10项引领未来的科学技术

　　

   科技进步带来一日千里的变化，让我们对未来的世界充满了想象。哪些技术将使我们平实的生活五彩斑斓？哪些技术将彻底调整我们前行的方向？又有哪些技术，不知不觉中，早已超越了我们的期望？      

　　1  基因修饰技术  

 

　　基因修饰主要是指利用生物化学方法修改DNA序列，将目的基因片段导入宿主细胞内，或者将特定基因片段从基因组中删  

 

　　除，从而达到改变宿主细胞基因型或者使得原有基因型得到加强的作用。基因修饰目前已经广泛应用于人类生活的各个领域，例如，在医学上，可以利用基因  

 

　　修饰的方法抑制某些病毒类宿主细胞内的病毒复制，从而达到治疗的目的；在农业上，利用基因修饰的方法，人们已经成功地改变了农作物和畜禽的生产特性，从而达到改良以及传播优良品种的目的。  

 

　　尽管基因修饰的重要性已经获得了科学界的广泛认同，但是，基因修饰与人类健康、环境、农业发展、经济与政治之间的关系仍然值得深入探究。只有解决了这些问题，基因修饰才能够真正走进人们的生活。  

 

　　相关链接：2004年，美国密歇根大学医学院老龄化中心的研究人员培养一只名为“Yoda”的雄性侏儒老鼠，为同类中最长寿的一只老鼠，相当于人类的100多岁。Yoda之所以寿命如此之长，原因在于研究人员对其进行了基因修饰，修饰后其垂体和甲状腺的功能受到影响，并降低了胰岛素的分泌。通过基因修饰的Yoda体重比正常老鼠小1/3，而且对冷特别敏感。  

 

　　2  未来家庭机器人  

 

　　人的头脑不仅仅是一个信息处理器，还是一个发育器。利用“计算自主心智发育”的概念、理论及方法，可以研发出一种类似人脑的机器；在内在发育程序指导下，这种机器能与环境交互产生自主行为，发育出心智，这就是人们通常所说的未来家庭机器人。服务用机器人的研究将开辟未来家庭服务、社会娱乐、危险作业，以及军事方面的应用新领域。  

 

　　目前，基于生物启发的自主心智发育计算已经成为一项国际研究热点，这一新的研究领域也将引发一系列新的研究课题，带来新的商业契机。可以肯定地预计：不久的将来，服务用机器人有望走进人们的日常生活和工作当中，提供巨大的便利和娱乐，全方位为人类提供服务。  

 

　　相关链接：2007年，日本丰田公司和东京大学联合研究开发出家庭机器人保姆(Home  Assistant  Robot)，重106公斤，高155厘米，全身拥有5个摄像头，6个激光传感导航器，并且可以装备各种器具来完成不同的工作(例如开门撬锁等)，它可以给您端茶倒水、为您抹桌扫地，该做的事情做、不该看的事情不看。据说这个机器人还能通过一种特定的设备记录房间清洁时的样子，然后根据现实状况的对比，自动判断出哪些需要清理。  

 

　　3  新型电池  

 

　　新型电池是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的主要方向。近年来，新型电池及电池材料技术成为新的研究热点，主要包括贮氢材料及金属氢化物镍电池、锂离子嵌入材料及液态电解质锂离子电池、聚合物电解质锂电池、燃料电池技术、电化学贮能超级电容器等。各类电池在生产和研究中具有不同的创新和发展方向，未来的新型电池将在电子信息、新型能源和环境保护等面向21世纪的重大技术领域中起到举足轻重的作用，在满足现代化军事装备及武器、交通运输、办公自动化、矿产探查、石油钻井、医疗器械乃至家用电器等领域，也将发挥非常重要的作用。  

 

　　相关链接：美国科学家就曾经发明出一种纸电池。这种电池分量极轻，可以随意弯曲、折叠、剪裁，做成任何你喜欢的样子，并且能够生物降解，它们还可以一张一张地叠加，增加输出功率。同时，纸电池还可通过人体的汗水和血液生成电能，也许未来有一天科学家们将实现将纸电池植入人体。  

 

　　4  人工智能技术  

 

　　作为计算机科学的重要分支，人工智能技术是旨在揭示人类智能活动规律，研究、开发用于模拟和延拓人的智能的理论、方法及应用系统的技术科学。具体说来，它研究如何让基于计算机的人工系统去完成人的智力行为，即研究如何应用计算机软硬件来模拟实现人类某些智能行为，如学习、推理、思考、规划等。  

 

　　除计算机科学外，人工智能还涉及信息、控制、仿生、心理学、哲学及语言学等自然科学和社会科学的多个领域，其范围已远远超出计算机科学的范畴，它在20世纪与空间技术、能源技术一同被称为世界三大尖端技术，目前则和基因工程、纳米科学一道被认为是21世纪的三大尖端技术。  

 

　　相关链接：飞利浦公司开发的iCat机器猫，增添了人性化因素：一张富于表情的面孔。如果你叫它走开，iCat脸上会露出悲伤的表情，而如果你称赞它，iCat马上会露出灿烂的微笑。机器猫iCat可是语言天才，会讲多种语言，其内置麦克风能录下声音，帮助辨别声音，同时13台微型电动机能让机器猫的眼睛、眉毛、眼睑、嘴唇和头部活动，产生相应的表情。它还能连接到互联网，在电视上播放在线信息，或者能将信息大声读出来。不过，它可不会按摩你的腿。  

 

　　5  超高速交通工具  

 

　　超高速交通工具是指时速超过400公里的地面交通工具。它是21世纪下半叶随着经济社会的高速发展，人口的急剧增长，生活节奏的不断加快，人均占用陆地不断减少，公众对地面交通提出的新需求。发展真空(或低压)管道交通，或许是研制超高速交通工具的一种有效途径。超高速交通工具的问世，将使省际之间的人员流动类同于今天城区之间的人员往来，从而彻底改变人们的时空观。  

 

　　相关链接：2008年8月1日10时40分许，首趟京津城际高速铁路列车从北京南站出发。这是中国第一条世界一流水平最高运营时速350公里的高速铁路，开通后从北京到天津只要29分钟。  

 

　　6  干细胞技术  

 

　　干细胞是机体内一类具有分化成为其他各种类型细胞的能力的多潜能细胞，具有自我更新和多潜能分化两种重要的能力。根据来源不同，可分为胚胎干细胞与成体干细胞；而根据分化潜能不同，可分为全能性干细胞与多能性干细胞。胚胎干细胞来源于早期胚胎发育的囊胚，囊胚内部细胞团经过机械分离、体外培养与扩增，具有自我更新与发育成为机体各个组织的能力，它具有重要的医学与生物学价值，可以应用于临床治疗某些疾病。造血干细胞和神经干细胞等在临床治疗中已经发挥了重要的作用。  

 

　　但是，这种干细胞分化潜能有限，制约了干细胞治疗技术的发展。随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等生物技术的快速发展，按照一定的目的，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，将成为干细胞应用的主要方向。  

 

　　相关链接：2007年11月，留美女科学家俞君英和日本科学家分别发表论文，宣布成功把人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”，在国际科学界引起轰动。  

 

　　7  光电信息技术  

 

　　光电信息技术以光子或光波作为主要信息载体，涉及光信息的辐射、传输、探测，以及光电信息的转换、存储、处理与显示等研究领域，并以其极快的响应速度、极大的传输容量、极高的信息容量、极高的存储密度、极快的处理速度，以及微型化、集成化等特点，形成了以光通信、光存储、光显示和光传感为主要内容的信息光电子产业，推动着信息化社会大步向前。光电信息技术在高技术战争中扮演着十分重要的角色，光子技术在预警、监视、侦察、观察、瞄准、通信、精确打击、作战效果评估、电子对抗等方面都发挥了极其重要的作用，使作战方式、部队编制和后勤供应都发生了重大变化。  

 

　　相关链接：2003年，一个全世界的光纤通信网建成，它全长32万公里，经过了175个国家，从美国的西海岸开始，一直达到东海岸，把世界都连起来了。现在人们把通过中国的新疆、到俄罗斯一直到欧洲这条光纤通信网路称为“虚拟丝绸之路”。  

 

　　8  可服用诊疗芯片  

 

　　生物芯片技术是跨生物学、医学、药学、化学、物理学、光学、电子学、机械学、材料学、计算机科学等多个学科的综合性技术，它可将目前庞大的分立式生物化学分析系统缩微到芯片中，然后通过仪器收集信号，对细胞、蛋白质、DNA等进行准确、快速、大信息量的检测，并通过计算机分析数据结果。可服用芯片诊疗技术是射频识别技术侵入人体内进行相关治疗的应用，它通过可以服用的射频识别芯片在体内追踪监测人体的生理及健康状况。可服用芯片应用在药品当中，对一些抗药的患者而言，回访时能够反馈相关信息。可服用芯片诊疗可催生精确处方，实现个性化用药。该技术一旦广泛应用于临床，将给某些重症传染病、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、神经性疾病等，带来巨大的诊疗技术变革。  

 

　　相关链接：2007年3月8日，日本草津的立命馆大学就研究出一种直径1厘米、长为2厘米、重仅为5克的医用机器人，可以到达人体内患病处，并能与其它医疗器械配套使用。体内医疗机器人并没有双手双脚，但有无线通讯、电池和药物储存器，还有酸度、温度、位置等感应器，人们能通过遥控等方式，让进入患者体内的机器人投药甚至捕捉病毒。  

 

　　9  感冒疫苗  

 

　　流行性感冒是由流行性感冒病毒引起的一种急性上呼吸道传染病，传染性强，发病率在急性传染病中居首位，对人类健康造成了严重威胁，对公共卫生及流行病学和经济影响极大。大量的研究和许多国家长期的接种实践表明，接种流行性感冒疫苗是预防流行性感冒的有效措施。提前做好相关药物和疫苗储备，是应对流行性感冒大流行的主要手段。目前已开发出具有高度安全性，适用于各类体质和各年龄段人群及高危人群的高效佐剂流行性感冒疫苗、最新的细胞组织培养流行性感冒疫苗，以及人用H5N1禽流行性感冒疫苗等新产品。未来疫苗的开发应与疾病预防与控制体系充分合作，开展流行性感冒疫苗接种的临床有效性、安全性和社会经济效益研究，为疾控体系提供控制流行性感冒的决策依据。  

 

　　相关链接：2005年11月14日，科技部宣布，中国科研人员已成功研制人用禽流感疫苗。现已完成Ⅱ期临床试验。  

 

　　10  无线能量传输技术  

 

　　无线能量传输技术是指通过非接触的方式传输能量的一种技术，现有的无线能量传输技术主要有：辐射技术——通过某种独特的接收器接收空气中尚未散失的辐射能量，并将其转换成电能，储存给附近的电池中；磁场共振技术——当两个物体在同一频率实现共振时，将实现能量的无线传输；电感耦合技术——通过相对很直接的接触来进行能量传输，比如把机器放在一个垫子上就能进行充电；从环境中“收获”能源——将自然界的热能、光能和振动能转换成所需的能量。  

 

　　相关链接：美国Powercast公司推出一种适合中短距离的无线充电装置，装置包括一个安装在墙上的发送器以及可以安装在电子产品上的接收器，发送器利用915MHz频段把射频能量发送出去，而接收器则利用共振线圈吸收射频电波。不过，上述技术目前还只能在很短的距离实现微小能量的传输。今后，科技工作者如能研发出大功率、远距离的无线能量传输装置，将有可能引起能源领域一场变革。

 

　　■专家连线  苏青:科技导报社副社长  

 

　　十九世纪，当人们津津有味地阅读法国作家儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》、《海底两万里》、《八十天环游地球》、《环绕月球》、《地心游记》等文学作品时，并没有几个人真正相信这位科学、文学天才的那些伟大科技预言，更多的人只不过是把他那些充满神奇和幻想的“胡言乱语”、“白日做梦”作为茶余饭后的消遣。但是，仅仅过去了六七十年，凡尔纳在他作品中所描述的潜水艇、航天器、登月计划、地心钻探等预言就一一得以实现，人类社会由此迅速从蒸汽时代、电气时代步入信息时代。这一方面说明，科学技术发展到今天，已经渗透到人类社会的方方面面，并给我们的日常生活带来了翻天覆地的变化；另一方面，人类对自然界的认识是一个不断深化、无限发展的过程，任何社会在任何时代都拥有世人无法料想的科技创新，但这并不是说科技创新难以想象；相反，超前地、创造性地对科学技术的发展趋势进行预测和展望，将有助于激发公众对科学技术的兴趣，有助于引动科技研究的方向，有助于凝聚社会的智力资源，继而有助于推动科学技术的进一步发展、创新和突破。从这个意义上说，“10项引领未来的科学技术”评选活动，善莫大焉。  

 

　　科学技术的最终目的是促进人类文明的进步，增进人类社会的福祉。入选的“10项引领未来的科学技术”，其中“未来家庭机器人”、“新型电池”、“超高速交通工具”、“可服用诊疗芯片”、“感冒疫苗”直接就与人们的日常生活密切相关，涉及当前最为活跃的生物技术、信息技术两大领域的“基因修饰技术”、“干细胞技术”、“人工智能技术”、“光电信息技术”、“无线能量传输技术”对人们的生活同样有着重大的影响。可见，公众不仅已经开始了解、熟悉前沿科学技术，而且还迫切期盼最新科学技术对未来人类生活所予以的改善。今天，“和谐号”动车组从北京去趟天津，全程只需不到30分钟的时间，比从我办公的魏公村去趟王府井还快，这已经对我们的时空观产生了巨大的冲击；那么，未来“超高速交通工具”的诞生和普及，又会给我们的生活带来什么样的影响？这确实对我们的想像力是一个不小的考验。我想，至少“地球村”将会变得更加名副其实。  

 

　　“五个10”系列评选活动全国共有500多万人参加了投票活动，共收到选票2000多万张，公众这么广泛的参与度，是我们评委始料不及的。这从一个方面说明，生动活泼、创新别致的科普活动还是会受到广大公众欢迎的；另一方面也说明，“科学技术是第一生产力”已经深入人心，中国科协的地位和影响力正在不断提升，公众的好奇心、求知欲和探索欲更是在不断增强。从这个意义上说，诚如著名发明家张开逊老师所言，这样的活动“实际上是公众和科学家分享对科学的感悟，分享对未来的思考。这是一次盛大的公众科学活动，快乐的科学精神体验。”  

 

　　无须讳言，“五个10”系列评选活动的最终结果完全是在公众推荐、投票的基础上产生的，因而具有浓厚的草根特点，入选的“10项引领未来的科学技术”未必就与科学界主流的认知一致，更不可能把对未来最具影响的科学技术都涵盖进去。此外，入选的“10项科学技术”基本上涉及到的都还是“技术”，“科学”还没有真正进入公众的视野、被公众所关注——这是应该引起我们重视的一个问题；但是，无论如何，这种调动广大公众积极参与的、有益的科普活动，无疑将有助于进一步整体提升全社会推动公民科学素质建设工作，激发公众关注科技、热爱科技、运用科技的兴趣，达到弘扬科学精神、普及科学知识的目的。它再一次彰示了科学技术是引领未来的强大动力。  

 

　　从这个意义上说，“五个10”系列评选活动可谓献给中国科协50华诞的一份名副其实的厚礼。