２１世紀１０大科技難題（下）

科技和現代生活有著非常密切的聯系，多了解現代科學技術對學習生活不無裨益。2006年第4期刊出的21世紀10大科技難題（上）受到廣大讀者朋友的喜愛，這期我們繼續刊登余下部分，希望能對同學們處理科技文閱讀有所幫助，擴大同學們的閱讀視野。

（奇 奇）

醫學困境：人類可以徹底消滅疾病嗎？

科學研究表明，今天地球上的一千多萬種生物，是同一個單細胞生物的后裔。這些生物（包括人類）之所以能產生如此巨大的變化，全因為它們不斷被“線粒體”所“感染”，“線粒體”原本是侵襲遠古單細胞生物的“細胞”，使細胞能借氧氣制造能源而使生物不斷演變，以便更能適應環境和氣候，對它們抵抗疾病也有幫助，生物中的基因異常，有時對它們適應新環境也有莫大幫助。然而，在我們身體日趨健康的同時，卻由于地球環境的日益破壞，反而使人類自身付出了更高的健康代價，許多我們的祖先聞所未聞的疾病現在又開始肆虐人類了。人類能否徹底消滅疾病？這是醫學面臨的難題。

氣象學難題：人類能否控制天氣？

20世紀五六十年代，當電子計算機和火箭技術共同開始應用于氣象研究時，控制天氣的前景似乎十分光明。當時，美國、蘇聯等許多發達國家都制定了改造天氣的計劃。許多科學家相信，用碘化銀晶體凝聚水汽，不久就可以在大面積地區耕云播雨。然而，不久，人們發現，實驗室里小規模實驗是一回事，自然界真實的風云變幻又是另一回事。

目前氣象學家們認為，由于建立了超級計算機系統、衛星遙感系統和多普勒雷達系統，進行準確的10天以內較大范圍的天氣預報是可能的，對臺風、旋風、雷暴等自然災害進行預測也是可能的。可是，由于模擬模型的誤差隨著時間延長呈指數式增長，10天以上更長時間的預報還存在相當大的困難。

那么，人類能不能改造天氣呢？美國麻省理工學院的愛德華·勞倫茲教授是第一張大氣系統模擬圖的制作者。他認為，從理論上講改造天氣似乎能做得到，但實際上幾乎沒有可行性。他舉例說：“大自然極微小的變化就可以使局部地區的氣溫升降0．5℃，而人類要使得一小塊地區的氣溫升降0.5℃，就得動用相當于好幾個氫彈的能量，這顯然是不現實的。”從這一意義上說，人類隨心所欲地控制天氣，仍是一個相當遙遠的夢。

腦科學難題：智能從何而來？

根據骨骼化石、原始的石器工具、原始人類的遺址，科學家提出了許多人類智能起源的解釋，但這些解釋都帶有很大的猜測成分。

智能是怎樣誕生、進化的？達爾文認為，在原始部落的沖突中，智能高的部落容易取勝，消滅對手，因而他們高智能的基因也容易保留遺傳下來。今天的社會生物學家研究了現存的原始部落，他們發現，部落的社會生活密度和復雜性，是促進智能進化的強大動力。

過去我們在研究智能進化時，往往注意大腦體積的增加，或者大腦與身體比例的增加。加州大學醫學院的神經生物學家杰里遜指出：大腦結構的改變對智能的進化更為重要。可是化石資料無法反映這一點。這是研究智能進化的一大困難。

有一些科學家指出：原始人類智能的突飛猛進是一個“幸運的機遇”，由于直立行走，使得骨盆變寬，胎兒可以變大、胎兒與成體大腦之比在靈長動物中是恒定的，所以人類的大腦可以比其他靈長類動物大得多。

加拿大多倫多大學進化生物學家查利斯近年來提出了一種引人注目的新假說——基因文化協同進化論。他認為：人類智能的誕生進化是由于生物進化和文化進步相互作用的結果，基因的改變迫使人類適應新的文化，而新的文化又加速了基因的進化。

關于智能的起源目前仍然是難解的謎，然而魯斯頓相信：20世紀結束時，人類將進入偉大的大腦時代。知識經濟時代的到來，正需要一個“偉大的大腦時代”相適應。

能源科學難題：“夢想的能源”能否變為現實？

把海洋中的無窮盡的氫氦作為燃料的核聚變，早就有人說它是把人類從能源桎梏中解放出來的“夢想的能源”。日本、美國、蘇聯、歐洲共同體都進行過這方面的開發，并且確實在穩步地接近目標，但現在還沒有最后突破。

核聚變的研究現在面臨三個難題。

一、超高溫問題。它需要1億攝氏度到2億攝氏度的超高溫。怎么才能研制出能耐與太陽表面溫度相同的超高溫材料呢？目前正用精陶瓷等新材料進行研究，但即使在研究室能耐超高溫，要使之實用化也很困難。

二、磁力封閉問題。要想使加熱到1億攝氏度到2億攝氏度的等離子體不致飛散，必須用磁場封閉，否則核聚變不會開始。這就需要使用超導磁石的強大磁場。如此強大磁場必須找出不磁化的材料，而這樣的新材料能否找到呢？這是需要解決的問題。

三、材料因中子的作用而劣化問題。以氫氦為燃料的核聚變，有大量高速中子被釋放。這種中子線一接觸材料，材料的原子成分就會完全改變。那么，能否找到一種不會劣化的優質材料呢？

全世界之所以都在大力研究核聚變，正是因為它作為新能源具有無窮魅力及種種波及效果。例如，對核聚變的研究會推動超導實用化，會波及中子工程技術、高真空技術、超導磁石技術、極低溫技術等種種領域。其中任何一項技術都有變革產業基礎的可能性，而與未來的技術開發有聯系。據估計，核聚變也許要到21世紀中期才能實現。

人工智能難題：電腦能否取代人腦？

科學家就制造有意識的機器這一問題，有不同的見解。有的電腦科學家認為，意識是由內心發生，不能由外界引進。因此，要用人手制作一種具有意識的機器，似乎是天方夜譚。當我們伸動手臂，這不僅是一個動作，這動作有其內在意思，這跟機器伸動機械臂意義不同。科學家一直努力研制具有人類思考能力的電腦。雖然，目前人類已能大量制造各種類型電腦，但相信人工智能電腦面世之前，科學家還要面對一大堆棘手的問題。