趙洋

2013年的人類科技雖沒有特別重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明，但發(fā)現(xiàn)者和創(chuàng)造者們?nèi)栽趯?shí)現(xiàn)科幻的道路上不斷前進(jìn)，取得了豐碩的成果。

怪 形

《怪形》（The Thing）是導(dǎo)演約翰·卡朋特1982年推出的一部科幻恐怖片。影片講到在南極科考的挪威人因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了被冰封的奇異生物，從而導(dǎo)致全軍覆沒。前往營救的美國科考隊(duì)員發(fā)現(xiàn)犬籠中的狗竟也發(fā)生不明變異，一種不可知的生物正在荒涼的白色大陸威脅著人類的生命……

而在現(xiàn)實(shí)世界的三十一年后，俄羅斯科學(xué)家宣稱：在南極冰蓋下發(fā)現(xiàn)了被冰封千萬年的新生命形式。樣本來自一個(gè)至少1400萬年未見天日的冰封湖水。這個(gè)位于冰層下3700米處的沃斯托克湖冰冷黑暗，保存了冰河時(shí)代之前的地球環(huán)境。

圣彼得堡科學(xué)院科學(xué)家賽爾格·布拉特說：“在排除了所有已知污染物后，該細(xì)菌的DNA與全球數(shù)據(jù)庫中的已知物種均不匹配……如果該細(xì)菌在火星上被發(fā)現(xiàn)，我們肯定會(huì)說，火星上存在生命，但這是來自地球的DNA。我們稱這種生物為不明物種?！睘榱朔乐箤?duì)古代湖水造成污染，鉆探技術(shù)也在不斷更新。三十年來，俄羅斯科學(xué)家一直都用煤油和防凍劑防止這個(gè)鉆孔重新凍結(jié)，并采取有效措施避免任何外來化學(xué)物質(zhì)滲入到這一潔凈的古代湖泊中去。英美兩國科學(xué)家也緊隨俄羅斯同行的腳步，希望在這個(gè)地球最極端的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)可能存在的生物種類。2013年，一支美國科考隊(duì)宣布，他們通過顯微鏡發(fā)現(xiàn)，在南極冰川下惠蘭斯湖提取的樣本里存在活細(xì)胞。但對(duì)于確定它們是何物種以及如何生活，還需要進(jìn)行更多的研究。

還有的生命研究者更愿意把目光投向天際。2013年7月31日，英仙座流星雨光臨地球期間，英國謝菲爾德大學(xué)和白金漢大學(xué)的研究人員用特制的氣球在同溫層收集樣本，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了單細(xì)胞硅藻的碎片，他們隨后宣布，在我們頭頂?shù)拇髿鈱觾?nèi)發(fā)現(xiàn)了“外星生命”。此前曾有科學(xué)家預(yù)測外星生命可能通過隕石等介質(zhì)來到地球，甚至催生了地球生命進(jìn)化。因此這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這些硅藻碎片就是有史以來第一個(gè)相關(guān)證據(jù)，證明了地外生命是如何從太空來到地球的，流星或許就是“運(yùn)輸工具”之一。

不過，同一研究領(lǐng)域的同行們并不買賬，不少科學(xué)家認(rèn)為，這些微生物根本不是什么“外星訪客”，不過是受到風(fēng)暴等自然現(xiàn)象的影響，從地面飛到高空而已。對(duì)于質(zhì)疑，論文第一作者米爾頓·溫賴特教授說：“很多人默認(rèn)這些生物顆粒是從地面飛上去的。不過，大家普遍認(rèn)為，除非發(fā)生劇烈的火山爆發(fā)，否則類似尺寸的顆粒不可能飛到二十七千米的高空。而在我們搜集證據(jù)的前后三年間根本就沒有發(fā)生過火山爆發(fā)……所以我們只能得出結(jié)論，這些生命體來自太空。我們的假設(shè)是，生命正源源不斷地從太空落向地球，生命并不局限于這顆行星，當(dāng)然也幾乎可以肯定生命的最初起源地并不在地球?！?/p>

這貌似科幻片《普羅米修斯》的橋段，在科學(xué)上并不算是離經(jīng)叛道，因?yàn)檫@并不是人類首次在大氣層中發(fā)現(xiàn)生命體。在2013年早些時(shí)候，科學(xué)家們與美國宇航局合作，在距離地面六到八千米的高度發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌的存在。僅從大西洋以及美國上空大氣中采集到的一份樣本中，就包含了314種不同種類的細(xì)菌。但科學(xué)家們認(rèn)為，它們大部分是在颶風(fēng)形成時(shí)被拋入高空的?？傊麄冞€需要找出更確鑿的證據(jù)，以排除這些微生物源自太空的可能性。

火星紀(jì)事

你敢于嘗試一次說走就走的旅行嗎，哪怕它看起來不那么靠譜？不到九個(gè)月時(shí)間，全球已有10萬人報(bào)名角逐這樣的旅行機(jī)會(huì)。代價(jià)并不高，每人僅幾十美元，但對(duì)少數(shù)幸運(yùn)者來說，代價(jià)則是放棄的地球上的一切。

2013年4月，荷蘭人蘭斯多普想出了這個(gè)星際真人秀項(xiàng)目。操作方式是：任何年齡18歲以上的成年地球人都可以申請(qǐng)參加“火星一號(hào)”計(jì)劃?！盎鹦且惶?hào)”公司將從申請(qǐng)者中挑選出來自不同大陸的四十個(gè)人，然后從他們中間決選出四名火星探險(xiǎn)者——兩男兩女——于2022年9月發(fā)射升空，2023年4月登陸火星。兩年后，另外四名海選優(yōu)勝者也將發(fā)射升空。這是單程旅行，他們永遠(yuǎn)無法重返地球。該公司將拍攝從宇航員在地球上接受培訓(xùn)到奔赴火星再到火星上開辟殖民地的全過程，同時(shí)將這種真人秀和相關(guān)紀(jì)錄片的轉(zhuǎn)播權(quán)出手，用以籌集首次任務(wù)所需的60億美元。

被選中的申請(qǐng)者將在一個(gè)隱秘地點(diǎn)接受為期八年的培訓(xùn)。他們得學(xué)習(xí)修理火星住所設(shè)備，在封閉的空間種植蔬菜，處理牙科疾病、肌肉撕裂、骨折等醫(yī)療問題。雖然有一些航天界人士質(zhì)疑該計(jì)劃的可行性，但蘭斯多普的想法的確具有創(chuàng)新性。他說：“我們希望向全世界講述這個(gè)故事。人類將最終登上火星，在火星上安家落戶并建造一個(gè)新地球。這是有史以來最令人興奮的事情之一，我們希望與全世界分享?！?/p>

有些土豪更愿意獨(dú)自推進(jìn)火星之旅。國際空間站的首位太空游客，美國富翁丹尼斯·提托正計(jì)劃以個(gè)人出資的形式，將兩個(gè)人送到火星轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。這項(xiàng)計(jì)劃命名為“靈感火星”，目前，他已獲得許多人的支持，其中包括貝勒醫(yī)學(xué)院的副教授約翰森·克羅克——他曾六次作為隨隊(duì)醫(yī)生登上航天飛機(jī)。按計(jì)劃，兩名宇航員將在太空飛行五百零一天，隨后就環(huán)繞火星飛行，但不會(huì)著陸。此次計(jì)劃資金投入為15億到20億美元。

“靈感火星”計(jì)劃可能會(huì)使用由太空探索公司生產(chǎn)的獵鷹重型火箭和“龍”飛船。龍飛船長約4.3米，直徑約3.7米，由“比奇洛”充氣組件提供額外的居住空間。在十七個(gè)月的時(shí)間里，兩名宇航員將不得不待在一個(gè)比衛(wèi)生間大不了多少的艙內(nèi)。為了二人的相容性，可能會(huì)挑選一對(duì)夫婦同行。他們從地球到火星飛一個(gè)來回，除了前往火星的燃料，返程的燃料也必須保證，否則飛船將迷失在太空。

至于太空探索公司的老板，現(xiàn)實(shí)版“鋼鐵俠”埃倫·穆斯克則不甘于為別人做嫁衣裳，他放出豪言：先殖民火星，再談太空探索公司上市。他人生的終極目標(biāo)是，在火星上建立一個(gè)自給自足的文明并將其發(fā)展壯大。為達(dá)到這一目標(biāo)，至少要向火星移民8萬人。這一殖民地將從建造透明穹頂開始，穹頂經(jīng)過密閉增壓后，就能在里面耕作了。開拓這一殖民地預(yù)計(jì)將要花費(fèi)大約360億美元。穆斯克希望，有生之年去火星的成本能夠降至50萬美元一張票的水平。

以上三個(gè)火星計(jì)劃都是由民間發(fā)起的。無論哪個(gè)率先實(shí)現(xiàn)，都有資格為布雷德伯里的《火星紀(jì)事》續(xù)寫現(xiàn)實(shí)篇章了。

仿生人會(huì)夢(mèng)見電子羊嗎？

在現(xiàn)實(shí)中，仿生人也許不會(huì)夢(mèng)見電子羊，卻很可能夢(mèng)見賽博格猴子、老鼠牙齒以及前世和永生等更為絢麗的東西。

2013年2月，美國杜克大學(xué)的研究小組在意識(shí)控制物質(zhì)方面取得重大突破。他們成功通過猿猴的意識(shí)控制機(jī)器人行走超過7000公里。小組成員自2003年開始就致力于這方面的研究，近幾年已成功讓一只名為“Aurora”的猴子準(zhǔn)確無誤地通過它的意識(shí)控制機(jī)械手。這只猴子已經(jīng)意識(shí)到自己完全不需要移動(dòng)任何肢體，機(jī)器人就會(huì)實(shí)現(xiàn)它腦袋中想到的動(dòng)作。

《機(jī)械戰(zhàn)警》告訴我們，再好的機(jī)械零件也沒有原裝的人體用著舒坦?？茖W(xué)家曾預(yù)測，從人體尿液中獲得的干細(xì)胞可用于生成脫落的牙齒。2013年8月，中國科學(xué)院的科學(xué)家在老鼠體內(nèi)成功建立起類似牙齒的結(jié)構(gòu)。老鼠類牙齒結(jié)構(gòu)是首次使用尿液獲取干細(xì)胞培育的器官組織。研究顯示，人類尿液中廢棄的細(xì)胞可作為多功能干細(xì)胞。之后它們可以形成許多不同類型的細(xì)胞，其中包括：神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞。相信在未來的某一天，通過生物工程制造的牙胚將會(huì)植入牙齒脫落的人類患者的口腔。

2013年6月，俄羅斯企業(yè)家伊斯科夫在紐約舉行的“全球未來2045”國際會(huì)議上發(fā)布了一個(gè)機(jī)器人頭顱，以伊斯科夫本人為模型。他的目標(biāo)是將人類意識(shí)轉(zhuǎn)移到機(jī)器人身上，通過機(jī)器人化身實(shí)現(xiàn)永生，或者至少將擺脫人類軀體的限制。

人類的記憶能夠像計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)一樣上傳和存儲(chǔ)嗎？科學(xué)家指出，雖然目前無法實(shí)現(xiàn)，但未來幾十年內(nèi)我們將能以這種方法存儲(chǔ)記憶，并且能夠恢復(fù)記憶。神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)加上計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能的最新突破，促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和人類大腦能夠完美結(jié)合在一起。南加州大學(xué)的特德·博格和維克·森林大學(xué)的山姆·戴德懷勒進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，通過電子信號(hào)刺激某一部分海馬體，能夠真實(shí)地在老鼠大腦中植入記憶；他們聲稱還能停止海馬體的工作能力，阻止大腦記憶的作用，之后采用電子信號(hào)刺激大腦某一區(qū)域形成新的記憶。未來這套操作也將適用于人類。

要復(fù)制并上傳一整套大腦記憶，讀取記憶是第一步。2013年，加州大學(xué)伯克利分校的科研人員想出了可實(shí)時(shí)觀察人腦運(yùn)動(dòng)的方法——“神經(jīng)塵?！?。他們朝大腦皮層噴射只有塵埃粒子大小的微型電子傳感器，然后通過超聲波為這些神經(jīng)塵埃供電并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。每個(gè)神經(jīng)塵埃都安裝了CMOS電路，專門負(fù)責(zé)檢測附近神經(jīng)的電活動(dòng)。現(xiàn)在，他們要打造一種直徑只有100微米、可在人體內(nèi)嘈雜而又溫暖的環(huán)境中發(fā)送和接收信號(hào)的粒子。另外，他們還需要將這種傳感器連接到一個(gè)壓電系統(tǒng)上，這樣它才能把超聲波轉(zhuǎn)變成電子信號(hào)。

與此同時(shí)，歐洲一百三十多家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院推出了“人腦項(xiàng)目”，要利用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬人腦，以協(xié)助完成各類疾病的治療工作以及創(chuàng)建全新的計(jì)算機(jī)技術(shù)。如果一切順利，2016年將誕生有史以來最為精確的模擬人腦。

這種對(duì)大腦的模擬與再現(xiàn)是否令你想起劉慈欣的《中國，2185》？至少，未來的仿生人不會(huì)只夢(mèng)見電子羊了。

地球停轉(zhuǎn)之日

在能源危機(jī)的壓力下，用不著外星人入侵，地球工業(yè)文明可能就先“停轉(zhuǎn)”了。為了推遲這一天的到來，各國都想了不少辦法。

2013年3月，日本政府宣布已成功從位于海底274米處的可燃冰中提取出甲烷氣體。這是全球首次通過在海底分解含有大量天然氣成分的可燃冰取得天然氣的案例?？扇急怯杉淄闅怏w和水分子在高壓低溫條件下形成的籠狀結(jié)晶，如果將二者分離，就能獲得天然氣。通常情況下，它存在于大陸架海底地層以及地球兩極的永久凍土帶。石油公司希望在五年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化開采。對(duì)于資源匱乏的日本來說，可燃冰開采成功自然是一個(gè)好消息。不過也有環(huán)保主義者認(rèn)為，可燃冰的釋放將會(huì)加劇甲烷等溫室氣體排放。

對(duì)于某些地方來說，要開采普通化石能源，得先用核能打前站。俄羅斯國營能源企業(yè)“俄羅斯國家原子能公司”計(jì)劃打造一艘名為“羅蒙諾索夫”的發(fā)電船，上面搭載兩座小型核反應(yīng)堆，可以產(chǎn)生70兆瓦的電力，足以滿足一座二十萬人口城市的用電、供熱以及海水淡化等電力需求。該公司打算在2016年完成相關(guān)建造工作，并將其作為一種初步的嘗試，為未來設(shè)計(jì)制造一種可移動(dòng)的、基于船舶運(yùn)行的小型新型核反應(yīng)堆并打開國際出口市場打下基礎(chǔ)。發(fā)展這樣一種模塊化、可移動(dòng)的核電站技術(shù)，最大的推動(dòng)力還是在于俄羅斯需要在遙遠(yuǎn)荒蕪的北極地區(qū)開采石油和天然氣。隨著全球變暖，北冰洋的海冰正不斷消融，這讓通往北極的航行變得相對(duì)更加容易。北冰洋擁有全球超過30%未被發(fā)現(xiàn)的天然氣，這些儲(chǔ)量中大約有60%位于俄羅斯控制的海域，全球十個(gè)最大型的天然氣田中有四個(gè)位于這里。而開采這些自然資源，首先得有電。

與下面的技術(shù)相比，以上都是權(quán)宜之計(jì)。中國的“人造太陽”在2013年取得新突破。中科院等離子體研究所的“東方超環(huán)”是世界上第一個(gè)全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，集中了超高溫、超低溫、超大電流、超強(qiáng)磁場和超高真空五個(gè)極限狀態(tài)。它創(chuàng)造了使2000萬攝氏度的等離子體持續(xù)400秒的世界紀(jì)錄，這是當(dāng)前國際核聚變反應(yīng)最好的成績。要讓核聚變?yōu)槿怂?，就要把氘、氚的等離子體瞬間加熱到1億攝氏度，并至少持續(xù)1000秒，才能形成持續(xù)反應(yīng)。這正是“東方超環(huán)”的使命。如要發(fā)出與100萬噸煤電等同的電力，核裂變需要5噸鈾，核聚變只要100公斤的重水。取自于海水的氘和氚不僅成本低，資源豐富，而且沒有任何輻射，是安全和清潔的未來能源。國際專家評(píng)價(jià)道：“東方超環(huán)必將對(duì)國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃及下一代聚變裝置產(chǎn)生更多世界級(jí)的、獨(dú)一無二的貢獻(xiàn)。”

微觀世界之神

美國“幻想派”科幻作家西奧多·斯特金曾寫過一個(gè)短篇《微觀世界之神》，為他贏得了初步的聲名。2013年的地球人，也在微觀世界為自己贏得話語權(quán)。

這一年，希格斯玻色子的預(yù)言者獲頒諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。物理學(xué)界認(rèn)為，物體具有質(zhì)量之謎已經(jīng)破解。若沒有希格斯粒子賦予質(zhì)量，其他基本粒子會(huì)以光速運(yùn)行，宇宙將是一鍋沸騰的基本粒子湯，不能組成物質(zhì)，生命更無從談起。

既然宇宙出現(xiàn)了生命，誕生了智慧，就有了破解宇宙奧秘的動(dòng)力和能力。希格斯玻色子的研究成果誕生于1964年。中國首個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的成果可能出現(xiàn)在2013年。4月份，清華大學(xué)物理系和中科院物理研究所的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)取得重大突破，在磁性摻雜的拓?fù)浣^緣體薄膜中，從實(shí)驗(yàn)上首次觀測到量子反?；魻栃?yīng)。諾獎(jiǎng)得主楊振寧認(rèn)為，99%在前沿物理學(xué)做研究的人都會(huì)同意這是一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成果。歷史上，霍爾效應(yīng)與諾貝爾獎(jiǎng)有不解之緣。1980年，德國科學(xué)家馮·克利青發(fā)現(xiàn)整數(shù)量子霍爾效應(yīng)，1982年，美國科學(xué)家崔琦和施特默發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，這兩項(xiàng)成果分別于1985年和1998年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在過去四年間，薛其坤和他的團(tuán)隊(duì)測試了一千多個(gè)樣本，克服重重障礙，才在極其嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)要求下完成了這一實(shí)驗(yàn)。這項(xiàng)研究成果的長遠(yuǎn)意義在于可推動(dòng)新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展，可能加速推進(jìn)信息技術(shù)革命進(jìn)程。

11月，量子世界又傳喜訊：物理學(xué)家打破了量子記憶世界紀(jì)錄。脆弱的量子記憶態(tài)在室溫下維持了創(chuàng)紀(jì)錄的39分鐘。量子計(jì)算機(jī)研究的一大障礙被克服了。普通計(jì)算機(jī)的比特只能為1或0，量子計(jì)算機(jī)的量子比特則能同時(shí)處于1和0的疊加態(tài)，因此能同時(shí)執(zhí)行多次計(jì)算。但量子比特并不穩(wěn)定，通常不到一秒就會(huì)“忘記”它的狀態(tài)。此前，室溫下最長的記憶狀態(tài)維持時(shí)間是25秒，最新的實(shí)驗(yàn)是其近100倍。實(shí)驗(yàn)中，研究人員將信息編碼進(jìn)磷原子核中，將其冷卻到-269°C，放入磁場，然后用另一個(gè)磁場脈沖傾斜核的自旋方向，創(chuàng)造出疊加態(tài)，最后將系統(tǒng)溫度提升到室溫25°C，維持了疊加態(tài)39分鐘。

盡管有上面這些激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)，人類距成為“微觀世界之神”可能還有幾光年之遙。拿希格斯粒子來說，它雖與標(biāo)準(zhǔn)模型中預(yù)言的粒子性質(zhì)相吻合，但標(biāo)準(zhǔn)模型本身也并不完整：它沒有包括引力，也沒有將被認(rèn)為占據(jù)整個(gè)宇宙物質(zhì)總量約98%的暗物質(zhì)成分考慮進(jìn)去。實(shí)用化的量子計(jì)算機(jī)更是前路遙遙。但與宇宙相比，人類這個(gè)物種具有年輕的優(yōu)勢(shì)，時(shí)間足夠我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)?！矩?zé)任編輯：楊楓】