胡功民在汉川太臭了:2011年八大科学趋势：上班族有"机器人替身"

2011年八大科学趋势：上班族有"机器人替身"

自然科学 2011-01-06 09:56:11 阅读0 评论0   字号：大中小 订阅

    去年底，英国《新科学家杂志》也发布了未来一年的重大科学预测，其中首个人工合成基因细胞的成功培育，以及穴居人基因的重大发现都如期实现。目前，该媒体发布了2011年八大科学预测，美国哈佛大学医学院的塞缪尔-阿尔贝斯曼(Samuel Arbesman)对这项科学预测报告作出了重要贡献，该科学预测 报告是通过阿尔贝斯曼研制的新型科学计量法得出的。该科学计量法能够预测一些新科学突破的发生时间，今年9月份，该系统预测2011年5月之前将有50% 的可能性发现地球双胞胎系外行星，几周之后，天文学家就发现一颗适宜生命的系外行星。

    阿尔贝斯曼使用这一科学计量法预测了2011年4项科学发现，并在未来一年里对其发生时间进行精确性计算。

    1、上班族的“机器人替身”

    2011年，人们可以不用考虑时间，慢吞吞地上班，因为那时有了远程遥控的“机器人替身”。

    由于上班高峰期的交通不便，人们可以呆在家中，而仅派出远程遥控的机器人完成自己的工作。美国和日本的公司现已出售“机器人替身”，使上班族可同时在两个地方出现。因此，在2011年人们发现自己办公桌对面是一个机器人同事时将不必惊讶。

    美国加利福尼亚州一家公司的研究人员威洛-加拉格(Willow Garage)正在研制一种叫做“Texai”的远程监控机器人，而同时，加利福尼亚州另一家公司——Anybots将于近期发布QB办公机器人。

    QB 办公机器人颇似一个小型赛格维电动滑板车，其顶部有一个机器人，可每小时行驶6公里，使用一个激光扫描器避开书和其它办公室杂物。它可以在世界任何一个地方通过网页浏览器进行遥控，机器人的相机眼睛使你能够监控机器人所处的环境，其头部的一个小型LCD显示屏意味着同事们也能看到你。

    Anybots 公司的特雷弗-布莱克威尔(Trevor Blackwell)称，如果你想与其它办公室的同事进行谈话，那么你仅需要一个视频电话会议系统，而无需一个价值15000美元的机器人。但拥有“机器人替身”的意义非常重大，使人们摆脱地域的限制，随意地控制机器人，并完成相应的工作。他强调，与一位机器人同事谈话或许会感到十分奇特，但是人们会很快适应。

    2、“双魔法超重同位素”离我们并不远

    我们的预测显示，在2042年之前科学家是不会发现“超重稳定岛(island of stability)”。这种位于元素周期性最深层的元素是非常独特，且存在时间非常短暂。10月26日，美国能源部劳伦斯-伯克利国家实验室宣布，该实验室的科研小组发现了部分超重元素的6种同位素。据悉，科学家此次在获得了还未命名的第114号元素的新同位素后，通过观察阿尔法粒子连续性辐射，又发现了第112号元素（copernicium）、第110号元素（darmstadtium）、第108号元素（hassium）、第106号元素（seaborgium）和第104号元素（rutherfordium）的5种同位素。

    理论预测超重元素只存在短暂的几分钟寿命，它们具有独特的性质。对超重元素的深入分析和掌握，将有助于证实“超重稳定岛”的存在。该理论假设元素周期表应当拥有稳定的超重元素。

    “超重稳定岛”理论认为原子核中的质子和中子都将进入能量分离状态或者“外壳”，其中每个质子和中子都有最大数量的微粒。当一个原子拥有适合的质子和中子数量时，就会精确地填充“外壳”，也被称为“双魔法超重同位素”，具有较高的稳定性。

    目前，达到“双魔法超重同位素”的质子数和中子数尚不清楚，但超重稳定岛理论认为应当包含有184个中子，以及114、120或者126个质子。目前114个质子无法匹配足够的中子数。是否在2011年能够发现第一个“双魔法超重同位素”呢？

    预测：稳定的超重同位素应当存在，但它位于元素周期表的什么位置？需要多久才能发现第一个“稳定岛元素”？

    目前，预测结果显示2042年将发现拥有120个质子的的双魔法超重同位素，2052年将发现拥有126个质子的双魔法超重同位素。美国俄勒冈州大学沃尔特 -洛夫兰(Walter Loveland)称，2011年很可能逐渐掌握现有超重元素的化学性，它将提供稳定岛元素所在位置的重要线索。

    3、人体胚胎干细胞的医学领域的重要应用

    对瘫痪患者和失明患者的治疗，揭示人体胚胎干细胞潜在的医学重要价值。2011年，人体胚胎干细胞将证实其真实价值，这得益于两项非常不同的手术治疗。

    人体胚胎干细胞非常独特，它能够形成人体200多种组织器官，从本质上讲，人体胚胎干细胞可形成人体任何组织或者器官。但由于它源自胚胎却之后被摧毁，其应用性倍受争议。

    美国马萨诸塞州高级细胞技术所(ACT)的罗伯特-兰扎(Robert Lanza)称，前几周，医生将人体胚胎干细胞注射入视网膜细胞，希望能够延缓患者的失明。目前，这项技术仍处于发展阶段，11位眼疾患者将在2011年接受人体胚胎干细胞疗法，预计6个星期将出现视力提高。

    开发研究人体胚胎干细胞疗法的加州医师杰龙称，今年10月份，一位瘫痪患者接受了脊椎人体胚胎干细胞注射，人体胚胎干细胞中的少突细胞先驱细胞将对脊椎有较好的治疗效果。10位瘫痪患者将于2011年接受该疗法治疗。干细胞将修复受损神经组织，并促使形成新的组织。

     4、价值1百万美元的数学难题何时解决？

    多项式对非确定多项式（P对NP）是指1971年科学家利奥尼德-莱文(Leonid Levin)和斯蒂芬-库克(Stephen Cook)提出的一个关于容易解答的问题（p型）以及相反的难以解答的问题（NP型）的数学理论问题。这个著名数学难题的正确解答至少值1百万美元。

    任何P型问题都能够按照“多项式时代”解答（一个多项式包含许多项，每个项又包括了一个变量或者是乘以一个系数的变量的幂。）一个P型的问题是位的数字的多项式，它用以描述问题的情况，一个P型问题的具体例子就如在地图（link工具生成的一种文本文件，其中包含有被连接的程序的某些信息，例如程序中的组信息和公共符号信息等。）上找到从点A到点B的路径。一个NP型的问题需要花费大量的时间去解决，所花的时间甚至比它表述一个问题花的时间要多得多，其具体的实例如破解一个128位的数字密码。P对NP型问题在通讯中是非常重要的，因为它可以最终决定数字加密方法的有效性（或者是无效性）。　　

    NP 问题否认了在解决方法上的任何强力途径，因为找到正确的解决办法将需要亿万年或者更长的时间，即使世界上所有的超型计算机都用于完成这个任务。一些数学家们认为可以通过提高计算机同时尝试一个问题的每种可能性能力而克服这个障碍。这个假设称之为P等于NP。而其他人则认为如此的计算机没有可能发展（因为P 并不等于NP）。如果它变成了P等于NP，那么不管数字密码有多复杂，它都将可能破解，因此也就是说所有的数字加密方法将都是没有价值的。

    预测：不同于许多科学难题，多项式对非确定多项式具有较高的理论性，很难分离式地进行解答。或许需要多年时间才能得以解决这一难题。预测该数学难题的重大突破不太可能，但科学家在2011年能够设计一种方法评估该数学难题解答的可能性，他们与其它长期持久的数学难题的形成时间进行了对比。

    预计结果显示，在该数学难题形成40年，也就是2011年，其解答的可能性为20%；在该数学难题形成53年，也就是2024年，其解答的可能性为50%。

    5、 地球的“双胞胎”将于2011年底发现

    2010年，平均每4天就会发现一颗系外行星，截至2010年底，迄今共发现系外行星的数量已达到500颗。今年9月，天文学家宣称，发现迄今第一颗可能在表面孕育生命的系外行星。

    美国加利福尼亚州大学圣克鲁兹分校的史蒂芬-沃格特(Steven Vogt)带领研究小组发现了Gliese 581 g行星，这颗行星位于其主恒星的 “适宜区域”，拥有足够的温度维持液态水。它的质量是地球的3.1-4.3倍，它的体积足够小，主要由岩石体构成。它成为迄今最有可能孕育生命的系外行星。

    目前，科学家期待发现更近似地球的行星，拥有类似地球的体积和温度。2011年将获得什么样的发现呢？能否发现地球的双胞胎行星呢？

    预测：像与从未谋面的双胞胎兄弟一样，人类将对这项研究感到兴奋！为了预测地球双胞胎兄弟行星出现的时间，今年初，美国加利福尼亚州大学圣克鲁兹分校的格雷格-劳克林(Greg Laughlin)和同事设计一种“类地行星”方法，这个“适宜生命指数”基于评估行星的平均温度和体积。“炽热木星”是一颗炽热的行星，它环绕主恒星仅需要几天时间，与地球的特征十分接近，其地球近似指数为1。

    今年9月份，研究人员基于勘测数据对发现的每颗行星进行“类地行星”测量，所获得的弧状评估结果显示2011年5月份之前50%可能性将发现一颗类地系外行星。两周之后，天文学家便发现了Gliese 581 g行星，尽管研究人员预测需要更长的时间进行探测。

    目前，研究人员评估显示Gliese 581 g行星的适宜生命指数为0.4，或许它并不是真实的地球“双胞胎兄弟”。同时，相关的预测表明2011年底将有82%的可能发现最真实的类地系外行星。

    这项令人兴奋的预测仍具有不确定性，因为其采用的数据均是今年已探测发现的系外行星。同时，适宜生命指数并未将行星大气层因素计算在内。2011年2月，系外行星搜索将得到进一步促进，届时美国宇航局开普勒望远镜将发布大量的勘测数据，即使未发现地球的双胞胎行星，也将勘测发现大量的系外行星。

    6、 电动汽车将普及

    经过无数次的测试和技术升级，电动汽车的生产制造已从设计概念进入陈列橱窗，并最终成为新一代实用交通工具。2011年，将出现越来越多的电动汽车，代替传统燃油汽车。

    雪佛莱锂电池汽车具有16千瓦/小时的锂电池和110千瓦电动机，每次充电可行驶60公里。同时，1.4升汽油发动机在锂电池耗尽时可替代，实现混合动力汽车。除此之外，其它知名汽车制造商也相继研制出新型电动汽车。

    促使电动汽车成为未来市场主流的两个因素是：高容量电池的出现以及美国传统汽车产业临近崩溃。目前，阻碍电动汽车发展的最大障碍是成本，电动汽车的成本价格相当于豪华小轿车，一些国家对电动汽车的减税政策或将带来一定的推动作用，但要使电动汽车快速地替代内燃机汽车，其价格必须大幅降低。同时，技术竞争、更先进的电池和动力传动技术将促使电动汽车的面世。

    7、 私人航天器时代的到来

    私人航天公司研制的航天飞机已成功发射至太空，他们能够很大程度地削减太空旅行成本，打破政府在太空飞行领域的垄断。

     12 月8日，美国加利福尼亚州SpaceX公司成功发射“龙”宇航舱进入太空轨道，并最终安全地降落进入海洋，这是私人航天公司首次航天器太空飞行。依据 2008年该公司与美国宇航局订立的合约，“龙”宇航舱将负责运送货物至国际空间站，SpaceX公司创始人埃伦-穆斯克(Elon Musk)希望最终可以允许送载宇航员抵达国际空间站。

    2011年，美国宇航局面临着退役航天飞机，现积极开发私人“太空的士”。美国宇航局对SpaceX公司在内的私人太空公司投资0.5亿美元，用于研制新型航天器，目前，美国国会考虑将在2011年投资上亿美元资金。

    2011 年SpaceX公司计划两次以上示范太空飞行，第一次于2011年中期发射航天器，飞行至距离国际空间站仅几千米的位置；第二次发射航天器将真实地抵达国际空间站，标记着首次非政府性航天器抵达国际空间站。此外，美国维珍银河公司也于10月首次成功发射“太空船2号”，处于私人航天公司的领先地位。

    8、网民数量将呈下降态势

    近十年来，互联网用户数量骤增，但2011年互联网用户会减少还是递增呢？在芬兰、西班牙和爱沙尼亚访问互联网被认为是非常重要的，联网计算机数量保持逐年增长态势。与此同时，各种新型电子设备和手机上网也促使更多的人选择互联网生活。

    尽管一些发展中国家已普及互联网，但在个别发展中国家互联网用户仅占人口的20%，

    预测：对于一些人而言，互联网仍是一种新鲜事物，并且实际上在近十年来互联网用户数量持续上升，但互联网已非常“成熟”，未来互联网用户人数将逐渐下降。

    研究人员使用一种增加逻辑曲线模型，该模型可用于计算模拟诸多现象，比如：细菌繁殖数量，以及肿瘤扩散等。预测结果显示，2013年互联网用户人数将下降至50%，虽然在2011年并未出现明显的下降，但很快那些着迷上网的人群将减少。

    一些调查分析称，互联网用户将达到人口的100%。但实际上在美国互联网用户高峰值仅达到80%，并且这一高峰期已过去，2012年世界互联网用户数量将出现转折点。