西媒盘点即将改变世界的七大科学发现

新华社北京10月31日新媒体专电 美国科学家夫妇扎克·韦纳史密斯和凯莉·韦纳史密斯在新著《太空电梯》中预测了即将到来的几大科技进步将如何深刻地改变迄今为止我们的认知,涵盖了宇宙、物理、工程、合成生物、精准医疗等多种学科,西班牙《阿贝赛报》网站10月24日刊登《即将改变世界的七大科学发现》一文,对这几大科技作了如下盘点:

1.太空电梯

人类总爱仰望星空,试图更多地了解关于它的秘密。人们已经设法去造访它,甚至留在那里,但究竟什么时候可以去火星度假?在梦想去太空休闲旅行之前,必须设计出一种廉价的方式来实现它,因为成本是主要问题。 “如果说2017年的太空旅行模式与1969年提出的希望相去甚远,那主要不是因为科技能力不足,而是前往太空的成本依然是个‘天文数字’。”韦纳史密斯夫妇指出。

工程师们究竟如何能够解决这个绊脚石?建议是多种多样的,从可重复使用的火箭到航天飞机,不胜枚举,但最令韦纳史密斯夫妇感兴趣的当属太空电梯。

他们认为,尽管这一构想显得很古怪,但非常值得研究,因为它也许将成为我们在太空运输方面需求的最终解决方案。根据设想,太空电梯的主体是一个永久性连接太空站和地球表面的缆绳,可以用来将人和货物从地面运送到太空站。

2.太空矿藏

“一些小行星完全由金属制成,如天然不锈钢、镍、铁……我们已经确认的在轨道上的最小行星直径只有两公里,而其中的金属含量却是人类迄今为止发现的金属总量的30倍以上。而它只是成千上万小行星中的一个。”宇宙航天工程师丹尼尔·费伯表示。

然而,与人们想象不同的是,将这些材料带到地球上使用并不会有很大收益,但那些地方对人类来说是建立殖民地的理想之地,因为“其成分能够提供呼吸需要的氧气、种植需要的土地、建筑需要的金属和打水仗时需要的水”,韦纳史密斯夫妇半开玩笑地说。“这是最安全的赌局,因为人类利用他在小行星中发现的资源开始殖民空间,从而使利用太阳系的速度大大加快。”他们总结道。

3.核聚变,未来的能量

由容易在地球上找到、没有造成灾难性事故风险的元素构成的聚变能量(不应与核堆芯裂变反应相混淆)是从两个原子核的聚合作用产生的,看上去简单,实则相当复杂。人类已经实现了不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。目前科学家正在努力研究可控核聚变,使之成为未来的能量来源,但尚未找到一种安全和有效的方法。

4.“变形金刚”那样的可编程物质

如果自行车能在人们需要歇脚的时候变形成一把椅子,那简直太妙了。如果未来出现这样的装置,那它将由“可编程物质”组成。虽然听上去像科幻小说,但实际上这已经是我们日常生活中随时在用的东西:你的电脑、手机和其他智能电子装置具有五花八门的功能,从告诉你时间到帮你订电影票,数不胜数。

“我们生活在一个计算机世界里,软件是可以重新编程的。可编程物质也是如此,主要是指可以根据用户输入或自主感应而以编程方式来改变自身物理性质。”韦纳史密斯夫妇在书中指出。随着半导体纳米技术和自复制技术的发展,“可编程物质”开始从理论模拟迈向真正的物理实现。

5.合成生物学:猪肾移植

随着科技的进步,已经出现了比自然方式更快的修饰DNA的新方式。“我们正在超越自然生物学的范围,进入被称为合成生物学的范畴。”这对科学家夫妇解释道。

利用这一新学科,我们人类得以通过改造蚊子基因成功对抗疟疾;通过对细菌进行修饰,我们得以诊断和治疗感染;合成生物学还帮助我们制造更清洁的植物燃料;我们甚至还发明出了能够“切割”DNA并将其“粘贴”到体内的方法。

合成生物学已经走得很远,远到可以进行不同物种间的器官移植,并将其他物种变成器官移植的“孵化器”。“下次你再看见一头猪时,试着将它想象成一台肾脏的3D打印机,而不是培根。”韦纳史密斯夫妇建议。

当然,“扮演上帝”会带来一系列风险,例如通过这些方法重新激活已经根除的疾病(人类可能不再具有抗体)或者产生不仅影响人类,还影响所有现存生命的新细菌。即便这样,合成生物学也仍有极具吸引力的一面,因为它的目标“不是改变我们所知道的生活,而是创造我们想象的生活”。

6.生物打印

3D打印器官的技术已经出现了一段时间,但我们现在处于何种水平,可以期待到达什么样的水平?“3D生物打印有很多方法,最常见的两种是挤压法和利用激光。”韦纳史密斯夫妇指出。

这项技术的主要问题在于,目前我们只能够打印毫米厚的细胞“切片”,因此在获得整个复杂器官之前的下一步是打印血管。

在美国,每半个小时就有一个人在等待器官中绝望死去,生物打印技术一旦成熟,意味着健康领域的一个里程碑。

7.像《黑客帝国》中描写的那样学功夫

《黑客帝国》三部曲上映后,任何一个邻家男孩都在幻想自己能以同样的方式学会驾驶飞机或成为黑带选手,只需电脑给我们下载一个程序。当然了,通过看书和学习也能学会很多知识和技能,但我们有可能像计算机那样给大脑“编程”吗?

目前最大的掣肘在于我们还不完全了解大脑是如何工作的。不过,已有科学家研制出了在脑部植入电极的方法,主要用于精确监测脑细胞活动,为癫痫、脊髓损伤和其他神经系统疾病辅助治疗提供帮助,此外,还有患者因此改善了记忆能力。

在谈及人脑和电脑连接的问题时,韦纳史密斯夫妇警告说:“这本书讨论的所有技术中,这一技术很可能是最具不可预测性效果的一种。一旦将我们的大脑与电脑相连,我们就会进行同步修改,迄今为止人类的概念可能会被改写。那将是一个结束,也将是一个开始。”(编译/韩超)

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