未來新技術(shù)展望

人類的科學技術(shù)發(fā)展正處于巔峰時期，各種先進技術(shù)不斷地被研究、被發(fā)現(xiàn)、被應用，可謂是日新月異。未來又有哪些令我們意想不到的新科技呢?誰也很難說清楚，但結(jié)果肯定是大大超出我們的想象。

太空梯

如果能制造出連接宇宙與地球表面的太空梯，即使不用火箭，人類不也能造訪衛(wèi)星，隨心所欲地進入宇宙、邀游太空了嗎?早在上世紀50年代，前蘇聯(lián)工程師尤利·阿爾圖塔諾夫就提出了這個設想，這個設想在后來的科幻小說、科幻影片中頻繁出現(xiàn)。

從理論上講，太空梯并不神奇：在地球赤道的海面上建造一個平臺，從距赤道上空約3600千米高的靜止衛(wèi)星上降下一條長達10萬千米的纜繩，把它錨定在平臺上，隨地球同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力恰好抵消了地球引力，它便得到一個向外的張力，在張力的作用下，將太空梯豎直起來。然后用一個由激光或磁場提供能量的升降器在纜繩上上下移動，運送乘客或貨物。由于太空梯是垂直行駛，車與軌道之間還應有某種固定裝置，科學家設想，在管道四周設置類似超導磁懸浮列車的懸浮磁體。車上下行進的動力，采用類似電梯的吊掛牽引，或直接利用約束磁體的磁場變化產(chǎn)生的電磁推力。與地球上的公共交通工具一樣，太空梯內(nèi)的列車也將設置成雙向?qū)﹂_，并在適當?shù)母叨劝惭b“站臺”，以便乘客和貨物上下。

時間旅行

在一些科幻作品里，我們常見到時間機器或時間隧道等。通過它們，人們可以回到已逝的古代或進入遙遠的未來社會。

時間機器理論以美國吉普·索恩提出的“蟲洞機器”理論最為著名。“蟲洞”，就是連接宇宙遙遠區(qū)域間的時空細管，因為它猶如蟲在水果中打出的隧道那樣而得名的。索恩設想，在地球與織女星附近有可能存在一條穿越空問的捷徑，這條捷徑就是蟲洞。如果宇宙飛船穿越蟲洞，就會發(fā)現(xiàn)原來可望而不可即的遙遠的織女星就在眼前。如果穿越不了蟲洞，宇宙飛船就回到了過去的世界。

理論上，蟲洞內(nèi)的空洞是極微小、極狹窄的通道，且被扭曲得極不自然，因此無法使它保持暢通，即使能開通，也只是一瞬間。一個蟲洞要成為可穿越蟲洞，其半徑必須遠遠大于一光年。對此，索恩設想用頻繁發(fā)生的量子時空起伏將普朗克尺寸的蟲洞擴大到人或飛船能夠通過。所謂普朗克尺寸是按量子力學上考慮的最小長度，約10^-33厘米：其次，用不讓蟲洞蛻變的所謂高熱質(zhì)物質(zhì)使之穩(wěn)定。

物理學家霍金認為，時間是線性的，只能向前，不能向后的特性是不容破壞的。不論用什么樣的事物制造時間機器，終不會成功。時間機器不過是終極幻想了。而索恩則認為“在物理學深刻認識量子引力理論之前，我們誰也不能下結(jié)論。”

延長壽命

人體一生中，細胞大約分裂50次就停止。隨著細胞分裂次數(shù)的增加，染色體其他部分的基因也會發(fā)生變化，細胞的功能也會隨之降低，即我們所說的“細胞老化”。

但并不是一切分裂細胞以同樣的速度老化。在骨髓或肝臟起到細胞貯存作用的肝細胞的老化就極緩慢，而生殖細胞完全不老化。癌細胞更具有無限反復分裂的性質(zhì)。科學家發(fā)現(xiàn)，在這些細胞里有一種端粒酶，它是一種具有再延伸端粒作用的酶，能夠重新擰緊分裂時鐘的發(fā)條。

若能讓身體里的所有細胞都具有端粒酶，不就能夠延長細胞的壽命了嗎?科學家在試管內(nèi)將端粒酶基因的一部分引入細胞，細胞的確能無限分裂，且不會出現(xiàn)細胞功能性障礙或癌變等。這個結(jié)果顯示，使細胞長生不老還是可能的。同樣的操作在人體進行，科學家發(fā)現(xiàn)，將端粒酶基因的一部分引入細胞，能預防動脈硬化或心臟病等疾病。

但是，在通常狀態(tài)下，一切分裂細胞存在端粒酶基因的開關(guān)，總是置于“斷開“狀態(tài)。美國密歇根大學的教授從正常造血細胞對循環(huán)體內(nèi)的淋巴激活素作出的反應中發(fā)現(xiàn)，端粒酶基因有將這種基因置于開或關(guān)的激素信息。若能明了其中結(jié)構(gòu)，將一切分裂細胞的端粒酶基因置于“接通”的狀態(tài)，或開發(fā)細胞分裂的阻化劑，人類就能人為地阻止細胞老化，根治癌癥，120歲的人類壽命界限或許將會被突破并延伸到幾百歲。

控制地震

地震是由于地幔作對流運動，對地殼產(chǎn)生壓力，從而破壞了地殼表面的脆弱巖石而形威的。即使再有多少個千年后，人類的智慧也無法制止地幔的對流。但控制地震發(fā)生，還是有可能的。

地震每級間的能量之差為30多倍。代替8級地震，可以在時間上分散為引起6級地震千次左右。如果分散為4級地震，則必須引起上百萬次才行。如果能將可能發(fā)生的大地震分解為級別小的地震，那樣就不會出現(xiàn)類似汶川大地震和海地地震所造成的慘重傷亡和損失。

人們還可以在不致危及人類生命的地方制造斷層，誘發(fā)小地震從而消滅大地震。據(jù)說，俄國正采用巨大裝置引發(fā)小地震，以消滅大地震的研究。他們應用貯存石油的地層，在地下有意制造許多微小裂紋，成功地提高了石油的抽出率。另外，控制地下的水流，也能夠影響地殼變化，制造小地震，避免大地震。

如何控制大地震的發(fā)生?關(guān)鍵在于影響地殼的性質(zhì)。構(gòu)造地殼的巖石有“結(jié)構(gòu)敏感性”，即對于物理條件的微小變化，巖石的微結(jié)構(gòu)會發(fā)生大的變化。例如，只要稍微改變粘土含水量，粘土的硬度就會有很大變化。據(jù)此，人們通過向地下巖石注入含表面活性劑的水，并通電流等操作，使地殼的強度、形變以及地下水的流動發(fā)生變化。用這些方法改變地殼的物理狀態(tài)，從而消除作用在地殼的巨大應力，或?qū)σ稽c一點地釋放掉，不讓它積累。當然，控制地震，還應該精密監(jiān)視整個地殼運動狀態(tài)的變化，一邊預測，一邊不斷地調(diào)整控制的方法，從而減少對毗鄰板塊的影響。

終極計算機

計算機操作，歸根結(jié)底一句話，就是從輸入到輸出的“處理”，因此，計算機的處理速度必須快。而現(xiàn)在的計算機每秒能進行幾億次的加法計算，其機制均已達到極限。所謂終極計算機，其處理速度必須是目前計算機運算速度的百萬倍以上才行。

為此，計算機研究人員正在研究用光代替電的“光計算機”和用物質(zhì)分子級現(xiàn)象的“量子計算機”，這些計算機都能快速提高處理速度。光計算機具有光速的計算速度，且電能消耗小的優(yōu)點。預計到2020年左右，將制成達到現(xiàn)在百倍以上速度的光計算機。量子計算機利用原子的響應，能夠完成現(xiàn)在1000倍以上的高速化。但是，欲實現(xiàn)這些夢想，必須開發(fā)與現(xiàn)在計算機完全不同的原理。量子計算機估計將在本世紀末實現(xiàn)。

當然，還有另外的路子，即可選擇使用超導元件，超導元件是利用導體在低溫下，其電阻為0的性質(zhì)。美國正在研制使用的超導元件，能使速度達到現(xiàn)有計算機10萬倍性能的終極計算機，也許今年底就會傳來他們研制成功的喜訊。

對終極計算機而言，最重要的不是“如何實現(xiàn)”，而是“實現(xiàn)什么”。在國際合作下，科學家正在以人腦為基礎，開發(fā)模擬人腦的“腦計算機”，一旦研究成功，“腦計算機”就能完成很多人類能完成的復雜事情，如識別人的容顏等。

反物質(zhì)發(fā)動機

上世紀70年代，英國計劃制造到距地球約6光年的巴納德星去的“無人宇宙飛船”。當時計劃用核聚變作推進動力，但因未能解決核聚變的控制和船體過分龐大等問題，計劃被迫告終。

上世紀末，美國航天局推出了反物質(zhì)發(fā)動機的初步設想。所謂反物質(zhì)是指構(gòu)成物質(zhì)的質(zhì)子、電子和中子等粒子存在質(zhì)量相同、電荷相反的粒子。物質(zhì)與反物質(zhì)結(jié)合會出現(xiàn)“湮沒”現(xiàn)象，并釋放巨大能量。據(jù)說，一片阿司匹林大小的反物質(zhì)，同物質(zhì)湮沒產(chǎn)生的能量，足以讓一艘飛船游弋幾百光年，而航天飛機那巨大的燃料箱和推進器中的燃料，只要用100毫克的反物質(zhì)代替。所以制造能量大、質(zhì)量輕的反物質(zhì)發(fā)動機是最佳選擇。

目前按“湮沒”方式設計的反物質(zhì)發(fā)動機主要有固體核心、氣體核心、離子漿核心和粒子束核心4種。其中，粒子束核心湮沒是直接通過一對一的湮沒，然后以磁場控制帶電介子，并把它們直接從噴口噴射出去。這種方式的優(yōu)點是，只需要反物質(zhì)燃料，不需要推進劑，可以極大地減少飛船的負載。使用粒子束核心發(fā)動機的飛船速度可能達到116千米每秒。預計使用粒子束核心反物質(zhì)發(fā)動機的飛船從地球的火星，只需要24個小時到2個星期。使用粒子束核心反物質(zhì)發(fā)動機只需要幾毫克反物質(zhì)就可以在太陽系內(nèi)游弋。

黑洞發(fā)電站

隨著地球能量日益枯竭，支撐地球文明的太陽能量也變得捉襟見肘，人類進入了能量匱乏的宇宙時代。有趣的是，吞食包括光線在內(nèi)的一切物質(zhì)的可怕怪物——黑洞卻潛藏著巨大的能源，可供人類今后開發(fā)利用。

我們都知道，發(fā)電機是由轉(zhuǎn)子和定子組成。轉(zhuǎn)子在有磁性的定子中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線即可產(chǎn)生電流。法國天體物理學家T·達摩設想，在一個帶電旋轉(zhuǎn)黑洞周圍設置一個磁場，借助黑洞的旋轉(zhuǎn)，就可發(fā)出強大的電流來。

英國著名的物理學家羅述·彭羅斯還提出了一種利用黑洞轉(zhuǎn)動能的理論。以轉(zhuǎn)動的克爾黑洞而言，彭羅斯設想，朝黑洞的能層拋出一個物體，這個物體在黑洞能層中被黑洞的潮汐力分裂成兩部分，一部分被黑洞捕獲落向黑洞的中心，另一部分帶著從黑洞吸收的能量被拋出黑洞，回收被拋出的部分，就可利用從黑洞中獲得的能量。

更為簡單的方法是將黑洞作為“引力阱”，向黑洞放入氣體物質(zhì)，使在黑洞的周圍旋轉(zhuǎn)構(gòu)成吸積盤。盤內(nèi)的氣體因自身強力的摩擦產(chǎn)生高溫，開始發(fā)射強光，展開其周圍的太陽電池板，吸收自黑洞與吸積盤來的熱輻射，原理與水力發(fā)電站相同。黑洞發(fā)電站可用到燃料枯竭為止，使用年限長達幾百萬年到幾十億年。