最近,《IEEE光谱》杂志和美国国家科学基金会策划了一期名为“新世纪的工程师:生活在2030”的广播节目,科学记者深入科研第一线,给我们带来了有关未来的消息。超乎想象的是,许多被人们认为有点“科幻”的东西:机器人、智能纤维、太空发电站、无人驾驶汽车……正向我们驶来,离我们越来越近。
机器人是科幻小说中的常客,最符合人们对未来的憧憬。仅阿西莫夫笔下的机器人系列和“机器人三定律”,就足以构成一个璀璨的机器人历史长河。令人印象深刻的还有《星球大战》中机智勇敢的R2D2和多愁善感的C3PO。在现实世界中,机器人工业化不过是上世纪五十年代之后的事情,而如今,美国机器人专家丹尼斯·洪教授的仿人类自主认知功能机器人CHARLI,不仅号称足球冠军,还可以在洛杉矶韩国节上大秀街舞。洪教授认为,2030年,机器人将无处不在。
科学家正在进行的智能纤维研发,则志在强身健体,改善人们的生活质量。康奈尔大学纺织纳米技术实验室主任胡安·伊内斯特洛萨的梦想就是“只要一件衣服就能具备所有的功能”,身着红色T恤在球场奔跑,转眼就可以变成黑色去聚会,耐脏、没有汗味、冷暖适宜,像人的第二皮肤。防病T恤现已问世,随着成本问题解决,2030年估计可以人手一件。
丹麦博恩霍尔姆岛的智能电网和Google智能汽车已小有所成,我们再来看看建立在太空中的太阳能发电站。这一想法最早出现在阿西莫夫1941年发表的短篇小说《推理》中,由机器人管理的太空站,收集太阳能,再分配到地球和其他行星。目前,有数家太空代理和私人公司正在建造这一试验系统,最为积极的当属日本JAXA航天探索公司,公司研究人员司理佐佐木表示,如果进展顺利,JAXA将在2030或2035年之前在太空建立一个全尺寸的发电站,相当于一个核电站,能够提供一千兆瓦的电能。
人们享受着科学给生活带来新奇和益处的同时,也开始关注科学存在的风险及其对社会的影响。“不可见的影响”一文以纳米技术为例,传达了这样的观点:科学带给我们的未来应该把握在我们自己手中。2030年,投入市场的纳米技术创新将在清洁能源、纳米医学等领域有所建树,而这一全新领域的潜在风险和二次影响也不可忽视,科学家们正在进行纳米技术未来情景分析并将设计更好的评估方法,以审慎的态度展望合理的未来。
科学照亮未来,也还离不开科学教育的有效开展。本期“科学教育面临挑战”专题,详述了美国出台新一代《科学教育标准》,优先进行科学教育、应对未来挑战的重大改革。美国将从科学与工程实践、交叉观念、核心学科概念三个维度的融合开展科学教育,以实现理念和实践的统一。新一代科学教育标准的建立拓宽了人们观照科学的新视野,科学的未来在于科学教育,2030值得期待。