新材料：使电磁波逆向传播

　　在自然物质中，光线总是向相对于入射角正的方向折射，然而今年的工作证实某些奇异的材料能够向相反的方向折射光线。1964年，苏联物理学家提出，某种材料可能使电磁辐射在通过它时逆向传播。两年前，科学家制造出了这种“左手”材料。他们使一束微波射入铜环和铜线构成的人工介质，从而使微波以负角度偏转。去年这一结果遭到了其他研究小组的质疑，而今年大量的实验证实了这一结论。

　　点评：电磁学的新天地（浙江大学 章献民 教授）

　　介电常数ε及磁导率μ是用于描述物质电磁性质的基本物理量，决定着电磁波在物质中的传播特性。迄今自然界中尚未发现ε与μ同时为负值的物质。1968年，苏联科学家维索拉古（V．G．Vesalago）首次指出，当ε与μ同时为负数时，电磁波将逆于波矢方向传播，并可表现出一些奇异的电磁特性。

　　2001年，美国加州大学圣地亚哥分校的斯密斯（David Smith）等人构造出了ε与μ同时为负的人工媒质，并通过实验观察到了“负折射”现象。从此这类人工媒质研究成为一个引人注目的前沿领域。

　　2002年底，麻省理工学院 孔金瓯 教授从理论上证明了“左手”材料存在的合理性，他称之为“导向介质”。导向介质可用来制造高指向性的天线、聚焦微波波束、实现“完美透镜”、用于电磁波隐身等等。随着纳米技术的进展，采用纳米导线有可能研制成光波波段的人工媒质，以制造新颖的光子器件。

　　其他进展及挫折

　　《科学》杂志评出的其他重大科学进展还包括：科学家们识别出一些会增加精神分裂症、抑郁症等遗传性疾病发病风险的基因，这些基因可能会使大脑信息处理过程产生异常，刺激人患精神病。该研究成果对于研制治疗这类疾病的新药意义重大。美国华盛顿大学医学院教授饶毅认为，今年这些神经精神方面的研究是多年工作的结果。“以《科学》引用的神经营养因子为例，我们可以看到一个优美的综合研究。这篇论文是2003年在《细胞》杂志发表的，用了包括遗传学、活体人脑成像、学习记忆心理测验、分子生物、细胞生物学等多学科手段。”小核糖核酸分子研究继续升温。继发现长度较短的小核糖核酸能调控基因表达，科学家今年进一步研究小核糖核酸如何协调细胞习性。对小核糖核酸分子的研究，将有助于人类战胜诸如艾滋病和肝炎等疾病。

　　单分子研究工作取得进展。生物学家和物理学家通力合作，捕捉到细胞内部单个分子的多种活动情况，对运动中的分子马达以及正在消化DNA的单个酶等进行了观察。

　　“饿死肿瘤”研究获得新进展。临床试验结果显示，一种抑制肿瘤血管生长的药物与传统化疗药物结合，可延长结肠癌患者存活期。