未來新技術展望

人類的科學技術發展正處于巔峰時期，各種先進技術不斷地被研究、被發現、被應用，可謂是日新月異。未來又有哪些令我們意想不到的新科技呢?誰也很難說清楚，但結果肯定是大大超出我們的想象。

太空梯

如果能制造出連接宇宙與地球表面的太空梯，即使不用火箭，人類不也能造訪衛星，隨心所欲地進入宇宙、邀游太空了嗎?早在上世紀50年代，前蘇聯工程師尤利·阿爾圖塔諾夫就提出了這個設想，這個設想在后來的科幻小說、科幻影片中頻繁出現。

從理論上講，太空梯并不神奇：在地球赤道的海面上建造一個平臺，從距赤道上空約3600千米高的靜止衛星上降下一條長達10萬千米的纜繩，把它錨定在平臺上，隨地球同步旋轉，旋轉所產生的離心力恰好抵消了地球引力，它便得到一個向外的張力，在張力的作用下，將太空梯豎直起來。然后用一個由激光或磁場提供能量的升降器在纜繩上上下移動，運送乘客或貨物。由于太空梯是垂直行駛，車與軌道之間還應有某種固定裝置，科學家設想，在管道四周設置類似超導磁懸浮列車的懸浮磁體。車上下行進的動力，采用類似電梯的吊掛牽引，或直接利用約束磁體的磁場變化產生的電磁推力。與地球上的公共交通工具一樣，太空梯內的列車也將設置成雙向對開，并在適當的高度安裝“站臺”，以便乘客和貨物上下。

時間旅行

在一些科幻作品里，我們常見到時間機器或時間隧道等。通過它們，人們可以回到已逝的古代或進入遙遠的未來社會。

時間機器理論以美國吉普·索恩提出的“蟲洞機器”理論最為著名。“蟲洞”，就是連接宇宙遙遠區域間的時空細管，因為它猶如蟲在水果中打出的隧道那樣而得名的。索恩設想，在地球與織女星附近有可能存在一條穿越空問的捷徑，這條捷徑就是蟲洞。如果宇宙飛船穿越蟲洞，就會發現原來可望而不可即的遙遠的織女星就在眼前。如果穿越不了蟲洞，宇宙飛船就回到了過去的世界。

理論上，蟲洞內的空洞是極微小、極狹窄的通道，且被扭曲得極不自然，因此無法使它保持暢通，即使能開通，也只是一瞬間。一個蟲洞要成為可穿越蟲洞，其半徑必須遠遠大于一光年。對此，索恩設想用頻繁發生的量子時空起伏將普朗克尺寸的蟲洞擴大到人或飛船能夠通過。所謂普朗克尺寸是按量子力學上考慮的最小長度，約10^-33厘米：其次，用不讓蟲洞蛻變的所謂高熱質物質使之穩定。

物理學家霍金認為，時間是線性的，只能向前，不能向后的特性是不容破壞的。不論用什么樣的事物制造時間機器，終不會成功。時間機器不過是終極幻想了。而索恩則認為“在物理學深刻認識量子引力理論之前，我們誰也不能下結論。”

延長壽命

人體一生中，細胞大約分裂50次就停止。隨著細胞分裂次數的增加，染色體其他部分的基因也會發生變化，細胞的功能也會隨之降低，即我們所說的“細胞老化”。

但并不是一切分裂細胞以同樣的速度老化。在骨髓或肝臟起到細胞貯存作用的肝細胞的老化就極緩慢，而生殖細胞完全不老化。癌細胞更具有無限反復分裂的性質。科學家發現，在這些細胞里有一種端粒酶，它是一種具有再延伸端粒作用的酶，能夠重新擰緊分裂時鐘的發條。

若能讓身體里的所有細胞都具有端粒酶，不就能夠延長細胞的壽命了嗎?科學家在試管內將端粒酶基因的一部分引入細胞，細胞的確能無限分裂，且不會出現細胞功能性障礙或癌變等。這個結果顯示，使細胞長生不老還是可能的。同樣的操作在人體進行，科學家發現，將端粒酶基因的一部分引入細胞，能預防動脈硬化或心臟病等疾病。

但是，在通常狀態下，一切分裂細胞存在端粒酶基因的開關，總是置于“斷開“狀態。美國密歇根大學的教授從正常造血細胞對循環體內的淋巴激活素作出的反應中發現，端粒酶基因有將這種基因置于開或關的激素信息。若能明了其中結構，將一切分裂細胞的端粒酶基因置于“接通”的狀態，或開發細胞分裂的阻化劑，人類就能人為地阻止細胞老化，根治癌癥，120歲的人類壽命界限或許將會被突破并延伸到幾百歲。

控制地震

地震是由于地幔作對流運動，對地殼產生壓力，從而破壞了地殼表面的脆弱巖石而形威的。即使再有多少個千年后，人類的智慧也無法制止地幔的對流。但控制地震發生，還是有可能的。

地震每級間的能量之差為30多倍。代替8級地震，可以在時間上分散為引起6級地震千次左右。如果分散為4級地震，則必須引起上百萬次才行。如果能將可能發生的大地震分解為級別小的地震，那樣就不會出現類似汶川大地震和海地地震所造成的慘重傷亡和損失。

人們還可以在不致危及人類生命的地方制造斷層，誘發小地震從而消滅大地震。據說，俄國正采用巨大裝置引發小地震，以消滅大地震的研究。他們應用貯存石油的地層，在地下有意制造許多微小裂紋，成功地提高了石油的抽出率。另外，控制地下的水流，也能夠影響地殼變化，制造小地震，避免大地震。

如何控制大地震的發生?關鍵在于影響地殼的性質。構造地殼的巖石有“結構敏感性”，即對于物理條件的微小變化，巖石的微結構會發生大的變化。例如，只要稍微改變粘土含水量，粘土的硬度就會有很大變化。據此，人們通過向地下巖石注入含表面活性劑的水，并通電流等操作，使地殼的強度、形變以及地下水的流動發生變化。用這些方法改變地殼的物理狀態，從而消除作用在地殼的巨大應力，或將應力一點一點地釋放掉，不讓它積累。當然，控制地震，還應該精密監視整個地殼運動狀態的變化，一邊預測，一邊不斷地調整控制的方法，從而減少對毗鄰板塊的影響。

終極計算機

計算機操作，歸根結底一句話，就是從輸入到輸出的“處理”，因此，計算機的處理速度必須快。而現在的計算機每秒能進行幾億次的加法計算，其機制均已達到極限。所謂終極計算機，其處理速度必須是目前計算機運算速度的百萬倍以上才行。

為此，計算機研究人員正在研究用光代替電的“光計算機”和用物質分子級現象的“量子計算機”，這些計算機都能快速提高處理速度。光計算機具有光速的計算速度，且電能消耗小的優點。預計到2020年左右，將制成達到現在百倍以上速度的光計算機。量子計算機利用原子的響應，能夠完成現在1000倍以上的高速化。但是，欲實現這些夢想，必須開發與現在計算機完全不同的原理。量子計算機估計將在本世紀末實現。

當然，還有另外的路子，即可選擇使用超導元件，超導元件是利用導體在低溫下，其電阻為0的性質。美國正在研制使用的超導元件，能使速度達到現有計算機10萬倍性能的終極計算機，也許今年底就會傳來他們研制成功的喜訊。

對終極計算機而言，最重要的不是“如何實現”，而是“實現什么”。在國際合作下，科學家正在以人腦為基礎，開發模擬人腦的“腦計算機”，一旦研究成功，“腦計算機”就能完成很多人類能完成的復雜事情，如識別人的容顏等。

反物質發動機

上世紀70年代，英國計劃制造到距地球約6光年的巴納德星去的“無人宇宙飛船”。當時計劃用核聚變作推進動力，但因未能解決核聚變的控制和船體過分龐大等問題，計劃被迫告終。

上世紀末，美國航天局推出了反物質發動機的初步設想。所謂反物質是指構成物質的質子、電子和中子等粒子存在質量相同、電荷相反的粒子。物質與反物質結合會出現“湮沒”現象，并釋放巨大能量。據說，一片阿司匹林大小的反物質，同物質湮沒產生的能量，足以讓一艘飛船游弋幾百光年，而航天飛機那巨大的燃料箱和推進器中的燃料，只要用100毫克的反物質代替。所以制造能量大、質量輕的反物質發動機是最佳選擇。

目前按“湮沒”方式設計的反物質發動機主要有固體核心、氣體核心、離子漿核心和粒子束核心4種。其中，粒子束核心湮沒是直接通過一對一的湮沒，然后以磁場控制帶電介子，并把它們直接從噴口噴射出去。這種方式的優點是，只需要反物質燃料，不需要推進劑，可以極大地減少飛船的負載。使用粒子束核心發動機的飛船速度可能達到116千米每秒。預計使用粒子束核心反物質發動機的飛船從地球的火星，只需要24個小時到2個星期。使用粒子束核心反物質發動機只需要幾毫克反物質就可以在太陽系內游弋。

黑洞發電站

隨著地球能量日益枯竭，支撐地球文明的太陽能量也變得捉襟見肘，人類進入了能量匱乏的宇宙時代。有趣的是，吞食包括光線在內的一切物質的可怕怪物——黑洞卻潛藏著巨大的能源，可供人類今后開發利用。

我們都知道，發電機是由轉子和定子組成。轉子在有磁性的定子中旋轉，切割磁力線即可產生電流。法國天體物理學家T·達摩設想，在一個帶電旋轉黑洞周圍設置一個磁場，借助黑洞的旋轉，就可發出強大的電流來。

英國著名的物理學家羅述·彭羅斯還提出了一種利用黑洞轉動能的理論。以轉動的克爾黑洞而言，彭羅斯設想，朝黑洞的能層拋出一個物體，這個物體在黑洞能層中被黑洞的潮汐力分裂成兩部分，一部分被黑洞捕獲落向黑洞的中心，另一部分帶著從黑洞吸收的能量被拋出黑洞，回收被拋出的部分，就可利用從黑洞中獲得的能量。

更為簡單的方法是將黑洞作為“引力阱”，向黑洞放入氣體物質，使在黑洞的周圍旋轉構成吸積盤。盤內的氣體因自身強力的摩擦產生高溫，開始發射強光，展開其周圍的太陽電池板，吸收自黑洞與吸積盤來的熱輻射，原理與水力發電站相同。黑洞發電站可用到燃料枯竭為止，使用年限長達幾百萬年到幾十億年。