八个发明改变未来
蒙骗舌头的味觉
长期以来,科学家知道人类的舌头能够尝辨出四种基本的味道:苦、甜、酸和咸。近年来,他们确定了第五种:umami,这是个表示美味的日本词。这是100年前一位东京的化学教授发现的,这种味道类似鸡汤。今天的科学家已经开始制造出不含卡路里的糖,还有一种甜味增强剂,人们只要使用以前五分之一或十分之一的糖,就可以有原来同等的甜味。传统的对付苦味的方法是加糖或者盐,现在只要阻断味觉细胞和神经末端之间的联系,苦味就传不到大脑了。
科学家们还在完善一种新型的食品添加剂,它能够“蒙骗”我们舌头的味觉,几年后当这些化学品打入市场,将把自调味品发明以来的食品制作来一个巨大的变革。
大脑辨别瞬间活动
19世纪初,法国医生布罗卡最早通过解剖尸体脑部来了解病情。100多年后,医生开始向人体内注入放射性物质,20分钟后通过颈部动脉到达大脑,再通过X光来探查大脑的疾病,即X线断层摄影术,但这种方法得到的图像比较模糊。
哥伦比亚大学新脑电图实验室主任希尔施发明了统计方法来判断神经细胞活动的情况,与核磁共振的数据结合起来,并制成软件。90年代中期在神经外科医生的帮助下,她开始绘制出大脑的精确图像,以确定哪些肿瘤病人不宜手术。在超级计算机的帮助下,她揭示了大脑不同区域间的隐秘的联系,通过安放在病人头皮上的电极,辨别大脑千分之一秒瞬间的活动,从而将核磁共振成像技术大大地向前推进了一大步,使许多病人避免了瘫痪和失明。
希尔施通过扫描,成功地捕获了癫痫的病灶,找到了大脑的语言区域,还试图寻找忧郁的产生地,以及药物是如何通过大脑发挥作用的机理。10年来,脑扫描已经得到广泛运用,精神病医生用它来分析精神疾病,而警察则用它来判别疑犯是否说谎。
生命可以选择
科罗拉多州的女孩莫利能歌善舞,语文与数学的成绩都不错。但不幸的是,她有一种致命的疾病。这是一种罕见的贫血症,被称为范可尼综合症。因为骨髓中的细胞不能产生足够的白细胞,无法抵抗感染。她需要从完全匹配的他人身体中移植骨髓,如果父母很快怀有另一个孩子,也许是一个挽救她生命的最佳方法,但问题是,保证生育另一个完全健康的孩子的可能性只有四分之一。
对莫利来说,幸运的是分子生物学家马克·休斯经过10年的努力,建立了一个1小时快速检测相同基因的实验室。如果父母需要一个具有某种基因的孩子,医生首先用人工授精的方法培育出10多个胚胎,以确保其中一个能够完全符合要求。他的这项技术称为胚胎植入前的基因诊断(PGD),可以告诉你应该选择哪一个胚胎,然后再植入子宫。通过这个方法莫利的母亲怀了符合条件的亚当,现在他已经3岁半,并用他的脐血挽救了莫利的生命。
它最大的好处在于预先给父母一个最佳的选择。至今这项技术获得了广泛的运用。在避免和治疗单基因遗传的疾病方面,如地中海贫血、遗传性胰腺病等都有着广阔的前景。
通过变异鼠克服人类疾病
实验鼠是最小的哺乳动物,基因与人类非常相似。事实上,在被认为与健康相关的基因中,人类与老鼠有近99%是相似的。对实验鼠的研究,可帮助理解有关疾病的复杂活动机制,美国的贝勒医学院特别注重对实验鼠变异的研究。佐格比专攻冷僻的神经失调症,比如有一种病症会阻断女婴大脑的发展,最后迫使她们不停地扭动手臂。当她在一次会议上,面对一大群研究人员宣布她成功地培养了一只患有此症的实验鼠后,听众都不相信,后来她放映了录象带,显示老鼠也在不断地扭动爪子,听众们不得不信服了。
总部位于休斯敦的一家生物科技公司将建造一个实验鼠工厂的设想变为现实。这个工厂将批量生产经过特别基因设计而产生基因变异的实验鼠。
人们有理由相信,这家生物科技公司的产品将极大地有助于新药的问世。这正如佐格比深切感受到的,老鼠是从来不会生她所研究的那种罕见的神经失调症的,而现在既然她可以让老鼠也表现出这种病症的症状,治愈这一疾病的那一天也就不远了。
超速引擎享受导弹一样的速度
波尔现在正在建造一个类似于火箭和飞机之间的超音速冲压喷射引擎。
他经历了无数次失败,然而他并没气馁,他确信这种装置就像飞机喷气引擎的发明一样伟大,因为它结合了喷气机的功效和火箭的飞速,即用乘坐波音飞机的票价而享受洲际导弹一样的速度。
在10年的研究中,波尔估计为此花费了40万美元,这还不包括他在大学教书赚来的薪水。去年9月的一次发射中,火箭成功点火,5秒钟内直入云霄,时速达到8000公里,为音速的6.5倍。他已经在计划下一步的实验,要达到音速的22倍,从而足够把小型卫星送入地球轨道。
制造云层——以人工来控制气候变化
索尔特有一项远大的计划:控制天气。
他初期的设想是将风动的涡轮安放在离海平面35米高的地方,当机翼高速旋转后,会将海水吸起而喷射出细小的水滴,从而形成一层厚厚的潮湿的云层似的空气。他认为只要有足够的涡轮工作,当寒冷、潮湿的云层形成后,将由人造卫星控制它飘向需要下雨的内陆地区。
正统的气象专家们不认同索尔特的设想,他们认为降雨取决于许多种不同的因素,要形成这些综合因素绝非易事。他也承认他的机器不可能制造倾盆大雨,但他坚称,他的机器将发挥相当的作用,会在空气中制造出潮湿的环境,确切地说,更像是一层薄雾,而这对庄稼更有益处。
根据索尔特的估算,如果有10万个涡轮一旦同时工作,将使海水升高,从而使海平面降低1米左右,可以阻止因气候变暖而形成的海平面上升的棘手问题,这当然是一个风险极大的赌注,
公开代码——Linux使发展中国家获利
莱纳斯·托瓦尔兹是芬兰的计算机科学家,1991年他发明了可以与微软公司的视窗相媲美的Linux操作系统,但与视窗高价出售做法不同的是,他公开了该系统的源代码。近年来,一些世界著名的大公司如IBM、惠普甚至法国与德国政府都采用了该系统。
发展中国家更是从中获利,由于政府与小公司无法向微软支付必需的版权费用,纷纷采用Linux操作系统。
还有一个因素是它的可靠性,Linux简便易学,Linux还有另一个吸引力是它的安全性,视窗据说留有窥视他人秘密的“后门”,而Linux则公开代码。
电子服装——将时装与高科技完美结合
将时装与技术完美地结合在一起的,是乔治亚州纺织品与光纤工程技术学院的工程师贾亚拉曼,5年前,他发明的一种将化纤与金属电线结合在一起的新型衣服,今年将推向市场。
首先推出的是具有医学功能的“精巧衬衫”,它能监视体温、血压、心跳、呼吸及糖尿病人的胰岛素水平,随时向电脑终端报告。如果心脏病发作,那么它会立即拨打911求救电话或接通医生的电话,甚至能给患者注射必需的用药。当然也可能很方便地根据需要,增加或者减除衬衫上的传感器。如果这项发明取得进展,其它创新马上接踵而来,例如改变作战士兵的服装,使它装有数据传送设备、照明道路的光源和报告士兵的伤亡情况等。不久以后,中学的篮球教练让他的队员们穿上这种交互式衬衫后,可随时调整他们发挥最佳战术。
专家们确信,现在的问题不再是能否有一天我们将穿上这种电子衣服,而是这一天还有多长时间!
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