。第二頸椎遺傳學(xué)，一家英國公司的艾恩卡比特說：“全世界有30億肝炎B的病毒攜帶者，那么就必須生產(chǎn)出大量的蛋白質(zhì)。而唯一可行的方法便是利用植物，或者在某些情況下，利用動物。目前，一些科學(xué)家正在努力培植一種山羊，使漾奶可以用來給兒童接種疫苗，預(yù)防瘧疾。他們已經(jīng)培育出山羊和老鼠以產(chǎn)生MSP-1的碎片。MSP-1是顯示于瘧疾寄生蟲表面的一種蛋白質(zhì)。如果實驗證明MSP微粒能夠是猴子對瘧疾產(chǎn)生免疫力的話，科學(xué)家們將在人體中進(jìn)行實驗。每年有大約50億人患有瘧疾，有3百萬人死亡。疫苗仍是我們防止這些悲劇發(fā)生的最大希望所在。而且，就目前來看，我們完全有理由認(rèn)為這些疫苗將會獲得成功。 新聞周刊1998年6月27日 （2266字）- Unit 3 1. if the new strategies work, future vaccines wont be manufactured in costly laboratories of given out through needles. well get them cheaply from genetically altered fruits, vegetables or farm animalsand well consume them in pills, ointments and nose sprays. 如果心方法起作用，未來的疫苗將不再昂貴的實驗室生產(chǎn)，也不用通過注射接種。我們可以從改變了基因的國事、蔬菜貨家畜中得到廉價的疫苗通過服藥片、敷油膏或鼻腔噴劑接種。 2. the bug provokes a vigorous response in the mucosal tissues that fluviruses invade, but its heat aversion keeps in from invading other tissues. 這種病菌再收到感冒病毒侵入的粘膜組織上引起強(qiáng)烈的反應(yīng)，但是其厭熱性是質(zhì)無法侵入其他組織。 3. if this “conjugate” vaccine works as intended, kids will respond to both of its elements, and achieve. 如果這種組合式疫苗能達(dá)到預(yù)期的效果，兒童就能對其兩種成分都產(chǎn)生抗體，從而達(dá)到對耳疼病的長期免疫。科學(xué)家們希望用同樣的方式使癮君子戒毒。 4. At cornell Universitys Boyce Thompson Institute for Plant Research, . 例如，在康奈爾大學(xué)的波依絲湯普森植物研究所，研究人員們正在培育一種馬鈴薯，它含有來自有毒的大腸埃希桿菌的無害蛋白質(zhì)，大腸埃希桿菌是導(dǎo)致痢疾的主要原因。 5. Some 500 million people in the world contract malaria every year, and up to 3 全世界每年約有5億人患瘧疾，其中多達(dá)300萬人死亡。接種疫苗目前仍是我們扭轉(zhuǎn)這種悲劇的最有希望的方法?，F(xiàn)在，我們有充分的理由相信他們會成功。 6. Hib is a very uncommon disease. Infection rates have fallen by more than 90 percent in developed countries, and some have. 流感嗜血b型是一種很少見的疾病，其感染率在發(fā)達(dá)國家以下降了90%多，有些國家已經(jīng)完全征服了這種微生物。 7. Scientists realized centuries ago that a benign substance can sometimes rally the bodys defenses against a harmful one. 幾個世紀(jì)之前科學(xué)家門就意識到了人體內(nèi)有一種良性物質(zhì)，有時她能調(diào)動體內(nèi)的抵抗能力對付有害物質(zhì)。 8. Some 83 percent of American kids suffer an ear infection by the age of 3. the condition accounts for 35 million doctor visits every year, as. 美國大約有83%的兒童三歲時深受耳病之苦，這種導(dǎo)致每年大量抗生素的使用，花費約35億美元，還有3500萬的就診次數(shù)。 9. For all their sophistication, most of these vaccines share a common drawback: you cant produce them without costly, . 這些疫苗除了具有錯綜復(fù)雜的性質(zhì)之外，還有一個共同的缺陷，即：沒有昂貴的精密儀器，就無法生產(chǎn)這些疫苗，沒有消毒針管，也無法使用它們。 10. Agricultural scientists repeatedly introduce foreign genes into crops to help them resist pests, drought and other hazards. 農(nóng)業(yè)科學(xué)家不斷地將其她物種基因引入到農(nóng)作物當(dāng)中幫助他們抵御害蟲、干旱和其他危害物。 第四單元 今年電信最熱門的10項技術(shù) 技術(shù)產(chǎn)生又消亡。然而大多數(shù)時候，它們像proverbial Top 40 hits一樣不斷產(chǎn)生。此時，工業(yè)試圖找出更好的方法來節(jié)約帶寬，有效提高傳輸率；試圖找到新的、高效低廉的方法來完成基本通信任務(wù)。這些努力從未有所消減。盡管局部地區(qū)和本地基建確實發(fā)生了一些商品化，但隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的paradigm-altering向公共網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，前方還有許多挑戰(zhàn)。出于每年的慣例，我們與許多科學(xué)家進(jìn)行了交談，包括領(lǐng)頭電信咨詢公司的主管者。他們的建議多種多樣。但我們的定性提議緊緊圍繞著某一特定系列技術(shù)。這一系列技術(shù)已得到協(xié)議的合理擔(dān)保。在評價技術(shù)自身時，我們也試圖在適宜場合提到處于尖端的廠家們。是他們把這些技術(shù)推入了市場。下面是1998年最熱門的10項技術(shù)，排名不分先后：1. 多層超速路由/交換 2. 摻鉺光纖放大器3. 包化語音 4. 支持帶寬交互性服務(wù)的LMDS5. 無線本地環(huán)（WLL） 6. 因特網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)7. 網(wǎng)絡(luò)化呼叫中心 8. 可擴(kuò)張標(biāo)記語言（XML）9. TMN技術(shù) 10. 基于JAVA的網(wǎng)絡(luò)管理. 多層次超高速路由/交換：速度的需要隨著因特網(wǎng)上的流量每半年就翻一番，主容量成了急待解決的載體問題。最新的解決方法是新一代多層十億字節(jié)和兆兆位交換路由器。它是由四大公司Bay, Cabletron, Cisco和3com以及其它許多正起步企業(yè)制造的。影響之一是路由和交換間的不同在IP網(wǎng)絡(luò)支撐下正在消失，目的是將盡可能少的交換器和/或路由器置入主基建中，而不斷增長的線路又加速到了十億字節(jié)和兆兆位的范圍。準(zhǔn)確描述這一越來越突出技術(shù)的術(shù)語是一個問題。現(xiàn)在所有的描述性詞語都被用上了，包括十億字節(jié)交換路由器（Cisco）、多技術(shù)、十億字節(jié)交換（數(shù)字）、兆兆位交換/路由（Avici系統(tǒng)）和3層交換（從Acacia網(wǎng)絡(luò)到Torrent網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的13個廠家）。描述這項技術(shù)的最好名詞是多層次交換/路由，因為層次1到層次4（SONET、幀中繼、IP和TCP）都有涉及。這是不止一個廠家所稱的“層次0”?！皩哟?”是為光纖主干網(wǎng)服務(wù)的波長均分多路復(fù)用而采用的。在評估增進(jìn)的IP主容量時，廠家們集中在三方面：工作情況、可衡量性以及服務(wù)質(zhì)量。有關(guān)潛在因素和網(wǎng)絡(luò)擁塞的主要工作情況是以服務(wù)水平影響來評估的。擁塞的恢復(fù)和有效的帶寬分配促進(jìn)著產(chǎn)品的發(fā)展。由于技術(shù)和平臺的迅速發(fā)展，終端用戶從中心網(wǎng)絡(luò)要求得到的帶寬越來越多。可衡量性也正在得到改善，再也不可能靠添加一個路由器或交換器就解決區(qū)域性的帶寬問題。服務(wù)質(zhì)量是最緊迫的問題。沒有它，服務(wù)供應(yīng)者就不能提供諸如高優(yōu)先權(quán)傳輸mission-critical應(yīng)用程序和被管局域網(wǎng)/legacy服務(wù)。解決方法是讓交換器和/或路由器能夠識別流量的不同服務(wù)分類，對每一類進(jìn)行有效的處理，同時又不致引入大量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。評估這些工作情況、可衡量性和服務(wù)質(zhì)量問題的一項突出技術(shù)是包對包的3層次交換器（PPL3）.它的作用是充當(dāng)功能齊全的路由器，其速度高達(dá)每秒鐘處理7百萬信息包。另一種方法是中切交換。它并不象PPL3那樣進(jìn)入每個信息包，而是從一系列信息包的前幾個就決定了目的地。一旦連接成功就立即將信息流轉(zhuǎn)換向?qū)哟?，麻省洛克蘭Strategic網(wǎng)絡(luò)公司的總裁尼克-利佩斯（Nick Lippis）喜歡用PPL3。因為“它意味著真正迅速的路由，不用在網(wǎng)上改變什么?！逼渌热鏏vici系統(tǒng)的Direct Connection Fabric（每秒70GB路由），Pluris 大型平行路由器（622Mbps），Neo網(wǎng)絡(luò)公司的流線處理器（2.5Gbps）和Torrent網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司的共享內(nèi)存交換Fabric（每秒幾百萬信息包）。Argon網(wǎng)絡(luò)公司和Nexabit網(wǎng)絡(luò)公司也在開發(fā)具有相似能力的產(chǎn)品。麻省劍橋弗雷斯特研究所的一位分析家布蘭登-漢尼根(Brendan Hanigan)說道，“這些公司正從各自的角度向十億字節(jié)和兆兆位比特率開辟建設(shè)性途徑。這取決于它們的背景，但它們都在試圖攻克同一難關(guān)?！? 摻鉺光纖放大器（EOFA）：進(jìn)入全光學(xué)網(wǎng)絡(luò)去年，波長均分多路復(fù)用（WDM）是一項熱門技術(shù)。它已經(jīng)向著技術(shù)上的限制沖刺。比如多層次交換就要求有更大的帶寬。今天有多達(dá)40個信道可以在同一信道上多路復(fù)用這是在原有WDM四信道容量基礎(chǔ)上的巨大提高。然而，每次光信道的數(shù)目加倍時，信號增益就會相應(yīng)降低3dB。摻鉺光纖放大器能夠在鉺的通頻帶上放大幾個光信道，從而產(chǎn)生廣為人知的密集波分多元化。新的EDFA技術(shù)也可以應(yīng)用了?；诠璧腅DFA已經(jīng)作為光信號電交流換熱器的替代品存在了數(shù)年，因為后者的花費非常昂貴?，F(xiàn)在商業(yè)上已經(jīng)可以得到具有先進(jìn)過濾技術(shù)的平坦增益放大器。這種先進(jìn)過濾技術(shù)能夠提供一條較平坦增益曲線。在朗訊技術(shù)公司貝爾實驗室的流水線中有一個基于硅EDFA的新放大器。它能支持有100GHz調(diào)節(jié)間隔的100波長信道。它有兩段：一段為L波（1565nm）以上的長波信道所用，另一段為傳統(tǒng)的G波信道（1525nm到1565nm）所用。添加了又一個起增益均衡作用的光纖損耗過濾器后，它又為整個80nm光譜提供了一致增益。據(jù)托馬斯-弗斯特(Thomas Fuerst)得克薩斯-理查德阿爾卡特電信的一位軟件產(chǎn)品市場部經(jīng)理說，“EDFA是使技術(shù)不斷進(jìn)化直到全光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。”一個方向是將DWDM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)大到大都市區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)中，最終擴(kuò)大到局域網(wǎng)和本地接口。除了朗訊和阿爾卡特，還有幾家公司在進(jìn)入EDFA市場。加州阿罕布拉的Ortel公司有許多光纖傳輸產(chǎn)品，尤其是1550nm寬帶傳輸?shù)腅DFA和為EDFA服務(wù)的連續(xù)波泵激光器。明尼阿波利斯的ADC電信公司將EDFA與其Homeworx HMX傳輸平臺結(jié)合起來使用。R.I.Peace Dale的Optigain為SONET/SDH和DWDM系統(tǒng)生產(chǎn)Model 2100 EDFA。其作用是前置放大器、升壓器或順序放大器。. 包化語音：其余方式的電話設(shè)備這一技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了通過蜂窩或分組傳輸傳遞語音包的水平。其傳遞完整性和質(zhì)量達(dá)到用戶對公共交換語音網(wǎng)所期待的要求，而且它還在迅速發(fā)展。語音流量是通過PC機(jī)到電話，PC機(jī)到PC機(jī)和電話到電話的方式發(fā)送和接收的。每種方式對語音包技術(shù)的應(yīng)用都略有不同。當(dāng)前市場正將注意力集中于在使用公共因特網(wǎng)作為主要通信機(jī)制時，通過提出顯著更低的價格而從傳統(tǒng)載波器中非法復(fù)制用戶的語音。走在前列的多為剛起步企業(yè)，比如Delta Three和VIP Calling。這些公司去除技術(shù)竊聽器，并且對公眾進(jìn)行教育。