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人類之所以成為地球的主宰,在于他們能用思維改造世界,如今高度發(fā)達(dá)的文明正是人類用大腦改造世界的偉大成果。對(duì)未來的發(fā)展,科學(xué)家們也一直在苦苦思索,提出了無(wú)數(shù)改變世界的奇思妙想。以下就是其中最具代表性、最有可能給世界帶來革命性變化的七種想法。
鉆石是宇宙中最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一,它有許多優(yōu)點(diǎn),而且價(jià)值不菲。設(shè)想一下,如果這種物質(zhì)變得和鋼鐵一樣普遍,那會(huì)是一種什么情況?
64歲的科學(xué)家史蒂芬·巴特斯曾經(jīng)在美國(guó)宇航局、普林斯頓大學(xué)和通用汽車公司工作過,他發(fā)明了一種專利,即通過蒸鍍合成晶體,他想可以用此方法對(duì)鉆石實(shí)施操作。道理很簡(jiǎn)單,把鉆石粗砂與氣態(tài)化富勒烯C60裝進(jìn)一個(gè)模具中,然后利用激光束沖擊整個(gè)模具,使富勒烯分解,鉆石粒子中的碳濃縮,從而有效地將兩種物質(zhì)融合為一種相對(duì)堅(jiān)固的物質(zhì)。對(duì)于巴特斯來說,第一步就需要價(jià)值10萬(wàn)美元的脈沖激光。
然而,這種方法即使在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上被證明可行,最終生成的物質(zhì)也是多孔滲水的,沒人知道這種多孔滲水的鉆石究竟有什么特性。如果真的生產(chǎn)出了這樣的鉆石,并用它來建造摩天大樓,一定會(huì)很酷吧。
汽車廠商不斷推出新的設(shè)計(jì)方案,目的在于盡可能地減少汽車駕駛對(duì)環(huán)境的影響。同樣,數(shù)十年來,飛機(jī)廠商也在不斷提高燃油的利用效率。而目前現(xiàn)有的各種設(shè)計(jì)方案已經(jīng)處于極限狀態(tài),急需人類重新思考,拿出一套全新的、適應(yīng)未來發(fā)展的招數(shù)。
比如,隨著發(fā)展中國(guó)家的迅猛發(fā)展,空中旅行業(yè)務(wù)呈爆發(fā)性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),到2031年將翻番。面對(duì)這樣的發(fā)展,現(xiàn)有的清潔與節(jié)能措施都顯得軟弱無(wú)力。為了解決這個(gè)問題,人們也提出了許多想法。美國(guó)宇航局正在重新思考飛機(jī)的設(shè)計(jì)方案,他們推薦使用麻省理工學(xué)院的D系列方案。
D系列方案設(shè)計(jì)的飛機(jī)機(jī)型采用雙圓柱形機(jī)身,引擎后置,這樣設(shè)計(jì)的好處是可使同樣里程所耗的燃油減少50%,且噪音更低。此外,更智能的導(dǎo)航系統(tǒng)可以引導(dǎo)飛機(jī)以更短、更直的路線飛行,某些小型的短程飛機(jī)也將變成電動(dòng)飛機(jī)。斯洛文尼亞Pipistrel公司設(shè)計(jì)出一款電動(dòng)四座飛機(jī),續(xù)航能力是大小相近的飛機(jī)的兩倍。美國(guó)宇航局航空研究部副主任大衛(wèi)·辛頓表示:“這些技術(shù)所帶來的轉(zhuǎn)變都是十年前不可想象的?!?/p>
1982年,美國(guó)加州理工學(xué)院化學(xué)家哈里·格雷發(fā)現(xiàn)了通過蛋白質(zhì)的電子隧道。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解生命的原理有著重要意義,它不僅解釋了生物如何將能量轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌枰奈镔|(zhì),也讓金屬蛋白的生產(chǎn)成為可能。
當(dāng)格雷獲得這一發(fā)現(xiàn)時(shí),他開始對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)生了興趣。他認(rèn)為,如果想設(shè)計(jì)一套擁有近乎無(wú)盡能量的發(fā)動(dòng)機(jī),就必須先擁有一套金屬蛋白驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如光合作用系統(tǒng)。不過,格雷的想法并不一定能實(shí)現(xiàn),因?yàn)樯餀C(jī)械過于脆弱和低效。
為了得到一臺(tái)高效、可靠的分子機(jī)械,格雷決定親自動(dòng)手制造。他帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)想了一種微電池,電池的一端是金屬氧化物,另一端是硅,以植物細(xì)胞膜中的金屬蛋白序列排序。金屬氧化物一端吸收太陽(yáng)光中的藍(lán)光光波,利用其能量將海水分解成氧和質(zhì)子,硅的那一端吸收紅光,將質(zhì)子與電子組合。
接下來的道理就簡(jiǎn)單了,質(zhì)子與電子合成后就是氫,可以用作燃料。簡(jiǎn)而言之,就是利用太陽(yáng)光獲取氫。格雷表示:“我們工作的整體設(shè)想就是制造出充滿能量的分子或材料。這個(gè)過程在以太陽(yáng)光為燃料的植物中要持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間?!?/p>
這種想法也許可行。當(dāng)然,要想形成大規(guī)模利用還要數(shù)十年時(shí)間,研究人員正在致力于尋找一種新的催化劑。不過,格雷對(duì)此很樂觀:“自然系統(tǒng)是為了生命而制造這些,而我們是為了制造燃料?!?/p>
完整的移動(dòng)系統(tǒng),包括能隨時(shí)隨地訪問的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及不斷提高的訪問速度。然而,現(xiàn)有的條件并不能滿足上述要求。部分服務(wù)提供商停止提供無(wú)線數(shù)據(jù)計(jì)劃,帶寬的爭(zhēng)奪也日趨激烈,而掌上平臺(tái)和智能手機(jī)也將呈爆發(fā)性增長(zhǎng)。
有限制的訪問是創(chuàng)新的致命威脅。到2020年,無(wú)線技術(shù)將影響全球,可靠的Wi-Fi或許可以解決問題?;ヂ?lián)網(wǎng)和手機(jī)公司已經(jīng)開始在人口密集的地區(qū)部署小型的服務(wù)基站,然而他們沒有動(dòng)力去建設(shè)覆蓋整個(gè)世界的大規(guī)?;A(chǔ)設(shè)施。
Chamtech Enterprises公司提出了一項(xiàng)新奇、大膽的方案——Wi-Fi天線噴壺方案。該公司研發(fā)了一種液體天線,其中含有數(shù)百萬(wàn)個(gè)納米級(jí)電容器。當(dāng)這種液體被噴到物體表面時(shí),就可以接收到無(wú)線電信號(hào),比標(biāo)準(zhǔn)的金屬天線效果更好。只需要一個(gè)路由器,Chamtech Enterprises公司的天線就可以與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)連上,接收來自衛(wèi)星的信號(hào),并與附近節(jié)點(diǎn)建立起鏈路,從而形成一個(gè)低成本、寬帶Wi-Fi熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。
這種液體天線可以噴到任何物體的表面上,因此Wi-Fi熱點(diǎn)也會(huì)變得無(wú)處不在。
不要認(rèn)為撒哈拉沙漠等貧瘠地區(qū)毫無(wú)用處,它們或許可以成為清潔電力的無(wú)窮來源。在白天6個(gè)小時(shí)內(nèi),地球上的沙漠吸收的能量比人類一年使用的能量還要多。因此,地中海沿岸地區(qū)的一些政治家、科學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家都想利用這種能量。
“沙漠科技”就是其中的一個(gè)項(xiàng)目,它包括在全球沙漠上建立起風(fēng)力和太陽(yáng)能電站,形成電力網(wǎng),向其他地區(qū)提供源源不斷的電力。設(shè)計(jì)者希望可以讓北非的電力首先送到歐洲去。據(jù)估計(jì),到2050年,北非的沙漠可以滿足歐洲20%的用電量。當(dāng)然,作為最大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一,“沙漠科技”所面臨的最大挑戰(zhàn)還是政治方面的。北非地區(qū)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目可以提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。
但是,歐債危機(jī)也加劇了公共建設(shè)基金的枯竭,歐洲已處于電網(wǎng)與規(guī)模的矛盾之中。當(dāng)然,“沙漠科技”并非只能在該地區(qū)實(shí)施,例如中國(guó)的城市可以由戈壁沙漠提供電力,而南美人則可以從阿塔卡馬沙漠獲益。
智能手機(jī)讓我們與世界各地信息保持同步。但訪問這些信息,必須要低下頭用眼睛盯著屏幕,這樣不僅會(huì)感到身體不適,還常常忽略了身邊的同事。如果我們能夠無(wú)縫訪問信息,就可以解決這些問題。
從2002年起,谷歌公司就已經(jīng)開始研究這個(gè)問題。到目前為止,他們最拿得出手的研究成果就是“谷歌眼鏡”原型,這是一種可穿戴的智能眼鏡,可以將信息投映到頭部的一個(gè)顯示屏上,只有佩戴者才可以看得到。
不過,投映眼鏡的研制者、華盛頓大學(xué)副教授Babak Parviz卻希望能夠更進(jìn)一步。他制定了一項(xiàng)長(zhǎng)期研究計(jì)劃,即在隱形眼鏡上安裝一個(gè)微系統(tǒng)。他設(shè)想在這些隱形眼鏡上安裝比頭發(fā)絲還要細(xì)的無(wú)線電裝置,從而放大現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景,接收各種信息,不再需要手機(jī)、電腦、電視等屏幕。
面對(duì)飛向地球的小行星,我們真的做好準(zhǔn)備了嗎?該用什么工具防御?美國(guó)愛荷華州立大學(xué)小行星偏斜研究中心主任邦維提出一種導(dǎo)彈攔截計(jì)劃,即“超高速小行星攔截車”。它既是一種“動(dòng)能攔截器”,也是一種核武器?!皠?dòng)能攔截器”首先要攔住小行星,然后讓核彈將其炸成碎片。
對(duì)于美國(guó)宇航局來說,這一方案似乎很可行。因此,美國(guó)宇航局向邦維提供了10萬(wàn)美元的研究資金。該方案也提出了在太空中實(shí)施核爆的最大缺點(diǎn)——當(dāng)核彈撞擊小行星表面時(shí),劇烈的撞擊可能會(huì)導(dǎo)致在爆炸前出現(xiàn)裂變物質(zhì)熔化,最終使爆炸威力大減,無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)攔截目的。此外,“超高速小行星攔截車”撞入小行星表面后,也可能會(huì)導(dǎo)致爆炸的威力增強(qiáng)20倍。邦維計(jì)劃將在2020年左右測(cè)試該系統(tǒng)。