为纪念国际天文年（IYA），本期Nature内容以天文学为主。我们对新的“四大”大型天文望远镜的前景进行分析。其中第一个是詹姆斯·韦伯天文望远镜，是肩负重任的哈勃天文望远镜的继任者，第二个是欧洲特大天文望远镜。“Dark Skies Awareness”是作为“IYA 2009”纪念活动组成部分所执行的11个基础项目之一。在一篇评论文章中，Malcolm Smith认为，重返“黑暗天空”不仅是为了天文学研究，而且还有人类健康、生态、安全、防护、经济和节能等方面的原因。同时作为“IYA 2009”纪念活动组成部分的还有一个著名的周年庆祝活动——纪念望远镜诞生400周年。因为这一发明改变了人类对宇宙的看法，所以可以说技术进步对我们怎样观察和思考事物有相当大的影响。Owen Gingerich对科技与进步之间的密切联系进行了分析。

 

 

哺乳动物的造血干细胞在一个生命周期内只限于大约80~200次复制，但白血病干细胞似乎能够几乎无限地进行自我更新。关于这一显著差别的根源的一个线索来自这样一个发现：细胞周期抑制因子p21是白血病干细胞自我更新所必需的。PML-RAR致癌基因在大多数急性早幼粒细胞白血病患者中被激发。用一个小鼠模型所做实验表明，PML-RAR在造血干细胞中的表达会上调p21，导致细胞周期抑制和DNA修复。这样会维持一批休眠的白血病干细胞，防止它们因过度增殖而耗尽。在没有p21时，与白血病相关的致癌基因既不能引发、也不能维持白血病。这项工作确定了p21为基于根除休眠癌症干细胞的抗癌疗法的一个潜在目标。

 

 

恒星和行星是从由分子云碎裂所产生的致密分子气体坍缩核心形成的。虽然自引力已知是在恒星形成后期的一个主要因素，但其在早期以及在更大长度上的重要性尚不清楚。Goodman等人报告了对一个以前所获得的高动态范围光谱线图所作的一项新的系统树图分析，其结果显示了在形成恒星的分子云L1448内的气体的层次结构。这项分析表明，自引力在观测活动中所跟踪的所有尺度上都起较大作用，尽管并不是在所有区域。这一结果与赞成湍流碎裂说法的模型从定性上来说是一致的，尽管所发现的自引力物质的数量少于当前模型的预测。

 

 

量子测量结果受一个不确定性的影响，这个不确定性通常平等分布在成对的互补属性之间（如位置和动量）。然而，一种被称为“挤压”的技术可被用来减少人们所期望的一种属性的不确定性，其代价是，增加另一种属性的不确定性。迄今所构建的光学自旋挤压系统距实现由海森堡极限所确定的最大可能的挤压还有很多数量级的差距。现在，Shalm等人演示了一个光学系统可以怎样被一直挤压到几乎接近那个极限的程度。他们是通过将三个光子重叠在一个光纤中并操纵它们的自旋以产生一个组合粒子来做到这一点的。这样的状态也许能为高精度测量、光刻和信息处理提供重要量子优势。

 

 

在人类社会中，利他行为在当不能合作的人们得到一个坏名声时可以出现。但对不合作者的继续惩罚到什么程度才是合情合理的，因为惩罚对惩罚者和被惩罚者都会招致一定成本？Ohtsuki等人利用一个博弈论模型对人们喜欢采用惩罚手段的情况进行了研究，在这些情况下，所有人都观察他人之间的相互作用，并根据不同社会准则来评估他们的声誉。他们发现，高成本的惩罚能帮助合作的演化，但只有在狭义的一组参数下才是这样。由于间接互惠变得更为有效，高成本的惩罚便被认为是低效率的。

 

 

复杂视觉景色由边缘和质地等很多组分特征构成。处于发育早期的视觉系统中的神经元对各个不同特征都很敏感，而且人们默认，神经系统必须将这些特征重新放到一起才能指示不同特征的联系，但这一点是怎样做到的却不知道。Yan Karlin和Micheal Lewicki建立了一个关于视觉处理的计算模型，在该模型中，神经活动对图像中不同特征的统计变化进行编码，确定哪些特征最有可能彼此相关。该模型的某些方面与一些视觉神经元的非线性性质相似，因此说明该研究为这些性质的功能找到了一个可能的解释。

 

 

造血干细胞存在于骨髓中一个专门的调控环境中。现在，这一小环境的精确位置和特点因两项尖端的成像研究而变得更清楚了。Lo Celso等人在动物活体中对各个造血干细胞进行了跟踪，发现成骨细胞陷入在微血管构成的网中，不同造血干细胞群根据它们分化阶段的不同而位于不同地方。Xie等人利用新开发的间接体内疗法实时成像技术和免疫测定对荧光标记的造血干细胞因响应辐照而发生的“寻的”行为进行了跟踪研究。他们报告说，骨髓腔里的薄膜形成一个特殊区域，在正常情况下会维持造血干细胞，但在发生骨髓损伤时会促使它们增加数量。

 

(田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st)

 

《科学时报》 (2009-1-13 A3 国际)