人类发现物质第五态？

　　物质有几种形态？在普通人的眼里，三种。固态、液态和气态，比如水，结冰就成固态，零度以上就是液态，加热水沸成气态。

　　在少数人的眼里，四种。经典物理学认为，物质还有第四态——“等离子态”，当气态的能量高到一定程度而成，比如闪电极光。

　　在这个人的眼里，是五种。

　　12月21日一条消息轰动：我国台湾省一学者发现物质第五态。

　　就此，“推翻物理百年传统理论”、“很有机会赢得诺贝尔奖”、“未来教科书将因此改写”……

　　果真？

　　这是“人类一小步”？

　　这事有点怪。

　　前天在国内顶级的某理工科著名大学BBS论坛上，“发现物质第五态”这条消息，一度成为科学版讨论热点，学子网友跟帖频频。然而，不久以后，所有跟帖却统统被删了，只剩一个标题。

　　再问众多专家，也是闻所未闻。

　　这是怎么回事？难道这条消息有什么问题吗？

　　为确凿起见，记者直接致电消息中提到的这位发现者，台大物理系副教授赵治宇。办公室电话一拨就通了，接听者正是他。只是，一听是记者，就连声道歉：“对不起，我今天下午全排满了，明天吧。”

　　排满了，全是记者？“对。前一天学校为我开了成果发表会，今天消息登出去，就全都找来了。”电话里，只听这位年仅34岁的台大物理系液晶研究团队负责人对一位来访者说：请坐，请稍等。

　　抓紧时间，记者上来就直言：早在9年前，不就有人宣称发现物质第五态了吗？

　　1995年，美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组，首次创造出“玻色—爱因斯坦凝聚态”，被称为物质第五态。2001年度的诺贝尔物理学奖，还特地授予了负责这项研究的3位科学家。

　　“那是从很微观的，量子状态层面上而言的，是以分子、原子、电子这样很微观的尺度来衡量的，是在电子运动中发现的新状态。而我所谓的‘第五态’，是从没有那么细微的层面，从古典物理学的尺度，从大家所熟知的固体、液体、气体等层面来说的。”

　　赵治宇向记者介绍说，他所发现的这个“第五态”，是由细胞膜和水共同形成的，他是在用自行研发的世界第一台“生物环境穿透式电子显微镜”，观察水分子如何渗透进入细胞膜时，发现了一种前所未见的物质形态：原本排列成六角形的各细胞膜分子之间的联结被穿入其中的水分子破坏，但六角形状却不变，这样，形成的物质既不是液体，因为液体是排列成一定形状，又不是液晶，因为液晶的分子间会有关联性，更不是固体、气体和等离子体，这就是“第五态”，取名“酯膜结构”。

　　众所周知，固态、气态、液态会相互转换，这“酯膜结构”也能吗？

　　“能。”赵治宇说，他所观察到的这个“第五态”，室温之中便可存在，当加热到40多摄氏度时，会成为气态，当降低温度时，又会结晶成为固态。

　　这样一个发现究竟有何意义？

　　赵治宇的回答是，一般的电子显微技术，因受真空要求的限制，所观察的细胞切片大多只是染色的干切片或冷冻后的死切片，并非活体细胞，而通过现在所研发的新电子显微技术，可以观测到活体切片的细胞，可以观测到水分子如何进出活体细胞的“第五态”，进而就可以联合生物与生化学家，观察到具有生命的生物动态反应，“这还可用到医疗上，如观察艾滋、SARS等病毒，是如何进出细胞搞破坏的，肺水肿是如何发生的，从而进一步找出对策。”

　　这么说来，这“第五态”的发现，意义重大？

　　电话那头，赵治宇连连表示：“这只是人类的一小步，一小步……”

　　究竟这是第几态？

　　物质第五态究竟有没有？

　　中科院物理所软物理实验室的一位负责人，看完赵治宇发表在《物理评论通讯》（Physi-calReviewLetters）杂志12月第2期的原文后，告诉记者说，通观全文，根本没有“物质第五态”之类的字眼，只是忠实记录了一个二维膜熔化的科学试验，观察到了液晶状态里面的一个亚状态，或称特殊状态。这是之前人们的实验没有发现的新东西。

　　这个状态，是第几态？

　　这位负责人说，科学界公认，固态、液态、气态、等离子态，是物质的四种形态。报道把液晶称为第四态，是错误的。它只是介于固态、液态之间的一种形态，不同的外部条件下，看其偏重哪方面就划分到哪一类。可以说，液晶要么是固态，要么是液态。至于赵治宇发现的，不过是液晶的一个分支，认祖归宗，还是属于固态或液态，怎么可能是什么“第五态”。

　　物质除了传统公认的四种形态，1995年，又有了在极度低温状态下发现“第五态”的说法，那就是——“玻色—爱因斯坦凝聚态”，但除此之外，还有什么不被大众所知的形态呢？这位负责人称，发现“第五态”的美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学联合研究小组，在2004年初，又宣称发现了费米子凝聚态，即“第六态”。但是，这两种状态目前只在实验室里极低的温度下才能够实现，在地球上的自然界中还没有发现。不过，不排除宇宙间有所存在。

　　中科院院士、复旦大学物理系教授王迅认为，目前为止，即使在实验室的情况下，“第五态”也只有少数一些原子能够形成，而不是普遍的物质形态，能不能跟前四态并列，并没有统一的认识。他认为，如果有一个国际权威组织能够认证这些说法，并确立为一个概念，倒不失为好办法。

　　清华大学人文学院科学技术与社会研究所教授刘兵说：“坦率地说，固态、液态、气态只是一种物质形态的分类，我想，不用急着分出个‘第四’、‘第五’、‘第六’来，不如好好研究现有物质形态的性质和物理规律，更有意义。”

　　凭此“问鼎诺贝尔”？

　　然而，在前天，“第五态”消息的轰动一时里，频现这样的字句：“推翻物理百年传统理论”、“很有机会赢得诺贝尔奖”……何以如此惊天动地？记者前天在电话里直接询问赵治宇，没想赵治宇明确表示，从没说过这样的话。“我没说过，我是一个严谨的学者，我不知道是谁写的。”

　　前天采访中，亦有不少专家表示：科学欢迎严谨，拒绝炒作。

　　王迅院士告诉记者：“我没看到论文，不好评判。不过我认为，通过公众媒体发布严肃的学术成果，不是很妥当。《中国科学院院士道德自律准则》明确就有一条：抵制和反对对科研成果进行新闻炒作。”

　　刘兵教授也表示：“我始终认为，我们应该做的是耐心等待，等待学术界讨论、判别并认可。”

　　那么到底这个发现有什么意义呢？中科院那位软物理实验室的负责人说：“客观地说，目前还无法预测，就像植物学家发现了液晶，当时大家都没料到多少年后，液晶被用来制作液晶电视一样。但是，从现在来看，就这么把这个‘第五态’和诺贝尔奖联系在一起，有点过了。”

　　中国科学院物理研究所的曹则贤研究员，也在看完《物理评论通讯》那篇论文后向记者表示：“应该说，赵治宇他们的工作做得很漂亮，研究内容也是凝聚态物理中比较重要的课题。但如果说现在就能够获得诺贝尔奖，则可能是媒体的误解。”

　　人类还有高峰攀

　　众说纷纭，看来只能拭目以待。

　　但有一点可以肯定，不管怎样，此次“第五态”的出现，毕竟是又一次人类科学研究的尝试，又一次人类探求未知的举步。

　　从物质的第一态到第五态到第N态，从空间时间的一维度到四维度到N维度，人类的整个历史发展，体现着这样一条鲜明的脉络：人类探求外部世界的脚步，从来就没有停止过。从宏观上，去登月，去火星，去探索太空；从微观上，从分子到原子到电子，到纳米级，包括这次“第五态”。

　　这样的探求，也早被富于想象的导演表现在了常具惊人预见性的科幻电影中。早在1997年，美国大片《第五元素》，就展现了一种神奇的“第五元素”，它超越了古希腊神话中的自然界四大元素“风、火、水、土”，拯救地球躲过浩劫。

　　这部大片，既诉说着人类永恒的爱情，也诉说着人类永恒的探求。

　　从单一走向多元，又从多元走向和谐共生。复旦教授胡守钧告诉我们，爱因斯坦就曾说过，自然界是和谐、有序的，人与自然界也天然是一种和谐共生的关系，“和谐共生是人类永恒的哲学，更是人类本能的追求。”

　　科学发展到今天，已经越发细分。大的课题，多剩一些硬骨头，比如宇宙的起源，比如离子的再细分，短时间难以解决。这也正是为什么现在原创的、开辟大面积全新领域的重大成就缺乏的缘故，时代正在做作业。然而，这并不能阻挡人类探求未知的本能意愿和坚定步伐。

　　正如同济大学物理系教授张治文所说：“我们在科学上已经探索了几百年，但还是有一些基本的时空问题，困扰了我们千年之久，直到现在也不能搞清楚。”

　　人类还有高峰攀。

　　原载《解放日报》

　　【链接】

　　《科学》杂志评出2004年十大科学突破

　　12月17日出版的一期美国《科学》杂志，评选出2004年“十大科学突破”，其中美国航天局研制的“勇气号”和“机遇号”孪生火星车今年年初相继在火星登陆高居榜首。《科学》杂志没有将另外9项科学突破按照其重要性排出顺序，因此下面的排序并不是按照每个科学成果的重要性。

　　孪生火星车“漫步”火星

　　“勇气号”和“机遇号”火星车自今年1月起开始火星“漫步”，将包括火星地质结构和大气组成在内的重要资料传送回地球。通过对这些资料的分析，科学家现在已经肯定，火星过去曾长时间地具有大量的水，而且在有水期间内，火星也比科学家过去所预计的更湿润和温暖。

　　印尼发现“小矮人”遗骨化石

　　科学家不久前在印尼的弗洛勒斯岛发现一种过去不知道的，生活在大约一万八千年前的古人类遗骨化石，根据对遗骨的分析，这些被称为“小矮人”的古人个头很矮，为0.9米左右，其大脑还不到现代人类的三分之一。

　　韩科学家克隆出人类胚胎

　　韩国科学家成功克隆出人类胚胎。虽然此前已克隆了很多动物，但这个研究成果首次显示出克隆技术可应用于人类细胞。

　　制造出物质的第六种形态

　　美国及奥地利科学家今年1月发现，将50万个钾原子在只比绝对零度高10亿分之1度的低温下，会使他们在一瞬间形成一种新物质形态，即费米子凝聚态，这种物质形态是继气态、固态、液态、等离子及1995年才问世的波色—爱因斯坦凝聚态后，第六种已知的物质形态。

　　“垃圾DNA”不是“垃圾”

　　“垃圾DNA”是那些科学家尚未发现其作用的人类染色体及基因组中的部分DNA，过去认为他们没有用，故而有此一名。但是科学家现在发现，它们不仅不是垃圾，而且有可能对人类的生存起关键作用。目前，人体中大约有97%的基因组属于“垃圾DNA”范畴。

　　发现“连体”中子星

　　今年科学家第一次发现一对紧密连在一起的中子星一起围绕一颗恒星转动。这两颗中子星都是脉冲星，他们发出强烈的中子射线辐射。

　　更多物种濒临灭绝

　　环境和物种保护学家今年发出警告，对昆虫、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物的调查显示，目前物种消失速度增快，更多物种面临灭绝的命运。

　　对水的研究有新进展

　　不仅在火星上发现有水的证据是一个大突破，科学家研究地球上的水也有大进展。一些科学家对于水分子如何聚合以及电子及质子如何在水中溶解等问题上，都有了新发现。

　　贫穷国家获得医药的大进展

　　《科学》杂志认为，目前对一些贫穷国家实行的“公共—个人伙伴关系”的制度，正在“公共卫生事业中引起一场革命”。在这种伙伴关系下，科研机构、制药公司和其他社会团体建立基金会，推动诸如艾滋疫苗等药物的研制以及将药物比较廉价地供应给贫穷国家。

　　新方法识别海洋深处生物

　　在地球的海洋和地面下面的深处，还有许多不为人知的生物种类，探查这些生物对了解地球上生物有重大意义。因此，如何确认海洋和地层深处生物的基因，就是一项有意义的研究课题。今年科学家已经研制成一种新技术，可以很好地确认海水或地层深处生物的基因。原载《北京日报》

　　来源：浙江日报　作者：尤莼洁　刘旻　林环　郭泉真