用不了多久要稱一（yī）稱隻（zhī）有幾阿克重量的病毒，甚至量（liàng）一量某個（gè）蛋白（bái）質受到的外力都不成問題 　　2005年，測量阿米、阿秒、阿克、阿升、阿牛頓的儀器離我們不遠了。今後，想要稱一稱（chēng）隻有幾阿（ā）克重量的病毒，甚至量一量某個蛋白（bái）質（zhì）受到的外力（lì）都不成問題。精確（què）到阿秒的（de）計時器也將改變目（mù）前的實驗方式。美國康奈爾大學的物理學家、超微結構專家哈羅（luó）德?克萊海德(Harold Craighead)教授不久前對媒（méi）體表示，他的阿克“秤”的研究（jiū）工作已（yǐ）接（jiē）近尾聲，並（bìng）可在幾年內投入應用。　　微觀的度量衡：微、納、皮、飛、阿 　　1964年10月（yuè），35個（gè）國（guó）家的度量衡專家（jiā）在（zài）巴黎聚會，他們對越來越微觀的度（dù）量衡問題，爭論不（bú）休，並希望確定一個能夠（gòu）用來描述10次（cì）～20次方的微觀世界的統一名（míng）稱，以便今後供研究人（rén）員使（shǐ）用。最後，他們終（zhōng）於達成了一（yī）致，決定從“微”(10～6)開始，經過“微”、“納”、“皮”、“飛（fēi）”、“阿”逐步界定微觀（guān）概（gài）念，最微觀單位用“阿”(10～18)來表示，於是就有了阿米、阿秒、阿克、阿升(見附表)，這樣微觀世界總（zǒng）算有了清晰的概念。 　　盡管在概念上，那時候已經進入到10～18這樣的微觀（guān）世界，但是要真正（zhèng）走入阿世界又談何容易，因為如果能夠讓1阿秒在我們的麵前停留1秒鍾，那我們原來的1秒鍾就變得像300億年那麽長，比宇宙的壽命還要長一倍啊。可是40年後這種狀況改變了，人類不但（dàn）能夠看到阿米、阿秒的世界，更能夠觸摸介入（rù）阿克、阿升的微觀環境了。　　未來的醫生用“秤”看病 　　哈羅德（dé）的項目始於6年前，他的目標是研究出一種能精確到6阿克的“秤”。這是個什麽概念？打個比方（fāng），用他的阿克秤稱一粒沙（shā）子，就像我們用秤稱一座山那種感覺。經過實驗，他發現在（zài）一塊（kuài）“小彈簧片”上放置不同的重量，會導致擺動頻率的改變。由此，他設（shè）計了（le）一（yī）個4微米長，0.5微（wēi）米寬，比頭發（fā）細近千倍的“跳板”。將一微（wēi）小質量（liàng）放到（dào）“跳板”上，然（rán）後通過施加電（diàn）場讓（ràng）“跳板”擺動起來，再用激光測量擺動的幅度和頻率，將得到（dào）的數字代入公式，就可以算出重量了。 　　2001年，哈羅德又發現，如果將某種病毒或細菌的抗體塗抹在“跳板”上，這種抗體就能夠吸引特定的（de）病菌或病毒，從而改變重量。與之不相幹的病毒或細菌，不會被吸引，也不（bú）會改變（biàn）重量。在這（zhè）種（zhǒng）思路之下，他成功地“稱”出一粒（lì）大腸杆菌的重量:665000阿克。去年他的“秤”又稱出了幾個分子的重量：6阿克。他的這個成果發（fā）表在美國的《應用物（wù）理》雜誌上。 　　哈羅（luó）德的“秤”在醫學上的意義並不是（shì）要確定病毒的重量，而是測量出那些被吸引到“跳板”上的抗體（tǐ）的細菌和病毒的重量。哈羅（luó）德設想，他可以（yǐ）做成千上萬個這樣的“跳板（bǎn）”，每個“跳板（bǎn）”上塗抹不同的抗（kàng）體，實（shí）驗人員可以往裏麵“扔”從病人身上取得的單個病毒或細菌（jun1），通過它們重量的改變（biàn），找出引起感（gǎn）染的原因。這樣的診（zhěn）斷能在很短的時間內（nèi）完成（chéng）。 　　相比之下，目前（qián）很多疾（jí）病的診斷需要少則幾天，多則三四個月。比如，艾滋病測試就需要在感染後3個月（yuè）才能化驗出來。因為，要讓艾滋病的病毒抗體在人的血液中長到一定規模才能被發現。這樣，早（zǎo）期治療的最好時機已經錯過。此外（wài），在（zài）新型傳染病層出不窮的今天，快速的診斷對大（dà）規模傳染病（bìng）的蔓延更有特殊意（yì）義。特別是在SARS爆發早期，如果能及時診（zhěn）斷（duàn），就不至於（yú）造成那樣嚴重的損失（shī）了。　　開發新藥就像搭積木 　　除了哈（hā）羅德的“秤”，其他研（yán）究人員也有驚喜的發現。去年美國IBM公（gōng）司加（jiā）州聖何（hé）塞阿爾曼登實驗室負（fù）責人丹?魯戈(Dan Rugar)也發明（míng）了一種能夠探測2阿牛頓力的儀器，這種儀器用一條100納米超靈敏度的矽纖維以每（měi）秒5500次的頻率震蕩，在矽纖維的末端是（shì）一塊微（wēi）小（xiǎo）的磁鐵。由於電子的飛速運轉也產生磁性，因此對小磁鐵就產生作用（yòng）力，這種作用對振動頻率有輕微的改變。 　　與此同時，對矽纖維內也用高頻（pín）磁場轟擊，使得矽纖維的磁極或正或反不斷變化，對振動頻率也產生改變，然後再用一束激（jī）光來監測振動的頻率和幅度（dù），他的這個研究成（chéng）果發表在《自然》雜誌上。 　　丹說（shuō），現（xiàn）在世界上最先（xiān）進的顯（xiǎn）微鏡都無法看到原子內部的（de）景象，雖然要做這樣一台顯微鏡還有很多困難，但是前（qián）景已經依稀可見，如果將來有了這樣一台顯微鏡，對生物和製藥領域（yù）將產生難以想（xiǎng）像（xiàng）的衝擊，開發新藥將像搭積木。尤其是很多大型蛋白質分子的生物行（háng）為，以及它們與藥物互動，都與它們的疊型結構（gòu）有關，但是，今天（tiān）人們無法看（kàn）到這些重疊結構，因此無法下手。目前隻好用計算機模（mó）擬，並且要將（jiāng）蛋白質作結晶處理。　　原子核（hé）內拍“慢動作影片” 　　德國馬克思?普蘭科(Max Planck Institute)研究院（yuàn）的弗倫克?克魯茲(Ferenc Krausz)不久前發明了一種激光閃光燈，閃光時間隻有250阿秒，這是非（fēi）常短暫的一瞬間，比一（yī）束光穿過一個（gè）細菌所用的時間還短。這樣（yàng）的閃光如果照射到原子上，足以使圍繞原子核運轉的電子飛出軌道。這是因為光帶有電磁波，如果調節好波長，激光（guāng）脈衝的電場能產生（shēng）相反的力，把高速運轉的電子排斥出軌（guǐ）道（dào），但這時，如果電（diàn）場方向改變，電子又可以高速度撞（zhuàng）向原子核（hé）。 　　2001年，弗倫克成功地測出電子脫離氦原子核的瞬間持續了650阿秒。從那以後，測量的精確度上升到250阿秒，就（jiù）像在原子核內拍慢動作影片。弗倫克說（shuō），可以很清楚地看到（dào），當一個緊挨著原（yuán）子核的電子被從軌道上排斥，一個（gè）在外層（céng）軌道上活動的（de）電子會（huì）跳到內層軌道填補空白，同時（shí）釋放能（néng）量。 　　去（qù）年底弗倫克又宣布（bù），他的“閃（shǎn）光燈”精確度達到了100阿秒，能將從原子核飛出去的電子（zǐ）“定格”，他的這（zhè）個（gè）成果也在《自然》雜誌上發表了。雖然他承認目前這種技術還處在初級階段，但是可以預言在幾年後，人類將可以非常直觀地了解電子在原子核中轉移的過程，這一過程即是一切化學反應發生的過程。化學家可以直接構建他們想要的原子核分子結構，半（bàn）導體（tǐ）工程師也可以在分子中建造（zào）集成電路了（le）。