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第27章 世界未来科技(13)

当我们遇到外宾时,我们大可以按照平常习惯大声说着汉语,翻译系统就会自动测量出说中文时口腔肌肉产生的电流,再把该电流按照事先设定外语的发声规律,通过一台小扩音器转换成对方可以听到的声音。

如果到那时,人人出国旅游,脸上都贴上十几个电极的话,也算是一道奇特的风景线了。因此要让这一技术更具有实用性和美观性,还需要进一步研究。但科学家认为,这种技术上的问题是完全可以解决的。未来的翻译机可以在眼镜上“大做文章”,把眼镜和翻译机融合成为一体,这样,电极就可以被隐藏在眼镜架里面。这个眼镜能将翻译出来的语句显示在眼镜的镜片上,就好像看原音电影屏幕底下的中文字幕一样。

此外,还有一种更为精致的翻译系统。这种系统能通过超声波,将说话者的声音翻译后发射到听话者耳朵里,同时也不会干扰到其他人。这种设备很可能会取代目前召开国际性会议常用的翻译耳机。

目前最关键的是,要弄清楚究竟需要多少个传感器,以及它们应该安装在人体内的哪个部位更合适。

硬件+软件

科学家们在克服语言障碍的同时,采用的不仅是新型的设备,还要依靠专门的软件来控制机器的运行。

过去,传统的翻译机只能用来对有限的、特殊的话题进行现场翻译,之所以会这样,是因为这种翻译机内的软件必须在说话开始时才开始,结束时就结束,而编写这样的程序是一个高劳动强度的工作。

而且语言是具有灵活多变的性质,有时候一个词出现在不同的谈话内容中,会有不同的含义。为此,科学家们借助了目前技术的优势,设计出了一个不再受话题限制的精确系统。例如:英语单词“bank”,它有“银行”和“河岸”的双重含义,当翻译这个词的时候,系统就会按照统计学的方法,根据上下文考虑这个词的含义,或是分析这个词在用做“银行”和“河岸”时,不同的使用频率,最后做出最准确的翻译。

该电脑程序还能从这些翻译中“自动学习、积累经验”,然后根据精确的预算进行判断,在翻译时需要如何添加适当的词语和句子。也许,在不久的将来,我们说外语就会和说母语一样轻松自如了。

最棒的牛奶

大家都知道,牛奶中含有大量的蛋白质,而蛋白质是生命最基本的组成部分之一,也是组成人体细胞的重要成分。蛋白质分子中还含有碳、氢、氧、氮、硫和磷等人体必需的微量元素。

既然牛奶对于人体来说有如此重要的作用,那么会不会在将来被别的东西代替,或更加突出它的优势呢?找到一种完全替代品看来可能性不大,但使它发挥更大的作用却是完全有可能的——未来30年里我们可以喝到蛋白质含量更高的优质牛奶。

新基因决定牛奶的蛋白质含量

以色列与美国的科学家,花了将近10年的时间,在两头黑白花奶牛的体内发现了一种名为ABCG2基因,这种基因可以决定牛奶中蛋白质的浓度,可以使蛋白质的浓度提高10%。这是世界上首次发现可以控制牛奶中蛋白质含量的基因。

神奇的黑白花奶牛

大家在看电视或阅读图书时会发现,大部分奶牛都是黑白花的,其实奶牛的品种很多,但其中由于黑白花奶牛适应环境能力极强、抗病力强、年平均产奶量也比别的品种奶牛要高,所以世界各地的奶牛大都是这一类。但是,要想在今后培育出高质量的奶牛,还是要依靠高科技来帮忙的。科学家们从世界各地收集了分属28个奶牛品种的1600个DNA样本,科学家正打算开始测试这些样本,来找出这些品种中发生基因变异的频率。

使用传统的喂养方法,牛奶中蛋白质或其他物质的含量最佳增长率为每年1%,这意味着要花费10年的时间,才能使牛奶的浓度上升10%。不过现在饲养者们知道,只需要通过简单的血液测试,辨别出哪头即将出生的小牛含有高蛋白基因,就能使饲养者容易地挑选出一些“明星牛小牛”来,不论是在产奶还是其他方面。这是一个很简单的方法,尤其对于发展中国家,这一技术将提高奶牛的基因特征,并且丰富牛奶中的营养价值。

研究人员在系统性地搜寻了10头黑白花奶牛,以及它们1000头后代的遗传标记后,最终在两头种牛的体内发现了这种基因。并且在研究了其他研究人员提供的美国黑白花牛品种样本之后,肯定了这一发现。

普通奶牛所产出的牛奶含有3%的蛋白质,但是这些体内含有变异基因的奶牛,所产牛奶中含有3.3%的蛋白质,当这一数字在计算每头牛,每年所产的数千升牛奶时将是个巨大的差距。这一发现对奶制品生产商也产生了十分巨大的经济影响,他们主要要求牛奶的蛋白质含量。

有效抵抗牛乳腺炎

近来对于牛奶的新发现还真不少。美国科学家说,他们培育的转基因奶牛,能有效抵抗由“金黄色葡萄球菌”感染引发的牛乳腺炎,如果这种技术进入应用阶段,可以为奶制品业挽回上亿美元的损失。

牛乳腺炎是奶牛身上的一种常见疾病,它造成奶牛乳腺发炎肿胀,导致产奶量大幅下降,光就美国制奶业,每年就损失大约20亿美元,英国每年的此类损失也达2亿美元左右。但目前的一些技术无法有效防治牛乳腺炎,尤其对于“金黄色葡萄球菌”感染引发的这种疾病更是无能为力。

高产奶量的黑白花奶牛不过,研究人员已经找到了一种与“金黄色葡萄球菌”类似的“模仿葡萄球菌”,他们在想:如果将“模仿葡萄球菌”的一个基因植入到奶牛的体内,是否会促使其体内产生一种名为“溶葡萄球菌”的蛋白质呢?他们培育了5头这样的转基因奶牛,与普通奶牛相比,转基因奶牛抵抗“金黄色葡萄球菌”感染的能力大大加强了。不过,这种转基因奶牛只能抵抗由“金黄色葡萄球菌”感染导致的牛乳腺炎,对其他细菌引发的牛乳腺炎不一定有抵抗力。研究在继续着,预期在20年内这一问题会彻底解决。

牛奶人人都爱喝,不过没想到科学家们在牛奶身上还投入了那么多的精力,因为他们知道,即使在未来高科技的日子里,牛奶对于人类来说将越来越重要。

纳米时代的机器人

你想像中的未来机器人是什么样子的呢?是全身穿着金属做的“华丽外衣”、头上顶着带有两根卫星天线的“头盔”、脚上蹬着“四排轮的滚轴溜冰鞋”、会用四国语言回答问题;还是表面上拥有和人类一样的外貌、身体内部的构造却是“钢筋铁骨”,有着敏捷的身手和超高的智商呢?

纳米正在流行时

20世纪末,纳米技术迅速流行了起来,“纳米”又是什么呢?是一种新型材料还是什么别的东西?

简单地说,纳米和我们熟悉的米、分米、毫米一样都是长度计量单位。1纳米大约是3到4个原子排列在一起的长度,是头发直径的万分之一。

其实,早在1959年,着名的物理学家理查德·费恩曼在一次演讲中就提出过这个概念,那时候他就预言:人类可以用微小的机器制作更小的部件,最后将根据人的意愿,将这些部件逐个组合,制造成原子大小的相关产品——这是关于纳米技术最早的梦想。

用纳米技术制作出来的机器,由于体积很小,它就可以“钻”到物体的内部,把物体内的分子一个个地进行重新组合。比如:利用纳米机器将获取的碳原子逐个重新组织起来,就可以把普通的炭条变成精美的金刚石。如果将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包,是不是更不可思议呢?因为世上任何一个物体,无论是电脑还是奶酪,都是由分子组成的。只要用一部纳米机器把它们的分子重新组合,那么它们就会变成另一样东西了。

理论+实际=成功

理论上来说,纳米机器是可以重新构建所有物体的。不过我们都知道理论用在现实上不一定全都合适,但研究纳米机械的专家已经明确表示,实现纳米技术的应用是可行的。在电子显微镜的帮助下,纳米机械专家已经能够将独立的原子,重新安排成自然界从未有过的结构。

纳米技术学家期望在25年内,在现实生活中实现这些想法,创造出真正的、可以有效工作的纳米机器人。这些纳米机器人有微小的“手指”可以精巧地处理各种分子;还有更微小的“电脑”来指挥“手指”的运动。“手指”可能由碳纳米管制造,它的强度是钢的100倍,细度是头发丝的五万分之一。“电脑”也同样由碳纳米管制造,这些碳纳米管还能做成连接它们之间的导线。

分子大小的纳米机器人

我们都知道分子是很小很小的,根本无法用肉眼直接看到,不过分子虽小却拥有无穷的力量。过不了多久,只有分子大小的纳米机器人将源源不断地进入到人类的日常生活中。它们将为我们制造钻石、鞋子、牛排、清除人体内的垃圾或复制更多的机器人,如果想让它们停止工作,只需启动事先设定好的程序就可以了,是不是很简单方便呢?

不过你可能会觉得上述这些想法让人不可思议,但在50年后这些并不是不可能实现的。

但是考虑到纳米机器人体积太小,因而无论它们执行什么任务,甚至包括自身的复制,都必须动用庞大数量的群体。清理的血管里的人体垃圾,可能就需要数以百万计的纳米机器人;要制造一辆汽车,可能要调动一百亿亿个纳米机器人同时进行工作,然而还没有一个生产线可以生产如此巨大数量的纳米机器人。

但是在科学家的眼中,未来是可以做到这点的。他们设计的纳米机器人可以完成两件事情:一是执行它们的主要任务;另一点是制造出它们自身完美的复制体,就像细胞分裂一样。如果第一个纳米机器人能够制造出2个复制体,这2个复制体每个又可制造出4个自己的复制体,依此类推,很快就可以获得万亿个纳米机器人了。

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