改变人类未来的十大发明（科技前沿）

　　有人说，爱迪生和莱特兄弟那种单打独斗式的发明方式已经消失了，21世纪人类的发明活动需要庞大的国际合作。这些人的话也许并不错，但个体发明者永远都不会消失。美国国家人类基因组研究所所长科林斯说：“奇思妙想最初的灵光一闪往往只来自一个人，因此聪明、有创造力的人至关重要。”

　　尤思亮

　　最近，美国《新闻周刊》收集了10个由个人最初构思的发明，并认为它们可能改变人类未来。

　　（一）苦味阻断剂：蒙骗味觉饮食革命

　　大厨的工作很难做，因为众口难调。而做菜时最难的工作，就是把果蔬中的苦味道去掉。以往，厨师大多是加糖或蜜掩盖苦味，但后者对食客来说，不是引发心脏病、高血压就是腐蚀牙齿。人类基因组被破译后，分子生物学家终于找到了味觉的生物化学原理，并据此造出一种新的调料。这种被称为“苦味阻断剂”的调料可以骗过舌头，让老饕们也尝不出菜肴中的异味。据估计，这种调料面世后，将引起人类饮食的革命。

　　加利福尼亚的一家新兴公司———林古针公司的主攻方向正是这种新型调味剂。研究人员先克隆出人的味觉细胞，然后在一个盘子中把它们与苦东西（比如咖啡因）混合在一起，再加入不同的化学物质，观察哪一种物质能够阻止舌头的苦味感受器正常工作。

　　由于苦往往与毒联系在一起，这家公司解释说，苦味阻断剂的作用并不是无限的，它不会让苦涩的东西吃起来和冰激凌一样甜美，而且人的鼻子也可以嗅出食物的味道，因此不必担心这种新产品会让大家误服什么有毒的东西。

　　（二）转基因鼠：开发新药对抗疾病

　　聪明鼠、笨笨鼠、大力鼠、贪吃鼠、肥胖鼠……设想一下，5000只不同的转基因老鼠“鼠聚一堂”会是怎样的状况？而这正是位于美国休斯顿的词典基因公司一个5年计划的目标。这家公司通过一种叫做“基因休克”（geneknockout）的方法，专门设计老鼠。公司的目标是通过基因不同的老鼠，发现人类疾病的基因根源，最终开发出新药。

　　基因研究发现，人和老鼠是“兄弟”，因为实际上，人类和老鼠有99％的基因相同。“老鼠是最小的一种在身体和基因方面近似于我们的哺乳动物”。专家指出，易于饲养、繁殖迅速等优点已经使老鼠在近一个世纪中成为医学研究中的重要角色。

　　词典基因公司的转基因鼠生产流水线眼下已经成型。流水线的运行模式是这样的：科学家先瞄准某个基因；然后用化学方法改造鼠的胚胎细胞，使瞄准的基因处于休克状态；把经改造的胚胎细胞注入另一个鼠卵子空壳内，植入母鼠子宫，产生小鼠；最后，通过世界上最复杂的身体和心理测试，寻找出转基因鼠在身体和心理等各方面的变化。

　　词典基因公司的研究员祖戈比不久前在一次大型会议中展示了患上赖特综合征的转基因老鼠的录像，画面中的老鼠在行动时异乎寻常地出现爪子扭在一起的症状。由于知道病鼠缺失的基因，科学家可以顺藤摸瓜，容易地找出缺失基因所制造的化合物，然后据此设计出新药。这种研究新药方法中潜伏的经济价值大得难以估计。

　　（三）量子密码：加密信息防止盗窃

　　目前的保密通信使用的是经典密钥，但它从本质上讲不安全。而量子加密基于量子力学线性叠加原理和不可克隆定理，可以保证不会失密。这种技术要求使用双方通过光纤在异地产生密钥，根据事先约定的协议建立起共享的密钥，然后发送者应用该密钥对所要传送的文本、图像等信息施行加密变换，被加密的信息经由光纤传送给接收者，后者应用手中的密钥对密文施行解密，获得传送的信息。任何窃听量子加密信息的举动，都会改变信息的内容，这就像警铃一样会显示出入侵者的踪迹。再高明的间谍对这种加密术也是一筹莫展。

　　哥伦比亚大学的学生斯蒂芬·魏斯纳在1969年第一次提出量子密码学的想法，但当时没有一家学术杂志愿意刊登。1999年，这种想法终于付诸产品。一群企业家不仅在纽约成立了MagiQ技术公司，而且开始生产商用量子加密设备。据估计，这种设备不久上市时，一套的要价会达到5万美元。

　　（四）互动织物：将“电脑”穿在身上

　　离开劳碌了一天的办公室，回到家。在门前，摘下帽子，刚才帽子中传来的音乐声嘎然而止。挥挥手腕，家门悄然打开。没有理睬报警器的鸣响，我径直走向卧室，因为报警器很快就能辨认出主人，安静下来。这时，卧室的灯亮了，脱下衣服，我摔倒在沙发里。轻触沙发扶手，一个声音响起来：“看电视吗？”又按了一下扶手，电视打开了。“唉，可以踢掉鞋子，好好休息一会儿……”

　　别以为这是在做白日梦，内置音响的帽子、带电子标识装置的衬衣或者可作遥控器的沙发，都可以用互动织物做出来。20世纪90年代，科学家已经考虑把电子元件组合进衣服里。但当时设计的棉布键盘之类的东西一沾水就会立即报废，完全没有实用价值。

　　美国纺织和纤维工程技术学校佐治亚研究所的桑德森·查亚拉蒙在5年前找到一种制造电子纤维的办法，现在用这种电子纤维制作的医疗智能衬衫已经快上市了。这种衬衫可以实时监测穿着者的心跳、血压等指标，一旦发现异常，立即报警。

　　查亚拉蒙希望，最终的互动织物服装就像能够穿上的电脑主板，可以随意向上面插装电子设备，比如在翻领上装麦克风，在兜里插录音机，在帽子里装上MP3播放机和耳机。不过，互动面料作的衣服是否穿起来够靓，还没人知道。

　　（五）空天飞机：超级发动机超级速度

　　艾伦·保尔已经是第十次到离家3000公里的沃姆拉空军基地了。他从车上卸下书，然后是一个楔形的一米长盒子。别瞧不起这看起来不起眼的盒子，这是一台被称作空天飞机的飞行器的发动机，保尔已经在它身上花费了10年时间。

　　数十年来，科学家一直希望制造空天飞机。空天飞机集飞机、运载器、航天器等多重功能于一身。它的奥妙之处在于它的动力装置。美国航空航天局（NASA）设计的X43空天飞机使用超音速冲压喷气发动机。与火箭不同，这种发动机使用来自空气中的氧气，而不用自己携带氧气。然而，NASA在2001年第一次试飞耗资1.85亿美元制造的X43A空天飞机时，飞机爆炸了。

　　来自昆士兰大学的保尔就是要做到NASA没能做到的事情———制造出能够成功上天的空天飞机发动机。由于资金紧张，保尔想尽办法节省开支。他让弟弟设计需要的软件，让搞电器的老爸伯特帮助连接发动机中复杂的传感器。即使如此，保尔仍花了40万美元。

　　去年9月，保尔的发动机发射成功，达到6.5倍音速。晚上，保尔拿出经费中最后的200美元，跑进酒吧，请在那里的人们痛饮一番。“我打败了NASA，这值得喝一杯，”保尔说。他已经计划进行下一步实验，以达到音速的22倍，从而足以将小型卫星送入地球轨道。

　　（六）设计孩子：设计基因选择生命

　　莫莉·纳什看上去像一个正常的二年级小学生。和班上的同学一样，她上舞蹈课，玩足球，而且她的阅读和数学都很出色。但不同的是，她患有罕见的范康尼氏综合征，患这种病的儿童过了6岁就很可能死亡，治疗的惟一办法是得到基因近似的人捐献的骨髓，这意味着莫莉的父母必须尽快再生一个孩子，但问题是，产下健康而且基因合适的新生儿的机会只有1/4。幸运的是，现在有办法可以为即将出生的孩子设计基因。

　　美国乔治敦大学的分子生物学家马克·休斯近10年来一直在研究PGD技术，这种技术可以在试管受精卵植入子宫前，分析其基因。利用这种技术，就可以预先安排出生孩子的基因。在休斯等专家的帮助下，莫莉的弟弟亚当就这样出生了，这个2岁半的小孩子救了莫莉的命。

　　然而在莫莉父母拍手相庆的时候，PGD技术却备受争议，其所涉及的生物伦理学仍是敏感的话题。因为这种技术可能被滥用，其危害包括因选择孩子性别造成男女比例失调。因为处理了莫莉这桩病案，休斯失去了美国国家卫生研究所的基金，而且被迫从乔治敦大学职辞。但休斯并不后悔当初的决定，他说：“我永远也不会忘记他（莫莉父亲）的话，‘当你环游世界，坐在高级桃木会议桌前高谈阔论生物伦理学时，我的女儿正在走向死亡。’”

　　（七）免费软件：发展中国家受益

　　位于南非开普敦郊区的诺依特奇达切小学，说是学校，其实也就是围在铁丝网内几间简陋房屋。学校没有钱建图书馆，也只有少数学生买得起校服。但是5年级的学生们却围在20台电脑终端前，使用文字处理程序，熟悉鼠标和键盘。这样一个C级水平的学校，频临南非政府的贫困线，怎么可能买得起现今的电脑实验室？

　　Linux的创始人利努斯·托瓦尔兹从来没去过这所学校，可是他最有权利回答这个问题。这位芬兰电脑科学家在1991年创建了可与微软的视窗操作系统相媲美的Linux操作系统。但他没有将软件拷贝出售赚钱，而是将Linux的源代码公布于世。近年来，IBM、惠普和甲骨文等众多大公司以及法国和德国等政府，都开始采用Linux。

　　现在，免费软件在发展中国家中开始占有更加重要的地位。没有钱支付微软注册费用的学校、政府办公室和小企业纷纷开始使用这些免费软件。免费软件为他们节约了大笔开支，并且拥有更大的灵活性来调整程序，满足当地需求。在许多国家和地区，开放源代码软件还赋予高科技以独立发展的可能。

　　（八）大脑扫描图：探究脑部区域间联系

　　几周来，约翰越来越紧张，无法集中精力工作。医生认为，这些症状源自他脑部左额叶的一个肿瘤，最好的办法是动手术切除肿瘤，但问题是，医生可以安全地切除多少脑组织。

　　乔伊·赫希希望能回答这个问题。她是纽约哥伦比亚大学附属大脑成像实验室的新主管，这个实验室正在竭力将大脑成像工作提高到一个新的水平。

　　自从19世纪初期以来，大脑科学家已历尽波折，当时他们不得不等到病人死了以后才能够解剖分析大脑。100年以后，科学家开始对活着的病人注射放射性的化学物质，这种技术称作正电子发射X射线层析照相术（PET），化学物质20分钟左右从颈部动脉抵达大脑，但只能给科学家一个模糊的图像。

　　与PET几乎同时发明的磁共振成像更快，磁场发出的信号能够揭示大脑解剖图片，而且图像质量更高。为了更准确的判读大脑，赫希发展了统计工具，与大脑磁共振数据结合起来，并制成软件。她正在使用一屋子的超级计算机来探究不同脑部区域之间隐藏的联系。

　　赫希希望，大脑扫描仪能像苹果二代个人电脑一样大。在未来10年内，大脑扫描可能将是一个很普通的诊断工具。精神病医生可以使用他们来分析精神疾病，辨认可能的罪犯。警察可以用他们来判断一个嫌疑犯是否说谎。

　　（九）简易水泵：有效促进非洲发展

　　多年来，62岁的肯尼亚农民基马尼总是弯着腰，一手拎一桶水，灌溉自己的几分薄田。这实在是件累人的活，从附近的井边将水提回家让他筋疲力尽，腿脚发软。

　　去年，基马尼看见邻居用一种非常奇怪的装置在灌溉庄稼，这种装置看上去像是一个改制过的跑步机。邻居站在两个脚踏板上，上下踩动，连接在脚踏板上的两个活塞就将水从附近的小河里吸上来，送到田里。基马尼好奇地把这套水泵借来灌溉自己的西红柿、玉米和豆。这东西确实好用，于是他也从不多的节余中掏出60美元买了一个，包括一根36米长的管子。从那以后，他扩大了种地的面积，还雇了两个人专门来踩水泵。即使是在旱季，他也照样能够获得好收成。

　　这种科技含量不高的发明是两个社会活动家马丁·费希尔和尼克·穆恩的最新成果。

　　在过去7年内，他们一直在肯尼亚和坦桑尼亚附近的农业设备商店推销这种装置，并将之称为“赚钱水泵”。他们开设了非赢利性公司ApproTec，并且希望这种简易水泵能够成为重塑东非国家经济的一系列廉价但又有效的设备之一，就像因特网和其它高科技创新对发达国家的作用一样。

　　（十）造雨机：人工控制天气

　　现在闭上你的眼睛开始想象：一个像办公楼一样大的风动涡轮，放置在距离海平面35米高的地方，旋转时将小滴的水珠撒向空中。海上的雾气浓起来，云彩越积越厚，最后缓缓上升，在温柔的逆风下，向陆地上空漂移。

　　这个主意的始作俑者、爱丁堡大学63岁的工程学教授索尔特几乎拥有一个疯狂发明家的一切要素：“非常乱七八糟的思维，可能产生大量垃圾，但是接着能够从中挑选出黄金。”他的发明常常为人不齿，即使是一个最具有同情心的科学家也会将他10个发明中踢走9个。但无论如何，还是有人在关注他的发明：英国政府去年就拨款10.5万英镑给索尔特，让他研究降雨涡轮。

　　这笔拨款让索尔特可以继续他的研究。计算复杂的气候模型需要数月的时间，而第一个完全具有规模的模型出现可能需要数年的时间。索尔特估计，10万个涡轮一起工作带走的海水，能够使海平面下降1米，阻止海平面继续上升。虽然不少气象学家对索尔特的发明嗤之以鼻，但对数十亿居住在地势低洼或者急需用水的人而言，索尔特的主意值得一试。