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下一輪技術(shù)革命的序曲——細(xì)數(shù)當(dāng)今最前沿的科學(xué)理念
  • 作者:張夢(mèng)然
  • 點(diǎn)擊數(shù):693     發(fā)布時(shí)間:2010-10-15 22:16:00
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英國(guó)時(shí)政周刊《新政治家》于近日邀請(qǐng)科學(xué)類雜志顧問(wèn),列舉出數(shù)項(xiàng)目前最為嶄新的科學(xué)理論,人們可以從中前瞻那些正在或即將深化人類認(rèn)識(shí)的觀念。而回溯往昔,每一次的科學(xué)技術(shù)革命,不正是仰仗于這些不斷顛覆、更新的思維歷程嗎?
關(guān)鍵詞:

什么才是位于當(dāng)今世界尖端的科學(xué)理念?是斬?cái)嗳祟愃ダ系幕颍€是理解尋覓暗物質(zhì)的意義?
  
    國(guó)際大視野

                    

                   

              

              

    什么才是位于當(dāng)今世界尖端的科學(xué)理念?是斬?cái)嗳祟愃ダ系幕颍€是理解尋覓暗物質(zhì)的意義?英國(guó)時(shí)政周刊《新政治家》于近日邀請(qǐng)科學(xué)類雜志顧問(wèn),列舉出數(shù)項(xiàng)目前最為嶄新的科學(xué)理論,人們可以從中前瞻那些正在或即將深化人類認(rèn)識(shí)的觀念。而回溯往昔,每一次的科學(xué)技術(shù)革命,不正是仰仗于這些不斷顛覆、更新的思維歷程嗎?

    生生不息,進(jìn)化不止

    進(jìn)化之手并沒(méi)有停止操控人類,雖然極其緩慢,但現(xiàn)代世界的人們依然身處進(jìn)化當(dāng)中。不同基因組的對(duì)比表明,自然界的壓力仍在發(fā)揮作用。例如,科學(xué)家已知生活在非洲和亞洲的數(shù)十億人因?yàn)檫z傳基因的問(wèn)題,體內(nèi)不能產(chǎn)生足夠的乳糖酶去消化牛奶,但幾乎所有的歐洲人和美洲人都能每天喝牛奶。而現(xiàn)在,這種專職于消化乳糖的基因,正逐漸從歐洲人擴(kuò)散至地球上的其他人群。又例如,一個(gè)能提高生育率的基因,現(xiàn)正在歐洲人身上變得越來(lái)越常見(jiàn)。

    而在這進(jìn)化不止的過(guò)程里,疾病是第一大驅(qū)動(dòng)力。明顯的例子是,現(xiàn)在幾乎所有人都已經(jīng)失去了半胱天冬酶-12基因,其原因最可能就是因?yàn)閿y帶半胱天冬酶-12的人更易受到細(xì)菌感染和敗血癥的侵害。

    世上本沒(méi)有“時(shí)間”

    物理學(xué)家們不懈尋找一個(gè)終級(jí)的、萬(wàn)能的理論,卻在“時(shí)間”這一問(wèn)題上碰了壁。他們需要將量子力學(xué)和相對(duì)論這兩大物理學(xué)經(jīng)典理論統(tǒng)一起來(lái)。其中,量子力學(xué)是人類對(duì)微觀粒子行為的描述,而相對(duì)論適用于解釋宏觀的空間、時(shí)間和物質(zhì)相互作用的機(jī)制。但目前出現(xiàn)了最大的絆腳石,就是時(shí)間,它在這兩種理論中分別以不同的方式運(yùn)行著。

    在相對(duì)論中,相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體擁有不同的時(shí)間推移,因此不存在對(duì)時(shí)間的絕對(duì)性測(cè)量;而量子理論呢,它可以告訴你一個(gè)電子的所在之處,卻無(wú)法告訴你電子在那已經(jīng)待多久了,時(shí)間在此時(shí)甚至不是一個(gè)可被測(cè)量到的角色。

    因此,為搬走這塊絆腳石,現(xiàn)在出現(xiàn)了一個(gè)較激進(jìn)的觀點(diǎn)——把時(shí)間看成一個(gè)人類自己編造的概念——既然它無(wú)法在宇宙進(jìn)程中發(fā)揮基本、明確的作用,我們的理論或許該徹底摒棄它。就當(dāng)這世上本沒(méi)有“時(shí)間”,說(shuō)的人多了,也就有了它。

    多重宇宙


    這是另一個(gè)讓物理學(xué)家們不安的問(wèn)題——我們所在宇宙的樣子。這個(gè)樣子沒(méi)什么不妥,反而好到不行,各種宇宙常量精確而完美,恰好允許生命在其中的發(fā)展,宛如被精心設(shè)計(jì)出的一樣,而我們又找不到相似的伙伴,這種“特殊”讓人汗毛直豎。

    自然界的常量,決定了引力及各種其他作用力的強(qiáng)弱程度,它們生就一副“本該如此”的樣子。而它們也理應(yīng)如此,否則任何絲毫的不完美,都會(huì)使人類不復(fù)存在,也不會(huì)有物理學(xué)家絞盡腦汁地琢磨它們。這似乎沒(méi)什么好解釋的,但物理學(xué)家并不感到滿意,由此,“多重宇宙”的概念萌生了,即認(rèn)為有許多個(gè)宇宙,而每個(gè)宇宙都有不同的特性。

    這一想法相當(dāng)有才,讓人類及所處的宇宙不再是“特殊”的,從而打消了不安的疑慮。更有才的是,我們目前還做不到從這一宇宙穿梭到另外一個(gè)宇宙中,因此也就無(wú)從驗(yàn)證該觀點(diǎn)。

    衰老?打住!

    老化,是永懸人類頭頂?shù)囊话堰_(dá)摩克利斯之劍。我們能不能在自己的基因組上安個(gè)“開(kāi)關(guān)”,切斷衰老的進(jìn)程,大幅延長(zhǎng)壽命?目前,蠕蟲(chóng)、老鼠及果蠅實(shí)驗(yàn)已顯示,停止某類基因的功能,或者修改其他類型基因,可使得特殊的化學(xué)組合物質(zhì)充盈實(shí)驗(yàn)體,顯著延緩其衰老速度。而科技含量比較低的做法是:通過(guò)調(diào)整飲食,或者注射減緩衰老的荷爾蒙,從而改變身體的化學(xué)環(huán)境。這條探索之路十分誘人,但同時(shí)也引起廣泛爭(zhēng)議。

    相當(dāng)一部分生物學(xué)家仍認(rèn)為,止住衰老的想法只是個(gè)海市蜃樓,因?yàn)槲覀冇杏肋h(yuǎn)不能克服的生物程序:細(xì)胞在一段時(shí)間后就會(huì)死亡;而基因組不可避免遭受日久耗損;再加上,細(xì)胞分裂時(shí)還可能會(huì)產(chǎn)生致命的基因復(fù)制錯(cuò)誤。這些都令否定者們堅(jiān)信走向衰老是人類的終極歸宿。不過(guò),盡管以上種種,人類與衰老的對(duì)抗的關(guān)鍵詞,已經(jīng)由最初的“絕不可能”,轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;非常困難”,僅這本身就是一個(gè)令人興奮的進(jìn)展。

    “升級(jí)版”人類駕臨

    現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)科技基本都是為了幫助有健康問(wèn)題的人,然而在不久的將來(lái),也許是一代或兩代人之后,人們則要做出選擇:是否要利用醫(yī)學(xué)將自己的孩子塑造成“升級(jí)版”人類?

    生物學(xué)家雷-科茲威爾領(lǐng)導(dǎo)的研究小組表示,醫(yī)學(xué)現(xiàn)正在靠近一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),技術(shù)將很快能改進(jìn)人類的腦力和體能,實(shí)現(xiàn)能力所及的一個(gè)質(zhì)的飛躍。而有些在現(xiàn)在就已經(jīng)不是什么新鮮事兒:用來(lái)治療兒童多動(dòng)癥的藥物已被廣泛用于提高注意力;治療弱視的視網(wǎng)膜植入技術(shù)如今被發(fā)展為仿生眼;治療帕金森癥等神經(jīng)疾病的大腦植入手術(shù),成為了搭建神經(jīng)改良和插入式記憶升級(jí)技術(shù)的橋梁;試管受精胚胎的基因診斷,為病嬰接受同胞移植創(chuàng)造了更多可能,等等。科技,正逐步幫助人類不斷超越自己的極限。

    然而,有一個(gè)問(wèn)題仍需討論:那些沒(méi)有“升級(jí)”的普通人,在這些“超人”當(dāng)?shù)赖奈磥?lái)社會(huì)怎么生存呢?

    信息為本

   
這世界是由什么組成的?答案可能會(huì)讓人驚訝:信息!

    若你有臺(tái)世上最精密的顯微鏡,那么將會(huì)看到鏡頭下的微觀世界,竟然是由耳熟能詳?shù)珔s抽象得離譜的信息組成,著實(shí)令人意外。這像是一個(gè)介于哲學(xué)和物理之間的現(xiàn)象,讓善于思考的人們腦筋猛轉(zhuǎn)。從物理學(xué)的意義上來(lái)講,萬(wàn)物皆由原子組成,原子又是信息組合的產(chǎn)物。那么,如將所有的實(shí)驗(yàn)、觀察都?xì)w結(jié)于問(wèn)題的形式后,將得到一個(gè)類似于計(jì)算機(jī)二進(jìn)制數(shù)據(jù)0和1的答案。

    如此說(shuō)來(lái),整個(gè)宇宙也不過(guò)是一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī)。通過(guò)“光子是否穿越了某點(diǎn)”之類的問(wèn)題與答案,來(lái)提供可資計(jì)算的信息。盡管,要想得到一個(gè)二進(jìn)制式的、能回答宇宙所有問(wèn)題的“萬(wàn)能”答案還不現(xiàn)實(shí),但這無(wú)疑提供了一種簡(jiǎn)化的、理解萬(wàn)物運(yùn)行規(guī)律的全新路徑。

    你懂“意識(shí)”嗎

    盡管人類一思考,上帝就發(fā)笑,但我們還是常常會(huì)思索:讓自己區(qū)別于其它動(dòng)物的那種所謂“意識(shí)”,究竟是如何從大腦中好幾公里長(zhǎng)的溝溝回回產(chǎn)生出來(lái)的?恐怕用我們自己的大腦去了解它自己,有點(diǎn)“以子之矛攻子之盾”的意思。

    現(xiàn)在,磁共振成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)模型以及生物學(xué)對(duì)大腦的不斷深入研究,也許將給我們提供一個(gè)更好的回答。科學(xué)家認(rèn)為想要了解人類大腦奧秘的快捷途徑,就是觀察大腦某一部分出現(xiàn)的問(wèn)題,比如抑郁、精神分裂癥、自閉癥及癡呆等。這些由于大腦內(nèi)某個(gè)環(huán)節(jié)故障而導(dǎo)致的悲劇后果,很可能讓醫(yī)生在研究治療方法的同時(shí),了解到其對(duì)于意識(shí)產(chǎn)生的影響。

    我們承認(rèn)確實(shí)不懂“意識(shí)”,若要真正深入了解它可能還需要一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間,但是圍繞這個(gè)研究所帶來(lái)的一切其他意義,終將證明這種探索的價(jià)值。

    尋找“失蹤”的宇宙

    過(guò)去的十年中,最重要的一項(xiàng)科學(xué)成果即是發(fā)現(xiàn)宇宙在不斷的膨脹,顛覆了地心引力會(huì)使宇宙膨脹速度減緩的舊理論,證明有負(fù)壓強(qiáng)能量的存在。2004年,威爾金森微波背景各向異性探測(cè)器(WMAP)給出的數(shù)據(jù)表明,宇宙中只有約4.6%是原子的世界,暗物質(zhì)占了23%,而暗能量占宇宙總質(zhì)能的72%。

    無(wú)奈的是,對(duì)于“暗”字頭的這兩項(xiàng),人們尚無(wú)多少頭緒。僅能推測(cè),暗物質(zhì)粒子的屬性應(yīng)不同于我們已發(fā)現(xiàn)的任何粒子,人們執(zhí)著探索它數(shù)年,現(xiàn)正等著大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)能給我們制造出來(lái)一點(diǎn);而暗能量,它既不是任何已知粒子,也不是這些粒子間的真空區(qū)域,對(duì)它的研究成為了宇宙學(xué)中最具挑戰(zhàn)性的課題。這二者湊成了近96%的宇宙,而它們卻以一種人類目前無(wú)法了解的形式存在著,形同“失蹤”。因而,對(duì)它們的認(rèn)識(shí)每前進(jìn)一小步,都意味著對(duì)宇宙未知領(lǐng)域探索邁出一大步。

    質(zhì)量來(lái)源還未被證明

    大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)當(dāng)年的啟動(dòng)就像一次日內(nèi)瓦的朝圣,這以后不管有多少不和諧的聲音,人們?nèi)砸獮槟且豢虤g呼雀躍,因?yàn)檫@是人類開(kāi)啟“質(zhì)量從何而來(lái)”這個(gè)謎底的最大機(jī)會(huì)。LHC能在運(yùn)行過(guò)程中使質(zhì)子對(duì)撞達(dá)到前所未及的高能狀態(tài),這一能量可與宇宙大爆炸后不久的狀態(tài)相比,其碰撞之后的產(chǎn)物正是物理學(xué)家們尋覓萬(wàn)物質(zhì)量起源的依據(jù)。

    根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言,尚存最后一種未被發(fā)現(xiàn)的粒子——希格斯玻色子。希格斯玻色子自旋為零,負(fù)責(zé)對(duì)其他粒子施加拖曳力,其他粒子經(jīng)由其傳導(dǎo)的力而獲得質(zhì)量。因此它就是慣性質(zhì)量的源頭,亦稱之為標(biāo)準(zhǔn)模型的基石。有了它的加入,現(xiàn)有理論會(huì)得到檢驗(yàn)并擴(kuò)展到完美化。但如果在LHC模擬的極端狀態(tài)下也無(wú)法找到希格斯玻色子,那么也許它根本就不存在,自然界本身畢竟要?jiǎng)龠^(guò)所有實(shí)驗(yàn)與預(yù)測(cè)。只怕物理學(xué)家們會(huì)如芒在背,他們要么承認(rèn)所有粒子嚴(yán)格的無(wú)質(zhì)量,要么重新解釋質(zhì)量來(lái)源,重建所有理論。 

    歡迎外星人

    幾百顆可能孕育生命的太陽(yáng)系外行星,現(xiàn)正在被地球的空間研究機(jī)構(gòu)一一辨識(shí)。

    地球不應(yīng)也不可能是這浩瀚宇宙中的特殊分子。今年4月,英國(guó)學(xué)者推算出銀河系曾在歷史某一時(shí)刻有多達(dá)10億顆類地巖石行星,這直接激發(fā)著人們對(duì)地外生命的想象。而約半個(gè)世紀(jì)以前,一名叫做弗蘭克•德雷克的美國(guó)射電天文學(xué)家就甚至已著手計(jì)算與外星生命進(jìn)行聯(lián)系的可能性公式。

    對(duì)于生命體成活所需的條件、生命活動(dòng)的各種跡象,生化學(xué)家們自不會(huì)放過(guò)蛛絲馬跡;不斷進(jìn)步的成像技術(shù),也幫助人們更好地探索地外行星大氣層中的伙伴。這一切似乎預(yù)示著,地球上的我們,即將聽(tīng)到自己在宇宙間并不孤獨(dú)的消息。這無(wú)疑將徹底重新書(shū)寫(xiě)人類對(duì)于生命的看法。

    只不過(guò),能坐在那兒等著我們找到它的,最有可能是些外星微生物,并不是跟我們一樣的智能生命;而如果那些比我們擁有更高科技的外星人找到了我們,人類該怎么辦呢?

    被進(jìn)化影響的腦神經(jīng)

    當(dāng)人類進(jìn)化達(dá)到今時(shí)今日的程度,我們的大腦已經(jīng)要求到對(duì)任何現(xiàn)象都要進(jìn)行歸因。

    在最初或許并不是這樣。我們將畫(huà)面推回到大約340萬(wàn)年前,阿爾法種的南方古猿或許正警惕地望著發(fā)出窸窣聲音的樹(shù)叢,認(rèn)定那后面就算不是個(gè)大型掠食動(dòng)物,也差不多該是個(gè)惡鬼。只有懷抱并相信這些本能假設(shè)的古猿,最后才幸存了下來(lái),而沒(méi)動(dòng)這份腦子的,常常就真做了掠食動(dòng)物的美餐。

    于是相應(yīng)的,前者便成為我們的祖先。神經(jīng)學(xué)實(shí)驗(yàn)更表明,作為后代的我們,早已繼承了他們那份習(xí)慣于將無(wú)形實(shí)體與現(xiàn)實(shí)世界相聯(lián)系的“念頭”,并將之設(shè)定為大腦的默認(rèn)狀態(tài)。

    人類:走的只是尋常路

    不要再以為自己是這星球上的備受“特殊照顧”物種了。因?yàn)橹钡浆F(xiàn)在,我們也只發(fā)現(xiàn)了3個(gè)基因是為人類所獨(dú)有的。放大了說(shuō),也許人類兩萬(wàn)個(gè)基因中,特別加蓋了我們這一物種印章的,或許不足20個(gè)。

    動(dòng)物學(xué)家們已發(fā)現(xiàn),虎鯨和海豚的族群內(nèi),有著截然不同的文化亞群;黑猩猩們能表現(xiàn)出受道德約束;大象能彼此相通;小學(xué)課文里,我們就知道烏鴉會(huì)用工具;即使蠑螈和蜘蛛,也不失為個(gè)性一族,某種程度上讓人類也嘆為觀止;而倭黑猩猩和紅毛猩猩,或許可以濫竽充數(shù)人類的語(yǔ)言和姿勢(shì)。

    實(shí)際上,地球上的其它靈長(zhǎng)類動(dòng)物,都擁有和人類極為相似的腦細(xì)胞,人類所持的唯一令自己顯得比它們聰明的本事,就在于更善于使用陰謀和計(jì)策。這一點(diǎn)上,霍金所認(rèn)為的“正是人類骨子里自私和侵略性的因子,能幫助人類一次次渡過(guò)生死攸關(guān)的局面”,確有其道理。

    地球:神秘一如往昔

    平均深度4000米、覆蓋了70%地球表面的海洋,是地球最大的生物棲息地。海神大部分的領(lǐng)地于人類而言,還都是從未探索過(guò)領(lǐng)域,而每次潛入深海,科學(xué)家們總能收獲新的物種。就在今年7月,英國(guó)阿伯丁大學(xué)海洋實(shí)驗(yàn)室研究中心的科學(xué)家于大西洋700米至3600米深處發(fā)現(xiàn)了10多種海洋新物種,這些生物有著怪異的身形、鮮亮的顏色以及幾近透明的身體,構(gòu)造讓人難以置信。而歷時(shí)10年的國(guó)際海洋生物普查計(jì)劃也在今年結(jié)束,大規(guī)模普查發(fā)現(xiàn)了5300多種此前未知的海洋生物,而據(jù)科學(xué)家測(cè)算,世界各大洋總共生活著約1000萬(wàn)種不同物種。

    我們對(duì)海洋的摸索也在不斷催生出地質(zhì)學(xué)的新知,更新著人類對(duì)于生物如何繁衍的知識(shí),以及對(duì)這片共同棲息地的認(rèn)識(shí)。對(duì)于地球,我們的了解或許只是九牛一毛。

    生命呈網(wǎng)狀進(jìn)化

    表達(dá)生物進(jìn)化理論的達(dá)爾文之樹(shù),自己也在“開(kāi)枝散葉”當(dāng)中。科學(xué)家確認(rèn):一個(gè)物種并不僅僅只是開(kāi)辟了下一分支的進(jìn)化路徑。而“地球生物的最早共同祖先”(LUCA),才是物種的奠基者。

    實(shí)際上,生命的進(jìn)化遠(yuǎn)比達(dá)爾文的生命之樹(shù)復(fù)雜。通過(guò)基因分析,科學(xué)家認(rèn)為現(xiàn)有種類的潛在機(jī)制,都允許物種產(chǎn)生于分支之間的互動(dòng)相交中,是呈網(wǎng)狀進(jìn)化的。所以,“生命之樹(shù)”當(dāng)更名為“生命之網(wǎng)”。這也令未來(lái)生物學(xué)的有趣程度,遠(yuǎn)超過(guò)人們的想象。亦因此,與其粗簡(jiǎn)地編纂物種間差異、淺顯地摸索物競(jìng)天擇,倒不如扎入生物機(jī)制的汪洋大海,為生命進(jìn)化的不竭之力而喝一聲彩。

    條條大路通往“終極理論”

    正像一個(gè)玩笑所說(shuō)的:所謂物理學(xué)的終極目標(biāo),就是要把所有的宇宙方程寫(xiě)在一件T恤衫上面。它應(yīng)該干凈利落、完整齊備,涵蓋了所有的物理現(xiàn)象——有自然界各種形式的作用力、有宏觀界行星和恒星的運(yùn)行、有微觀界粒子聚成原子的方式,然后提供出一種大一統(tǒng)的、簡(jiǎn)單的解釋,這就是“終極理論”。

    許多年以來(lái),“終極理論”最有希望的候選者就是弦理論。這是一個(gè)試圖以能量的閉合圈(弦)所產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)解釋宇宙萬(wàn)物的觀點(diǎn),被喻為“宇宙的琴弦”。其目前還無(wú)法獲得證明的原因,一則是尚沒(méi)有人對(duì)弦理論有足夠的了解而做出正確的預(yù)測(cè),另一則是今時(shí)今日的粒子加速器還不夠強(qiáng)大。

    不過(guò)現(xiàn)在,越來(lái)越多的其他理論加入到候選者的行列,使“終極理論”的冠名權(quán)演變成了一場(chǎng)競(jìng)賽。這些候選者包括:圈量子引力論(LQG)、因果動(dòng)力三角論(CDT)和量子引力圖論(QG)等等。有些名字相當(dāng)別出心裁,但重要的是,它們都提供了以實(shí)驗(yàn)來(lái)證明或否定自己的機(jī)會(huì),而這是任何理論都必經(jīng)的嚴(yán)峻考驗(yàn),物理學(xué)不存在專有權(quán),一樣是適者生存。

    小實(shí)驗(yàn)亦有大作為

    無(wú)數(shù)的人沉醉在年度熱劇《生活大爆炸》中,劇中“宅”到極點(diǎn)的物理學(xué)家們,用液氦冰凍香蕉,遙控宇航局的火星車,順便盼望著諾獎(jiǎng)委員會(huì)的來(lái)信,一切看起來(lái)那么魅力非凡。但可不是所有的物理學(xué)研究都這么迷人,物理學(xué)家們有時(shí)需置身于昏濁的地下室,目不轉(zhuǎn)睛地盯著某金屬晶體薄片上的電子運(yùn)動(dòng);又或要接連數(shù)小時(shí)監(jiān)視一個(gè)桶,只為了解其中液氦的旋轉(zhuǎn)模式。對(duì)于干這些活兒的物理學(xué)家來(lái)說(shuō),那些能在昂貴而巨型的粒子加速器實(shí)驗(yàn)室工作的同行,令他們十分艷羨。

    但這一情形正在逐漸扭轉(zhuǎn)。事實(shí)證明,自然界中的某些基本粒子,并沒(méi)有比晶體中的電子或液氦中的氣泡更特立獨(dú)行,它們也都遵循著相同的原理。而這些物理學(xué)的小型實(shí)驗(yàn)會(huì)很有前途,或?qū)⒋娲笮蛯?shí)驗(yàn)項(xiàng)目去模擬遠(yuǎn)超出自身規(guī)模的大系統(tǒng)。甚至于,在小型試驗(yàn)中可能產(chǎn)生出人造黑洞。

    石墨烯的革命


    這個(gè)從鉛筆芯中得來(lái)的發(fā)現(xiàn),看來(lái)要改寫(xiě)世界電子產(chǎn)業(yè)的未來(lái)了。2004年,曼徹斯特大學(xué)的安德烈•海姆用透明膠帶,從一張涂滿鉛筆筆跡的紙上剝離出了石墨烯。其原子所獨(dú)具的、像一張鐵絲網(wǎng)似的六角形陣列排列方式,讓它有潛力成為比鋼鐵堅(jiān)硬10倍、且導(dǎo)電時(shí)損失很小能量的材料,在改良后,石墨烯致力于塑造低功率電子元件,如晶體管。相比之下,銅線和半導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生電腦芯片75%的能量消耗,這更讓人們確定了石墨烯擁有了留名史冊(cè)的本事。

    如今,石墨烯找到了能發(fā)揮他最優(yōu)的功效的位置——高頻范圍設(shè)備。一直渴望能在手機(jī)通信中傳輸更多內(nèi)容的手機(jī)制造商們,已急不可耐將寶貝石墨烯納入懷中。而即便拋開(kāi)這部分商業(yè)前景不談,石墨烯依然“多技傍身”:光纖、電視顯示器、高效太陽(yáng)能電池,“出身”鉛筆芯的它,儼然已成為各類實(shí)驗(yàn)室的貴賓。

    語(yǔ)言之重有甚于思想

    語(yǔ)言與思想無(wú)疑息息相關(guān),但在對(duì)二者之間的因果關(guān)系的判斷上,我們一直受到20世紀(jì)60年代語(yǔ)言學(xué)家諾姆•喬姆斯基理論的影響。他所持的觀點(diǎn)認(rèn)為:人類一直以來(lái)認(rèn)為語(yǔ)言要先通過(guò)大腦的編程才能產(chǎn)生,而這項(xiàng)機(jī)制自我們出生起,就已存在、成形,等待運(yùn)作了。

    現(xiàn)在,這個(gè)理論遭到質(zhì)疑。人種學(xué)的研究學(xué)者們拿出了很多“不屬此例”的證據(jù),否定了喬姆斯基的理論。他們認(rèn)為在語(yǔ)言的產(chǎn)生中,沒(méi)有什么預(yù)先設(shè)置好的項(xiàng)目。恰恰相反,所運(yùn)用的語(yǔ)言卻能影響到使用者的思考方式,進(jìn)而發(fā)展到影響文化方式。舉例來(lái)說(shuō),可能正是原始語(yǔ)言功能上的局限性,導(dǎo)致原始人無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜思維。

    折疊DNA,改造內(nèi)部世界

    這大概是最酷的折紙藝術(shù)——折疊DNA(脫氧核糖核酸)。但它的操作過(guò)程可與折紙不同:首先要提取數(shù)百條DNA;然后以化學(xué)方法進(jìn)行修正,使這些DNA在不同的點(diǎn)相連;再將它們放置在一起,以一切可行的化學(xué)方法讓它們彼此牢牢“黏合”住。如操作無(wú)誤,最終將獲得各種微小形狀的DNA,以改造我們?nèi)梭w內(nèi)部的世界。

    現(xiàn)階段,DNA折疊最大的亮點(diǎn)是利用該技術(shù)可得到一個(gè)納米級(jí)的四面體——DNA“齒輪”,以及一個(gè)DNA“盒子”。這個(gè)“盒子”甚至是加鎖的,可以用一小串基因做成的“鑰匙”打開(kāi)或鎖上。盡管這一切看上去可能很無(wú)聊,但化學(xué)家們的這項(xiàng)研究將為幾個(gè)宏大的構(gòu)想提供最佳解決方案。那就是,遞送藥物至人體細(xì)胞核心、設(shè)計(jì)出以DNA為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī),以及制造出和標(biāo)準(zhǔn)尺寸機(jī)械一樣運(yùn)行的微米級(jí)生物機(jī)器。

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