未來五十年科技展望

朱長超

未來的50年，科學技術將會有些什么新的進展?科學家將干些什么?不久以前，一些國家的科學家在探討未來科學技術的發(fā)展中，對若干國家的未來50年的遠期科研課題進行了調查和分析，并歸納為30個課題，因限于篇幅，只能從中挑選若干重大課題，作一簡要介紹。

智慧果幻想將成現(xiàn)實

六十年代，美國心理學家詹姆斯·麥康納爾用電流刺激渦蟲，使之具有觸電避光的記憶，然后，把它們搗成漿，喂給別的渦蟲吃，這些渦蟲也會具有觸電避光的記憶?？梢?，記憶與某種記憶物質有關，因而在生物體中是可以轉移的。之后，美國科學家又成功地分離出3種記憶素:黑暗恐怖素、噪音耐受素、藍綠色辨別素。把某種記憶素注射到動物身上，動物就會具有某種記憶。例如，注射黑暗恐怖素的動物就會害怕黑暗。

記憶物質都是由氨基酸組成的蛋白質或肽類物質，蛋白質或肽中的氨基酸的組合順序包含著記憶的信息。既然記憶可以轉移，科學家們設想，如果能制造一種包含著大量信息的蛋白質，人們吞服了這種蛋白質后也就取得了某種信息。比如說，合成一種特別的蛋白質，它的氨基酸排列中包含著英語單詞、文法、短語等信息，人如果吞服了這種包含有英語信息的蛋白質，原來要花長年累月記憶、背誦的知識，就可以在轉瞬間轉移到人的大腦里。這種設想一旦實現(xiàn)，人類掌握的知識質量和知識數(shù)量將會產(chǎn)生一個飛躍。人類就能利用更多的時間和精力用于創(chuàng)造性的勞動。

《圣經(jīng)》中的伊甸園里的智慧果只是一種幻想，但是這種幻想正在成為現(xiàn)實?？茖W家正在埋頭研究這種新的智慧果。吃了這種智慧果，人們就變得更聰明，就能學到更多的知識，就能創(chuàng)造更光輝燦爛的文化。

人生百歲不稀奇

古往今來，長生不老是人們的普遍愿望?，F(xiàn)在，這個愿望的實現(xiàn)已露出了一線曙光。

美國科學家海爾弗利發(fā)現(xiàn)，胎兒的細胞放在培養(yǎng)液中，它一次又一次分裂，一代又一代繁殖。但它不能無限制地繁殖下去，當分裂到50代時，細胞全部衰老死亡。70歲的老年人的細胞放在培養(yǎng)液中，分裂一、二十次，也就壽終正寢了。在細胞核中，看來似乎有一只“壽命鐘”，它控制著細胞的分裂次數(shù)，決定著人的衰老和死亡。

揭開了衰老、死亡的秘密，人的長壽問題就不難解決了。有的科學家認為，把細胞放在-200℃的低溫下冷凍起來，細胞中的“壽命鐘”就暫時停止走動。讓“壽命鐘”走走停停，使原來在70年中完成的50次細胞分裂，讓它在幾百年中分幾次完成，這樣壽命就可延長了。有的科學家還設想用增加細胞分裂次數(shù)的辦法來延長人的壽命。細胞分裂50次后就不再分裂了，死亡也隨之而來。用維生素E可以使細胞的分裂次數(shù)從50次增加到120次，這樣，就能使人的的壽命從70歲延長到170歲。還有的人設想把細胞核中的“壽命鐘”拆開，把時間撥回去，人就可以返老還童。或者使“鐘”走得慢一點，人就可以“壽比南山”了。

不過，另一些科學家認為，“壽命鐘”并不是在細胞內，而是在腦子里。他們認為腦垂體定期放出的一種“死亡激素”，會使細胞利用甲狀腺素的能力降低，從而影響細胞的代謝能力。根據(jù)這種假設，科學家們切除了老年大鼠的腦垂體，隔斷“死亡激素”的作用，同時注射甲狀腺素，結果，老年大鼠的免疫系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的功能又恢復了活力。這方面的研究也為長壽提供了一條途徑:用化學方法抑制“死亡激素”，促進甲狀腺素的分泌，不就可以使人長壽了嗎?

開發(fā)利用動物智力

動物心理學家發(fā)現(xiàn)類人猿、海豚等動物具有相當高的智力。例如，海豚經(jīng)過短期訓練后，能回答出一個物體是圓的還是方的，是木頭的還是鋼鐵的，是靜止的還是移動的等20個問題。夏威夷大學的赫爾曼教授訓練與海豚對話，也已卓有成效。經(jīng)過訓練的海豚已能掌握12個字的長句子，簡單的句子如“拿球來”、“打鈴”，已能一聽就懂。

對大猩猩和黑猩猩智力的研究則更多。經(jīng)過訓練的大猩猩和黑猩猩都能掌握幾百個詞匯，還能遣詞造句，以手勢語與人交談。它們有初步的抽象思維的能力，能把天鵝歸入水鳥一類。它們也有悔罪的感情。例如，大猩猩柯柯做了錯事，它會說:“柯柯壞，現(xiàn)在柯柯改”。它也懂得自尊，如問它:“你是動物還是人?”它會回答:“優(yōu)良的動物大猩猩”。它也能創(chuàng)立新概念，有一種墨西哥甜餅很硬，咬起來很費勁，柯柯叫它“石頭餅”，主人手上有一只戒指，它就稱之為“手指項鏈”。

現(xiàn)在，經(jīng)過訓練的動物會侍候人的日常生活。例如，經(jīng)過訓練的猴子，能幫助殘廢病人看門、燒水、送茶、拿東西等。它還能察言觀色，對病人照顧得十分周到。訓練海豚可以讓它學會開關電源開關，進行海上救援、偵察敵人潛艇，甚至還會作戰(zhàn)。

利用動物的智力還能為人類做些什么呢?這正是科學家所要探索的。

再生的奇跡

科學家們很早就注意到蜥蜴斷尾能再生，蠑螈斷肢也能再生。

動物之所以具有這種再生能力，是因為動物體內有一種原始的非特異細胞。當動物失去肢體時，在一定的條件下，它們就遷移到受傷部位，經(jīng)過一系列生理和化學的變化，轉化成各種細胞。它們象一支后備軍去頂替、去再生受傷的肢體?，F(xiàn)在科學家們已初步摸索到生物體再生的條件。例如，用針刺激青蛙斷肢的神經(jīng)組織，會使青蛙長出新腿。1973年，美國研究再生的彼克博士對一個髁骨無法愈合的病人，在骨折部位埋植電極，通以微電流，骨折部分居然再生而得以愈合。彼克博士滿有信心地預言，人的肢體再生可能在今后幾十年內做到。

現(xiàn)在，科學家正在斷肢再生、器官再生等方面進行深入研究。

世界上有不少關節(jié)炎病人使用聚四氟乙烯做成的髖關節(jié)。這種人造關節(jié)容易損壞，以新?lián)Q舊的手術很復雜，也易感染。科學家正在研究通過電流刺激，使髖關節(jié)再生。人斷了脊髓，下半身就要癱瘓，如果經(jīng)過電刺激后，脊髓能夠再生，那么就能治愈癱瘓。目前科學家正在進行這個科研項目的動物試驗。

彼克發(fā)現(xiàn)蠑螈的心臟能夠再生一部分。蘇聯(lián)科學家巴列拉也夫給有嚴重心臟病的狗動了手術，切除有瘢痕的組織，結果狗的心臟也再生了。因此，將來很有可能實現(xiàn)人類器官的再生，如心臟再生、腎臟再生等等。

科學家還發(fā)現(xiàn)，將腫瘤移植在蜥蜴身上，由于身體不會再生，腫瘤就急劇發(fā)展。如果移植在尾巴上，因為尾巴有再生能力，腫瘤很快就消失了。這說明再生與腫瘤之間有著某種制約關系。如果人工地產(chǎn)生某種再生能力，很有可能抑制腫瘤的生長，再生學的深入研究有可能找到一種抑止和治療腫瘤的新方法。

人體器官修理廠

機器的某個零件壞了，就會影響機器的正常運轉；人體的某個器官壞了，就會影響人的健康，甚至會危及生命。機器壞了，換上一個新的零件，就能恢復正常運轉；人體的某個器官出了毛病，能不能換上一個新的器官?這種人體修理廠的設想已不是奇妙的幻想，正在成為現(xiàn)實?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)制成了人工肺、人工腎、人工血管、人工氣管、人工喉、人工關節(jié)、人工皮膚、人工肌腱、人工血液等等，并已開始應用于臨床上。諸如人工鼻、人工視覺、人工聽覺等人造感覺器官也在進行研究，例如，在人工視覺的研究中，有人設計將兩只極小的攝相機嵌入盲人的眼眶中，攝相機接收到的信息送至微型計算機，經(jīng)它處理后，再通過電極刺激大腦皮層使之成像。

但是，現(xiàn)在研制的人造器官有許多致命的弱點。如，目前人造器官多數(shù)采用特種金屬、硅橡膠等材料制成，容易產(chǎn)生血栓，長期使用會產(chǎn)生對紅細胞的機械破壞作用，同時，人體活細胞組織、內分泌和血液會侵蝕人造器官，破壞人造器官的物化性能，因此，它還不能完全代替人體的器官。

科學家估計在今后的五十年內，人造器官將會被普遍采用。到那時，如果人體的某一部分失靈了，藥物又無法治療，只要換上一只人造器官，它能起天然器官一樣的作用，帶著人造器官的人就能照樣健康地生活和工作。

除此以外，還有24個課題是:制造智力放大器；攻克精神病堡壘；海水淡化尋新路；人工合成蛋白質；開發(fā)海底資源的經(jīng)濟方法；利用海洋生產(chǎn)人類1/5的食品的經(jīng)濟方法；可靠的天氣預報；在選定地區(qū)內控制氣候的經(jīng)濟方法；有效地利用熱能；用人工生產(chǎn)各種元素；X射線和γ射線的發(fā)射和輻射的研究；弄清量子理論、簡化物質電荷與相互作用之間的關系；用改變重力極的方法來控制重力；用于極輕結構的新合成材料；對人造生命的基礎研究；研究對遺傳進行控制的可能性；在教學中采用直接把授課內容記錄在人腦中的辦法；情報和情報單位的集中化；與其他星球建立通信聯(lián)系；簡便和廉價的生育控制方法、器官移植和人造器官移植；廣泛使用非尼古丁藥物以提高人類機體的能力；在世界范圍內實行對細菌和病毒的生物化學免疫方法；如何使長期和深度失知狀態(tài)下的人恢復一定的功能等。

(摘自1981年8月湖南科學技術出版《科學導游》叢書)

(插圖:畢樹校)