從清潔煤到設計嬰兒,從隱形鬥篷到核聚變,從人造肉到核動力太空飛船等,這些吸引人眼球的新興詞語總能穩坐報紙的頭版,這些技術的每一次進展都讓我們激動不已,但是,每次都是「猶抱琵琶半遮面」,就如海市蜃樓一般,「可遠觀,不可近玩」。
為什麼這些我們設想並期盼已久的技術奇蹟迄今還沒有實現呢?美國《連線》雜誌網站近日為我們一一道來。
狗語翻譯機據英國媒體7月22日報導,2002年,日本takara公司推出了名為Bow-Lingual的狗語翻譯機,該裝置通過掛在狗狗脖子上的無線麥克風捕獲狗狗隨時發出的「獸語」,通過特殊的轉換後顯示在顯示屏上,告訴主人狗狗在「說」什麼。據此,人們可以了解心愛的寵物犬的喜怒哀樂。儘管它還比不上精通鳥語的公冶長的「全雙工」和「多語種」,但這畢竟是可喜的一步。
今年,該公司推出了此款設備的升級版。雖然說新版的升級功能乍看之下好像很厲害,不過卻還是沒辦法解決人們心中的疑問:既然沒人聽得懂狗語,咱們又怎麼知道它翻得對不對?而且,它只會說日文,所以,人們只能將其當做生活中的一個樂趣了!
食物膠囊吃東西多麼浪費時間啊。對很多人來說,咀嚼食物是一件非常單調乏味的事,那麼,為什麼我們不將維持生命所需的食物濃縮成一粒粒泰諾膠囊大小的藥片呢?
這個想法或許有創意,但是,卻行不通,科學家已經證明,「 食物膠囊」的確非常方便,但是,卻違反了自然法則。
事實證明,普通人平均每天需要消耗2000卡左右的熱量。每克碳水化合物和蛋白質提供的熱量約為4卡;每克脂肪提供的熱量約為9卡。如果將產生 2000卡熱量的脂肪濃縮在膠囊上——這是最有效地將食物變成膠囊的方式,那麼,人們每天需要吞食半磅左右重的膠囊,共約450粒。而且,人還無法得到其他必要的營養。另外,進食食物膠囊也是一件無聊至極的事情,對於很多人來說,吃多了食物膠囊後,一塊牛肉漢堡就是人間美味。
無人駕駛的汽車對於飽受塞車之苦的司機來說,這似乎是一個好消息:讓技術來處理加速、駕駛和剎車等沉悶的任務。汽車接上道路傳感器並且由計算機控制後,相互之間的距離可以更近,這有助於增加路面上汽車的數量並且提高燃油效率,同時減少事故發生的機率以及對新增道路的需求,回家和上班將變成一件令人愜意的事情。
製造出一輛部分自動的汽車並非難事,豪華轎車的製造商們最近引入了自適應巡航控制系統,它是車速和車距控制裝置的組合。比如沃爾沃和雷克薩斯汽車的自適應巡航控制系統,就可以根據路況選擇定速巡航模式或車距控制模式。在車距控制模式下,系統能夠通過車載微波雷達,智能調節車速,與前車保持安全距離。
但是,真正製造出完全 無人駕駛的汽車並且組裝出控制汽車的網絡,這幾乎是一件「不可能完成的任務」。首先,道路傳感器非常昂貴。另外,訴訟風險也不得不考慮在內:一旦事故源於啟動駕駛系統發生了故障,讓誰來承擔責任呢?司機?網絡管理員還是其他人?這是個問題。
儘管存在上述種種缺陷,美國聯邦研究員理察·畢曉普表示:能夠在交通極度擁堵時「挺身而出」控制汽車的「低速自動系統」可能於2015年出現在高級汽車上。
核動力太空飛船2009年,俄羅斯聯邦航天局宣布,他們下一個大型的太空項目是開發核動力太空飛船。該核動力太空飛船的草案設計將於2012年完成,並在接下的9年裡逐步將其變為現實。據說整個計劃的投資達到170億盧布,約5.8億美元。
核動力太空飛船以核能為動力。目前,化學燃料產生的火箭推力太小並且持續力太低,所以,每次發射時都必須尋找合適的發射窗口,以便利用行星的引力來加速,使它們能真正飛往宇宙深處。核動力太空飛船和探測器由於推力強大,不必利用行星的引力,更不必擔心航線限制,因此,很多人認為,核動力太空飛船是未來航天業的必然趨勢。
早在上世紀50年代,美國就開始進行核動力火箭的研究,但它面臨很多問題,直到現在也沒能研究出實用的核動力發動機,唯一的成果是推力很小的核能離子火箭,它可以在行星探測器上使用,但要用到載人航天上還是小兒科了點。
1958年美國提出的獵戶座計劃(Project Orion)首開研發 核動力太空飛船的先河:獵戶座計劃的目的就是利用一系列小的核爆炸,使大型太空飛行器飛離地球。該項目最初計劃攜帶2000顆「原子彈」,利用它把太空人於1965年送往火星,1970年送到土星。然而,1963年美蘇籤訂禁止大氣層核試驗條約之後,獵戶座計劃「胎死腹中」,該研究於1965年「夭折」。
相比利用核爆炸來推動太空飛船,在政治上更為可行的方法是核熱能推力技術。這種方法的原理是在飛船上安裝核反應堆,這種核反應堆由儲量豐富的鈾 235提供動力。從理論上來說,一旦點火成功,這種核反應堆會將氫氣加熱到3100開氏溫度的高溫,接著向尾部噴射超熱的氫氣以產生推力。
這種核熱能推力技術的可行性於上世紀60年代獲得了證實,那時,美國在內華達沙漠成功測試了一臺核發動機Nerva,該研究項目同樣曾經到了試驗階段。然而,某種型號的發動機在試驗臺上發生了爆炸。後來,因為資金緊缺,美國航空航天局(NASA)放棄了昂貴的火星探測夢想,轉而支持性價比更高的太空探測計劃。Nerva項目於1973年終止,因此,NASA一直沒有機會解決核動力技術上的障礙,比如怎樣一遍又一遍地給反應堆點火,而不會造成災難等。
許多人可能拒絕讓核燃料反應堆在頭頂上空呼嘯而過的想法,但是,核熱能推力的支持者堅持認為,它是安全的,因為飛船遠離地球後核反應裝置才會點火。
美國航天局專門從事核動力引擎研究的高級工程師斯坦利博羅夫斯基表示,在外層空間裡,核燃料的能效是常規火箭燃料的兩倍,在執行運載太空人和設備前往火星這樣的任務中,核動力飛船具備很多優勢。
但他同時也指出,在從地球上發射時,核動力飛船可能使發射場附近的工作人員和居民面臨輻射危險。1978年,報廢的蘇聯「宇宙-954」核動力衛星在返航過程中將放射性碎片散落在加拿大北部地區,所幸當地人煙稀少,沒有造成人員傷害。
另外,人們還擔心一旦出現了事故,很多鈾將落到地球上,不僅會造成環境汙染,U-235還可能被心懷不軌的人收集起來製造核彈。
雷射槍雷射是20世紀以來,繼原子能、計算機、半導體之後,人類的又一重大發明,其亮度為太陽光的100億倍,被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「 最亮的光」。1960年1月18日,美國加利福尼亞休斯實驗室的西奧多·梅曼研製出了世界上第一臺紅寶石雷射器。從此,雷射科技得到了飛速的發展,被廣泛地應用於進行眼部手術以及製造武器等。
陸軍的快速發射高炮的炮管壽命短,連續發射幾分鐘後就要更換,而雷射槍不存在多次發射的壽命問題。用雷射攔擊多目標時,能迅速變換射擊對象,靈活地對付多個目標。 雷射槍的缺點是不能全天候作戰,受限於大霧、大雪、大雨,且雷射發射系統屬精密光學系統,在戰場上的生存能力有待考驗。
儘管美國軍方投入了數十億美元來研發定向能武器,但是,其收效卻微乎其微,在槍套中裝上一支雷射槍一直只是士兵們的「夢想」,但始終沒有照進現實。
雷射槍主要由雷射器和跟蹤、瞄準、發射裝置等部分組成,目前通常採用的雷射器有化學雷射器、固體雷射器、二氧化碳雷射器等。
化學雷射器一直是美國國防部的「最愛」,它能夠產生功能強大的雷射束,但是,必須將很多危險的物質混合以得到巨大的能量,並且,它們對士兵造成的威脅比對敵人造成的威脅還大。
固體電子雷射器更小、更容易操作,並且射擊的次數也更多,然而,其威力卻不如人意。在過去幾年裡,研究人員做出了幾款可以被當做武器的 雷射槍的模型,其提供的能量為100千瓦。但是,其體積較大,重量較重,一架波音747飛機才能裝得下。
也有一些公司研發出了各式雷射槍,比如美國加州的湯普森·拉莫·伍爾德裡奇公司研發出了一種超遠距離的 雷射槍。它通過內置的化學物質產生反應並生成雷射束,來達到攻擊敵人的目的。這種雷射槍可以像普通步槍一樣使用,而且其有效射程達到5英裡(約合8046米)。由於其使用雷射作為殺傷介質,因此非常精確。
另外,美國國防部在喬治亞州穆迪空軍基地展示了一款名為「無聲衛士」的雷射槍,它由一個高壓電源、一套電磁波激發設備和一個類似衛星電視天線的長方形鍋狀裝置組成。這個鍋狀裝置可以架設在悍馬軍車上,用來引導這種非致命武器發射的高能毫米波,在幾百米外就能打向可疑目標。
儘管如此,囿於技術的發展和倫理方面的問題,當我們說到殺人武器時,我們還是直接使用子彈好了。
設計嬰兒據美國《連線》雜誌和英國《每日郵報》今年4月份報導,英國紐卡斯爾大學的科學家利用三名成人基因培育出了數十個混合人類胚胎,這些混合胚胎從基因上說,分別擁有兩個母親和一個父親。經過遺傳工程處理,避免了一些無法治療的肌肉、大腦、心臟和消化系統的遺傳疾病,從而完全擺脫了一些新生兒出生幾小時後就死亡的厄運。
研究人員表示,這宣布了「 設計嬰兒」時代的來臨。電影《變種異煞》也向我們展示:「 設計嬰兒」技術將使得未來的世界充滿了如英國演員裘德·洛一樣俊美的男子,他們只喜歡跑步和做複雜的數學題目。
要是那樣就好了。然而,實際情況是,選擇未來孩子的遺傳天性的前景非常遙不可及。科學家提出最多的是篩選性別和減少諸如鐮狀細胞血症等罕見疾病,但是,提前選擇某些特定的性格到目前為止還被證明是不可能的。
那是因為我們的基因組成既複雜又善變,並且單個基因表達的特徵非常少。比如體重就由20多個基因所控制,並且,這些基因僅僅只佔人們能否達到某個特定體重的原因的5%,其他95%還是秘密。另外,我們對於影響諸如膚色、智力、是否容易罹患癌症以及心臟病等基因的了解還很少。
還有就是倫理道德的問題,科學家對操縱基因緊鎖眉頭,因為我們正在幹預人們沒有完全理解的事物。而且,每個人難道不都認為自己的嬰兒是完美無缺的嗎?
奇點科學家認為,正如宇宙學上存在著一個讓所有物理定律都失效的「 奇點」(Singularity)一樣,信息技術也正朝著「超人類智能」的 奇點邁進。
很多人將其稱為「書呆子們的興奮點」,也有一些人擔心這是人性的終結。無論從哪一個角度來說,有些人認為,在人類解決了人工智慧的問題後,科幻小說家弗洛·文奇1993年提出的概念「 奇點」即將到來。
該理念認為,一旦我們設計出一種思考速度快於人類的生物,它就將設計出更好的軟體和硬體來運行,使得自己更加聰明。或者我們的世界將被超越我們的思維所支配,就像我們超越了昆蟲一樣,到時,我們只能寄希望於這種機器對人類會很友好,不會將我們消滅。
然而,科學家認為, 奇點出現的首要條件——創造出一種人工智慧是一件非常棘手的任務,或許,我們可以通過逆向工程模擬人腦的運行機制來獲得人工智慧。但是,到目前為止,人類的認知機制如何運轉還是一個秘密。另外一個問題是硬體,在計算能力方面,機器與哺乳動物的大腦相比,仍然落後很多。
但是,最近科學家在計算神經科學(使用數學分析和計算機模擬的方法在不同水平上對神經系統進行模擬和研究)方面取得的進展可能會對研製出人工智慧大有裨益。IBM公司的研究人員表示,他們正在一臺超級計算機上運行一個仿真程序——皮層仿真器,該仿真器的運行能力與貓腦差不多。
美國國防高級研究計劃局(Darpa)資助的一個研究項目旨在建立能夠模擬微生物想法的硬體。另外,惠普公司對於憶阻器(memristor)的研究雖然還處於萌芽狀態,但是,也表現出了極具誘惑的前景。
憶阻器又名記憶電阻,是一種電子元件。憶阻器被認為是電路的第四種基本元件,僅次於電阻器、電容器及電感元件。憶阻器可以在關掉電源後,仍能「記憶」通過的電荷。兩組憶阻器更能產生與電晶體相同的功能,但更為細小,有助於大大減少存儲器的尺寸。
奇點當然不會在明天就到來,但是,如果你開始注意一些媒體對大腦模擬和極富想像力的軟體不遺餘力的報導,你可能需要對你的長期規划進行重新打算了。
無線寬帶你還在等待WiMax(全球微波互聯接入)嗎?如果想要功能更強大的下一代無線保真技術(Wi-Fi)一直環繞在你周圍並且讓你通過30公裡以外的無線電發送設備上網衝浪,你必須身處紐約、洛杉磯或者舊金山。
如果你生活在美國其他城市,或者全球其他城市,要想做到這一點,專家估計,WiMax將於2011年覆蓋10億人,屆時,你的智慧型手機或者手提電腦可能都會安裝這項技術,那時,它或許被稱為4G。
WiMax是一項新興的寬帶無線接入技術,能提供面向網際網路的高速連接,數據傳輸距離最遠可達50公裡。WiMAX是一項新興技術,能夠在比 Wi-Fi更廣闊的地域範圍內提供「最後一公裡」的寬帶連接性,它不僅在北美、歐洲迅猛發展,而且這股熱浪已經推進到亞洲。WiMAX面臨的首要挑戰依然是其建設成本和設備價格。
納米技術我們所接觸的任何事物包括我們自己都由更小的物質組成,整個宇宙僅僅就是亞原子粒子之間由微弱而神秘的力量緊緊結合在一起。那麼,我們可以掌控納米世界嗎?
我們能夠抓起單個的分子將其組建成細小的設備、電線甚至計算機;用簡單的、堅硬的、經過加工的鑽石組裝小型機器人;使用納米製造出沙發、汽車等嗎?
所有這些想法被證明就像聽起來那麼困難。確實,在生物學領域,名為核糖體(ribosome)的分子機器使用遺傳信息來建立每個活體的一部分,這個過程如此穩固,以至於麻省理工學院的計算機科學家湯姆·萊特將生物學稱為「起作用的 納米技術」。
但是,生物學的發生自有其精確的理由,而不切實際的 納米技術則沒有:超小物質內部的運動非常激烈,科學家已經證明,物體的表面充滿了激烈的運動,每一秒內,原子就會震蕩1000多次,原子鍵形成然後打開,如此循環。這種充滿能量的混亂為分子機器提供了能量,但是,人類工程師在做同樣事情的時候就會以失敗告終。
掃描隧道電子顯微鏡中的針尖大約為100埃(angstrom)寬,能夠清楚地用疝原子拼出單詞,其他原子則不行。DNA機器人也存在,但是,他們能做的事情就是「倉皇逃跑」。
要想超越這些? 納米技術驅動的「鑽石時代」可能還需要等很久。好處是:一個可以被納米機器拆卸為「灰霧」的世界也要等很久才會出現。
「灰霧」是一個術語,用於描述一種假定情況下我們星球上的生命,自我複製機器人或者毫微級計算機不再受人類的控制,並且開始將人類的生命耗盡作為它們自己的能量需要。記者 劉霞
(責任編輯:劉曉靜)