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2004年10月20日


影響未來的十大發明

  即便是最重要的新思想也可能在最初看起來是非常可笑的、不正確的或者是危險的,並且沒有人能說出哪些是有價值的。因此,最好的辦法是實現它們。過去100年間,人類的生活已經被許許多多的發明徹底改變了。從20世紀前20年的揚聲器、飛機、速溶咖啡,30年代的易拉罐、家用電冰箱,40年代的尼龍絲襪、原子彈、微波爐,50年代的人類發明了信用卡、口服避孕藥,60年代的電腦鼠標,70年代的人類發明了袖珍計算器、手機,80年代的光盤、因特網,90年代的手機短信,以及進入21世紀后突破性的人類發明:人造肝臟、免清潔窗戶等等。那麼影響未來的發明又是哪些呢?最新一期的美國《新聞周刊》雜志評選出它們中的前10名,這就是———

  1
  人造鑽石
  如果人類能夠找到生產人造鑽石的方法,勢必會帶來電子產業的一場革命。
  7年前,羅伯特·裡納萊斯通過高壓氣態碳的方法制造出了一塊完美的四分之一克拉碳晶體,也就是鑽石。羅伯特在無意中實現了科學家多年以來始終未能實現的夢想,那就是制造能用於訂婚戒指的人工鑽石。
  事實上,人造金剛石並不是一項新技術,然而高質量的人造鑽石對於人類而言具有更重大的意義。例如,科學家們非常渴望能夠生產鑽石微芯片,現在用於制造微芯片的硅晶體在200華氏度以上就會突變,而鑽石則可以抗住1000華氏度的高溫,並且電子可以更輕鬆的通過,這意味著科學家們可以在鑽石微芯片上集成更多的電路。如果人類能夠找到生產人造鑽石的方法,勢必會帶來電子產業的一場革命。
  2果蠅知道些什麼?
  如果生產出具有輕鬆追蹤能力的微型飛行器,就可以准確地在叢林中找到失蹤者。
  加利福尼亞理工學院生物工程學教授邁克爾·迪金森多年來他一直在研究果蠅的飛行,在了解了果蠅的飛行原理后,他將研究方向轉向了果蠅如何知道自己要去哪裡的問題。果蠅眼睛的構造同人類不同,在它的眼睛裡,這個世界僅僅是一個25×25的矩陣,那麼它是如何在一個空曠的教室裡找到一隻小小的酒杯並准確地著陸在酒杯邊緣呢?
  很多昆虫都可以輕鬆地跟蹤到一公裡之外氣味的源頭。迪金森認為昆虫的這種能力對於人類將有很大的用處,例如人類如果生產出具有類似能力的微型飛行器,就可以幫助警察准確地在叢林中找到失蹤者。
  3讓塑料發光
  未來的手機、電視、手表、計算機內將會廣泛使用廉價的塑料芯片。
  劍橋大學的裡查德·弗蘭德正在研究塑料新的用途。目前絕大多數電子產品採用硅,但是弗蘭德認為,未來的手機、電視、手表、計算機內將會廣泛的使用廉價的塑料芯片。
  弗蘭德在上世紀就發現塑料可以用於制造晶體管以及發光二極管,當電流通過它的表面時就會發光。他現在正在研發一種新型材料,這種物質甚至能夠噴涂在牆上,隨天氣變化而改變顏色。
  目前來看,可以折疊的電子書未來幾年就會出現,通用電氣正與美國能源部合作開發能照亮整間屋子的可折疊塑料薄片。
  4沿著升降機爬上太空
  “這將大大提升我們的發射能力”。
  在15年前,太空升降機的構思還隻是空想,因為在沒有火箭推動的情況下即使是一根電纜也難以進入太空。但現在已經有材料能夠延伸到62000英裡的高空,並且能夠支撐自身的重量。
  1991年,日本科學家開發了一種碳納米管,它比鋼的強度要大上很多倍。因此,美國國家宇航局(NASA)已經開始研究太空升降機。科學家設想,採用太陽能動力的機器人在三英尺寬的碳納米管太空升降機上以每小時120英裡的速度升降,從而使向地球軌道運送材料的成本由每磅一萬美元下降至100美元。他們認為這一項目在20年內就有望實現,NASA就此表示:“這將大大提升我們的發射能力。”
  5讓計算機當司機
  這些計算機駕駛員反應迅速,能在駕駛員遇到麻煩時擔負起駕駛的任務,降低事故率。
  現在已經能夠利用計算機芯片監控汽車內的所有設備,而未來的一項新技術則要使計算機成為汽車的駕駛員。這些計算機駕駛員反應迅速,能在駕駛員遇到麻煩時擔負起駕駛的任務,降低事故率。
  計算機駕駛系統能夠有效地防止汽車超速、打滑,也能防止駕駛員酒后駕車和走神,上述這些問題佔到汽車事故原因的40%。
  6用芯片支持記憶
  科學家們正在設計一種新型計算機芯片,希望有一天能夠支持大腦的記憶庫。
  南加州大學生物學工程師特德·博格正在通過顯微鏡觀察老鼠大腦切片,同時通過微電極收聽神經細胞之間的信號。
  博格希望能夠理解細胞的語言,因為他正在設計一種新型計算機芯片,希望有一天能夠支持大腦的記憶庫。
  最先受益的將是中風、阿爾茨海默氏病的患者,也許有一天他們可以通過這種芯片體驗到量子計算機和F-16戰斗機的樂趣。在從事模擬神經細胞工作10多年后,博格設計的計算機程序已經能夠部分模仿神經細胞的行為。
  7太空作物
  把農產品的種子送入太空后帶回到地球,然后科學家們對它們進行了細致的篩選,並且培育出了性狀穩定的下一代。
  目前,中國科學家已經種出了壘球大小的西紅柿,壘球棒那麼長的黃瓜。他們採用的就是曾經發射到太空的作物種子,,這些種子在太空期間長期暴露在如失重、粒子輻射以及亞原子等七種外太空條件下。這些種子回到地球后,科學家們按照體形、外觀和營養等特性對它們進行了細致的篩選,並且培育出了性狀穩定的下一代。它們的最終目的就是提升農作物的產量,讓有限的土地養活更多的人。
  8超輕型汽車
  用碳纖維制造的汽車能減輕重量一半以上,因而燃油的效率也將提高一倍。
  要進一步提高能源的使用效率,汽車制造商必須要解決一個問題—————汽車的重量。在傳統汽車上,隻有1%的汽油用於運送乘客,其余都用於驅動汽車本身運動。
  解決方案之一是採用碳復合材料取代鋼鐵,這種材料已經用於制造網球拍和高爾夫球球棒,下一代飛機也計劃使用這種材料使用碳纖維的汽車能減輕重量一半以上,因而燃油的效率也將提高一倍,也就是說使用同等重量的燃油可以運行以前兩倍的距離。
  9“基因電路”
  在一個典型的“基因電路”中,某一種化學物質能觸發某個基因扮演“開關”的角色,啟動另一個基因將細菌殺死。
  科學家可能很快就能為細胞設定程序,其中包括人類細胞,例如科學家已經通過向細菌注入基因制造胰島素。今年年初,波士頓大學的研究人員詹姆斯·柯林斯將細菌變成了紫外線傳感器。
  為人類細胞設定程序的研究對於醫學的發展將會是巨大的促進。科學家將來可能利用干細胞建造骨骼或肝臟,而基因治療也會更加准確。患者可以服下一種藥劑打開基因“開關”,而一旦效果不好隻需要服下另一種藥劑關閉基因“開關”就可以了。
  10像鴨子一樣居住
  2050年以前,將有20億人面臨洪水威脅,屆時這種水陸兩棲房屋也許會成為新的諾亞方舟。
  1995年荷蘭的莫倫斯一家被迫因洪水逃離了家園。1953年荷蘭的海岸決堤導致了1800人死亡。幸運的是,莫倫斯一家今年年初成為了水陸兩棲房屋的第一批用戶。這種房屋最大的特點是可以浮在水面上,而又不會隨波浪漂走。
  隨著冰川融化海平面上漲,據聯合國預測,2050年以前,將有20億人面臨洪水威脅,屆時這種水陸兩棲房屋也許會成為新的諾亞方舟。


    《江南時報》 (2004年10月20日 第十四版)


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