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111 改變?nèi)祟愇磥?lái)的十大發(fā)明 有人說(shuō)，愛(ài)迪生和萊特兄弟那種單打獨(dú)斗式的發(fā)明方式已經(jīng)消失了，21世紀(jì)人類的發(fā)明活動(dòng)需要龐大的國(guó)際合作。這些人的話也許并不錯(cuò)，但個(gè)體發(fā)明者永遠(yuǎn)都不會(huì)消失。美國(guó)國(guó)家人類基因組研究所所長(zhǎng)科林斯說(shuō)：“奇思妙想最初的靈光一閃往往只來(lái)自一個(gè)人，因此聰明、有創(chuàng)造力的人至關(guān)重要。” □尤思亮 最近，美國(guó)《新聞周刊》收集了10個(gè)由個(gè)人最初構(gòu)思的發(fā)明，并認(rèn)為它們可能改變?nèi)祟愇磥?lái)。 （一）苦味阻斷劑：蒙騙味覺(jué)飲食革命 大廚的工作很難做，因?yàn)楸娍陔y調(diào)。而做菜時(shí)最難的工作，就是把果蔬中的苦味道去掉。以往，廚師大多是加糖或蜜掩蓋苦味，但后者對(duì)食客來(lái)說(shuō)，不是引發(fā)心臟病、高血壓就是腐蝕牙齒。人類基因組被破譯后，分子生物學(xué)家終于找到了味覺(jué)的生物化學(xué)原理，并據(jù)此造出一種新的調(diào)料。這種被稱為“苦味阻斷劑”的調(diào)料可以騙過(guò)舌頭，讓老饕們也嘗不出菜肴中的異味。據(jù)估計(jì)，這種調(diào)料面世后，將引起人類飲食的革命。 加利福尼亞的一家新興公司———林古針公司的主攻方向正是這種新型調(diào)味劑。研究人員先克隆出人的味覺(jué)細(xì)胞，然后在一個(gè)盤子中把它們與苦東西（比如咖啡因）混合在一起，再加入不同的化學(xué)物質(zhì)，觀察哪一種物質(zhì)能夠阻止舌頭的苦味感受器正常工作。 由于苦往往與毒聯(lián)系在一起，這家公司解釋說(shuō)，苦味阻斷劑的作用并不是無(wú)限的，它不會(huì)讓苦澀的東西吃起來(lái)和冰激凌一樣甜美，而且人的鼻子也可以嗅出食物的味道，因此不必?fù)?dān)心這種新產(chǎn)品會(huì)讓大家誤服什么有毒的東西。 （二）轉(zhuǎn)基因鼠：開(kāi)發(fā)新藥對(duì)抗疾病 聰明鼠、笨笨鼠、大力鼠、貪吃鼠、肥胖鼠……設(shè)想一下，5000只不同的轉(zhuǎn)基因老鼠“鼠聚一堂”會(huì)是怎樣的狀況？而這正是位于美國(guó)休斯頓的詞典基因公司一個(gè)5年計(jì)劃的目標(biāo)。這家公司通過(guò)一種叫做“基因休克”（geneknockout）的方法，專門設(shè)計(jì)老鼠。公司的目標(biāo)是通過(guò)基因不同的老鼠，發(fā)現(xiàn)人類疾病的基因根源，最終開(kāi)發(fā)出新藥。 基因研究發(fā)現(xiàn)，人和老鼠是“兄弟”，因?yàn)閷?shí)際上，人類和老鼠有99％的基因相同?！袄鲜笫亲钚〉囊环N在身體和基因方面近似于我們的哺乳動(dòng)物”。專家指出，易于飼養(yǎng)、繁殖迅速等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)使老鼠在近一個(gè)世紀(jì)中成為醫(yī)學(xué)研究中的重要角色。 詞典基因公司的轉(zhuǎn)基因鼠生產(chǎn)流水線眼下已經(jīng)成型。流水線的運(yùn)行模式是這樣的：科學(xué)家先瞄準(zhǔn)某個(gè)基因；然后用化學(xué)方法改造鼠的胚胎細(xì)胞，使瞄準(zhǔn)的基因處于休克狀態(tài)；把經(jīng)改造的胚胎細(xì)胞注入另一個(gè)鼠卵子空殼內(nèi)，植入母鼠子宮，產(chǎn)生小鼠；最后，通過(guò)世界上最復(fù)雜的身體和心理測(cè)試，尋找出轉(zhuǎn)基因鼠在身體和心理等各方面的變化。 詞典基因公司的研究員祖戈比不久前在一次大型會(huì)議中展示了患上賴特綜合征的轉(zhuǎn)基因老鼠的錄像，畫面中的老鼠在行動(dòng)時(shí)異乎尋常地出現(xiàn)爪子扭在一起的癥狀。由于知道病鼠缺失的基因，科學(xué)家可以順藤摸瓜，容易地找出缺失基因所制造的化合物，然后據(jù)此設(shè)計(jì)出新藥。這種研究新藥方法中潛伏的經(jīng)濟(jì)價(jià)值大得難以估計(jì)。 （三）量子密碼：加密信息防止盜竊 目前的保密通信使用的是經(jīng)典密鑰，但它從本質(zhì)上講不安全。而量子加密基于量子力學(xué)線性疊加原理和不可克隆定理，可以保證不會(huì)失密。這種技術(shù)要求使用雙方通過(guò)光纖在異地產(chǎn)生密鑰，根據(jù)事先約定的協(xié)議建立起共享的密鑰，然后發(fā)送者應(yīng)用該密鑰對(duì)所要傳送的文本、圖像等信息施行加密變換，被加密的信息經(jīng)由光纖傳送給接收者，后者應(yīng)用手中的密鑰對(duì)密文施行解密，獲得傳送的信息。任何竊聽(tīng)量子加密信息的舉動(dòng)，都會(huì)改變信息的內(nèi)容，這就像警鈴一樣會(huì)顯示出入侵者的蹤跡。再高明的間諜對(duì)這種加密術(shù)也是一籌莫展。 哥倫比亞大學(xué)的學(xué)生斯蒂芬·魏斯納在1969年第一次提出量子密碼學(xué)的想法，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有一家學(xué)術(shù)雜志愿意刊登。1999年，這種想法終于付諸產(chǎn)品。一群企業(yè)家不僅在紐約成立了MagiQ技術(shù)公司，而且開(kāi)始生產(chǎn)商用量子加密設(shè)備。據(jù)估計(jì)，這種設(shè)備不久上市時(shí)，一套的要價(jià)會(huì)達(dá)到5萬(wàn)美元。 （四）互動(dòng)織物：將“電腦”穿在身上 離開(kāi)勞碌了一天的辦公室，回到家。在門前，摘下帽子，剛才帽子中傳來(lái)的音樂(lè)聲嘎然而止。揮揮手腕，家門悄然打開(kāi)。沒(méi)有理睬報(bào)警器的鳴響，我徑直走向臥室，因?yàn)閳?bào)警器很快就能辨認(rèn)出主人，安靜下來(lái)。這時(shí)，臥室的燈亮了，脫下衣服，我摔倒在沙發(fā)里。輕觸沙發(fā)扶手，一個(gè)聲音響起來(lái)：“看電視嗎？”又按了一下扶手，電視打開(kāi)了?！鞍Γ梢蕴叩粜?，好好休息一會(huì)兒……” 別以為這是在做白日夢(mèng)，內(nèi)置音響的帽子、帶電子標(biāo)識(shí)裝置的襯衣或者可作遙控器的沙發(fā)，都可以用互動(dòng)織物做出來(lái)。20世紀(jì)90年代，科學(xué)家已經(jīng)考慮把電子元件組合進(jìn)衣服里。但當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的棉布鍵盤之類的東西一沾水就會(huì)立即報(bào)廢，完全沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。 美國(guó)紡織和纖維工程技術(shù)學(xué)校佐治亞研究所的桑德森·查亞拉蒙在5年前找到一種制造電子纖維的辦法，現(xiàn)在用這種電子纖維制作的醫(yī)療智能襯衫已經(jīng)快上市了。這種襯衫可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穿著者的心跳、血壓等指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)警。 查亞拉蒙希望，最終的互動(dòng)織物服裝就像能夠穿上的電腦主板，可以隨意向上面插裝電子設(shè)備，比如在翻領(lǐng)上裝麥克風(fēng)，在兜里插錄音機(jī)，在帽子里裝上MP3播放機(jī)和耳機(jī)。不過(guò)，互動(dòng)面料作的衣服是否穿起來(lái)夠靚，還沒(méi)人知道。 （五）空天飛機(jī)：超級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)超級(jí)速度 艾倫·保爾已經(jīng)是第十次到離家3000公里的沃姆拉空軍基地了。他從車上卸下書，然后是一個(gè)楔形的一米長(zhǎng)盒子。別瞧不起這看起來(lái)不起眼的盒子，這是一臺(tái)被稱作空天飛機(jī)的飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)，保爾已經(jīng)在它身上花費(fèi)了10年時(shí)間。 數(shù)十年來(lái)，科學(xué)家一直希望制造空天飛機(jī)?？仗祜w機(jī)集飛機(jī)、運(yùn)載器、航天器等多重功能于一身。它的奧妙之處在于它的動(dòng)力裝置。美國(guó)航空航天局（NASA）設(shè)計(jì)的X43空天飛機(jī)使用超音速?zèng)_壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。與火箭不同，這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用來(lái)自空氣中的氧氣，而不用自己攜帶氧氣。然而，NASA在2001年第一次試飛耗資1.85億美元制造的X43A空天飛機(jī)時(shí)，飛機(jī)爆炸了。 來(lái)自昆士蘭大學(xué)的保爾就是要做到NASA沒(méi)能做到的事情———制造出能夠成功上天的空天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。由于資金緊張，保爾想盡辦法節(jié)省開(kāi)支。他讓弟弟設(shè)計(jì)需要的軟件，讓搞電器的老爸伯特幫助連接發(fā)動(dòng)機(jī)中復(fù)雜的傳感器。即使如此，保爾仍花了40萬(wàn)美元。 去年9月，保爾的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射成功，達(dá)到6.5倍音速。晚上，保爾拿出經(jīng)費(fèi)中最后的200美元，跑進(jìn)酒吧，請(qǐng)?jiān)谀抢锏娜藗兺达嬕环?。“我打敗了NASA，這值得喝一杯，”保爾說(shuō)。他已經(jīng)計(jì)劃進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到音速的22倍，從而足以將小型衛(wèi)星送入地球軌道。 （六）設(shè)計(jì)孩子：設(shè)計(jì)基因選擇生命 莫莉·納什看上去像一個(gè)正常的二年級(jí)小學(xué)生。和班上的同學(xué)一樣，她上舞蹈課，玩足球，而且她的閱讀和數(shù)學(xué)都很出色。但不同的是，她患有罕見(jiàn)的范康尼氏綜合征，患這種病的兒童過(guò)了6歲就很可能死亡，治療的惟一辦法是得到基因近似的人捐獻(xiàn)的骨髓，這意味著莫莉的父母必須盡快再生一個(gè)孩子，但問(wèn)題是，產(chǎn)下健康而且基因合適的新生兒的機(jī)會(huì)只有1/4。幸運(yùn)的是，現(xiàn)在有辦法可以為即將出生的孩子設(shè)計(jì)基因。 美國(guó)喬治敦大學(xué)的分子生物學(xué)家馬克·休斯近10年來(lái)一直在研究PGD技術(shù)，這種技術(shù)可以在試管受精卵植入子宮前，分析其基因。利用這種技術(shù)，就可以預(yù)先安排出生孩子的基因。在休斯等專家的幫助下，莫莉的弟弟亞當(dāng)就這樣出生了，這個(gè)2歲半的小孩子救了莫莉的命。 然而在莫莉父母拍手相慶的時(shí)候，PGD技術(shù)卻備受爭(zhēng)議，其所涉及的生物倫理學(xué)仍是敏感的話題。因?yàn)檫@種技術(shù)可能被濫用，其危害包括因選擇孩子性別造成男女比例失調(diào)。因?yàn)樘幚砹四蜻@樁病案，休斯失去了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所的基金，而且被迫從喬治敦大學(xué)職辭。但休斯并不后悔當(dāng)初的決定，他說(shuō)：“我永遠(yuǎn)也不會(huì)忘記他（莫莉父親）的話，'當(dāng)你環(huán)游世界，坐在高級(jí)桃木會(huì)議桌前高談闊論生物倫理學(xué)時(shí)，我的女兒正在走向死亡。'” （七）免費(fèi)軟件：發(fā)展中國(guó)家受益 位于南非開(kāi)普敦郊區(qū)的諾依特奇達(dá)切小學(xué)，說(shuō)是學(xué)校，其實(shí)也就是圍在鐵絲網(wǎng)內(nèi)幾間簡(jiǎn)陋房屋。學(xué)校沒(méi)有錢建圖書館，也只有少數(shù)學(xué)生買得起校服。但是5年級(jí)的學(xué)生們卻圍在20臺(tái)電腦終端前，使用文字處理程序，熟悉鼠標(biāo)和鍵盤。這樣一個(gè)C級(jí)水平的學(xué)校，頻臨南非政府的貧困線，怎么可能買得起現(xiàn)今的電腦實(shí)驗(yàn)室？ Linux的創(chuàng)始人利努斯·托瓦爾茲從來(lái)沒(méi)去過(guò)這所學(xué)校，可是他最有權(quán)利回答這個(gè)問(wèn)題。這位芬蘭電腦科學(xué)家在1991年創(chuàng)建了可與微軟的視窗操作系統(tǒng)相媲美的Linux操作系統(tǒng)。但他沒(méi)有將軟件拷貝出售賺錢，而是將Linux的源代碼公布于世。近年來(lái)，IBM、惠普和甲骨文等眾多大公司以及法國(guó)和德國(guó)等政府，都開(kāi)始采用Linux。 現(xiàn)在，免費(fèi)軟件在發(fā)展中國(guó)家中開(kāi)始占有更加重要的地位。沒(méi)有錢支付微軟注冊(cè)費(fèi)用的學(xué)校、政府辦公室和小企業(yè)紛紛開(kāi)始使用這些免費(fèi)軟件。免費(fèi)軟件為他們節(jié)約了大筆開(kāi)支，并且擁有更大的靈活性來(lái)調(diào)整程序，滿足當(dāng)?shù)匦枨?。在許多國(guó)家和地區(qū)，開(kāi)放源代碼軟件還賦予高科技以獨(dú)立發(fā)展的可能。 （八）大腦掃描圖：探究腦部區(qū)域間聯(lián)系 幾周來(lái)，約翰越來(lái)越緊張，無(wú)法集中精力工作。醫(yī)生認(rèn)為，這些癥狀源自他腦部左額葉的一個(gè)腫瘤，最好的辦法是動(dòng)手術(shù)切除腫瘤，但問(wèn)題是，醫(yī)生可以安全地切除多少腦組織。 喬伊·赫希希望能回答這個(gè)問(wèn)題。她是紐約哥倫比亞大學(xué)附屬大腦成像實(shí)驗(yàn)室的新主管，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在竭力將大腦成像工作提高到一個(gè)新的水平。 自從19世紀(jì)初期以來(lái)，大腦科學(xué)家已歷盡波折，當(dāng)時(shí)他們不得不等到病人死了以后才能夠解剖分析大腦。100年以后，科學(xué)家開(kāi)始對(duì)活著的病人注射放射性的化學(xué)物質(zhì)，這種技術(shù)稱作正電子發(fā)射X射線層析照相術(shù)（PET），化學(xué)物質(zhì)20分鐘左右從頸部動(dòng)脈抵達(dá)大腦，但只能給科學(xué)家一個(gè)模糊的圖像。 與PET幾乎同時(shí)發(fā)明的磁共振成像更快，磁場(chǎng)發(fā)出的信號(hào)能夠揭示大腦解剖圖片，而且圖像質(zhì)量更高。為了更準(zhǔn)確的判讀大腦，赫希發(fā)展了統(tǒng)計(jì)工具，與大腦磁共振數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，并制成軟件。她正在使用一屋子的超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)探究不同腦部區(qū)域之間隱藏的聯(lián)系。 赫希希望，大腦掃描儀能像蘋果二代個(gè)人電腦一樣大。在未來(lái)10年內(nèi)，大腦掃描可能將是一個(gè)很普通的診斷工具。精神病醫(yī)生可以使用他們來(lái)分析精神疾病，辨認(rèn)可能的罪犯。警察可以用他們來(lái)判斷一個(gè)嫌疑犯是否說(shuō)謊。 （九）簡(jiǎn)易水泵：有效促進(jìn)非洲發(fā)展 多年來(lái)，62歲的肯尼亞農(nóng)民基馬尼總是彎著腰，一手拎一桶水，灌溉自己的幾分薄田。這實(shí)在是件累人的活，從附近的井邊將水提回家讓他筋疲力盡，腿腳發(fā)軟。 去年，基馬尼看見(jiàn)鄰居用一種非常奇怪的裝置在灌溉莊稼，這種裝置看上去像是一個(gè)改制過(guò)的跑步機(jī)。鄰居站在兩個(gè)腳踏板上，上下踩動(dòng)，連接在腳踏板上的兩個(gè)活塞就將水從附近的小河里吸上來(lái)，送到田里?；R尼好奇地把這套水泵借來(lái)灌溉自己的西紅柿、玉米和豆。這東西確實(shí)好用，于是他也從不多的節(jié)余中掏出60美元買了一個(gè)，包括一根36米長(zhǎng)的管子。從那以后，他擴(kuò)大了種地的面積，還雇了兩個(gè)人專門來(lái)踩水泵。即使是在旱季，他也照樣能夠獲得好收成。 這種科技含量不高的發(fā)明是兩個(gè)社會(huì)活動(dòng)家馬丁·費(fèi)希爾和尼克·穆恩的最新成果。 在過(guò)去7年內(nèi)，他們一直在肯尼亞和坦桑尼亞附近的農(nóng)業(yè)設(shè)備商店推銷這種裝置，并將之稱為“賺錢水泵”。他們開(kāi)設(shè)了非贏利性公司ApproTec，并且希望這種簡(jiǎn)易水泵能夠成為重塑東非國(guó)家經(jīng)濟(jì)的一系列廉價(jià)但又有效的設(shè)備之一，就像因特網(wǎng)和其它高科技創(chuàng)新對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的作用一樣。 （十）造雨機(jī)：人工控制天氣 現(xiàn)在閉上你的眼睛開(kāi)始想象：一個(gè)像辦公樓一樣大的風(fēng)動(dòng)渦輪，放置在距離海平面35米高的地方，旋轉(zhuǎn)時(shí)將小滴的水珠撒向空中。海上的霧氣濃起來(lái)，云彩越積越厚，最后緩緩上升，在溫柔的逆風(fēng)下，向陸地上空漂移。 這個(gè)主意的始作俑者、愛(ài)丁堡大學(xué)63歲的工程學(xué)教授索爾特幾乎擁有一個(gè)瘋狂發(fā)明家的一切要素：“非常亂七八糟的思維，可能產(chǎn)生大量垃圾，但是接著能夠從中挑選出黃金?！彼陌l(fā)明常常為人不齒，即使是一個(gè)最具有同情心的科學(xué)家也會(huì)將他10個(gè)發(fā)明中踢走9個(gè)。但無(wú)論如何，還是有人在關(guān)注他的發(fā)明：英國(guó)政府去年就撥款10.5萬(wàn)英鎊給索爾特，讓他研究降雨渦輪。 這筆撥款讓索爾特可以繼續(xù)他的研究。計(jì)算復(fù)雜的氣候模型需要數(shù)月的時(shí)間，而第一個(gè)完全具有規(guī)模的模型出現(xiàn)可能需要數(shù)年的時(shí)間。索爾特估計(jì)，10萬(wàn)個(gè)渦輪一起工作帶走的海水，能夠使海平面下降1米，阻止海平面繼續(xù)上升。雖然不少氣象學(xué)家對(duì)索爾特的發(fā)明嗤之以鼻，但對(duì)數(shù)十億居住在地勢(shì)低洼或者急需用水的人而言，索爾特的主意值得一試。 111