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科技在深刻地改变着我们的生活！回想30年前，手机还是超级富豪们玩的玩意儿，如今却几乎半数地球人人手一部了；互联网的兴起也差不过是近20年来的事情。那么将来还有什么高科技产品能够深刻地改变我们的生活呢？ 下面是英国《新科学家》杂志预言的未来30年可能与手机、互联网相媲美的10项新发明。 当19世纪初，德国科学家伦琴刚发现X射线的时候，在当时引起一阵恐慌。富人们担心窃贼会用它来隔墙偷窥自家的财产；女士们则担心流氓以此来窥视她们的身体。但最终证明这一切不过是虚惊一场。因为X射线既能轻易地穿透主要由碳水化合物组成的我们的身体（骨骼除外），又能被砖墙挡住。 但是，不像X射线和可见光，无线电波却可以穿透厚实的墙壁。2006年，英国剑桥的一群科学家声称他们建造了一个便携的装置，可以通过发射和接收反射回来的无线电脉冲信号来探测墙壁另一侧的人。根据他们的报告，这些无线电脉冲能够穿透40厘米厚的墙壁，探测到15米范围内的人。 但它有个致命的缺点，即只能探测活动的物体，因为它是利用反射无线电波此时与彼时的变化来探测物体的。要是一个物体静止不动，它反射的无线电波没有任何变化，那就不能被探测到。正是这个弱点让人大可放心，它不会被贼用来觊觎你家的财产和物品。 德国慕尼黑理工大学的科学家让这项技术又前进了一步：他们发现，频率在433兆赫24千兆赫之间的无线电波虽能穿透皮肤和骨骼，但能够被心脏等器官周围的脂肪组织部分反射。利用电磁波的多普勒效应，他们就能检测到像心跳和呼吸这类微弱的变化，进而探测到静止不动的人！ 因此在劫持人质的事件中，这项技术将来可用来监视、跟踪罪犯和人质的活动。对于普通人，有一天这项技术也许可以用来看顾楼上或者隔壁的孩子；但小心，也可能会被人利用，隔着墙壁监视你在室内的活动。 很少有梦想像隐形技术那么快就从科幻变为现实。自从2006年研制出只能对微波段的电磁波隐形的“斗篷”以来，科学家们一直被一个梦想激励着：一定要把哈利·波特的隐身术变为现实。 隐身斗篷之所以能够让一个物体从我们的视野里消失，是因为它能够让电磁波不产生反射，而是“绕道走”，就好比水流碰到石头，就从石头两侧流过一样。隐身斗篷由“超颖材料”制成，这是一种人工设计的材料，由无数电子元件组成；这些电子元件比射向它们的电磁波的波长尺寸还小，与电磁波作用后，就能够控制电磁波的传播。科学家的最终目标是研制出能够对可见光隐身的斗篷。这样，你只要在一个物体上用这种斗篷一罩，物体就从你的视野中消失了。 2008年，美国科学家首次制造出一种能让可见光扭曲的材料。2011年，英国科学家还制造出一种“时空隐形斗篷”。他们对一束光进行操纵：先让前面的光加速，后面的光减速，这样前后光之间就有了一条无光的间隙，假如一个人趁机钻过这个间隙，我们是觉察不到的；等事情过后，让前面的光减速，后面的光加速，使得前后光又“缝合”上；这样，抵达我们眼睛的光在我们看来从未间断过，我们就会认为什么事情都没有发生，也相当于实现了隐身。 未来可以发明一种像手机一样便携式的医疗设备，可以在瞬间诊断和愈合我们身体内部破裂的血管。这种设备依赖超声波而工作。现在医务人员已经用超声波用来检查子宫里的胎儿，但要是超声波足够强，让它的能量集中在一个点上，那么它就可以烧灼、“焊接”伤口，快速止血。 科学家已经证明，超声波可以检测动脉的出血，而高强度的超声波还可以愈合破裂的动脉。美国国防部高级研究中心的科学家正在研制一种可以像手表一样戴在人手腕上的超声波医疗器械。这种器械由超声波的一系列收发器组成。使用时，它先发出低能量的超声波，检测人体内破裂的血管，一旦发现了伤口，它就会自动聚焦于出血的部位，烧灼伤口，使之愈合。为了避免对健康的组织造成伤害，这种器械能同时从不同方向发射出几束超声波，然后聚焦于一点；每束超声波能量都很低，不会对健康组织造成影响，但一旦聚焦于一点，就会产生很高的热量，足以“焊接”裂开的血管。 可以想见，这种仪器未来在战争中将派上大用场。 电影上蜘蛛侠爬起墙来是那么利索，但要真正实现起来，却困难重重。问题在于：当蜘蛛侠在摩天高楼的壁上攀爬的时候，他的手套和鞋的粘力必须足够强到支撑他的重量，而与此同时，为了方便行动，又必须便于从墙壁上扯开，因为这一点，强力胶水可不是一个好选择。 诺贝尔物理学奖获得者安德烈·格林在2003年用非常细小的毛状物设计了一种材料，可以模仿壁虎的脚。科学家已经知道，壁虎之所以能够附着在墙壁上，是因为它的脚掌上覆盖着有上百万根微小的绒毛（这种绒毛是肉质的，类似于我们的味蕾），在那么小的尺度上，起作用的是分子与分子之间的作用力，这些力作用的总的结果是产生很强的吸附力。格林的材料也由大量的绒毛组成，1平方厘米的这种材料，要是使劲按在垂直的墙壁上，可以拉住1千克的物体。但这种材料离实际应用还有一定的距离。 意大利都灵大学的科学家朝前发展了一步。2007年，他们用碳纳米管制成的手套每只可以支撑10千克的物体。当然，在这方面目前大自然还处于领先地位。而且壁虎的脚掌具有自我洁净的能力，而这种手套一旦被污垢沾染，附着力还将大打折扣。 手机虽然用起来挺方便，可要是一旦没电，那就一无用处。许多器械也一样。尤其像起搏器这样一些植入人体、靠电池供应动力的小器具，一旦电力耗尽，就需要动手术更换电池。这可真麻烦，要是直接从周围获得动力该多好。 作为第一步，你可以从你的衣服上获得电力。2008年，美国佐治亚州的科学家利用氧化锌纳米管编织了一根纤维。每次当这根纤维被扭曲或者挤压，就会产生微弱的电流。将来，如果把由无数条这种纤维编织的“布片”别在你的衣服上，你在弯腰、伸手时扭曲衣服，就会在其上产生电流，这样你就可以随时给你的手机充电。 植入你体内的起搏器则可以从你的身体上获得电力。美国斯坦福大学的科学家设计了一款靠心脏跳动来发电的“微型发电机”。这个“发电机”由一块微型磁铁和一个微型线圈组成，磁铁位于一根充满液体的微型管中，管的两头连着两个微型气球，整个装置植入心脏。当心脏跳动时，管两端的气球依次被挤压，管内的液体带动磁铁来回移动，于是运动的磁铁就在线圈中就感应出了电流。 而美国得克萨斯大学的科学家还发明了一种可植入人体动脉的小机械，它可以利用葡萄糖作燃料获得永久的动力。 在日本动画片《铁臂阿童木》中，当阿童木需要到远方去的时候，他只要把双脚一卸，一点火，就可以像火箭一样升空。而我们要想飞行，却要买机票，搭乘固定的航班……能不能发明一种喷气式装置，每个人可以背在身上，想飞的时候只要一按按钮，就可以像阿童木一样腾飞呢？ 这种装置40多年前就已经发明出来了，叫“火箭带”。不过，它不像火箭，靠氢气和氧气混合之后点燃产生的冲击波来推进的（要是用火箭的燃料，不烤熟屁股才怪呢），而是靠催化过氧化物产生的急速气流来推进的。这种飞行方式，在1984年的美国洛杉矶奥运会开幕式上还表演过。但火箭带非常不实用，一次能携带的“燃料”只够让它飞行30秒。 2008年，新西兰的一家公司生产了一种完全不同类型的喷气式背包。它靠两个涡轮发动机驱动两叶螺旋桨提供上升力，不需要特殊的燃料，而只要有普通汽油即可工作。所携带的一罐汽油可供它在空中逗留30分钟，大约能飞行50千米远。它还配备有降落伞，以供紧急时使用。 目前它的主要缺点是造价高昂，差不多是一款高级轿车的价格。不过尽管这样，在战争和紧急搜救中，它还是会派上大用场的。如果哪一天价格降到普通人也能买得起，那上班族就不用怕迟到，可以安心睡到上班前的一刻了。 你想体验一下失重的感觉吗？你想在你自己的航天飞机里观赏落日吗？ 目前通向这一梦想的最大障碍是居高不下的发射费用。通常的发射，一次费用就高达1亿美元。降低费用的一条途径是给飞行器“添加”翅膀，翅膀所产生的上升力可以减少燃料的消耗，从而也可以减轻飞行器的重量。 2010年，美国处女星航天公司的“太空飞船2号”就是采用这种策略发射的。飞船先被发射飞机运到15千米的高度，再从那个高度点火起飞，进入太空。 不过根据科学家的设想，其实还有更好的办法，那就是压根儿不携带任何燃料。对于未来“私家”的太空飞船来说，它的特点是相对轻巧，所以可以考虑用地面发射的激光来把它推到预定的轨道。当激光照射飞行器的底部时，会产生爆破性的等离子体，从而产生向上的冲击力。预计到2025年，利用微波激光，人类可以把这种轻型飞船发射到地球的近轨道，而发射费用却只及通常发射费用的千分之一。 即使携带氧气瓶，我们在水下也只能呆到瓶中的氧气所允许的时限。但是海洋中有氧气，为什么我们不能像鱼一样在海里面生活，从水中提取需要的氧气呢？ 2002年，一名潜水员不携带氧气瓶，单靠人工腮在游泳池的水下呆了半个多小时。这个人工腮是日本科学家利用高科技硅膜制成的，它能让氧气透过，而把水和水中的二氧化碳阻挡在外面，——这一点完全像鱼的腮。 但是你不要指望这种人工腮会很快投入市场，因为靠它得到的氧气少得可怜。要得到足够人呼吸的氧气，需要人工腮非常快地工作，也就是说功率要很大，而这意味着，尽管你不需要携带氧气瓶了，但将不得不背上大块的电池。如果能提高人工腮的工作效率，同时设法利用海底的洋流或者温差来发电，那么我们不带氧气瓶就可以畅游大海了。 拥有一个随身翻译的机器是每一位爱好漫游的人的梦想。这种随身译的雏形已经在伊拉克战争中被美军投入使用了。这个机器只有掌上电脑那么大，装有语音识别和翻译软件。用阿拉伯语对着麦克风说话，软件就会把话转化为阿拉伯文字，然后再翻译成英语，通过电脑的扬声器说出来。 这款软件甚至可以通过对话来学习外语。它是通过对照同一语境中，一个词出现的频率来实现这一点的。比如在一个炎热的夏天，当阿拉伯语中“haar”出现的频率与英语中“hot”出现的频率差不多时，那么它就会认为这两个词表达的是同一个意思。通过同样的方式，它还甚至还能学习语法。 不过目前要带上这种机器去漫游世界还为时尚早。这台机器之所以能够在伊拉克战争中胜任，是因为它把注意力主要集中在士兵们经常需要使用的大约5万个词汇上，词汇量越大，识别起来就越困难。但今后30年内，它肯定会与时俱进，到那时也许你就可以带上它去旅行了。 当电视屏幕上出现美味佳肴时，要是能同时伴着佳肴的香味，那当然更让人陶醉，可惜目前我们还做不到这一点。 科学家对于嗅觉的工作机制现在还没有完全搞清楚，比如还不知道为什么某种特定结构的分子会对应某种特定的气味，而不是别的气味；因此我们既不能够预测一种新分子会产生什么气味，更没办法为了制造某种气味而合成一种新的分子。但即使没有完全搞清楚嗅觉的工作机制，也并不妨碍我们去实现让视频伴随着气味的梦想。 我们一般把气味归为36类，比如花香、青草的气味、臭味，等等。1990年代，美国一家从事研制气味电视的公司开发出一个产品，差不多已经能够模仿出日常生活中绝大多数的气味。虽然这些“人造气味”并非很理想，但至少我们的鼻子能够识别。 电影银幕对于气味视频也并不陌生。自1950年代至今，有些电影院在放映影片时，经常有意释放一些与电影中镜头相称的气味，以增加观众的真实感。 但是，通过鼻子产生的气味都有一个缺点，比如你在看气味视频的时候，要是从厨房里飘来一股异味，干扰了你的感觉怎么办？还有，视频上的画面要是变化太快，让气味的变化跟不上怎么办（因为气味的传播是比较慢的）？ 日本索尼公司的科学家想了一个妙主意：干脆绕开鼻子，直接作用于大脑。当需要某种气味时，利用超声波信号直接激活产生这种气味的脑区，于是在观众或者电脑游戏玩家的头脑里，就会出现真实气味的感觉；而且这种感觉可以快速变化。 本文源自大科技〈科学之谜〉 杂志文章 欢迎您关注大科技公众号：hdkj1997 |
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