盤點10種科學上非常難以實現(xiàn)的技術(shù),哪一項都可以改變世界
過去幾個世紀來,科學技術(shù)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展趨勢,讓一系列一度被打上“不可能”標簽的事情成為一種可能。但很多事情仍等待科學家去發(fā)現(xiàn)和實現(xiàn),以下列舉的是十大尚未實現(xiàn)并且也可能是人們最希望看到的科技成就。
1.地心旅行
19世紀,科學家普遍認為人類會首先上演地心游記,之后很久才會實現(xiàn)登陸月球的壯舉。在這種想法的背后,我們看到的是科學技術(shù)的不可預測性。地心游記的難度實際上遠遠超過科學家的預計。地心壓力巨大,整個世界的重量都壓在這個“肩膀”上。在這種巨大的壓力下,已知任何物體都無法保持本來形狀,甚至連碳納米管也是如此。當前深度最大的人工洞還不及上演地心游記所需要的0.2%。雖然地球內(nèi)部深處可能提供數(shù)量驚人的能量,但在能夠直接進入前,我們似乎還要等待相當長的時間。
2.納米醫(yī)學
納米技術(shù)擁有在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大變革的潛力,其能夠為人類帶來的最大責獻可能是在醫(yī)學上的應用,可以說,這種應用所具有的潛力是永無止境的。我們可以利用納米技術(shù)制造分子級治療工具,黏住并摧毀癌細胞,并且只將癌細胞作為攻擊對象。先進的藥物輸送技術(shù)可用于向人體特定部位輸送藥物,進而消除副作用。微型機器人可用于為患者實施超高精確度外科手術(shù),修復受損組織或者追擊并摧毀確定細胞,例如癌細胞或者細菌。當前的納米醫(yī)學仍處于“嬰兒時期”,但它可能成為自人類首次研制出疫苗以來最偉大的現(xiàn)代醫(yī)學突破。
3.萬有理論
數(shù)千年來,科學家便預言宇宙中一切事物實際上都是一個單一力的結(jié)果。幾個世紀來,物王早學家不斷努力,力求將所有已知的力統(tǒng)一在一起。當前發(fā)現(xiàn)的4個基本力分別是電磁力、弱核力、強核力以及引力。雖然電弱理論將弱核力和電磁力統(tǒng)一在一起,但萬有理論需要做到的卻是將所有4種力統(tǒng)一起來。為了證明這種理論,科學家必須在極高能量條件下對物質(zhì)進行研究。
弦理論試圖解釋大自然的基礎(chǔ),相比之下,萬有理論可能更為理想。這種理論將是愛因斯坦提出相對論之后物理學領(lǐng)域的最大突破。“萬有理論”這個名字旨在傳遞這樣一種信息,即將所有物理學現(xiàn)象統(tǒng)一在一起。雖然名字如此,但我們無法通過這項理論完全了解物理學的全部,畢竟仍有更多的東西等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。
4.太空梯
太空梯的高度雖然是現(xiàn)有最高建筑的數(shù)千倍,但制造這樣一個電梯遠比我們想象的要簡單得多,原因就在于太空梯的質(zhì)量中心實際上位于軌道之內(nèi)。太空梯計劃經(jīng)常要有一個位于對地靜止軌道之內(nèi)或者上方的空間站參與,空間站與地面之間要架設(shè)一條繩索,上系負責在地球與空間站間運送人員和貨物的電梯車廂。
太空梯能夠讓太空旅行變得更容易、更低廉同時更安全。如果讓這樣一部電梯有效發(fā)揮作用,理想的選擇就是采用由碳納米管制成的高強度材料,這種材料所需要的數(shù)量顯然是巨大的。當然了,建造太空梯也會面臨這樣或那樣的問題。
5.載人火星任務(wù)
在相當長時間內(nèi),將人類送上火星還只是科幻小說和科幻影片中才有的事情,但在人類首次登陸月球之后,到火星上漫步這一想法突然之間似乎變得切實可行。在太空探索史上,載人火星任務(wù)將具有里程碑意義。登陸火星有助于科學家更進一步了解這顆紅色星球。很多人認為,在火星上建造一個永久性基地所能起到的作用將遠遠超過月球基地。
載人火星任務(wù)雖然與登月類似,但難度更大。地球與火星之間的距離是地月距離的大約100倍,除此之外,科學家還必須考慮包括火星天氣在內(nèi)的一系列問題。目前,美國宇航局已經(jīng)制定火星登陸計劃,希望在本世紀30年代登上這顆紅色星球。歐洲航天局也計劃在大約相同的時間框架內(nèi)實現(xiàn)這一夢想。相比之下,俄羅斯表現(xiàn)得更為積極,計劃在2020年之前執(zhí)行載人火星任務(wù)。
6.攻克癌癥
癌癥是當前最致命的疾病之一。雖然有很多手段可以對其進行治療,但現(xiàn)代醫(yī)學界仍未找到治愈方式。造成這種無奈的部分原因在于,癌癥與感冒類似,擁有很多不同的類型并且彼此間的差異很少。
不幸的是,癌癥的可怕性遠遠超過感冒,每年有超過700萬人被這種疾病奪去了生命。迄今為止,大量藥物、化學物質(zhì)、干細胞、基因改造病毒甚至于砷都被提議用于治愈癌癥,但當前的所有努力最終都以失敗告終。
7.清潔能源
雖然科學家對化石燃料的很多替代物進行了研究,但在能源供應完全實現(xiàn)可再生之前,人類仍有相當長的一段路要走。據(jù)統(tǒng)計,人類當前使用的能源中大約有85%來自于化石燃料。發(fā)展清潔能源被視為一項重要舉措,原因在于化石燃料的存在維持不了多長時間,同時還會造成環(huán)境污染并導致國家關(guān)系趨于緊張。
清潔能源很難成為現(xiàn)實的原因在于,過去150年來我們一直依賴石油,關(guān)閉這道門的難度可想而知。令人感到欣慰的是,一些歐洲國家已能夠制造數(shù)量相當可觀的清潔能源。當前的清潔能源包括風能、太陽能、地熱能、潮汐能、水電能以及生物燃料。
8.頭部移植
全球首例頭部移植手術(shù)將在2017年12月進行(而且是在我國進行),這項怪異的外科手術(shù)必將引發(fā)巨大爭議。實施頭部移植手術(shù)過程中,患者的頭部將被切下來,而后移植到捐獻者的身體上,同時還要保證頭部與新身體之間的血流暢通。從理論上說,頭部移植手術(shù)可用于治療任何不會直接影響大腦的疾病。然而,除非能夠找到一種修復脊髓的方式,否則的話,患者將處于四肢癱瘓狀態(tài)。
頭部移植已在老鼠、狗以及猴子身上取得有限成功。其面臨的最大問題是引發(fā)的一系列倫理和道德問題。例如,如果器官捐獻者數(shù)量不足,頭部移植就是一種浪費,因為捐獻者最終只能拯救一個人。更令人感到擔憂的是,如果頭部移植伴隨克隆同時發(fā)生,患者可能謀殺另一個自己,進而實現(xiàn)將壽命加倍的企圖。
9.永久性月球基地
在太空殖民這一想法首次浮出水面之后,距離地球最近的月球便成為人類的第一個殖民目標。在1969年人類第一次登上月球之后,建造永久性月球基地的想法突然間變得非常切實可行。
美國宇航局已計劃在2024年之前建造一個月球基地,歐洲航天局計劃在2025年之前建造一個月球基地。此外,日本和印度也均決定在2030年之前建造月球基地。打造月球基地面臨的最大障礙就是資金問題。
10.DNA計算機
不妨想象—下,如果自己的iPad能夠存儲可播放數(shù)千年的高清晰視頻,那將是怎樣一番景象。DNA計算機便可讓類似這樣的設(shè)備成為一種可能。眾所周知,DNA是活生物用于存儲遺傳信息的物質(zhì)。其獨特之處在于能夠在有限空間內(nèi)存儲大量信息。1毫克DNA能夠存儲世界上所有打印資料。
DNA計算機當前仍處在嬰兒時期,如果將來能夠趨于完美,那它所能存儲的信息量將是按照當前標準所無法想象的。