十大創新改變世界

本期為大家帶來的十大科學進展不僅巧妙、誘人、匪夷所思，而且將有助于人類解決目前最棘手的難題。它們中的任何一個都有改變世界的可能。

超級計算機幫助制作“人工樹葉”

芯片級的硅、光纖玻璃等各種工程材料支撐著現代世界。然而，在過去，設計新材料繁雜、低效，很多都是根據主觀臆測來進行設計和研究的。如今，研究人員可以通過電腦模擬，在一個巨大的數據庫中，迅速篩選出候選材料，然后，研究人員再通過常規的實驗室方法，制備實體樣品并進行性能測試。

目前，自動摸索、尋找、篩選和比較材料數據的技術還處在萌芽階段。這一領域的逐漸成熟有可能讓人類制造一種“人工樹葉”，把陽光和空氣轉化成類似于甲烷的液體燃料，用于驅動汽車和飛機。它也可能讓人們實現固態降溫：將微型器件編織到衣物中，從而無需風扇或者壓縮機，只用翻轉開關，就可以保持涼爽。

將二氧化碳變為巖石

是否存在一種簡便方法，能將煤電廠煙囪釋放的二氧化碳，變回靜臥于地下的巖石？工程師們正努力將這一創新想法變為現實。

2013年夏天，美國工程師將大概1000噸的二氧化碳注入地下800米深的層狀玄武巖。接下來一整年里，他們會對碳酸鹽晶體的形成速度與規模進行監測。有些科學家估測，這個過程在自然狀態下需要幾千年才能完成。但實驗結果表明，通過人為操作，將這個時間縮短至十年以內也完全可能。在減緩全球變暖這場戰役里，這足以帶來積極影響。

超輕材料：像拼裝樂高積木一樣，組裝經濟又堅固的結構

美國科學家試驗出一種強韌的新型超輕復合材料，它們具有網狀結構，可以像樂高積木一樣被拼裝在一起。

這些材料可以組裝成3D鎖鏈結構，硬度相當于同等重量的現有超輕材料的十倍。在實驗中，研究人員測試了由這種材料制成的原型機翼在強氣流中扭曲、變形的情況。科學家們相信終有一天，能用超輕材料制造出新奇的結構，如擁有可變形機翼的飛機、手臂上沒有關節卻很靈活的機器人。

軟體機器人：將在金屬機器人束手無策時大顯身手

一種模仿蠕蟲和章魚的“軟體機器人”將會代替用傳動器、電線和馬達仿造人類手臂的金屬機器人。軟體機器人最大的優勢（可能也是最容易為我們忽視的）是其成本：聚合物材料、空氣導管，再加上一個不大的電源，這些東西加起來可能也不到一個移動式金屬機器人造價的零頭。

模仿蠕蟲和章魚的軟體機器人目前也還只存在于實驗室中，但材料科學、控制論、能量存儲和柔性電子技術領域的快速發展，可能會改變這個現狀。要不了多久，軟體機器人就會在礦井、工廠，甚至人體內完成困難的任務。

超材料：超薄智能手機和隱身斗篷成為可能

2013年1月，美國杜克大學的戴維·史密斯教授領導的團隊，展示了一臺超材料微波成像儀，它只需要很小的數據存儲空間和傳感器，并有可能取代現在用于機場安檢的那些昂貴而笨重的微波成像儀。

利用史密斯團隊的技術，一家名為Kymeta的公司也開發出一種低能耗、高寬帶的可重構天線，為飛機、輪船、火車和汽車上的乘客提供廉價、高速的衛星互聯網。同時，科研人員也在用超材料設計“隱身斗篷”。當無線電波或微波遇到超材料外殼，它們不會被反射，而是繞過物體繼續前進—這樣，物體就得以在雷達下遁形。

哈佛大學科學家卡帕索的團隊取得了一項令人矚目的成果“平透鏡”（flatlens），它能將光束精確地聚焦到一個小點上。通過這種技術，人們可以制造出極薄的智能手機或相機。

云計算：智能芯片防范黑客“ 竊聽”

云計算是什么？將筆記本電腦和智能手機連接到遠程大型計算中心，我們就可以獲得比單獨一臺電子設備強大得多的計算能力，還可以從世界任何一個角落獲取我們存儲在計算中心的數據和文件。但云計算也有致命弱點，這就是數據安全—存儲在云端的數據容易受到黑客攻擊。

不過，對這種安全隱患，科學家門可能已經有了解決方案。麻省理工大學的科學家稱，他們發明了一種方法，可以讓服務器免受“內存訪問模式分析黑客攻擊”（memory-access patternanalysis hack）和定時攻擊（timing attacks）。簡單地說，這個方法就是安裝一種名為“飛升”（Ascend）的芯片，每當有遠程服務器請求訪問數據時，芯片可放出“煙幕彈”，迷惑對方。

柔性顯示屏：未來的平板電腦可以卷起來放進兜里

近年來，科研人員一直在努力發展柔性電子顯示屏，如果取得成功，就意味著我們將擁有可卷曲的平板電腦，以及帶有可拉伸屏幕（嵌入衣料纖維中）的衣服。

一個由澳大利亞和日本科學家組成的研究團隊，通過“即剝即貼”技術，成功制造出只有2微米厚的聚酯薄膜—厚度僅為廚房中常見的塑料薄膜厚度的幾分之一。

奧地利材料學家馬修·懷特表示，聚酯薄膜與我們貼在智能手機或平板電腦屏幕上的塑料保護膜有些相似。他們可以借鑒這種方法，將其運用在設備制造中，將基底的厚度推到極致。

另外還有三種跟人類健康有關的科技創新，如宏基因組學治療疾病的新手段：操控腸道微生物，可以快速發現劣質藥物芯片式的檢測，可讓每年50萬新生兒免于死亡的抗菌劑等。

也許在未來幾年內，我們就能見到這些偉大產品的身影。

新知科技改變生活

【“蓋亞”將繪制宇宙地圖】歐洲航天局的“蓋亞”衛星（Gaia）最近發射升空，將以前所未有的精度測量銀河系內數以十億計恒星的位置、距離和運動，效率將比前任“依巴谷”衛星高數百萬倍，來自20個國家超過400名科學家將對這些海量數據進行復雜數學處理，預計首批數據將在2015年左右發布。

—環球科學雜志社

【“木衛二”表層噴射出水汽】英國 《每日郵報》報道，哈勃望遠鏡發現，木星衛星“木衛二”的冰凍表層噴射出160公里高的羽狀水汽。科學家相信他們觀測到了兩次水汽噴射，每次持續幾個小時。如果這個觀測結果是真的，那么就可以證明“木衛二”冰層下的海水能夠容易地到達這個星球的表面。

—科技生活周刊

【櫛水母才是人類祖先？】長期以來，科學家認為人類由海綿進化而來。但美國科學家在繪制櫛水母的完整基因組序列時，發現這種水母與其他動物存在相同的 DNA，這表明它可能也是這些動物的進化起點。科學家稱“這一發現或將改變我們對于早期動物進化史的認識”。

—環球科學雜志社

科技視頻有口無憑，眼見為信

【2013年最受關注的太空事件】太陽的磁極翻轉，ISON彗星與太陽相遇……宇航員查理斯·哈德菲爾德在國際空間站拍了個《Space Oddity》的MV……2013年太空中的大事件，哪一些給你留下了深刻的印象呢？