這些創(chuàng)意有望改變世界

聶雙

近日，英國廣播公司（BBC）在澳大利亞悉尼舉辦“改變世界的想法”峰會，來自世界各地的演講者展示了各種各樣的創(chuàng)意，有些已付諸實(shí)施，有些還只是紙上談兵。但不管如何，這些創(chuàng)意的宗旨是一樣的：為人們提供一個(gè)更宜居的美麗新世界。

高超音速飛行器用于太空發(fā)射

埃隆·馬斯克的可重復(fù)使用火箭備受矚目，但其他科學(xué)家仍希望能以更低成本、更高效的方式發(fā)射衛(wèi)星，高超音速噴氣式飛行器便是其一。高超音速飛行是指飛行速度超過5倍音速（5馬赫）的飛行。

澳大利亞昆士蘭大學(xué)的高超音速專家邁克爾·斯馬特表示，目前正在進(jìn)行高超音速國際飛行研究試驗(yàn)（HIFiRE），目標(biāo)是開發(fā)一款可以使飛行速度達(dá)到7馬赫的發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)以大氣中的氧氣作為氧化劑，比火箭發(fā)動機(jī)更輕、更快。

這項(xiàng)技術(shù)可以讓人們以極快的速度在世界范圍內(nèi)飛行，同時(shí)也提供了一個(gè)替代火箭將衛(wèi)星送入太空的方法。

澳洲國防部門表示，在去年5月中下旬的飛行試驗(yàn)中，飛機(jī)達(dá)到了278公里的高度以及7.5馬赫的速度。下一次的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃在2017年，屆時(shí)會讓高超音速沖壓發(fā)動機(jī)和火箭推進(jìn)器分離，讓飛行器獨(dú)自飛行，整個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)2018年完成。

星際“諾亞方舟”

如果我們需要前往火星或者更遠(yuǎn)的地方，待在一個(gè)金屬盒子里長時(shí)間行進(jìn)會很不舒服。英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的瑞秋·阿姆斯特朗提議說，為了實(shí)現(xiàn)星際飛行，我們應(yīng)該考慮通過使用蔬菜、土壤、有機(jī)物等，讓航天飛機(jī)接近地球的環(huán)境和生態(tài)，就像一個(gè)迷你版的地球。一個(gè)名為“伊卡洛斯-星際（Icarus Interstellar）”的組織稱，這種航天飛機(jī)是一種類似“諾亞方舟”的小型生態(tài)圈，即不依靠外部供給就可提供維持生物生存的環(huán)境。必要時(shí)，它可能會充當(dāng)現(xiàn)代版的諾亞方舟，幫助人類逃過全球性災(zāi)難，這或許有助于科學(xué)家研制出與現(xiàn)有形態(tài)迥然不同的航天飛機(jī)。

在實(shí)驗(yàn)室培育微型人腦

科學(xué)家正在使用人類的皮膚細(xì)胞在培養(yǎng)皿中培育腦部組織，這些微型人腦擁有神經(jīng)細(xì)胞、皮質(zhì)、海馬體（大腦中被認(rèn)為是感情和記憶中心的部分）等所有組成部分，科學(xué)家希望，利用這些微型人腦更好地理解包括自閉癥、精神病等在內(nèi)的各種神經(jīng)疾病。

2015年，美國俄亥俄州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，他們在實(shí)驗(yàn)室中培育出了一個(gè)名叫“類器官”的“微型人腦”，它相當(dāng)于一個(gè)5周大的胎腦成熟程度，由重新編程的皮膚細(xì)胞培育出來。該人腦在一個(gè)模擬子宮環(huán)境的培育裝置中生長了12周，目前只有橡皮擦那么大，功能和真正的人腦十分相似，不僅擁有神經(jīng)元、支持細(xì)胞和免疫細(xì)胞，還擁有胎腦99%的基因表達(dá)、脊髓和眼睛的雛形。醫(yī)生希望借助該人腦測試和研發(fā)新藥并更好地了解阿爾茨海默癥等腦部疾病的發(fā)病機(jī)理。

另據(jù)媒體報(bào)道，新加坡科學(xué)家去年8月份在實(shí)驗(yàn)室培育出了微型人類中腦，這些微型中腦是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室培育出的三維微型組織，具有人類大腦特定部分的一些性能，將有助于研究人員研制治療和控制帕金森氏綜合癥和與人體衰老相關(guān)的大腦疾病新方法。這對于帕金森氏綜合癥研究而言是一個(gè)關(guān)鍵性突破，或?qū)⒂绊懭?00-1000萬患者。

利用核聚變獲得清潔能源

目前，有些大型國際團(tuán)隊(duì)在研究如何利用核聚變獲得能源，如國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃等，但小公司也不甘示弱。

由亞馬遜公司首席執(zhí)行官杰夫·貝佐斯投資的核聚變能源初創(chuàng)公司大眾聚變在尋找自己的方法來利用核聚變。該公司的想法是：通過使用磁性和慣性約束兩種混合聚變技術(shù)，在磁場中約束氫同位素等離子，然后利用高壓，使之產(chǎn)生高溫及高密度。這種方法可以更慢地壓縮目標(biāo)，與激光相比，這種提供壓縮能量的技術(shù)更為低廉。大眾聚變公司表示，該公司不僅可以獲得可受約束的核聚能，而且還可以把成本控制在10億美元以內(nèi)。

無獨(dú)有偶，美國加州創(chuàng)業(yè)公司三阿爾法能源公司將其反應(yīng)堆設(shè)計(jì)稱為“場反向位形”，與大眾聚變公司的設(shè)備相比，“場反向位形”與托卡馬克式反應(yīng)堆更相似：它使用磁約束和加熱的方式實(shí)現(xiàn)聚變，而非壓縮。其能量輸出方式也是持續(xù)而非間斷性的。與托卡馬克裝置相比，“場反向位形”的工程設(shè)計(jì)更簡單。但從物理學(xué)的角度而言，這一技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟。

下一代藥物或藏在北極海床上

抗生素耐藥性正演變?yōu)槲覀兯硖帟r(shí)代的一個(gè)噩夢，我們還要與癌癥和心臟病等搏斗。新藥物的缺乏是全人類共同面臨的危機(jī)。挪威特羅瑟姆大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，下一代藥物可能藏在北極的海床之上。

目前，他們正在北極海底找尋新的分子武器，他們找到了一些海鞘、苔蘚蟲、海綿、微藻等，盡管這些海底生物貌不驚人，但在藥物研發(fā)方面可能有著巨大的發(fā)展前景，因?yàn)樗鼈凅w內(nèi)進(jìn)化出的一些化學(xué)物質(zhì)具有非常神奇的作用。此外，這些生物擁有極強(qiáng)的御寒能力，因此成為科學(xué)研究的“香餑餑”。

超硬納米金剛石潛能巨大

德國拜羅伊特大學(xué)的納塔莉亞·杜布羅維斯卡亞研制出了一種新型的超硬納米金剛石，能耐受相當(dāng)于地球核心壓力三倍的壓力。這種納米金剛石為粉末狀，擁有極強(qiáng)的吸附性，可以和活性物質(zhì)結(jié)合，也很容易被皮膚吸收，有望在化妝品行業(yè)大展拳腳。

另外，雖然金剛石可以制成珠寶，但大多數(shù)金剛石在加工后被制成超硬涂層，把工具和鉆頭包裹起來減少磨損。在開采業(yè)和石油業(yè)，沒有了金剛鉆頭，人們便無法挖到幾百米深的地下獲得有價(jià)值的資源。超硬涂層的用途多種多樣，從高速切割機(jī)、深海鉆探，到天然氣和石油勘探，不一而足。

醫(yī)藥界也開始研究其用途，比如，它可以把藥物帶入化療難以觸及的一些人體部位。另外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，這種納米金剛石甚至能促進(jìn)骨骼和軟骨的發(fā)育。

可控制義肢的“仿生脊髓”

用思維控制機(jī)器的麻煩在于，為了獲得超精確的控制，必須將頭蓋骨移開，把設(shè)備植入大腦，這種手術(shù)可能會對腦部造成損傷?，F(xiàn)在，澳大利亞墨爾本大學(xué)的尼古拉斯·奧佩和同事發(fā)明了一種簡單且非侵入性的設(shè)備“Stentrode”。

這款設(shè)備體積非常小，最大優(yōu)點(diǎn)是不需要做開顱手術(shù)，在腦部附近血管植入它之后，只要一日就會自動通過血管流到腦部。它會記錄腦部活動，并將訊息轉(zhuǎn)化為電子指令，Stentrode被形容為“仿生脊髓”，測試顯示，它可以控制義肢。

醫(yī)生還表示，人們運(yùn)用它之后，只要用意念便可驅(qū)動輪椅，可以幫助癱瘓人士。此項(xiàng)研究由數(shù)個(gè)組織資助，包括澳洲國防健康基金會和美國國防部。該研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃，明年在皇家墨爾本醫(yī)院為小部分病人植入裝置。

皇家墨爾本醫(yī)院主管、墨爾本大學(xué)教授泰瑞·奧拜仁表示，這款裝置是仿生學(xué)上的“圣杯”。設(shè)計(jì)出能記錄腦部活動同時(shí)不會造成損傷的裝置，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)偉大的發(fā)明。它也可能用于脊髓受傷造成的各種疾病，包括癲癇癥、帕金森氏癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

應(yīng)對全球變暖的太空遮陽傘

如果氣候變暖的局勢日益惡化，有些人相信，我們可能需要“放大招”。

美國斯坦福大學(xué)的研究人員提出了一種大膽的解決方案，即在拉格朗日點(diǎn)為整個(gè)地球安裝一個(gè)“太空遮陽傘”來阻隔陽光。在此處，物體受太陽、地球兩大天體引力作用，能保持相對靜止。

這一設(shè)想目前仍存在許多爭議，但近來的研究表明，通過使抵達(dá)地球表面的陽光發(fā)生折射來中和溫室效應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，還是很有希望實(shí)現(xiàn)的。此外，“太空遮陽傘”很環(huán)保，便于控制，可望將副作用降到最低限度，是一個(gè)很有吸引力的方案。

目前，包括美國國家航空航天局（NASA）和英國皇家學(xué)會在內(nèi)，已有數(shù)個(gè)組織對這一計(jì)劃的可行性進(jìn)行了分析，但其成本太高，不大可能在近期付諸實(shí)施。