美國(guó)新聞周刊評(píng)選出"未來最重要的十大發(fā)明"

美國(guó)新聞周刊評(píng)選出"未來最重要的十大發(fā)明"

美國(guó)《新聞周刊》在最新一期評(píng)選出了未來可能出現(xiàn)的最重要的十大發(fā)明。也許對(duì)人類最有意義的發(fā)明在剛開始的時(shí)候會(huì)看起來很瘋狂，難以判定價(jià)值，但對(duì)其進(jìn)行一次嘗試仍然起著是好的。很有可能這十大發(fā)明可能會(huì)徹底改變?nèi)祟惖纳睢?/p>

NO.10 水陸兩棲房

荷蘭人都知道人類與自然對(duì)抗時(shí)的脆弱。莫倫斯一家就曾經(jīng)在1995年逃避洪水，1953年的海岸決堤導(dǎo)致了1800人死亡。因此，他們今年成為了水陸兩棲房屋的第一批用戶。他們的房間是木制的，混凝土底座是中空的，雖然看起來與傳統(tǒng)房屋類似，但是足以浮在水面。房屋重量均衡，不會(huì)翻倒。由于固定在一個(gè)位置，它不會(huì)漂走，水電都是通過可折彎的管道送入房間，因此他們?cè)僖膊槐靥与x家園了。這個(gè)水陸兩棲村有46戶人家。這還可能解決一個(gè)全球性問題。隨著冰川融化海平面上漲，洪水的問題將會(huì)加劇，聯(lián)合國(guó)預(yù)測(cè)，2050年以前，將有20億人面臨洪水威脅。阿姆斯特丹以南50英里的小鎮(zhèn)Leeuwarden將很快用混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料建立30個(gè)浮動(dòng)房屋，通過一個(gè)人工瀉湖與城鎮(zhèn)相連。

NO.9輕快的旅行

混合動(dòng)力汽車能夠?qū)⒚可偷男惺构飻?shù)提高一倍，但是要進(jìn)一步提高能源的使用效率，汽車制造商必須要解決另一個(gè)問題：重量。在傳統(tǒng)汽車上，只有1%的汽油用于運(yùn)送乘客，其余都用于使汽車本身運(yùn)動(dòng)。解決方案之一是用碳復(fù)合材料取代鋼鐵，這種材料已經(jīng)用于制造網(wǎng)球拍和高爾夫球球棒了，下一代飛機(jī)也計(jì)劃使用這種材料。使用碳纖維的汽車重量能減輕一半以上，燃油效率能再次提高一倍。制造商的問題是生產(chǎn)強(qiáng)度很高的汽車零件，能夠在碰撞時(shí)保護(hù)乘客，同時(shí)又能廉價(jià)大規(guī)模生產(chǎn)。網(wǎng)球拍的碳纖維太短，不夠結(jié)實(shí)，飛機(jī)材料的碳纖維較長(zhǎng)，夠結(jié)實(shí)，但是要手工編制，這不適合汽車的大規(guī)模生產(chǎn)。德國(guó)的寶馬開發(fā)出了在平面上鋪砌纖維然后建成三維零件的自動(dòng)化方法，但是材料的成本是鋼鐵的兩倍。一輛碳纖維汽車在碰撞后應(yīng)該能保護(hù)乘客，因?yàn)椴牧蠒?huì)破碎成很小的碎片，從而減緩了撞擊，這也是減輕汽車重量的好處之一。

NO.8讓塑料發(fā)光

劍橋大學(xué)的里查德-弗倫德爵士研究塑料，它可能給電子產(chǎn)業(yè)帶來一場(chǎng)革命。盡管絕大多數(shù)電子產(chǎn)品采用硅，但是弗倫德認(rèn)為，未來的手機(jī)、電視、手表、計(jì)算機(jī)內(nèi)將安裝廉價(jià)的塑料芯片。他在八十和九十年代發(fā)現(xiàn)塑料能被用于制造晶體管，這種物質(zhì)甚至能噴涂到墻上，隨天氣變化顏色。雖然目標(biāo)很遙遠(yuǎn)，但是基本技術(shù)已經(jīng)具備。可以折疊的電子書未來幾年就會(huì)出現(xiàn)，塑料芯片能夠在任何可變形表面上印刷，通用電氣正與美國(guó)能源部合作開發(fā)能照亮整間屋子的可折疊塑料面。

NO.7 太空果蔬

未來的農(nóng)產(chǎn)品可能與地球上的農(nóng)作物很不一樣。中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)種出了壘球大小的西紅柿，壘球棒那么長(zhǎng)的黃瓜，他們采用的是曾經(jīng)發(fā)射到太空的種子，這些種子被暴露在七種外太空條件下，如失重、粒子輻射。這些種子回到地球后按照體型、外觀、營(yíng)養(yǎng)等性質(zhì)進(jìn)行了篩選，并且培育出了性狀穩(wěn)定的后代。中國(guó)科學(xué)家并不準(zhǔn)確地知道太空如何改變種子的DNA。1999年以來，北京的飛鷹綠色食品集團(tuán)（Flying Eagle Green Foods）就不斷將種子和幼苗送入太空。該公司培養(yǎng)的太空西紅柿可以比普通西紅柿的貝塔胡蘿卜素（一種抗氧化物質(zhì)）含量高出27%，棉花植株能高達(dá)六英尺。一名科學(xué)家一生只能培養(yǎng)出三種新作物，但是該公司999年以來已經(jīng)培育出了50多種。很多中國(guó)企業(yè)支付每克45000美元的費(fèi)用將各種植物送入太空，他們的目標(biāo)是養(yǎng)活更多人，幫助瀕危物種免于滅絕。目前已經(jīng)有近3000種植物被送入過太空，其中包括蔬菜、中藥、花。出售太空農(nóng)產(chǎn)品是合法的，一些農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)購(gòu)買了一些太空作物，但是絕大多數(shù)仍然在實(shí)驗(yàn)室或試驗(yàn)大棚中開發(fā)，因?yàn)橐谏鲜星按_保安全性和質(zhì)量。中國(guó)人對(duì)此很感興趣，飛鷹食品曾經(jīng)在一個(gè)展覽上展示過一些巨大的茄子，每個(gè)重達(dá)四磅多，但是最終全部失竊。

NO.6 一種新記憶

南加州大學(xué)生物醫(yī)學(xué)家特德-伯格通過顯微鏡觀察老鼠大腦切片，同時(shí)通過電極竊聽神經(jīng)細(xì)胞之間的私語。他希望理解細(xì)胞的語言，因?yàn)樗谠O(shè)計(jì)一種計(jì)算機(jī)芯片，希望未來能支持大腦的記憶庫。最先受益的將是中風(fēng)、老年癡呆等病人，伯格說：“這還很遙遠(yuǎn)，但是各種條件正逐漸具備?！彼７律窠?jīng)細(xì)胞已經(jīng)有十年了，他設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序能模仿神經(jīng)細(xì)胞的行為，還為運(yùn)行這些程序?qū)ｉT設(shè)計(jì)了芯片，今年年初，他展示了一個(gè)芯片，能夠取代老鼠神經(jīng)回路中的腦細(xì)胞，他希望三年內(nèi)能在活老鼠身上測(cè)試這種芯片，最終則要在人腦中測(cè)試。但是在此之前，科學(xué)家要了解記憶在人腦中的儲(chǔ)存方式，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。一些科學(xué)家認(rèn)為伯格的工作還不夠成熟，但是伯格已經(jīng)得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、五角大樓的贊助。

NO.5 讓計(jì)算機(jī)駕駛

現(xiàn)在的汽車已經(jīng)能利用計(jì)算機(jī)芯片全面汽車內(nèi)的設(shè)備，一項(xiàng)新技術(shù)則要使計(jì)算機(jī)成為駕駛員，它們反應(yīng)迅速，能在駕駛員遇到麻煩時(shí)擔(dān)負(fù)起駕駛的任務(wù)。這種汽車仍然有方向盤和油門、剎車踏板，盡管一些專家認(rèn)為與計(jì)算機(jī)共同駕駛是自找麻煩，它確實(shí)能降低事故率。汽車制造商們正展開激烈的競(jìng)爭(zhēng)，寶馬、戴姆勒克萊斯勒、通用汽車已經(jīng)生產(chǎn)出了原型產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)駕駛能防止汽車超速、打滑，也能防止醉酒駕車、走神，這些駕駛失誤占到了汽車事故的40%。這種系統(tǒng)還能探測(cè)出即將發(fā)生的碰撞，這時(shí)，它會(huì)接過駕駛權(quán)。但是，專家警告說，出問題的計(jì)算機(jī)也可能會(huì)干擾駕駛員。麻省理工學(xué)院軟件工程師南希-萊夫森表示：“有很多方法保證軟件的安全性，但是我不確信汽車制造商們是否采用了?！?/p>

No.4通往太空的絲帶

俄羅斯數(shù)學(xué)家Konstantin Tsiolkovsky在1895年從埃菲爾鐵塔獲得了一個(gè)靈感，他設(shè)想通過一個(gè)高塔進(jìn)入太空站。15年以前，這種太空升降機(jī)的想法還是夢(mèng)想，但是，現(xiàn)在已經(jīng)有材料能延伸到6 2000英里的高空了，能夠支撐自己的重量。日本科學(xué)家在1991年發(fā)現(xiàn)了一種碳納米管，它比鋼的強(qiáng)度要大上很多倍。因此，美國(guó)科學(xué)家正在研究太空升降機(jī)。1999年，NASA給物理學(xué)家布萊德里-埃德華茲撥款50萬美元，用碳納米管開發(fā)太空升降機(jī)。愛德華茲的設(shè)想是：采用太陽能動(dòng)力的機(jī)器人在三英尺寬的碳納米管太空升降機(jī)上以每小時(shí)120英里的速度升降，這將使向地球軌道運(yùn)送材料的成本從每磅一萬美元下降到100美元。他認(rèn)為這一技術(shù)只需要20年就能實(shí)現(xiàn)，NASA很受鼓舞，NASA官員表示：“這可能大大增加我們的發(fā)射能力?！?但是也有困難，目前還不能將碳納米管制造成高強(qiáng)度復(fù)合材料。地面的閃電和颶風(fēng)以及軌道上的碎片也會(huì)構(gòu)成威脅。但是，新興的太空升降機(jī)產(chǎn)業(yè)正在形成，加州一個(gè)基金會(huì)最近宣布一項(xiàng)年度頒獎(jiǎng)計(jì)劃，鼓勵(lì)為太空升降機(jī)開發(fā)零部件。愛德華茲建立了自己的公司“Carbon Designs”，繼續(xù)研究升降機(jī)的主體，他說：“我仍然被視為一名夢(mèng)想家，但是六年前甚至沒人從事這方面的工作，現(xiàn)在已經(jīng)有幾百人了。”

NO.3 為細(xì)胞設(shè)定程序

科學(xué)家正設(shè)計(jì)新的電路，它不是采用電子零件，而是將基因連在一起，然后將這些“電路”注入細(xì)菌體內(nèi)，一種典型的基因電路遇到某一種化學(xué)物質(zhì)后能觸發(fā)一種基因的開關(guān)，然后啟動(dòng)另一種基因能將細(xì)菌殺死。如果遇到另一種化學(xué)物質(zhì)，就會(huì)觸發(fā)第三種基因，它能使第一種基因處于關(guān)閉狀態(tài)?？茖W(xué)家甚至能為細(xì)胞群體設(shè)定程序，在盤子中生長(zhǎng)心臟。 科學(xué)家可能很快就能為細(xì)胞設(shè)定程序，其中包括人類細(xì)胞，例如科學(xué)家已經(jīng)通過向細(xì)菌注入基因制造胰島素。今年年初，波士頓大學(xué)的研究人員詹姆斯-柯林斯將細(xì)菌變成了紫外線傳感器?？茖W(xué)家們認(rèn)為，如果為人類細(xì)胞設(shè)定程序的研究取得成果，對(duì)于醫(yī)學(xué)的發(fā)展將會(huì)是巨大的促進(jìn)?？茖W(xué)家將來可能利用干細(xì)胞建造骨骼或肝臟，而基因治療也會(huì)更加準(zhǔn)確?；颊呖梢苑乱环N藥劑打開基因“開關(guān)”，而一旦效果不好只需要服下另一種藥劑關(guān)閉基因“開關(guān)”就可以了。這聽起來有些像科幻小說，但在不遠(yuǎn)的將來將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

NO.2 模擬果蠅的飛行軌跡

加州理工大學(xué)生物科技教授邁克爾-迪金森是全球果蠅飛行技術(shù)的著名專家，多年來他一直在研究果蠅的飛行，用超高速攝像機(jī)拍攝果蠅的翅膀的工作，力圖了解這種生物如何在人類眨眼的五分之一時(shí)間內(nèi)完成了轉(zhuǎn)向。迪金森為果蠅的飛行建立了空氣動(dòng)力學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了一個(gè)大型的機(jī)器果蠅。在了解了果蠅的飛行原理后，他將研究方向轉(zhuǎn)向了果蠅如何知道自己要去哪里的問題。果蠅眼睛的構(gòu)造同人類不同，在它的眼睛里，這個(gè)世界僅僅是一個(gè)25X25的矩陣，那么它是如何在一個(gè)空曠的教室里找到一只小小的酒杯并準(zhǔn)確的著陸在酒杯邊緣的呢？昆蟲學(xué)家對(duì)于昆蟲追蹤氣味的能力一直很感興趣，迪金森認(rèn)為這很有用，可以在叢林中找到失蹤者。昆蟲的大腦幫助它們解決風(fēng)、障礙物等問題，盡管昆蟲的大腦只有一個(gè)米粒大，只有30萬個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。人類的大腦有1000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。迪金森建立了一個(gè)小型的蒼蠅世界，有各種障礙物，同時(shí)用每秒6000張照片的速度記錄。我們距離具有昆蟲能力的機(jī)器還很遙遠(yuǎn)，至少在體型相當(dāng)?shù)那闆r下，但是能學(xué)會(huì)昆蟲的思考方法仍然是好的。

No.1 仿真鉆石

布萊恩特-里納萊斯（Bryant Linares）有一個(gè)祖?zhèn)髅胤?，就是如何制造世界?jí)的鉆石。七年前布萊恩特的父親羅伯特通過高壓氣態(tài)碳的方法制造出了一塊金剛石，隨后他將這塊金剛石放進(jìn)了酸性溶液中清潔。他希望的第二天回來的時(shí)候能得到一塊黃色工業(yè)用金剛石，但出乎意料的是他得到的竟然是一塊幾乎完全透明，完美的四分之一克拉碳晶體，也就是鉆石。羅伯特在無意中實(shí)現(xiàn)了科學(xué)家多年以來始終未能實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想，那就是制造能用于訂婚戒指的人工鉆石。

其實(shí)人造金剛石并不是一項(xiàng)新技術(shù)，早在上世紀(jì)50年代人造金剛石每年的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到80噸，大量低質(zhì)量的人造金剛石在打孔機(jī)等工業(yè)生產(chǎn)工具中廣泛應(yīng)用。然而高質(zhì)量的人造鉆石對(duì)于人類而言具有更重大的意義，當(dāng)然這種意義并不僅僅體現(xiàn)在佩飾和珠寶上。例如，科學(xué)家們非?？释軌蛏a(chǎn)鉆石微芯片，這主要是因?yàn)榘l(fā)熱問題已經(jīng)成為了微芯片生產(chǎn)中的一個(gè)難點(diǎn)?，F(xiàn)在用于制造微芯片的硅晶體在200華氏度以上就會(huì)突變，而鉆石則可以抗住1000華氏度的高溫，并且電子可以更輕松的通過，這意味著科學(xué)家們可以在鉆石微芯片上集成更多的電路。如果人類能夠找到生產(chǎn)人造鉆石的方法，勢(shì)必會(huì)帶來電子產(chǎn)業(yè)的一場(chǎng)革命。

林納爾斯的公司“阿波羅鉆石公司”每周已經(jīng)能生產(chǎn)20克拉，這既用于珠寶業(yè)也用于鉆石晶片。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Gemesis則發(fā)明出了鉆石生長(zhǎng)方法，能夠生產(chǎn)珍貴的藍(lán)寶石。日本的NTT已經(jīng)生產(chǎn)出了鉆石半導(dǎo)體的原型，日本政府正在積極宣傳這一技術(shù)。美國(guó)的研究主要在大學(xué)和軍方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，但是英特爾已經(jīng)表現(xiàn)出了興趣。在芯片生產(chǎn)中，芯片制造商先要找到在生產(chǎn)過程中防止晶體不純的技術(shù)，鉆石很有吸引力，因?yàn)樗苡?，但是這也是缺點(diǎn)，因?yàn)殡y以加工。人造鉆石將首先用于平面電視和高清晰度電視的發(fā)光二極管，然后是珠寶業(yè)，甚至專家都分辨不出真假，雖然天然鉆石企業(yè)表示自己并不擔(dān)心，但是De Beers公司已經(jīng)發(fā)明出了一種檢測(cè)設(shè)備，并且發(fā)放給了珠寶商。