【序】集成再創(chuàng)新的有益嘗試
　　
　　歐陽自遠 中國科學院院士　中國繞月探測工程首席科學家
　　
　　
　　《環(huán)球科學》是全球頂尖科普雜志《科學美國人》的中文版，是指引世界科技走向的風向標。我特別喜愛《環(huán)球科學》，因為她長期以來向人們展示了全球科學技術豐富多彩的發(fā)展動態(tài)；生動報道了世界各領域科學家的睿智見解與卓越貢獻；鮮活記錄著人類探索自然奧秘與規(guī)律的艱辛歷程；傳承和發(fā)展了科學精神與科學思想；閃耀著人類文明與進步的燦爛光輝，讓我們沉醉于享受科技成就帶來的神奇、驚喜之中，對科技進步充滿敬仰之情。在輕松愉悅的閱讀中，《環(huán)球科學》拓展了我們的知識，提高了我們的科學文化素養(yǎng)，也凈化了我們的靈魂。
　　《環(huán)球科學》的撰稿人都是具有卓越成就的科學大家，而且文筆流暢，所發(fā)表的文章通俗易懂、圖文并茂、易于理解。我是《環(huán)球科學》的忠實讀者，每期新刊一到手就迫不及待地翻閱以尋找自己最感興趣的文章，并會懷著獵奇的心態(tài)瀏覽一些科學最前沿命題的最新動態(tài)與發(fā)展。對于自己熟悉的領域，總想知道新的發(fā)現(xiàn)和新的見解；對于自己不熟悉的領域，總想增長和拓展一些科學知識，了解其他學科的發(fā)展前沿，多吸取一些營養(yǎng)，得到啟發(fā)與激勵！
　　每一期《環(huán)球科學》都刊載有很多極有價值的科學成就論述、前沿科學進展與突破的報告以及科技發(fā)展前景的展示。但學科門類繁多，就某一學科領域來說，必然分散在多期刊物內(nèi)，難以整體集中體現(xiàn)；加之每一期《環(huán)球科學》只有在一個多月的銷售時間里才能與讀者見面，過后在市面上就難以尋覓，查閱起來也極不方便。為了讓更多的人能夠長期、持續(xù)和系統(tǒng)地讀到《環(huán)球科學》的精品文章，《環(huán)球科學》雜志社和外語教學與研究出版社合作，將《環(huán)球科學》刊登的科學前沿精品文章，按主題分類，匯編成“科學最前沿”系列叢書，再度奉獻給讀者，讓更多的讀者特別是年輕的朋友們有機會系統(tǒng)地領略和欣賞眾多科學大師的智慧風采和科學的無窮魅力。
　　“科學最前沿”系列叢書包括七個分冊：
　　1. 天文篇——《太空移民，我們準備好了嗎》
　　2. 醫(yī)藥篇——《現(xiàn)代醫(yī)學真的進步了嗎》
　　3. 健康篇——《誰是沒病的健康人》
　　4. 環(huán)境與能源篇——《拿什么拯救你，我的地球》
　　5. 科技篇——《科技時代，你OUT了嗎》
　　6. 數(shù)理與化學篇——《霍金和上帝，誰更牛》
　　7. 生物篇——《誰是地球的下一個主宰》
　　當前，我們國家正處于科技創(chuàng)新發(fā)展的關鍵時期，創(chuàng)新是我們需要大力提倡和弘揚的科學精神�！翱茖W最前沿”系列叢書的出版發(fā)行，與國際科技發(fā)展的趨勢和廣大公眾對科學知識普及的需求密切結(jié)合；是提高公眾的科學文化素養(yǎng)和增強科學判別能力的有力支撐；是實現(xiàn)《環(huán)球科學》傳播科學知識、弘揚科學精神和傳承科學思想這一宗旨的延伸、深化和發(fā)揚。編輯出版“科學最前沿”系列叢書是一種集成再創(chuàng)新的有益嘗試，對于提高普通大眾特別是青少年的科學文化水平和素養(yǎng)具有很大的推動意義，值得大加贊揚和支持，同時也熱切希望廣大讀者喜愛“科學最前沿”系列叢書！
　　
　　
　　
　　【前言】科學奇跡的見證者
　　
　　陳宗周 《環(huán)球科學》雜志社社長
　　
　　
　　1845年8月28日，一張名為《科學美國人》的科普小報在美國紐約誕生了。創(chuàng)刊之時，創(chuàng)辦者魯弗斯?波特（RufusPorter）就曾豪邁地放言：當其他時政報和大眾報被人遺忘時，我們的刊物仍將保持它的優(yōu)點與價值。
　　他說對了，當同時或之后創(chuàng)辦的大多數(shù)美國報刊都消失得無影無蹤時，快滿170歲的《科學美國人》卻青春常駐、風采迷人。
　　如今，《科學美國人》早已由最初的科普小報變成了印刷精美、內(nèi)容豐富的月刊，成為全球科普雜志的標桿。到目前為止，它的作者，包括了愛因斯坦、玻爾等148位諾貝爾獎得主——他們中的大多數(shù)是在成為《科學美國人》的作者之后，再摘取了那頂桂冠。它的讀者，從愛迪生到比爾?蓋茨，無數(shù)人在《科學美國人》這里獲得知識與靈感。
　　從創(chuàng)刊到今天的一個多世紀里，《科學美國人》一直是世界前沿科學的記錄者，是一個個科學奇跡的見證者。1877年，愛迪生發(fā)明了留聲機，當他帶著那個人類歷史上從未有過的機器怪物在紐約宣傳時，他的第一站便選擇了《科學美國人》編輯部。愛迪生徑直走進編輯部，把機器放在一張辦公桌上，然后留聲機開始說話：“編輯先生們，你們伏案工作很辛苦，愛迪生先生托我向你們問好！”正在工作的編輯們驚訝得目瞪口呆，手中的筆停在空中，久久不能落下。這一幕，被《科學美國人》記錄下來。1877年12月，《科學美國人》刊文，詳細介紹了愛迪生的這一偉大發(fā)明，留聲機從此載入史冊。
　　留聲機，不過是《科學美國人》見證的無數(shù)科學奇跡和科學發(fā)現(xiàn)中的一個例子。
　　可以簡要看看《科學美國人》報道的歷史：達爾文發(fā)表《物種起源》，《科學美國人》馬上跟進，進行了深度報道；萊特兄弟在《科學美國人》編輯的激勵下，揭示了他們飛行器的細節(jié)，刊物還發(fā)表評論并給萊特兄弟頒發(fā)銀質(zhì)獎杯，作為對他們飛行距離不斷進步的獎勵；當“太空時代”開啟，《科學美國人》立即濃墨重彩地報道，把人類太空探索的新成果、新思維傳播給大眾。
　　今天，科學技術的發(fā)展更加迅猛，《科學美國人》的報道因此更加精彩紛呈。新能源汽車、私人航天飛行、光伏發(fā)電、干細胞醫(yī)療、DNA計算機、家用機器人、“上帝粒子”、量子通信……《科學美國人》始終把讀者帶領到科學最前沿，一起見證科學奇跡。
　　《科學美國人》追求科學嚴謹與科學通俗相結(jié)合的傳統(tǒng)也保持至今，并與時俱進。于是，在今天的互聯(lián)網(wǎng)時代，《科學美國人》及其網(wǎng)站，當之無愧地成為報道世界前沿科學、普及科學知識的最權威科普媒體。
　　科學是無國界的，《科學美國人》也很快傳向了全世界。今天，包括中文版在內(nèi)，《科學美國人》在全球用15種語言出版國際版本。
　　《科學美國人》在中國的故事同樣傳奇。這本科普雜志與中國結(jié)緣，是楊振寧先生牽線，并得到了黨和國家領導人的熱心支持。1972年7月1日，在周恩來總理于人民大會堂新疆廳舉行的宴請中，楊先生向周總理提出了建議：中國要加強科普工作，《科學美國人》這樣的優(yōu)秀科普刊物，值得引進和翻譯。由于中國當時正處于“文革”時期，楊先生的建議6年后才得到落實。1978年，在“全國科學大會”召開前夕，《科學美國人》雜志中文版開始試刊。1979年，《科學美國人》中文版正式出版�！犊茖W美國人》引入中國，還得到了時任副總理的鄧小平以及國家科委主任方毅（后擔任副總理）的支持。一本科普刊物在中國受到如此高度的關注，體現(xiàn)了國家對科普工作的重視，同時，也反映出刊物本身的科學魅力。
　　如今，《科學美國人》在中國的傳奇故事仍在續(xù)寫。作為《科學美國人》在中國的版權合作方，《環(huán)球科學》雜志在新時期下，充分利用互聯(lián)網(wǎng)時代全新的通信、翻譯與編輯手段，讓《科學美國人》的中文內(nèi)容更貼近今天讀者的需求，更廣泛地接觸到普通大眾，迅速成為了中國影響力最大的科普期刊之一。
　　《科學美國人》的特色與風格十分鮮明。它刊出的文章，大多由工作在科學最前沿的科學家撰寫，他們在寫作過程中會與具有科學敏感性和科普傳播經(jīng)驗的科學編輯進行反復討論�？茖W家與科學編輯之間充分交流，有時還有科學作家與科學記者加入寫作團隊，這樣的科普創(chuàng)作過程，保證了文章能夠真實、準確地報道科學前沿，同時也讓讀者大眾閱讀時興趣盎然，激發(fā)起他們對科學的關注與熱愛。這種追求科學前沿性、嚴謹性與科學通俗性、普及性相結(jié)合的辦刊特色，使《科學美國人》在科學家和大眾中都贏得了巨大聲譽。
　　《科學美國人》的風格也很引人注目。以英文版語言風格為例，所刊文章語言規(guī)范、嚴謹，但又生動、活潑，甚至不乏幽默，并且反映了當代英語的發(fā)展與變化。由于《科學美國人》反映了最新的科學知識，又反映了規(guī)范、新鮮的英語，因而，它的內(nèi)容常常被美國針對外國留學生的英語水平考試選作試題，近年有時也出現(xiàn)在中國全國性的英語考試試題中。
　　《環(huán)球科學》創(chuàng)刊后，很注意保持《科學美國人》的特色與風格，并根據(jù)中國讀者的需求有所創(chuàng)新，同樣受到了廣泛歡迎，有些內(nèi)容還被選入國家考試的試題。
　　為了讓更多中國讀者能了解到世界前沿科學的最新進展與成就，開闊科學視野，提升科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力，《環(huán)球科學》雜志社與外語教學與研究出版社合作，編輯出版了這套“科學最前沿”叢書。
　　叢書內(nèi)容從近幾年《環(huán)球科學》（即《科學美國人》中文版）刊載的文章中精選，按主題劃分，結(jié)集出版。這些主題匯總起來，構(gòu)成了今天世界前沿科學的全貌。
　　叢書的特色與風格也正如《環(huán)球科學》和《科學美國人》一樣。中國讀者不僅能從中了解到科學前沿，還能受到科學大師的思想啟迪與精神感染。
　　在我們正努力建設創(chuàng)新型國家的今天，編輯出版這套“科學最前沿”叢書，無疑具有很重要的意義。展望未來，我們希望，在“科學最前沿”的讀者中，能出現(xiàn)像愛因斯坦那樣的科學家、愛迪生那樣的發(fā)明家、比爾?蓋茨那樣的科技企業(yè)家。我們相信，“科學最前沿”的讀者會創(chuàng)造出無數(shù)的科學奇跡。
　　未來中國，一切皆有可能。
　　
　　【文摘】禁售藍鰭金槍魚
　　
　　撰文：邁克爾?莫耶（Michael Moyer）
　　翻譯：蔣青
　　
　　INTRODUCTION
　　藍鰭金槍魚的經(jīng)濟價值在金槍魚甚至全魚類中首屈一指，是最受歡迎的食用魚之一。由于生長緩慢和過度捕撈，如今全球藍鰭金槍魚的數(shù)量已經(jīng)大大減少。歐盟漁業(yè)專家警告說，如果不限制捕撈，藍鰭金槍魚可能會滅絕。一項擬議中的貿(mào)易禁令或許可以讓藍鰭金槍魚“走出”我們的菜單。
　　
　　2010年1月，日本東京筑地魚市一條重321.8千克的巨大藍鰭金槍魚賣出了17.5萬美元的高價。售出當天下午，魚市不遠處一家名為“久兵衛(wèi)”的米其林星級餐廳里，食客們濟濟一堂，大快朵頤，享用著從全世界最昂貴的魚身上切下的最肥美的魚腩——“吞樂”（toro，日文中指藍鰭金槍魚的肚皮肉，此處為音譯）。
　　過不了多久，日本的食客們就要為金槍魚支付更昂貴的賬單了。2010年3月，在卡塔爾多哈舉辦的一次瀕危物種國際貿(mào)易公約（Convention on International Trade of EndangeredSpecies，CITES）會議上，人們計劃推出一項提案，要求禁止所有針對北方藍鰭金槍魚（Thunnusthynnus）的貿(mào)易行為，將這種魚與白犀牛、亞洲象之類的大型動物明星同等對待。日本進口的藍鰭金槍魚數(shù)量占到大西洋和地中海藍鰭金槍魚漁獲總量的大約80%，與此同時，這種魚的種群數(shù)量已經(jīng)大幅下降到了一個極低的水平，以至于許多科學家推測它們正走向滅絕（參見《環(huán)球科學》2008年第4期《拯救藍鰭金槍魚》一文）。
　　對這樣一種具有重要商業(yè)價值的動物施行國際貿(mào)易禁令是一項前所未有的舉措，提案方已經(jīng)做好了迎接強烈反對聲浪的準備。按照CITES的要求，一個物種的數(shù)量要降至不足歷史水平的20%，或者短期內(nèi)數(shù)量下降率高得異常，才能對其實行全面貿(mào)易禁令。在藍鰭金槍魚長達數(shù)十年的一生當中，它們會從地中海巡游到墨西哥灣，要想統(tǒng)計它們的總數(shù)絕非易事，但最近由聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（UnitedNations Food and AgricultureOrganization）和國際大西洋金槍魚保護委員會（International Commission for theConservation of AtlanticTunas，ICCAT）組織的多個科學委員會都一致認為，北方藍鰭金槍魚符合這一標準。
　　CITES列出的另一個條件是：執(zhí)法人員必須能夠識別出不同種類的金槍魚。這項任務幾乎與查核種群數(shù)量一樣困難。藍鰭金槍魚有三種，分別是北方藍鰭金槍魚、太平洋藍鰭金槍魚和南方藍鰭金槍魚。然而，就連訓練有素的分類學家都很難將北方藍鰭金槍魚和太平洋藍鰭金槍魚區(qū)分開。這個問題一直延伸到人們的餐桌上。2009年末，美國哥倫比亞大學和美國自然歷史博物館的一個研究團隊檢查了從紐約和丹佛兩個城市的壽司餐館里偷偷帶出來的68份金槍魚樣品。他們發(fā)現(xiàn)，31家餐館中有19家都認不出或認錯了他們所提供的金槍魚種類——比如把大眼金槍魚（bigeye）當成藍鰭金槍魚（或把藍鰭金槍魚當成大眼金槍魚）。他們還發(fā)現(xiàn)，在9份被宣傳為“長鰭金槍魚”（wh i t e tu n a） 的樣品中，有5份根本不是金槍魚，而是玉梭魚（escolar，也叫蛇鯖）。這種魚含有一種不可食用的蠟脂（waxester），能夠引發(fā)腹瀉，在意大利和日本已被禁售。
　　傳統(tǒng)的DNA分析手段無法識別不同種類的金槍魚，因為它們的基因?qū)嵲谔�相似了。因此，研究人員引進了一種新方法。傳統(tǒng)的DNA條形碼（DNAbarcoding）技術將DNA序列打碎成由堿基對組成的雜亂的包，然后比較這個包與對照包的相似度。新方法則著眼于全基因組中一個特殊位置處DNA序列的核苷酸順序。這種方法能夠明確無誤地鑒別任何金槍魚樣品——哪怕它們被擺在壽司飯團上面。
　　“某些基于DNA的識別方法將成為確保CITES禁令得到有效執(zhí)行的重要組成部分，”這項研究的合作者之一雅各布?洛溫斯坦（JacobLowenstein）說，“它有可能在不久的將來成為監(jiān)管機構(gòu)的標準方法�！奔词笴ITES的提案失敗了，仍有大量監(jiān)管工作要做。
　　ICCAT負責設定大西洋和地中海海域藍鰭金槍魚的捕撈配額，可以說，他們的工作做得相當糟糕。“金槍魚捕撈者因為普遍擔心藍鰭金槍魚減產(chǎn)，所以在20世紀60年代組建了ICCAT，并定期召開會議，”美國藍色海洋研究所（BlueOcean Institute）所長卡爾?薩菲納（CarlSafina）說，“從它成立之日起，金槍魚的數(shù)量除了下滑外，還是下滑�！�
　　盡管ICCAT設定的捕撈配額已經(jīng)遠遠高于其科學顧問團建議的數(shù)值，偷捕和走私的行為卻依然猖獗。以2007年為例，盡管科學家建議ICCAT在金槍魚產(chǎn)卵期內(nèi)應暫停地中海的漁業(yè)活動，并將漁獲量控制在1.5萬噸以下，ICCAT還是規(guī)定“東大西洋、地中海海域漁獲上限為2.95萬噸”。結(jié)果，漁民當年的捕獲量約達6.1萬噸，而且大多數(shù)都捕自地中海的產(chǎn)卵區(qū)。用薩菲納的話來說，“這根本是在對藍鰭金槍魚發(fā)動全面戰(zhàn)爭�！�