2007年科技新圖景

　　陳琳

　　編者按

　　在過去的100年，科技已經全面地改變了我們的生活。展望2007年，我們依然有理由相信，在綠色科技、生物醫學、網絡生活、太空旅行和家電產品創新等方面，科技必將繼續給我們帶來更多的選擇和驚喜。

　　目前波音和空客都在著力研究“綠色飛機”這一項目。傳統的飛機笨重、耗油、吵鬧、污染嚴重，而這種綠色飛機在能源消耗方面有著普通飛機無法比擬的優勢。其機翼用塑料制成，表面有小孔用以減少阻力，這樣的機翼不僅更輕，而且減少能耗

　　“不耗油的車才是好車，”隨著電池技術日趨成熟后，硅谷的一些企業家們正急于將高端的電動車投放市場，準備在電動汽車大規模生產之前搶占先機

　　染色體組、蛋白質組、組織細胞代謝組，一連串的“組”已經在科學家們的眼皮底下打轉，成功破解這些“組”的構成及其相互之間的影響，就意味著解開人體內復雜的組織運行的密碼，從而讓人類更加巧妙地控制自身的健康狀況

　　綠色科技：

　　拆除氣候變暖的“定時炸彈”

　　“人類面對著一個正在變暖的地球，也許將來65億人口中只有十分之一能夠繼續生存在這片曾經哺育了我們的土地上。”2006年11月末，富有爭議的英國著名科學家詹姆斯·拉夫洛克教授在一場為倫敦化學工程師協會舉行的演講中，做出了這番令人毛骨悚然的預言。早在上世紀60年代末，詹姆斯·拉夫洛克教授就提出了激怒了當時氣候學專家的“蓋亞理論”——地球就像身體一樣是個復雜而平衡的有機體系統，所有“系統”正常工作后才能允許生命在地球上繼續繁衍，而一旦地球溫度升高，將不再適合人類生存。在之后的歲月中，隨著人們對環境保護的重視以及科學家們進一步的研究和論證，“蓋亞理論”逐漸為大眾所認知并接受。

　　目前波音和空客都在著力研究“綠色飛機”這一項目。傳統的飛機笨重、耗油、吵鬧、污染嚴重，而這種綠色飛機在能源消耗方面有著普通飛機無法比擬的優勢。其機翼用塑料制成，表面有小孔用以減少阻力，這樣的機翼不僅更輕，而且減少能耗，乘客甚至可以坐在機翼中度過空中的旅程。與傳統飛機的內部構造不同，綠色飛機的

發動機將被安裝在飛機頂部來使噪音不向地面偏斜，機艙則被用來提供升力。飛行方式也是綠色飛機的一大優勢，這種飛機將在不同于傳統飛機的飛行高度飛行，以防止污染環境的凝結尾跡形成。即將面市的“波音7E7”就是綠色飛機中的一款。

　　正在穩步攀升的

石油價格讓有車一族陷入恐慌狀態，而汽車也是繼飛機之后另一個能源消耗與溫室氣體制造大戶。“不耗油的車才是好車，”正如硅谷的工程師馬丁·愛博哈德所說的，隨著電池技術日趨成熟后，硅谷的一些企業家們正急于將高端的電動車投放市場，準備在電動汽車大規模生產之前搶占先機。馬丁·愛博哈德轉賣了他在硅谷的電子書制作公司，從Google創始者拉里·佩吉等許多業界名流處籌集了4000萬美元的資金，與好友馬克·塔潘寧開設了一個名為Tesla的汽車公司。目前，他們的概念車——名為Roadster的兩座流線型車已經問世。Roadster充電僅需3小時，能連續馳騁400公里，最高時速216公里，時速從0加速至96公里只需4秒鐘，定價大約在8.5萬美元到12萬美元之間。環保專家認為，如果更多人選擇使用電動車，全球將大大降低對于原油的依賴程度，可以減少導致全球變暖的溫室氣體的排放。

　　除去交通工具，還有其他的小發明將從細節方面改變高能耗的生活。一種名為“冰熊”的空調已經現身處于電荒中的美國加利福尼亞州。冰熊”價值1萬多美元，重2噸，比傳統的冰蓄冷空調小巧、便宜。附加在大型中央空調系統上的“冰熊”，能在夜間非用電高峰期制造和儲存冰塊。在白天用電高峰期間，這些冰就起到壓縮機的作用，能讓空調更有效地制冷，達到既省錢又省電的目的。“冰熊”8小時僅消耗2.4千瓦時的電力，它的普及對大城市的“熱島效應”能夠起到很好的緩和作用。

　　德國弗勞恩霍夫研究所正在研發使用太陽能做電池能源的手機，這種手機只需每天日照兩小時即可持續工作，已經引起了多家手機巨頭的興趣。我國科學家在環保方面上，也小有斬獲，他們發明的“磁懸浮風力渦輪機”，用磁懸浮技術取代了傳統的滾球軸承，大大減少了風力渦輪機的摩擦力，即使風速只有1.5米/秒或者利用汽車開過產生的氣流，這種渦輪機的風輪也能轉動發電。還有不勝枚舉的環保節能小發明，諸如太陽能發光二極管、節能水壺、再生時尚水瓶等，也將在新的一年里為人們的綠色生活增添新氣象。

　　生物醫藥技術：

　　繼續向分子級研究挺進

　　2006年的夏天，一場政治與科學的對決在美國白宮展開，最后，小布什五年來第一次動用了總統最終否決權，駁回了議會通過的利用公共基金的資金進行干細胞研究的項目。這一事件之所以引人注目，是因為傳統醫學現在似乎已經裹足不前，打開人類健康奧秘的鑰匙已經落到了新一代分子醫藥、基因工程和納米生物科技的手中。因此，繼克隆技術之后，生物科技再次成為人們視野所關注的焦點。而2007年，當一切爭議暫時平息的時候，走在整個時代先鋒的科學家們又會給我們怎樣的驚喜？

　　染色體組、蛋白質組、組織細胞代謝組，一連串的“組”已經在科學家們的眼皮底下打轉，成功破解這些“組”的構成及其相互之間的影響，就意味著解開人體內復雜的組織運行的密碼，從而讓人類更加巧妙地控制自身的健康狀況。

　　美國加州大學圣地亞哥分校的分子生物專家特德·艾德克擁有一個名為“生物細胞互動作用”的實驗室，艾德克和他的同事們所做的研究正是運用電器工程師的工作方法，繪制出一張關于人體細胞之間、人體細胞與入侵人體的細胞之間如何相互關聯、相互作用的“電路圖”。“我們希望能夠搞清楚生物體自身和生物體之間的細胞的相互作用，取得精確的相關數據，然后根據這些數據建立起一個準確的醫藥模型。”艾德克用了“酷”的字眼形容他們的研究項目。他認為每個身體細胞都包含著基因、核糖核酸和蛋白質組、組織細胞代謝組的信息，而細胞間的相互作用是身體的生物語言，科學家的職責就是去理解這種生物的語言。

　　對于制藥業來說，特德·艾德克研究項目的成功——描繪出人體細胞之間和體內其他生物互動的“環路圖”，將為研制新特效藥指明道路，帶來上億美元的財富。艾德克他們已經把比較人體內艾滋病病毒株的項目列入計劃，“如果能夠找到病毒與人體間作用時暴露的缺陷，那么研究出特效藥的日子就近在眼前。”

　　達·芬奇、愛因斯坦為什么會成為人杰？因為他們的智慧超越常人，因為他們的大腦不同尋常。而精神病人為什么會時而喃喃自語，時而歇斯底里地哭鬧，做著讓常人無法理解的事情？同樣也是因為大腦的機能出現了障礙。如今，人們對腦部疾病的認識和關注程度遠遠超過了以往。心理問題會不會在腦部產生生理方面的影響？也許，不久后，美國明尼蘇達州大學醫學院的神經學家、精神病醫生凱溫·利姆和他的團隊就能夠為我們找到理解這些神秘的腦部疾病的新方法。

　　上世紀90年代早期，凱溫·利姆利用核磁共振技術研究精神病人腦中呈現的癥狀，隨著研究的深入，利姆認為他需要更加精確的腦部成像技術。于是，1996年，利姆等人成為世界上第一批使用磁共振擴散張量成像技術探索人腦結構的團隊。與保守的核磁共振只能看清大腦中的灰質、白質和神經軸突相比，磁共振擴散張量成像能夠清晰呈現腦神經纖維與腦部不同區域的聯系狀況。

　　在凱溫·利姆的帶領下，其他的神經學家利用磁共振擴散張量成像對人腦開始進行一連串的研究，包括上癮、癲癇癥、腦外傷以及歇斯底里等多種腦神經疾病。在研究過程中，凱溫·利姆的團隊發現酒精中毒者腦中的白質與其他組織的聯系減弱，從而削弱了其認知能力。而在基因領域，磁共振擴散張量成像也頗有作為，比如，凱溫·利姆他們發現有患上老年癡呆癥危險的健康人，在其腦部的某個部分存在微小的結構性缺陷，缺陷部分與大腦的其他組織沒有聯系。凱溫·利姆和他的團隊堅信能夠憑借磁共振擴散張量成像的技術發現治療從精神分裂癥到老年癡呆癥治療途徑，為求醫心切的病人找到希望。

　　時至今日，還有人把人類的身體看成機器？美國麻省理工學院的材料科學家薩布拉·蘇瑞士正是這樣的人。在花費了20年研究像微電路組件薄膜這樣的納米材料后，薩布拉·蘇瑞士和他的研究小組在2003年以后開始活躍在微生物和醫藥領域，創造了一門新的學科——納米生物力學。他們運用納米的精確測量技術研究微小作用力對人類細胞組織的影響，以及在病毒、寄生蟲等作用力下細胞的物理形態如何發生改變。

　　醫學研究者已經發現，即使是一百萬兆分之一牛頓的力，都會改變人體的細胞，而多種疾病都是由于力作用引起細胞物理形態改變而引起的。如薩布拉·蘇瑞士他們的最近一項研究，發現健康人的紅細胞如因瘧原蟲侵入而變形，紅細胞受感染后的剛性比正常細胞提高了9倍，因此在流過細小的毛細血管時，很容易戳破血管壁，從而導致內出血。

　　德國斯圖加特馬普高分子材料學會的學者伊達德·阿扎特說：“許多機械概念諸如剛性和彈性，在生物學中也占有很重要的地位。”他認為薩布拉·蘇瑞士的研究不但對寄生蟲病有著突破性的進展，也將改變對癌變細胞的認識有著巨大的作用。

　　“我們希望用機械的原理找出治療疾病的新辦法。”納米生物力學也許在不久的將來在醫藥學領域扮演著越來越重要的作用。

　　網絡時代從Web2.0向3.0挺進

　　Web2.0大行其道的日子還沒多久，Web3.0已經呈現“長江后浪推前浪”的態勢。Web2.0運用的是粗獷的“混合搭建”，比如說租房網站可以和Google的地圖服務鏈接起來，會自動顯示租房列表上每一處房子的具體地址。而Web3.0則像貼身的細心女秘書，在Web2.0的基礎上，它能夠對于一些簡單的問題做出合理而且完整的回答。諸如：我有3000美元的預算，我想找一處溫暖的地方去休假。噢！怎么對付一個11歲大的孩子呢。Web3.0是一個機器可以思考事情的時代，華盛頓大學人工智能的計算機專家歐倫·埃特佐尼說：“系統甚至會知道毫無瑕疵與干凈之間的區別。”讓計算機擁有人工智能，可以如人類那樣思考問題，進行人機對話，是研究者們半個多世紀的夢想，Web3.0的時代將把這個夢想變為現實。

　　宇航產業方興未艾

　　2010年，維珍集團創始人理查德·布蘭森旗下的“維珍銀河”旅游公司的太空船將搭載著那些充滿著冒險精神的“業余航天員”進行私人太空旅行，這或許標志著私營的太空旅行業即將正式向普通大眾開放。盡管還有幾年之遙，但是有關航天旅行的周邊產業卻早已未雨綢繆，方興未艾。

　　漂浮在茫茫宇宙中，處于失重狀態的感覺讓多數人覺得好奇，而在失去引力的空間中，宇航員用餐時需用腳蹬來固定自己的位置，桌上的調味料以及各種器具也都是用膠帶、搭扣固定好的。食物必須足夠濕潤，可以粘在一起，否則顆粒會堵塞精密儀器，甚至進入宇航員的眼睛、鼻子，而在空間站中“追逐”飛起來的食物碎屑可不是好玩的事情。此外，失重狀態和過濾過的空氣都會導致人的味覺鈍化，空間站的罐裝或袋裝食物本身就遠不及熱騰騰的佳肴更有吸引力，如何解決這些“普通的太空游客”的吃飯問題成為航天產業的頭等大事。早期太空食物多制成牙膏狀、壓縮餅干狀，并且冷凍脫水，食用前需要加水濕潤，加入佐料增加口感。“讓宇航員吃土豆燒牛肉沒有問題，但是我們正在努力研制更人性化的食物。”美國國家航空航天局(NASA)負責太空食品項目的食品科學家維奇·克羅里斯對研發新一代航天食物充滿著信心，他認為其實太空食品有許多選擇，在不久的將來，真的會有那些和地球上相差無幾的美味珍饈出現在航天菜單上。

　　另外，采用充氣式膨脹設計的“鸚鵡螺”太空艙已經處于如火如荼的建設中，建成之后，旅客付出100萬美元/晚的

房價，就在一間330立方米大小的酒店中，體驗最獨特的無重力環境，親眼目睹全球的大洋以2.8萬千米/小時的速度從窗外掠過。而愛美人士也無須擔心太空旅行的衣著，因為不少科技公司已經把目光鎖定在太空服的設計和制作上。一家名為軌道旅游用品公司甚至聘請了專門為好萊塢電影設計宇航服的克里斯·葛曼設計了一款IS3太空服，靈活、柔韌以及具備了傳統太空服的功用，還十分美觀時尚，2007年公司計劃將該款服裝推薦給美國XCOR航天公司。

　　個性化電器時代：

　　工作生活兩相宜

　　耐克運動鞋與iPod的聯合、Leve’s為iPod量身定做兼容牛仔褲，這些似乎不著邊際的合作似乎在告知人們，個性電器的周邊產品時代正悄悄到來。如何讓用戶在使用時，享受這些人性化產品的獨特性是電器生產商一直在孜孜不倦追求的目標。

　　惠普公司研究中心正在研制一種1/4米粒大小的“記憶點”芯片。“記憶點”不但有著良好的商業前景，其應用前景更是驕人，因為體積小，它可以被植入各種物體中。據惠普的專家介紹：“比如我們在一本書中植入‘記憶點’，然后通過讀卡機讀取上面的數據，你就可以在書里欣賞動態的圖片和生動的影音。”和“記憶點”運用的無線電頻率識別碼(RFID)相同，很多商店都已經開始使用RFID標簽來追蹤大型貨物。不久以后，它們將被用來幫助我們尋找家里的東西。包括飛利浦在內的幾家公司正在研究開發印刷式塑料RFID標簽。這種成本低廉的標簽能夠廣泛地用在食品包裝上。同樣，在普通居家生活中，裝備有掃描設備的冰箱能記錄下里邊存放的所有物品，這樣我們通過手機就可以查看家里還有多少食物、食物在冰箱里究竟放了多久，甚至還可以用電腦查找適合冰箱中所有原料的菜譜。

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