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改变世界的十大想法

时间:2011-11-25 21:52:51  来源:  作者:

【美国《科学美国人》月刊12月号文章】题:可以改变世界的10个想法

革新往往出自最简单的想法。一个名叫史蒂夫·乔布斯的年轻发明家想给“没有计算机方面的经验、也不太想获得这方面经验的人”提供计算机所带来的计算能力,于是他引领我们从令人望而生畏的计算机技术进入轻松愉快的苹果电脑和iPhone。他的想法永远改变了我们与技术的关系。

还有什么简单但具革命性的想法正在实验室里等着大获成功的时刻?我们找到了10个。

1.永不离身的健康监测器

大多数人出现胸痛或可疑肿块时都会去看医生,不过等出现这样的症状时,往往为时已晚。发现早期症状需要不间断的监测——手机也许可以承担这样的任务。利用手机不断发回的数据,健康扫描系统可以消除病情被贻误的情况。移动设备还可以帮助医疗服务的提供方在患者的病情变得严重之前进行有效的诊断与治疗。这种时刻开启的预警系统可以通过避免潜在的健康危机来延长人的寿命。

2.能像大脑一样思考的芯片

达门德拉·莫达领导的微型芯片设计小组正在研究一种仿效神经细胞的微型芯片。他们将这项研究称为“认知计算”,今年8月公布的第一份研究成果是两个微型芯片,每个都由256个人造神经元构成。他们最终要实现一个雄心勃勃的目标:让一小片硅片拥有人脑的神经计算能力。这项名为SyNAPSE的计划要开发出一种拥有100亿个神经元和100万亿个突触的微处理器,这大致相当于一侧大脑半球的神经细胞数量。

3.皮下钱包

佛罗里达州皮内拉斯县的一些学校给注册的学生安装了一平方英寸大小的传感器,它能通过学生手掌的静脉纹路来识别其身份。买午饭不需要饭卡或现金,他们的手就是钱包。

学生们使用的这种富士通手掌静脉识别系统让这些年轻人可以很快排队买到饭。自启动这一计划以来,学生在学校餐厅排队等候的时间缩短了一半,对于这些午餐时间只有30分钟的学校而言,这是一个重要的改进。

4.不会卡滞的计算机

目前计算机系统普遍存在的一个问题是,系统的某个部分不知道另一个部分在做什么。每个程序都会占用所能获得的资源,而操作系统非常迟钝,不知道用户当下所关注的应用程序已经没有空间可用。这个问题不仅困扰着智能手机,还困扰着个人电脑和大型计算机。

麻省理工学院的“昂斯特伦项目”给出了解决之道:具有自我意识的计算机。具体的想法是,最终让操作系统能够察觉应用程序运行缓慢的问题,并想办法解决。如果电池的电量是充足的,也许操作系统可以向该应用程序分配更多的计算能力,如果电量不足,操作系统也许会让应用程序使用一种低质但高效的指令。

5.无国界货币

在互联网上,没有像美钞这种直接给付的货币。随着比特币的兴起,这种局面可能会发生改变。比特币是一种完全数字化的货币,像现金一样具有流动性,而且不具名。

比特币是一串比特编码,能够通过对等网络从一个用户转给另一个用户。虽然大多数比特编码可以复制,但对于每个用户而言,每个比特币只能使用一次。强大的密码系统让比特币不会被窃取,而对等网络又让Visa这样的金融中间机构没有了存在的必要。

6.微生物矿工

自青铜器时代以来,采矿方式没有出现多大变化:都是通过高温或化学药剂从矿石中提取有价值的金属。但是这种技术需要大量能量,这意味着如果矿石的纯度比较低,开采的成本就过于高昂。

于是采矿公司正越来越多地关注能够从低等级矿石中提取金属的细菌。利用细菌,可以从金属含量不足1%的矿石中提取出85%的金属。而且做法很简单,只是将微生物放入废石堆,然后用稀酸来浇灌。废石堆内的细菌在消耗养分的同时,会产生活性三价铁和硫磺酸,从而降解坚硬的矿石并释放有价值的金属。

7.无需重新种植的庄稼

几十年来,农业科学家一直梦想着用多年生作物来替代一年生作物,但是直到最近10-15年,实现这一愿望所需的基因技术才最终问世。与每年必须重新种植的农作物相比,多年生作物有着许多优势:它们的根茎扎得很深,从而防止水土流失,也有助于土壤中保存像磷这样的重要矿物质;与一年生作物相比,多年生作物所需的肥料和水都要少一些。

利用先进的基因分型技术,科学家加快了对多年生农作物的研发工作。现在,对于带有他们想要的特点的植物,他们可以迅速对其基因组加以分析,从而寻找基因与这些特点之间的关联。

8.用于电动汽车的液体燃料

要想让电动汽车在充电后能够尽可能行驶得远一些,电池质量的好坏是关键。一种新方法有可能让电池储存的能量翻倍。麻省理工学院教授蒋业明和同事发明了一种新型电池,它既像传统的锂离子电池那样具有很高的能量密度,同时电池的存储介质又像液流电池那样,为液态形式。

9.纳米级病菌杀手

据世界卫生组织说,产生耐药性的肺结核病菌正在肆虐欧洲。几乎没有什么治疗的手段,约一半感染者最终送命。

一种“纳米刀”给人们带来了希望。IBM阿尔马登研究中心的科学家发明了一种纳米粒子,它能刺穿病菌细胞的细胞膜,从而将其彻底消灭。

10.如果把全世界所有的数据都塞进一个黑匣子中,它会变成一个让人洞悉未来的水晶球吗?

瑞士苏黎世联邦理工学院物理学家、社会学系主任迪尔克·黑尔宾设想建立一个价值10亿欧元的计算系统,以便用它来充当为世界预言未来的“水晶球”。黑尔宾的系统将不仅仅对金融、政策或环境等单一领域进行模拟。事实上它将在同一时间模拟世界上的所有事物,从而为决策者们解答他们所面临的最艰巨的问题。这个“真实地球模拟器”项目的中心任务将是尝试利用海量数据流和尽可能多的硬件来对各种全球性的系统(包括经济、政府、文化趋势、流行病、农业、技术开发等)进行模拟。

 

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