在过去的十年里,科学取得了令人匪夷所思的成就,现在很难想象无线宽带广泛应用之前的我们的生活模样。人类对火星探索的深入也让我们难以置信,包括从人类基因组草图测序完成至今的十年里,科学家们已经破译了几十种物种的基因组。
今后科学将会走向何方?今后十年还有多少科学发现会给人们带来意想不到的惊喜,以及这些科学发现会给我们的生活带来怎样的改变呢?最近,澳大利亚广播公司(ABC)对一些著名的天文学、卫生健康、环境技术和智能技术等研究者进行了访问,共同关注未来,并预测2020年我们的世界会有些什么样的变化。
太空探索更加深入
更先进的天文望远镜将会在探索其他星系上发挥重要作用,而“钚钻”将挖出土星卫星冰层下20公里的生命。
英澳天文台的弗雷德·沃森(Fred Watson)教授说:“到2020年,我敢打赌,我们将处在一个发现外太空生命突破口的边缘。”新一代望远镜观察的范围将会比现在扩大2——3倍,可以更精细的观察远距离类似地球行星上的生命征象。
“木星和土星的卫星有20公里厚的冰层漂浮在海面上:谁敢保证里面没有生活着什么生命的可能?土卫六(土星最大的卫星)上有液态甲烷湖泊,这是一个有利于微生物生活的碳氢化合物环境――如果我们能够找到它们,那么它们将是一种惊人的生命形式。”
来自澳大利亚国立大学的查理·莱恩威弗(Charley Lineweaver)说:“2020年,我们将会发现许多类似地球的行星。”“这将激励人类对其他行星的探索,宇宙飞船的速度也比现在快许多倍。”
莱恩威弗博士认为,对于外星智能生命的寻找,可能随时会“搅乱我们的身份,甚至超越达尔文的进化论学说。”这将是一个新的开始,也是一项寻找宇宙其他生命形式的工程。
英澳天文台主任马修·科利斯(Mathew Colless)教授更是对未来充满希望:“可能,只是可能――这是一个真正的远景,我们甚至可以了解到其他像我们一样的智能生命,与我们一起分享我们的共同生活疆域――宇宙。”
希格斯-博斯粒子衰变 神经元 2020年,减肥药物市场急剧扩增
宇宙奥秘将被揭晓
科利斯认为,未来十年,我们对宇宙的了解将比以前更迅速,可能会有一些令人兴奋的发现。
“未来十年,令人着迷的新发现将会一一呈现于世人面前:如果大型强子对撞机(LHC)对希格斯玻色子进行了实证,那么我们就可以进一步了解宇宙的起源;通过对‘暗物质’亚原子粒子进行检测,也可了解宇宙大部分物质的构成;如果天文观测揭示暗能量的性质,或许可以了解是什么原因导致宇宙的加速膨胀,以及其他星系是否有类似地球的恒星存在。”
莱恩威弗对未来10年内找到希格斯玻色子充满了自信。他说:“研究者会找到暗物质粒子或其他意想不到的东西。这些结果可以结合普朗克宇宙微波观测以揭示出暗物质和暗能量的神秘。”
生物学统一理论
希格斯玻色子的发现将帮助我们更详细地了解我们的宇宙,而新的科学认为,原子间的关系可以帮助我们了解地球生命的意义。
我们曾经认为基因可以解释所观察到的一切生物学现象,而表观遗传学表明,我们的形态和功能并不仅仅由于我们的基因遗传,也可能是与环境相互作用的结果。
悉尼大学的斯蒂芬·辛普森(Stephen Simpson)认为,生物学统一理论可以帮助我们预测构成机体的各组成部分是如何以信息为基础工作的。
辛普森教授说:“这一系统可以帮助我们预测基因是如何相互作用而产生机体的。例如,大脑神经元是如何创造意识的:如果在一个足球场内发生火灾,数千观众瞬间可能会有些什么行为,亦或将来股市可能会发生什么变化,等等,实现这种统一是现代生物学的最大挑战之一。”
“魔幻药丸”助减肥
昆士兰科技大学的肥胖症专家纳拉·伯恩(Nuala Byrne)预测,2020年,减肥药物市场将急剧扩增:减缓胃排空、增加涨饱感、限制脂肪吸收以及其他增加新陈代谢的药物大量涌现。
“我们还可以通过电脉冲来控制神经对胃和胰腺的调节,使你有涨饱感。最终,通过基因测试来验证你是否具有体重增加的基因,”伯恩博士说,“当然,下一步该怎么走这由你来决定,抑或由药物控制,抑或通过电脉冲调节。”
DNA测序大众化
堪培拉大学阿瑟·乔治(Arthur Georges)教授认为,快速、廉价的DNA测序技术将使个人基因组测序成为现实。“测定遗传信息的设备一周内可以完成个人基因组的测序,成本也就1000美元。”这些可以用来预测疾病的个人信息,可以提前告知自己将来可能患上的某种疾病,便于及早预防或治疗。
不过,基因组学技术也将处于争议的风尖浪口,罪犯有可能利用该技术让犯罪现场或受害者与自己毫无干系。
到2020年,实验室将完成10000种生物的基因组测序,大量数据将有助于我们了解这些生物的习性或功能,以及它们如何应对环境的变化或是如何演变的。
纳米技术 虚拟朋友 高速宽带的广泛应用
组织工程学疗法
西澳大利亚大学的菲奥娜·沃德(Fiona Wood)认为,在未来,遗传学将与其他技术结合用来医治外伤、烧伤,甚至癌症。“日常在实验室内看到的皮肤、软骨、心脏和骨骼等人体组织结构,届时如果你愿意,也可以在培养皿中培育出这些器官。”
沃德教授说,我们也将可以看到各种伤口、癌症不同层次的特性。无论是否接受治疗,通过电脑三维结构图像,从外观到基因水平的变化都可以一目了然。
例如,在伤口愈合的治疗上,“一旦在基因水平上明白这是怎么回事时,我们将增强基因的活性,使伤口愈合得更快、更好,”沃德说,“包括利用自组装纳米粒子技术,使组织结构得以恢复,并最终让组织再生成为稀松平常的事情。”
未来“士兵”的4:6配置
未来10年,新技术的作用将越来越大,甚至会超越人体自身。不知大家是否还记得1984年经典科幻影片《星空战士》中的主角植入的记忆芯片吗?
西悉尼大学的沃恩·马斯菲尔德(Vaughan Macefield)称,通过大脑中的植入物直接进入网络空间,可能会超越我们的想象。“随着军队代替设备的需要,未来的“士兵”具有40%生物学意义、60%的高技术含量。”
根据不同的病患,马斯菲尔德教授说:“已经有4位患者在他们的大脑中植入电极――神经接口系统――以帮助他们控制计算机或假肢。在未来的10年,这个系统会完整地给你一个触摸以及感受周围环境的感觉,也可以感受到物体重量、质地和柔软性。”
马斯菲尔德预测,通过植入微电极芯片,我们的记忆将不会再消失,失去的记忆也可以重新找回。
逼真的虚拟朋友
悉尼大学讲师克里欧·克雷斯韦尔(Clio Cresswell)预言,到2020年,陪你聊天的朋友或同事将可能是与真人般大小的全息图。
克雷斯韦尔博士说:“投影机将创建一个坐在你旁边的朋友形象――他们像真的在那里一样,但你触摸不到他们。在创建这些全息图的过程中,傅立叶变换将发挥重要的作用(傅立叶变换在物理学、数论、组合数学、信号处理、密码学、声学、光学、结构动力学等领域有着广泛的应用。例如在信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值分量和频率分量),与MP3播放器具有相同的数学基础。”
互联网连接的生活
在2020年,如果你在和你的虚拟朋友玩垄断游戏时,就离不开澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)信息科学组的亚历克斯·泽林斯基(Alex Zelinsky)博士的帮助。
“宽带对我们的生活是如此的重要,应该将其纳入公共事业的管理范畴,”泽林斯基说,“如果澳大利亚的每一个人都可以获得廉价、快捷的宽带,就如同开辟了一个全新的服务和技术行业。具体措施包括远程医疗、业务咨询或各类考试等都可以在互联网上进行。”
泽林斯基认为,高速宽带网还将给管理部门带来许多工作上便利。诸如“智能家园”系统,可以通过与互联网相连的传感器监控资源的使用情况。同时,通过监控每一座大坝、河流或水库,并结合气候变化等信息,我们不仅能够了解当前的水容量,也可以预测未来的变化。
城市可持续发展
随着全球气候的变化和环境的日益恶化,格里菲斯大学的伊恩·洛韦(Ian Lowe)认为,清洁能源技术是未来的关键。他设想将来澳大利亚的城市都以清洁能源供电,并在10年内把能源和其他资源有效地转成服务。
“灌溉水应长久地持续应用,不要破坏我们生活所依赖的河流生态系统,这就是我的梦想,”洛韦说,“除非我们放弃一些掠夺性方法和技术,否则,未来的10年资源显然难以满足人们的需要,人类文明的未来前景也会非常渺茫。”
科利斯认为,在未来10年中,科学将带给人类一个可持续发展的经济繁荣,人们充分享受着健康和安全的医疗服务环境。有时候,科学的应用不仅仅是手段,也是目的。
“(科学)是我们喜欢的东西,因为它在本质上是有价值的,其价值在于创造更多的成果,”科利斯说,“最后,我想到的是我们人类仅仅生活在一个宇宙上,它是如何工作的,为什么事情会是这样。”
对于那些与科利斯持相同观点的人来说,未来10年将是“一个奇迹和敏锐的快乐时代”。
资料来源ABC science
责任编辑 则 鸣