路明
未來(lái),這是一個(gè)多么誘惑人的名詞啊!它給人以希望,它給人以力量??茖W(xué)技術(shù)的未來(lái)是怎樣的?什么熱核能啦,電子計(jì)算機(jī)啦,宇宙航行啦,明天和后天都將變成什么一個(gè)樣子?在這里,我們不打算談得很多,就讓我們?cè)谶@新的一年開始的時(shí)候,展望一下和每個(gè)人都有密切關(guān)系的未來(lái)的衣食住行問(wèn)題吧。
自古以來(lái),人的衣服主要是用天然的棉、毛絨維織成的。但是,不但這些織維的收成要受到耕地面積等自然條件的影響,而且這些織維的壽命也不長(zhǎng)。明天——其實(shí)今天已經(jīng)在開始,合成織維將逐漸成為人們衣服的主要材料。
合成織維是用人工方法合成的一種纖維物質(zhì),它象棉花一樣松軟,羊毛一樣有彈性,蠶絲一樣有光澤。但是,不論棉花、羊毛還是蠶絲,都沒(méi)有合成纖維那樣耐磨、經(jīng)洗。更重要的是合成纖維的原料是這樣廣泛,它來(lái)自自然界儲(chǔ)藏豐富的煤、石油和天然氣這樣一些物質(zhì)。
當(dāng)煤被煉焦以后,可以得到液體的煤焦油,從煤焦油中可以提煉出苯酚,再經(jīng)過(guò)人工合成的方法得到已內(nèi)酰胺,最后聚合成樹脂,樹脂經(jīng)過(guò)噴絲,冷拉等一系列工藝以后,就生產(chǎn)出了一種最耐磨的合成纖維——卡普綸。卡普倫或卡普倫與羊毛混紡的襪子和衣服,壽命要比純羊毛的長(zhǎng)5-6倍。而且,純羊毛織物怕蟲蛀,卡普倫織物卻不怕蟲蛀,卡普倫衣服洗后不用熨斗熨也是坦平的。從乙炔和天然氣中可以制得聚丙烯脂,由它可以抽成最不怕風(fēng)吹日曬和雨淋的一種合成纖維。另外從農(nóng)作物的廢桿、廢殼之中,還可以制得另一種合成纖維——耐綸。
合成纖維在今天已經(jīng)就有了生產(chǎn),但由于工藝過(guò)程復(fù)雜,成本較高,還不能大量生產(chǎn)。今后,人們不僅要使合成纖維代替棉、毛來(lái)做衣服的原料,而且要增加合成纖維的品種,賦予它一些更新的性能。例如,今天已經(jīng)有了一種能預(yù)防皮膚病的合成纖維,穿了這種纖維做的衣服,可以不得皮膚病。也有一種絕緣性很強(qiáng)的合成纖維,容易產(chǎn)生靜電。這就和利用靜電來(lái)治病的電療儀器的原理一樣,人們可以利用這種合成纖維來(lái)預(yù)防和治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。如果在合成這些纖維時(shí),賦予它們不同的性能,那末,由它們做成的衣服就會(huì)有不同的功能。
可是,有了合成纖維還并不就使人們滿足。為什么自古以來(lái)人的衣服必須要經(jīng)過(guò)“纖維”和“紡織”這兩個(gè)階段呢?有沒(méi)有可能不用纖維紡織成的布呢?能。將來(lái)人們就可以看到象造紙、做塑料一樣,原料從機(jī)器里出來(lái)就是“布”而不是纖維;那末,織布的過(guò)程就可以省去了。人們將來(lái)的衣服將不是縫成的,而是膠合成的。把用特殊膠水膠成的衣服放進(jìn)一種機(jī)器里一“烘”,拿出來(lái)就真的變成一件“無(wú)縫的天衣”了。
吃飯,是和人類關(guān)系最密切的一個(gè)問(wèn)題。人們花在耕作、養(yǎng)殖和食品加工上的勞動(dòng),估計(jì)要占到人類全部勞動(dòng)的80%。想想看,只要把這些勞動(dòng)力的一半解放了,那末,對(duì)于其他事業(yè)將是一個(gè)多么巨大的援助!
我們吃的糧食——植物,是依靠植物的葉綠素利用太陽(yáng)能、空氣和水進(jìn)行光合作用而慢慢長(zhǎng)出來(lái)的。我們知道,太陽(yáng)光是一種無(wú)窮無(wú)盡的能量來(lái)源,可是植物卻僅僅能利用太陽(yáng)能中的百分之二的能量。為了促進(jìn)未來(lái)糧食的增產(chǎn),就要開辟新的利用日光能的有效途徑,最好的方法就是研究植物進(jìn)行光合作用的過(guò)程,揭開其中的奧秘。最近,用人工方法合成葉綠素已經(jīng)成功。從顯微鏡中可以看到,葉綠素的顆粒是由10-100個(gè)數(shù)目不等的小圓盤構(gòu)成的,短一個(gè)圓盤只有萬(wàn)分之一、二毫米厚,可是,它們卻和人造衛(wèi)星上用的硅光電池一樣,能夠直接把太陽(yáng)光能變成電。是否就是這個(gè)電流供給了植物進(jìn)行光合作用的能量的呢?
這還是一個(gè)謎。一旦葉綠素的繼揭開了,人們就能設(shè)法促進(jìn)植物利用更多的太陽(yáng)能。如果農(nóng)作物利用太陽(yáng)能的能力增加到20%,那末,全世界糧食的產(chǎn)量就要增加十倍!
將來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)除了在田野上進(jìn)行以外,人們還要在工廠、車間中進(jìn)行!也就是說(shuō),耍用人工合成方法制造人類的食物。
作為人類食物的最主要的東西是什么呢?是碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪。面包、米飯和糖等食物都是碳水化合物,而只要有空氣、水和能量,就能在機(jī)器中,在催化劑——人工葉綠素的幫助下,合成碳水化合物來(lái)。那時(shí),在食品工廠中,巨大的風(fēng)機(jī)、水泵經(jīng)過(guò)凈化設(shè)備分別把空氣和水吸進(jìn)車間吸進(jìn)機(jī)器,而在成品部出來(lái)的都已經(jīng)是包裝好的面包、點(diǎn)心和糖果了。
蛋白質(zhì)和脂肪將來(lái)可以在酵母的幫助下,從碳水化合物或者農(nóng)產(chǎn)品的廢物——玉米稈、瓜皮、山芋蔓之類中制造出來(lái)。
人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)酵母菌有制造蛋白質(zhì)和脂肪的本領(lǐng)了。酵母菌能將含糖的培養(yǎng)基——例如上面所說(shuō)的農(nóng)產(chǎn)品廢物中的80%的無(wú)機(jī)氮在很短的時(shí)間中轉(zhuǎn)化為人的食物。
一種粘紅酵母能從培養(yǎng)基中生產(chǎn)出含有50-60%的脂肪物質(zhì),能使18克碳水化合物的16克變?yōu)橹?,時(shí)間僅僅15-20分鐘。酵母生產(chǎn)出來(lái)的蛋白質(zhì)的含量比一般糧食中的合量高3-6倍,而且這種蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比普通蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值還高。一公斤飼用酵母就可以使老母雞多生產(chǎn)40只蛋,使大肥豬多長(zhǎng)出2公斤肉。
目前,酵母主要被用作飼料,但是,利用酵母制造脂肪——“人造肉”的實(shí)驗(yàn)已在國(guó)外基本獲得成功。明天,在食品工廠里,在一定的容器內(nèi),裝上不到一半的酵母、碳水化合物、氨和其他有關(guān)物質(zhì),在一定溫度和壓力的作用下,一二十分鐘以后,就會(huì)長(zhǎng)滿了一容器香噴噴的“人造肉”來(lái)。
那種本由大自然賜予的能夠控制生物生長(zhǎng)和發(fā)展的威力強(qiáng)大的物質(zhì)——維生素、激素、酵素,今天,在我們的食物中僅有百分之幾甚至萬(wàn)分之幾克的含量。雖然,人們已經(jīng)能夠制造它們了,但是產(chǎn)量不大。將來(lái)這些物質(zhì)也將是以噸為單位來(lái)計(jì)算生產(chǎn)量的。
將來(lái),人們還將徹底識(shí)破食物的滋味和香味的秘密,寫出滋味分子和香味分子的分子式,算出它們的分子量,標(biāo)定下它們的一切性質(zhì),從而,就象今天生產(chǎn)染料一樣的來(lái)生產(chǎn)它們。那時(shí)人們就可以吃到從未有過(guò)的美味佳淆了。
人們住的房子從磚木的到銅筋混凝土的是向前跨進(jìn)了一大步。但是,磚也好,混凝土也好,都不能按照人的意愿滿足一切的要求:它們雖然比較堅(jiān)固,但卻笨重,雖然結(jié)實(shí),但卻不能很好地隔熱保溫。
能不能用人工合成的方法制造出自然界所沒(méi)有的材料來(lái)呢?能,現(xiàn)在的塑料建筑就是。
拿泡沫塑料蓋房子,墻壁只要一兩公分厚,做成的地板即使在上面蹦跳也不會(huì)有什么聲音。每一塊泡沫塑料就是一塊凝固了的泡沫,它是在制造塑料時(shí)加入泡沫劑而制成的。它簡(jiǎn)直象絨毛一樣輕,大大減輕了房屋的重量,節(jié)省了大量原料。由于住在泡沫里的無(wú)數(shù)空氣是不傳熱的,所以這種房子冬天即使不裝置取暖設(shè)備,也象皮襖一樣抵御風(fēng)寒,夏天又不怕火熱的陽(yáng)光。真是冬暖夏涼。住在泡沫建筑里是那樣的寧?kù)o,任何聲音一鉆入泡沫就由原來(lái)的大嗓門變成啞巴了。
玻璃塑料——輕質(zhì)玻璃鍋,既是不銹的銅又是不碎的玻璃,用它來(lái)做建筑物的穹頂和墻壁,使建筑物成為一幢玲瓏剔透的“水晶宮”。還有一種極化玻璃銅蓋的房子,從窒內(nèi)望窒外是透明無(wú)阻的,而從室外看窒內(nèi),卻和普通的墻一樣,一點(diǎn)也不透明。
由于塑料可以被膠合也可以被焊接,所以塑料建筑中將不用一根釘子,而是“天衣無(wú)縫”。未來(lái)窒內(nèi)的家俱也都是用塑料做的,輕巧,靈便而又美觀。
未來(lái)房屋的結(jié)構(gòu)更是新穎多樣,什么薄殼結(jié)構(gòu)啦,懸索結(jié)構(gòu)啦,銅絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)啦,蜂窩結(jié)構(gòu)啦……都會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。薄殼屋頂,不但可以做得很薄,而且可以使建筑物的踏度大到二百米而不用一根柱子。而懸索結(jié)構(gòu)有很大的柔性,它不怕地震等破壞,并且不用柱子,不用基礎(chǔ)。
未來(lái)建筑中的取暖設(shè)備是多種多樣的,可以用半導(dǎo)體二氧化錫薄膜來(lái)取暖,這種薄膜被涂在穿衣鏡上,當(dāng)給它通電以后,它便幅射出溫暖的熱流來(lái)??墒晴R子照樣是透明的,不妨礙主人的梳妝。也可以在墻上貼上美麗的半導(dǎo)體取暖紙,這種紙由兩層絕緣紙和一層導(dǎo)電紙做成,通電以后,整個(gè)墻壁就成為一個(gè)輻射取暖板了。當(dāng)然還可以在案頭裝一臺(tái)象今天收音機(jī)那樣大小的半導(dǎo)體取暖致冷機(jī),只要改變通過(guò)它的電流方向,就可以使它在冬天取暖在夏天致冷,保證室內(nèi)“四季如春”,這就更加妙不可言了。
未來(lái)建筑中的照明將用最新的面光源,它此自熾燈的點(diǎn)光源和日光燈的線光源發(fā)出的光更均勻,更明亮,更柔和。這種面光源是用電場(chǎng)來(lái)刺激涂在它上面的發(fā)光物質(zhì)發(fā)光的,這就是“場(chǎng)致發(fā)光”。進(jìn)一步的發(fā)展將是用一種特殊的磷光半導(dǎo)體來(lái)做天花板,這種半導(dǎo)體白天能吸收太陽(yáng)光并把它儲(chǔ)藏起來(lái),夜晚它又把吸收的能量變成光明,經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié),照明能持續(xù)十幾個(gè)小時(shí),盡管太陽(yáng)已經(jīng)落山了,可是太陽(yáng)的光輝被留下來(lái)了,室內(nèi)還象白天一樣通明。
今天,地上的交通工具都是有輪子的,可是在將來(lái),無(wú)輪的地上交通工具將成為一個(gè)重要的發(fā)展方向。無(wú)輪汽車今天已經(jīng)被制造成功了。它是靠向下噴出的壓縮空氣把汽車托離地面,然后再靠向后噴氣的反作用力前進(jìn)的。汽車離開地面有什么好處呢?這主要是避免了車輪和地面的摩擦,因而阻力大大減少了,速度大大提高了。
將來(lái),水中的輪船也將利用無(wú)輪汽車這個(gè)原理變成“氣墊船”。在這種船上,水平的螺旋槳將空氣壓向水面,使船身托起來(lái),尾部的航空螺旋槳把空氣排向船后,推動(dòng)船前進(jìn)。為了防止空氣從船身下面的“氣墊”中漏走,可以在船底兩側(cè)裝金屬薄板,用水泵把水吸進(jìn)來(lái),再在船頭和船尾噴出去,形成水幕,不讓空氣從氣墊中漏走。
將來(lái),連巨大的火車也都成為無(wú)輪的,而在軌道上空滑行。無(wú)輪火車比無(wú)輪汽車更優(yōu)越,因?yàn)闊o(wú)輪汽車要想速度快,消耗動(dòng)力小,必須盡量貼近地面,以減少空氣從氣墊中的漏損。但是,越貼近地面,則對(duì)地面要求越高,路面必須非常平整光滑才行,這就限制了無(wú)輪汽車的發(fā)展??墒菬o(wú)輪火車是利用鋼軌行駛的,因鋼軌表面極其光滑,所以它被托離鋼軌表面只有幾毫米就行了。它的速度可以達(dá)到每小時(shí)幾百公里,乘這種火車在一個(gè)上午之內(nèi),就可以從北京到上海跑一個(gè)來(lái)回?;疖噺U除了輪子,就再也不必為輪子的材料、滑潤(rùn)、振動(dòng)等問(wèn)題和鋼軌枕木的損壞費(fèi)心了。大量的鋼材木材被節(jié)省了下來(lái)。
可是未來(lái)的飛機(jī)又是怎樣的呢?如果我們丟開未來(lái)飛機(jī)的超音速的、火箭式的等特點(diǎn)不談,而只談它的一個(gè)最使人感興趣的特點(diǎn),那就是不用燃料。讓我們先看看我們電燈所用的電能吧。那是50周的低頻交流電,也就是說(shuō)這種電流每秒鐘可在導(dǎo)線中來(lái)回50次。這和低頻電流所帶的能量小,只能在導(dǎo)體中傳導(dǎo)。可是象無(wú)線電波,那就是每秒多少千千周,多少萬(wàn)萬(wàn)周的高頻電波了,這種電波能攜帶巨大的能量,并且能在空間傳播?!安挥脤?dǎo)線傳送電能”的想法就是根據(jù)無(wú)線電波的這個(gè)特點(diǎn)而提出來(lái)的。未來(lái),功率強(qiáng)大的定向高頻電波發(fā)生器將是不用燃料的飛機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。當(dāng)這種不用燃料的飛機(jī)需要加能時(shí),它就向附近的裝有高頻電波發(fā)生器的加能站發(fā)出信號(hào),加能站開動(dòng)定向高頻發(fā)生器,高頻率電波就直向飛機(jī)射去。由于飛機(jī)上只有一種特殊的裝置才能接收高頻電波,而別的地方都被反射高頻電波的材料所復(fù)蓋,因此,高頻電波遇到飛機(jī)別的部分,都反射回來(lái),對(duì)飛機(jī)沒(méi)有絲毫的損害。在加能過(guò)程中,飛機(jī)仍然可以不停地飛行。
將來(lái),最吸引人的一種交通工具還是所謂個(gè)人飛行器、飛行臺(tái)或者飛行鞋的東西。個(gè)人飛行器和飛行臺(tái)有兩種:一種是利用上面談到的無(wú)輪汽車的原理,把空氣從飛行臺(tái)下面壓出來(lái),使它離開地面,另一種是利用類似直升飛機(jī)的原理,當(dāng)裝在飛行器上的一個(gè)圓簡(jiǎn)內(nèi)的螺旋槳向筒下壓出空氣時(shí),筒的上方壓力就降低了,因而整個(gè)飛行器也就升起來(lái)了,然后,再依靠向后排氣的螺旋槳產(chǎn)生前進(jìn)的推力。飛行鞋就更富于幻想了,因?yàn)橐浑p鞋子就是一個(gè)小型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),它向下噴氣,把人托離地面,又向后噴氣推動(dòng)人在地面上滑行前進(jìn)。有了這種飛行器,飛行鞋,那末,我們每一個(gè)人都可以象水滸中的神行太保和封神榜中的哪吒一樣,“日行一千,夜行八百”地在全國(guó)自由旅行了。