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盘点技术奇迹:狗语翻译机、激光枪和设计婴儿 |
| www.sinoca.com 2010-10-11 科技日报 [复制链接] 字体：大 中 小 |
“书呆子”们的兴奋点
――盘点那些“海市蜃楼”般的概念技术
从清洁煤到设计婴儿，从隐形斗篷到核聚变，从人造肉到核动力太空飞船等，这些吸引人眼球的新兴词语总能稳坐报纸的头版，这些技术的每一次进展都让我们激动不已，但是，每次都是“犹抱琵琶半遮面”，就如海市蜃楼一般，“可远观，不可近玩”。
为什么这些我们设想并期盼已久的技术奇迹迄今还没有实现呢？美国《连线》杂志网站近日为我们一一道来。
狗语翻译机
据英国媒体7月22日报道，2002年，日本takara公司推出了名为Bow-Lingual的狗语翻译机，该装置通过挂在狗狗脖子上的无线麦克风捕获狗狗随时发出的“兽语”，通过特殊的转换后显示在显示屏上，告诉主人狗狗在“说”什么。据此，人们可以了解心爱的宠物犬的喜怒哀乐。尽管它还比不上精通鸟语的公冶长的“全双工”和“多语种”，但这毕竟是可喜的一步。
今年，该公司推出了此款设备的升级版。虽然说新版的升级功能乍看之下好像很厉害，不过却还是没办法解决人们心中的疑问：既然没人听得懂狗语，咱们又怎么知道它翻得对不对？而且，它只会说日文，所以，人们只能将其当做生活中的一个乐趣了！
食物胶囊
吃东西多么浪费时间啊。对很多人来说，咀嚼食物是一件非常单调乏味的事，那么，为什么我们不将维持生命所需的食物浓缩成一粒粒泰诺胶囊大小的药片呢？
这个想法或许有创意，但是，却行不通，科学家已经证明，“食物胶囊”的确非常方便，但是，却违反了自然法则。
事实证明，普通人平均每天需要消耗2000卡左右的热量。每克碳水化合物和蛋白质提供的热量约为4卡；每克脂肪提供的热量约为9卡。如果将产生 2000卡热量的脂肪浓缩在胶囊上――这是最有效地将食物变成胶囊的方式，那么，人们每天需要吞食半磅左右重的胶囊，共约450粒。而且，人还无法得到其他必要的营养。另外，进食食物胶囊也是一件无聊至极的事情，对于很多人来说，吃多了食物胶囊后，一块牛肉汉堡就是人间美味。
无人驾驶的汽车
对于饱受塞车之苦的司机来说，这似乎是一个好消息：让技术来处理加速、驾驶和刹车等沉闷的任务。汽车接上道路传感器并且由计算机控制后，相互之间的距离可以更近，这有助于增加路面上汽车的数量并且提高燃油效率，同时减少事故发生的几率以及对新增道路的需求，回家和上班将变成一件令人惬意的事情。
制造出一辆部分自动的汽车并非难事，豪华轿车的制造商们最近引入了自适应巡航控制系统，它是车速和车距控制装置的组合。比如沃尔沃和雷克萨斯汽车的自适应巡航控制系统，就可以根据路况选择定速巡航模式或车距控制模式。在车距控制模式下，系统能够通过车载微波雷达，智能调节车速，与前车保持安全距离。
但是，真正制造出完全无人驾驶的汽车并且组装出控制汽车的网络，这几乎是一件“不可能完成的任务”。首先，道路传感器非常昂贵。另外，诉讼风险也不得不考虑在内：一旦事故源于启动驾驶系统发生了故障，让谁来承担责任呢？司机？网络管理员还是其他人？这是个问题。
尽管存在上述种种缺陷，美国联邦研究员理查德・毕晓普表示：能够在交通极度拥堵时“挺身而出”控制汽车的“低速自动系统”可能于2015年出现在高级汽车上。
核动力太空飞船
2009年，俄罗斯联邦航天局宣布，他们下一个大型的太空项目是开发核动力太空飞船。该核动力太空飞船的草案设计将于2012年完成，并在接下的9年里逐步将其变为现实。据说整个计划的投资达到170亿卢布，约5.8亿美元。
核动力太空飞船以核能为动力。目前，化学燃料产生的火箭推力太小并且持续力太低，所以，每次发射时都必须寻找合适的发射窗口，以便利用行星的引力来加速，使它们能真正飞往宇宙深处。核动力太空飞船和探测器由于推力强大，不必利用行星的引力，更不必担心航线限制，因此，很多人认为，核动力太空飞船是未来航天业的必然趋势。
早在上世纪50年代，美国就开始进行核动力火箭的研究，但它面临很多问题，直到现在也没能研究出实用的核动力发动机，唯一的成果是推力很小的核能离子火箭，它可以在行星探测器上使用，但要用到载人航天上还是小儿科了点。
1958年美国提出的猎户座计划(Project Orion)首开研发核动力太空飞船的先河：猎户座计划的目的就是利用一系列小的核爆炸，使大型航天器飞离地球。该项目最初计划携带2000颗“原子弹”，利用它把宇航员于1965年送往火星，1970年送到土星。然而，1963年美苏签订禁止大气层核试验条约之后，猎户座计划“胎死腹中”，该研究于1965年“夭折”。
相比利用核爆炸来推动太空飞船，在政治上更为可行的方法是核热能推力技术。这种方法的原理是在飞船上安装核反应堆，这种核反应堆由储量丰富的铀 235提供动力。从理论上来说，一旦点火成功，这种核反应堆会将氢气加热到3100开氏温度的高温，接着向尾部喷射超热的氢气以产生推力。
这种核热能推力技术的可行性于上世纪60年代获得了证实，那时，美国在内华达沙漠成功测试了一台核发动机Nerva，该研究项目同样曾经到了试验阶段。然而，某种型号的发动机在试验台上发生了爆炸。后来，因为资金紧缺，美国航空航天局(NASA)放弃了昂贵的火星探测梦想，转而支持性价比更高的太空探测计划。Nerva项目于1973年终止，因此，NASA一直没有机会解决核动力技术上的障碍，比如怎样一遍又一遍地给反应堆点火，而不会造成灾难等。
许多人可能拒绝让核燃料反应堆在头顶上空呼啸而过的想法，但是，核热能推力的支持者坚持认为，它是安全的，因为飞船远离地球后核反应装置才会点火。
美国航天局专门从事核动力引擎研究的高级工程师斯坦利博罗夫斯基表示，在外层空间里，核燃料的能效是常规火箭燃料的两倍，在执行运载宇航员和设备前往火星这样的任务中，核动力飞船具备很多优势。
但他同时也指出，在从地球上发射时，核动力飞船可能使发射场附近的工作人员和居民面临辐射危险。1978年，报废的苏联“宇宙-954”核动力卫星在返航过程中将放射性碎片散落在加拿大北部地区，所幸当地人烟稀少，没有造成人员伤害。
另外，人们还担心一旦出现了事故，很多铀将落到地球上，不仅会造成环境污染，U-235还可能被心怀不轨的人收集起来制造核弹。
激光枪
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，其亮度为太阳光的100亿倍，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“ 最亮的光”。1960年1月18日，美国加利福尼亚休斯实验室的西奥多・梅曼研制出了世界上第一台红宝石激光器。从此，激光科技得到了飞速的发展，被广泛地应用于进行眼部手术以及制造武器等。
陆军的快速发射高炮的炮管寿命短，连续发射几分钟后就要更换，而激光枪不存在多次发射的寿命问题。用激光拦击多目标时，能迅速变换射击对象，灵活地对付多个目标。激光枪的缺点是不能全天候作战，受限于大雾、大雪、大雨，且激光发射系统属精密光学系统，在战场上的生存能力有待考验。
尽管美国军方投入了数十亿美元来研发定向能武器，但是，其收效却微乎其微，在枪套中装上一支激光枪一直只是士兵们的“梦想”，但始终没有照进现实。
激光枪主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、二氧化碳激光器等。
化学激光器一直是美国国防部的“最爱”，它能够产生功能强大的激光束，但是，必须将很多危险的物质混合以得到巨大的能量，并且，它们对士兵造成的威胁比对敌人造成的威胁还大。
固体电子激光器更小、更容易操作，并且射击的次数也更多，然而，其威力却不如人意。在过去几年里，研究人员做出了几款可以被当做武器的激光枪的模型，其提供的能量为100千瓦。但是，其体积较大，重量较重，一架波音747飞机才能装得下。
也有一些公司研发出了各式激光枪，比如美国加州的汤普森・拉莫・伍尔德里奇公司研发出了一种超远距离的激光枪。它通过内置的化学物质产生反应并生成激光束，来达到攻击敌人的目的。这种激光枪可以像普通步枪一样使用，而且其有效射程达到5英里(约合8046米)。由于其使用激光作为杀伤介质，因此非常精确。
另外，美国国防部在佐治亚州穆迪空军基地展示了一款名为“无声卫士”的激光枪，它由一个高压电源、一套电磁波激发设备和一个类似卫星电视天线的长方形锅状装置组成。这个锅状装置可以架设在悍马军车上，用来引导这种非致命武器发射的高能毫米波，在几百米外就能打向可疑目标。
尽管如此，囿于技术的发展和伦理方面的问题，当我们说到杀人武器时，我们还是直接使用子弹好了。
设计婴儿
据美国《连线》杂志和英国《每日邮报》今年4月份报道，英国纽卡斯尔大学的科学家利用三名成人基因培育出了数十个混合人类胚胎，这些混合胚胎从基因上说，分别拥有两个母亲和一个父亲。经过遗传工程处理，避免了一些无法治疗的肌肉、大脑、心脏和消化系统的遗传疾病，从而完全摆脱了一些新生儿出生几小时后就死亡的厄运。
研究人员表示，这宣布了“设计婴儿”时代的来临。电影《变种异煞》也向我们展示：“设计婴儿”技术将使得未来的世界充满了如英国演员裘德・洛一样俊美的男子，他们只喜欢跑步和做复杂的数学题目。
要是那样就好了。然而，实际情况是，选择未来孩子的遗传天性的前景非常遥不可及。科学家提出最多的是筛选性别和减少诸如镰状细胞血症等罕见疾病，但是，提前选择某些特定的性格到目前为止还被证明是不可能的。
那是因为我们的基因组成既复杂又善变，并且单个基因表达的特征非常少。比如体重就由20多个基因所控制，并且，这些基因仅仅只占人们能否达到某个特定体重的原因的5%，其他95%还是秘密。另外，我们对于影响诸如肤色、智力、是否容易罹患癌症以及心脏病等基因的了解还很少。
还有就是伦理道德的问题，科学家对操纵基因紧锁眉头，因为我们正在干预人们没有完全理解的事物。而且，每个人难道不都认为自己的婴儿是完美无缺的吗？
奇点
科学家认为，正如宇宙学上存在着一个让所有物理定律都失效的“奇点”(Singularity)一样，信息技术也正朝着“超人类智能”的奇点迈进。
很多人将其称为“书呆子们的兴奋点”，也有一些人担心这是人性的终结。无论从哪一个角度来说，有些人认为，在人类解决了人工智能的问题后，科幻小说家弗洛・文奇1993年提出的概念“奇点”即将到来。
该理念认为，一旦我们设计出一种思考速度快于人类的生物，它就将设计出更好的软件和硬件来运行，使得自己更加聪明。或者我们的世界将被超越我们的思维所支配，就像我们超越了昆虫一样，到时，我们只能寄希望于这种机器对人类会很友好，不会将我们消灭。
然而，科学家认为，奇点出现的首要条件――创造出一种人工智能是一件非常棘手的任务，或许，我们可以通过逆向工程模拟人脑的运行机制来获得人工智能。但是，到目前为止，人类的认知机制如何运转还是一个秘密。另外一个问题是硬件，在计算能力方面，机器与哺乳动物的大脑相比，仍然落后很多。
但是，最近科学家在计算神经科学(使用数学分析和计算机模拟的方法在不同水平上对神经系统进行模拟和研究)方面取得的进展可能会对研制出人工智能大有裨益。IBM公司的研究人员表示，他们正在一台超级计算机上运行一个仿真程序――皮层仿真器，该仿真器的运行能力与猫脑差不多。
美国国防高级研究计划局(Darpa)资助的一个研究项目旨在建立能够模拟微生物想法的硬件。另外，惠普公司对于忆阻器(memristor)的研究虽然还处于萌芽状态，但是，也表现出了极具诱惑的前景。
忆阻器又名记忆电阻，是一种电子元件。忆阻器被认为是电路的第四种基本元件，仅次于电阻器、电容器及电感元件。忆阻器可以在关掉电源后，仍能“记忆”通过的电荷。两组忆阻器更能产生与晶体管相同的功能，但更为细小，有助于大大减少存储器的尺寸。
奇点当然不会在明天就到来，但是，如果你开始注意一些媒体对大脑模拟和极富想象力的软件不遗余力的报道，你可能需要对你的长期规划进行重新打算了。
无线宽带
你还在等待WiMax(全球微波互联接入)吗？如果想要功能更强大的下一代无线保真技术(Wi-Fi)一直环绕在你周围并且让你通过30公里以外的无线电发送设备上网冲浪，你必须身处纽约、洛杉矶或者旧金山。
如果你生活在美国其他城市，或者全球其他城市，要想做到这一点，专家估计，WiMax将于2011年覆盖10亿人，届时，你的智能手机或者手提电脑可能都会安装这项技术，那时，它或许被称为4G。
WiMax是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50公里。WiMAX是一项新兴技术，能够在比 Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”的宽带连接性，它不仅在北美、欧洲迅猛发展，而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX面临的首要挑战依然是其建设成本和设备价格。
纳米技术
我们所接触的任何事物包括我们自己都由更小的物质组成，整个宇宙仅仅就是亚原子粒子之间由微弱而神秘的力量紧紧结合在一起。那么，我们可以掌控纳米世界吗？
我们能够抓起单个的分子将其组建成细小的设备、电线甚至计算机；用简单的、坚硬的、经过加工的钻石组装小型机器人；使用纳米制造出沙发、汽车等吗？
所有这些想法被证明就像听起来那么困难。确实，在生物学领域，名为核糖体(ribosome)的分子机器使用遗传信息来建立每个活体的一部分，这个过程如此稳固，以至于麻省理工学院的计算机科学家汤姆・莱特将生物学称为“起作用的纳米技术”。
但是，生物学的发生自有其精确的理由，而不切实际的纳米技术则没有：超小物质内部的运动非常激烈，科学家已经证明，物体的表面充满了激烈的运动，每一秒内，原子就会震荡1000多次，原子键形成然后打开，如此循环。这种充满能量的混乱为分子机器提供了能量，但是，人类工程师在做同样事情的时候就会以失败告终。
扫描隧道电子显微镜中的针尖大约为100埃(angstrom)宽，能够清楚地用疝原子拼出单词，其他原子则不行。DNA机器人也存在，但是，他们能做的事情就是“仓皇逃跑”。
要想超越这些？纳米技术驱动的“钻石时代”可能还需要等很久。好处是：一个可以被纳米机器拆卸为“灰雾”的世界也要等很久才会出现。
“灰雾”是一个术语，用于描述一种假定情况下我们星球上的生命，自我复制机器人或者毫微级计算机不再受人类的控制，并且开始将人类的生命耗尽作为它们自己的能量需要。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/
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