10件可能改变未来的大事.docx
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10件可能改变未来的大事
10,件可能改变未来的大事
科学研究不仅扭转了我们对宇宙及我们在宇宙中所处地位的认识，还帮助我们理解并处理了一些超出我们控制的变化。
相对论、自然选择、微生物理论、日心说以及对自然现象的其他解释，已经重塑了人类的智力与文化；互联网、形式逻辑、农业以及车轮等多种多样的发明，也会起到同样的效果。
对人类而言，未来有哪些令人瞩目的事件将会发生呢？
我们挑选出10个可能发生的重大事件，并评估了它们在2050年前发生的可能性。
其中一些无疑会让我们恐慌，然而经验表明，许多事件的发展往往和人们事先的设想不同。
实际上，对同一件事，一些人可能会觉得平淡或失望，而另一些人则可能觉得新鲜或令人振奋。
不过有一点是可以肯定的：
它们都具备足够的“杀伤”力，可以永久改变我们对于自身的认识，并颠覆我们的生活方式。
克隆人
克隆人的过程困难重重，但它的诞生似乎已是必然。
从1996年多莉羊诞生之日起，克隆人的诞生似乎就已经不可避免了。
但迄今为止，除了信奉UFO的邪教组织支持的一家公司曾号称实现了克隆人，还没有社会认可的人类克隆记录。
当然，自然诞生的同卵双胞胎除外。
尽管其他哺乳动物的克隆研究已经捷报频传，但事实证明，克隆技术应用于人类时，要困难得多。
科学家用体细胞的细胞核取代卵子中的细胞核，就能克隆出一个细胞。
目前他们已经能够克隆出人类胚胎，但这些胚胎最多只能顺利发育成所谓的“桑椹胚”，也就是一个由细胞组成的实心球。
还没有克隆人类胚胎能够活过这一早期阶段。
这是因为转移细胞核的行为可能会破坏细胞分裂时染色体正确排列的能力。
美国马萨诸塞州伍斯特市先进细胞科技公司的罗伯特•兰扎说：
“无论什么时候，想克隆一个新物种，总要经历一个学习过程。
对克隆人类而言，得到足够多的高质量卵子用于试验是一个大难题。
”兰扎曾在2021年首次成功克隆人类胚胎，因此大出风头。
克隆的某些步骤格外棘手，需要反复尝试才能掌握——包括确定能让细胞恰当重编程的最佳时机及化学品混合配方。
就算有了实践经验，克隆出的动物中仍有大约25%存在明显生理缺陷。
兰扎指出，重编程、细胞培养及胚胎处理过程中的“差之毫厘”，都会导致发育结果“谬以千里”。
他认为，克隆人类的尝试风险极高，这就如同让婴儿乘坐有一半爆炸几率的火箭发射升空。
即便技术上能够做到万无一失，伦理问题也依旧无法回避：
在某人不知情或違背他意志的情况下，能否对他进行克隆？
而在另一方面，克隆体的人生可能会更加完美，因为他可以“吸取”母体的经验教训，美国哈佛医学院的分子技术专家乔治•M•丘奇说：
“如果我到25岁才发觉自己有一双音乐家的耳朵，却没有接受过任何音乐训练，我就可以告诉自己的克隆体，5岁时就开始学习音乐。
”
一旦克隆人成为现实，我们是在恐惧中畏首畏尾，还是像对待体外受精那样逐渐接受呢？
可以肯定的是，对创造生命新方式的开发将促使我们思考，掌握了威力如此巨大的科学力量后，随之而来的责任是什么。
隐藏的维度
想不想把手伸进第四维空间？
在那里你能挣脱三维几何的枷锁。
乱如麻的各种线缆从此不再让你绝望；宠物狗咬坏了你的右手手套，你可以把左手的翻过来给右手戴；牙医不需要在牙上钻孔，甚至不需要你张嘴，就可以完成根管治疗。
额外的维度看起来确实神奇，而且它们可能真的存在。
从相对较弱的引力（引力是4种基本相互作用力中最弱的一种），到看起来各不相同的粒子和作用力之间的深层联系，这个世界上的众多谜团都让人觉得，我们所认识的宇宙只不过是一个更高维实在的投影。
果真如此的话，瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机将粒子撞碎而释放出的能量，或许就足以使粒子脱离三维空间的束缚，让我们一窥神奇的高维世界。
美国麻省理工学院的宇宙学家马克斯•泰格马克说，若能证实额外维度的存在，“目前对‘实在’的所有认识将被颠覆”。
在现代物理学理论中，额外维度的主要理论基石是超对称概念，它试图将各种不同类型的粒子统一在一个大家庭里。
要实现这种统一，超对称需要空间总共具有10个维度。
我们之所以觉察不到三维之外的其他维度，要么是因为这些维度非常细小，要么是因为我们本身被限制在一个三维的膜上，犹如趴在叶片上的一条毛虫，只能在叶片上爬来爬去。
当然，不是所有的大统一候选理论都要求有额外维度。
所以能否发现这些维度就将成为一个分水岭。
“这能让我们集中在最有可能的理论上，”以研究三维膜理论而闻名的哈佛大学物理学家莉萨•兰多尔说。
增大粒子加速器的能量是接触这些额外维度的方法之一。
按照量子力学定律，一个粒子能量越高，它的尺度就越小。
额外维度还可能通过其他方式暴露踪迹。
由于几何上的原因，额外维度可能增强引力的作用，也有可能改变电磁力等其他基本力在小尺度范围内的作用方式。
额外维度还决定了超对称性如何发挥作用，从而有可能在粒子的质量和其他性质中留下独特的印迹。
测量引力强度、观测黑洞或爆炸恒星运行轨道等其他手段，或许也能帮助科学家找到额外维度的蛛丝马迹。
一旦发现额外维度，面临变革的不仅有物理学，还有与之相关的所有法则。
额外维度或许可以解释宇宙加速膨胀之类的一些谜题，甚至可能成为重新定义整个维度概念的序幕。
因为它进一步强化了科学家日渐萌生的一个猜测：
这个世界本质上既不存在空间也不存在时间，空间和时间都是从一些物理学原理中涌现而来的。
虽然额外维度对物理学家来说魅力无限，但是作为普通人的我们却永远无法造访。
如果构成我们身体的粒子可以随意造访这些维度，额外的运动自由度会使包括生命在内的复杂结构变得不再稳定。
绞成一团的耳机线和疼痛难忍的牙钻孔，竟然是为了保证我们得以存在而必须付出的代价。
人造生命
合成生物学能够改造有机体，但它能赋予无生命物质生命吗？
一位科学家将少量无机化合物添加到冒着气泡的烧杯中，然后摇了一摇。
瞧，微妙的反应发生了，新的生命形式自行组装而成，马上就能够繁殖生长。
上述场景就是对合成生物学或实验室中创造生命的通俗想象。
不过，该领域的研究者对给无生命物质赋予生命并无兴趣。
事实上，无生命的化合物在没有指导的情况下如何自组装形成有生命且可自我复制的细胞，科学家对这些基本过程仍知之甚少。
在1952年著名的米勒－尤列实验中，二人以原始大气为原料制备得到了氨基酸，但这一实验难以重复。
如今的合成生物学，更侧重于修改现有的有机体。
合成生物学可以被视作加强版的遗传工程：
合成生物学家所做的，不仅仅是替换一个基因那么简单，而是修改一大段基因，甚至整个基因组。
DNA的改变可以迫使生物体大量合成化学物质、燃料，乃至药物。
“他们的工作就是从零开始构建出生命指令，并将这些指令加入到某些已经存活的生物体中，取代原有的指令”，美国斯坦福大学的生物工程学家德鲁•恩迪解释说，“合成生物学为生命在世间的散播定义了又一条途径。
从此，生命无须再直接从父母那里遗传了。
”
就这一点来说，一些科学家认为，用人造细胞去复制现有细胞是没有任何道理的。
美国哈佛医学院的遗传学家及相关技术研发者乔治•M•丘奇就主张：
“与其造出一个与现有细胞非常相似的细胞，还不如直接利用现有细胞。
”
合成生物学实际上就是把大规模工程学引入生物学领域。
设想这样一个世界：
无需机械或人工的手段编织椅子的外形，经过编程的竹子就可以长出椅子来；自组装的太阳能面板（即经过改造的树叶）可为房屋供电；树木的根部可以分泌柴油燃料；经生物工程改造的生物系统在气候变化的条件下同样能茁壮成长，有些还能用于清除污染；重编程后的细菌甚至能够潜入人体内，在我们的机体内部汇集成一支治疗疾病的医生大军。
丘奇主张：
“总体说来，任何能制造出来的东西都可以用生物学的方法来生产。
”合成生物学在小规模水平上已经付诸实用：
从耐高温微生物体内提取的、常用作洗衣粉添加剂的酶，经过改造已经能够在冷水中发挥效用，因此可以节约能源。
室温超导体
火力发电厂可以建造在任何地方，但利用可再生能源的绿色电厂就要谨慎选址了，因为高原上才有强劲的风，沙漠中方能长沐日光，因此要向绿色能源转变，我们面临的最大挑战之一，就是如何跨越数百千米的距离，将这些来自偏远之地的电力输送至城市。
最先进的超导电缆可将电能输送几千千米而仅有百分之几的损耗。
但麻烦的是，电缆必须一直浸在77K（约-196℃）的液氮之中。
因此，如果要架设这样的电缆，每隔1000米左右就必须安装泵机和冷却设备，大大增加了超导电缆方案的成本和复杂程度。
能在常温常压下工作的超导体，将使全球化电力供应梦想成真。
通过横穿地中海底的超导电缆，非洲撒哈拉沙漠的太阳也可以给西欧供电。
然而，制作室温超导体的秘诀至今依然成谜，与1986年时没有什么两样——研究人员就是在那一年，首次制備出了可在相对“高温”的液氮中实现超导的物质（此前的超导体需要冷却至23K以下）。
2021年，一大类以铁元素为基质的全新超导体（铁基超导体）被人发现。
理论学家能够找到高温超导体工作机制的希望也因此而大增。
如果掌握了这一机制，室温超导体也许就不再遥不可及。
遗憾的是，目前进展仍很缓慢。
机器的自我意识
机器人掌管世界会怎样？
能够自我复制、自我学习、适应不同环境的高智能计算机和机器人，一旦出现必将改变世界，对于这一点，人工智能研究者深信不疑。
引起争议的原因是这样一些问题：
这一切会在何时发生，影响会有多深远，人类应该如何应对。
今天的智能机器大都是设计用来在已知条件下完成特定任务的。
不过，未来的智能机器将拥有更多自主性。
美国康奈尔大学机械电脑工程师霍德•利普森说：
“我们想让机器去完成的任务越复杂，就越是需要它们能够自己照顾自己。
”利普森指出，我们越是无法预见问题，就越需要机器能够自己适应环境变化并自行作出决定。
利普森说，随着机器越来越懂得如何学习，“我觉得它们终将走上意识和自我觉醒之路”。
虽然神经科学家对意识的生物学基础一直争论不休，但系统复杂度似乎是关键因素之一，这就暗示，拥有高级软硬件配置的自适应计算机有朝一日或许会自我觉醒。
如果《终结者》之类的电影预言正确的话，有一种方法会让我们意识到机器已经获得了意识，那就是它们突然向人类发动战争。
专家认为，我们很有可能会看到这一幕的发生。
不受人类控制的机器会带来何种法律问题，现在尚不明了，所以“花些心思来考虑这一问题，或许是个好主意”，利普森说。
已故的艾萨克•阿西莫夫提出过“机器人三定律”，本质上是要求机器人不能伤害人类或者坐视人类受到伤害。
利普森指出，阿西莫夫的三定律有一个前提，那就是“假设给机器人编程的是人类”。
一旦机器人开始给自己编程，甚至删除人类指令，此类伦理法则就会变成一纸空文，很难得到遵守。
两极消融
上升的海平面将会改变世界。
严格说来，美国的版图正在缩小。
在20世纪，美国东海岸的海岸线后退了近20米。
由于热胀冷缩（温度更高的水占有更大的体积）和持续的极地冰盖消融，海平面自1900年以来已经升高了大约17厘米。
然而，比起海平面将要上升的高度，这17厘米根本不算啥。
“做好本世纪末升高一米的准备吧”美国航空航天局退休科学家、冰川学家罗伯特•宾德谢德勒说，“海洋里的热量正在使冰盖消融。
”
冰盖全部消融需要几个世纪，然而，冰盖的消融速度比科学家在仅仅几年以前所作的预计还要迅速。
哪怕海平面平缓上升，发生灾难性风暴的风险也会逐渐增大。
另外，最近人们才惊讶地意识到，冰盖对周围海水还有万有引力效应：
大体来说，如果格陵兰冰盖融化，“海平面的上升主要会发生在南半球”，反过来，如果南极冰盖融化，北半球海平面将上升更多。
加拿大多伦多大学物理学家W•理查德•佩尔蒂埃解释说：
“我们认为，南极洲西部是最容易受目前全球变暖影响而消融的地区。
”
即使减少温室气体的排放，极地冰盖的融化也难以避免，因为冰盖对气候的响应是滞后的，而且一旦消融，再重新形成冰盖将十分困难。
人类将如何适应这个“未来水世界”依然未知，但根据目前的趋势，宾德谢德勒指出，“我们无法逃避这个现实”。
太平洋地震
大地震会不会把加利福尼亚州撕成碎片？
这场预料之中的大地震袭来时，洛杉矶可能还不至于被震离大陆，变成一座孤岛。
但是圣安德烈亚斯断层发生的每一次地震，都会把洛杉矶向旧金山推进几米。
很长时间以来，科学家们和公众都预期一场大地震会降临在美国西海岸。
美国地质调查局估计，加利福尼亚州在2038年之前将遭遇一场至少里氏6.7级地震（与1994年加利福尼亚州北岭地震震级相同）的概率高达99%。
但是，这场地震很可能更大，甚至大得多。
位于南加利福尼亚州的美国地质勘探局综合性多灾害演示项目首席科学家露西•琼斯说，如果大部分圣安德烈亚斯断层同时断裂，地震会达到里氏8.2级。
圣安德烈亚斯断层自南加利福尼亚起，直到穿越旧金山湾区，绵延约1300千米。
它是向东南移动的北美板块和向西北移动的太平洋板块的分界。
根据地质记录，科学家认为，该断层通常每隔大约150年就会断裂一次。
而现在距上一次大规模断裂已经差不多300年了。
核聚变能源
虽然它能缓解环境危机，但实现起来仍有难度。
曾有人这样揶揄核聚变能源：
无论何时，实现的时间，永远需要20年。
今天看来，这还是太过乐观了。
世界上最大的等离子聚变项目，在这个项目中，他们计划将把等离子体束缚在“磁瓶”里，最终建成一个可输出净能量的核聚变反应堆实验原型。
要看到能直接向电网输送能源的反应堆开始运行，那是下一代人的事了。
与此同时，人类社会对能源的胃口却永无止境。
“全世界对能源的需求都如此巨大，增长都如此迅速，迫使我们必须另辟蹊径，”美国国家点火装置主管爱德华•摩西说。
然而实际上，核聚变大概不会如物理学家期望的那样改变世界。
事实证明，触发和控制核聚变进行自持反应所需的技术极为复杂。
除此之外，第一代聚变反应堆肯定会价格不菲，本世纪内无法广泛应用。
摩西等人认为，能最快接近核聚变的途径莫过于“杂交技术”，即用聚变反应来加速核废料中的裂变反应。
在这种被称为“激光惯性聚变引擎”的方法中，大功率激光束将能量聚焦在很小的靶丸上，能量冲击将点燃初级核聚变反应，聚变产生的中子向外传播，击中外面包裹的裂变物质壳层，壳层可以是来自核电站的乏燃料，也可以是军事上常用的贫铀。
放射性废料在中子的轰击下会触发更多衰变，释放出可用于发电的热，同时加速废料本身向稳定物质的转变（从而解决了核废料的处理问题）。
摩西称，他能在2021年之前制造出一台基于LIFE的工程原型，并在2030年之前实现并网发电。
换句话说，可以利用核聚变的实用反应堆距离现在，真的只有20年了。
地外文明
我们该如何回应来自外太空的信号呢？
50年前，一个沉溺于“星际窃听”的天文学家把一台无线电天线对准了我们的近邻，想看看究竟能听到些什么。
1960年4月，在美国西弗吉尼亚格林班克的国家射电天文台，时年29岁的弗兰克•德雷克将一架直径26米的射电望远镜瞄准了两颗近距恒星，来寻找那里可能存在的文明发出的信号。
虽然搜寻工作无果而终，但德雷克的“奥兹玛”计划开启了目前仍在进行中的地外文明搜寻，又称SETI。
已年满80岁的德雷克依然工作在这一领域，主管着非营利性的SETI研究所下属的卡尔•萨根宇宙生命研究中心，该中心位于加利福尼亚州的芒廷维尤（又称山景城）。
与常常需要租用其他天文观测设备的研究者不同，这一领域的科学家已经有了专门为此建造的设备，例如刚投入使用的艾伦望远镜阵。
但由于缺乏资金，原定350面天线的ATA目前只建了42面。
天文学家现在收集到的数据，还不足以为“宇宙中智慧生命的存在与否”给出明确的答复。
“虽然我们50年来‘一直在干这个’，但占用的望远镜观测时间并不是非常多，”SETI研究所SETI研究中心主任吉尔•塔尔特说，“我们只能这样讲，不是银河系里所有的恒星系统都拥有能发出无线电波的文明。
”美国卡内基科学研究所的理论天体物理学家艾伦•P•博斯对此表示认同。
“迄今仍未发现SETI信号，这只能说明，想向我们发送广播的地外文明的数量，还没有多到能够让规模有限的SETI搜索找到一个信号的地步，”博斯说，“不过银河系中还有很多地方未被搜寻过。
”凤凰计划是迄今搜寻范围最广的项目之一，它使用了世界上最大的一些射电望远镜，在较宽的波段内搜索了近距恒星。
在9年中，凤凰计划观测了大约800颗恒星，还不足银河系恒星数的一亿分之一。
即便对于那些已经被扫描过的恒星，搜寻文明信号所涉及的参数也多得令人崩溃。
证实其他恒星周围普遍存在行星系统，已经为SETI和宇宙中普遍存在生命的观点提供了支持。
在已知的400多颗系外行星中，大多数都是滚烫的巨行星，不适宜我们所知的生命生存。
美国航空航天局的开普勒空间望远镜正在监视超过10万颗恒星，寻找它们周围的行星。
未来几年之内，它会明确告诉我们，类地行星究竟有多么普遍。
然而，即便是在类地行星上，掌握了无线电广播技术的生命也不一定常见。
许多科学家认为，寻找较为简单的生命形式更有希望。
小行星撞击
生物灭绝级的事件不太可能发生，但“空中爆炸”可以夷平一座城市。
2021年6月13日，一颗被命名为2007XB10的小行星与地球“擦肩而过”。
这个小行星直径1.1千米，足以造成全球规模的大灾难。
幸运的是，跟其他近地小天體一样，它到地球的距离相当远，有1060万千米，相当于地月距离（约38.4万千米）的27.6倍。
事实上，还没有巨型小行星似乎会在短期内改写地球的历史。
但坏消息是，在未来200年里，或许会有一颗小型太空岩石在大气中爆炸，威力足够摧毁一座小型城市。
近地小天体是到地球的最短距离小于1.95亿千米的小行星或者彗星。
2021年，NASA观测到90个闯入5倍地月距离以内的天体，其中21个进入1倍地月距离。
近地小天体“猎手”通常会寻找它们在照片留下的“斑点”，如此短暂的观测很难计算出它们的轨道。
因此科学家只能先估算出它们可能撞击地球的概率，然后等待更多观测数据。
NASA已经发现了940个直径不小于1千米的近地小天体（约占这一大小近地小天体估计总数的85%），所幸它们都不会和地球相撞。
根据美国国家研究委员会今年公布的报告，一些较小的岩石反而能带来更大的威胁。
直径不小于140米的小行星和彗星数量有10万左右，它们不会带来世界末日，但即便是其中最小的一个撞上地球，撞击能量也可达3亿吨TNT当量。
平均而言，这种规模的撞击事件发生的频率（直径140米的天体每3万年撞一次地球），要比千米级小行星撞击（每70万年一次）大得多。
现在，有关空爆的最详尽信息掌握在美国国防部、能源部以及《全面禁止核试验条约》监测站手中。
美国国家研究委员会已经提出要求进一步共享这些保密数据。
据他们估计，25米级火流星的空爆每200年会发生一次。
大部分爆炸会发生在海洋上空，对生命的直接威胁较小，但有可能引发海啸。
NRC专门小组成员、美国桑迪亚国家实验室的马克•博斯劳介绍说，平均每年都会发生一次4米级天体的爆炸事件。
如果发现了会危及人类生命的近地小天体，该怎么办？
NRC专门小组成员、美国马里兰大学的迈克尔•F•埃亨说，切实可行的解决方案还不成熟。
对于还有数年或者数十年时间才会威胁地球的中等大小天体，运动撞击最为有效。
办法之一就是，让一个或者多个航天器去撞击天体来改变它的轨道。
如果预警时间只有几个月到几年，对于直径超过500米的天体，核爆炸是解决问题的唯一办法。
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