資料來源：中國青年報

中國一百多名頂尖級科學家，耗時4年，預測了21世紀的100道科 學難題。這是中國科學家第一次向全世界發布自己對未來的看法。預 測工作從1994年一直持續到1997年。最近記者釆訪了參與預測的科學 家，使其盡量以淺顯語言，就一些與人們生活息息相關的、有趣的問 題做一點介紹。 二○一五年攻克多數癌症 　　中國醫科大學研究員、院士吳等科學家說，在下個世紀的頭5年 中，人們將實現有史以來最重要的突破：破譯人類基因組────即 我們染色體組織中帶有30億個鹼基對代碼的10萬種基因。21世紀的生 物學是染色體組生物學，其最終目標是破譯整個生命史。破譯人類染 色體組有助於治療和預防疾病。 　　DNA遺傳密碼的破譯真的稱得上是一次醫學革命。在人科動物從 猿猴中分離出來后的500萬年里，人類DNA的發展變化還不到2％。但 在下個世紀，我們將能夠從根本上改變DNA，在創造出新生命形式的 同時把我們的幻想和虛榮心編成代碼。我們的孩子也許能選擇下一代 的特征───選擇他們的性別、眼睛的顏色，操縱他們的智商、個性 和運動能力。他們也許能克隆自己、或者某一個子女、或者他們崇拜 的某一位名人，甚至可能在我們死后克隆我們。 　　根據樂觀的估計，2015年，大多數癌症都將被攻克；2019年，40 00種遺傳疾病有1000多種能被治愈。但是基因組學先驅克雷格﹒文特 爾指出，這場革命不會像許多人認為的那樣很快到來。在破解了一種 流感杆菌完整的基因序列密碼以后，他驚異地發現，這種細菌的2000 個基因中有一半是科學家們迄今完全不了解的。即使到了今天，仍然 沒有任何人知道基因是如何構成活體的。文特爾問道，如果科學連一 種低等單細胞微生物都解釋不了，那麼“我們如何能了解總共有10萬 億種組合方式的人體8萬個基因呢”？ 二○五○年機器最終能力超人類 　　人腦作為地球上最聰明的東西的日子已經為時不多了。計算機的 速度和復雜程度將繼續保持每18個月增加一倍的速度直到2012年。中 國科學院研究員陳霖和清華大學人工智能專家趙南元說：到那時，計 算機電路的密度將是現在的1000倍，一台鞋盒大小的計算機將擁有人 腦的處理能力。對此，愛因斯坦之后最偉大的物理學家斯蒂芬﹒霍金 曾說：“目前，計算機尚未顯示出任何擁有智能的跡象。這并不令人 感到驚奇，因為我們目前的計算機的復雜程度還比不上蚯蚓的大腦。 但是在我看來，如果非常復雜的化學分子可以在人體內活動并使人類 產生智慧的話，那麼同樣復雜的電子電路也可以使計算機以智能化的 方式釆取行動。” 　　2012年之后，利用量子力學原理制造的芯片在復雜程度方面將有 望取得比目前大得多的飛躍。因為這樣的芯片將不需要目前占據了硅 片上大部分空間的導線，完全復制人腦───不僅包括人腦的1000億 個神經元而且還包括人腦數以萬億計的突觸或神經元之間的連接物─ ──并不需要很長的時間。人們認為這個由密集的連接物組成的迷宮 是產生智慧所必需的。 　　有科學家相信，到2050年，機器的能力將超過人類。日本高級通 信技朮國際研究所硅腦項目負責人德加里斯承認，他創造的東西可能 會把他“像蒼蠅一樣拍死”的想法一直攪得他心緒不寧。而另一些人 則認為，到2099年將只有很少一部分人仍然保留著生物機體，大多數 人將把自己的思想轉換成電子電路，因而獲得永生。 人類將進入十維空間 　　物理學方面，超弦理論的新突破正逼近物理學終極理論。這項理 論稱，如果把成百上千的亞原子粒子想象成為十維空間中極其縴細的 琴弦上所發出的音符，那麼，最終將會得到有關自然的最根本的解釋。 不要在意宇宙看起來只是四維空間（包括時間）的表象。據說其余的 6個空間的存在，為人類的思維所不及。 　　中國科學院理論物理學家、院士冼鼎昌、朱傳界等認為：如果這 種認識是正確的話，那麼，物理學可能會比任何時候更接近於把難以 表述的量子引力理論付諸筆端，這一成就將能把量子力學與廣義相對 論這兩個現代物理學中迄今無法調和的支柱統一起來，并且以同樣的 說法來解釋自然界所有的作用力。 　　對一般人來說，這種超弦理論叫做“超玄”也許更合適些。因為 它實在太難理解了。實際上，這些晦澀的知識往往會在出人意料的地 方與我們的生活息息相關。50年代發明的托卡馬克技朮對於大多數人 來說至今還是一個謎團，它要解決的是受控核聚變的世紀難題。如果 這項技朮開發成功，人們將為下個世紀開發一種安全而又取之不盡的 能源───聚變能。當那一天到來時，所有對煤和石油枯竭的擔心以 及由溫室氣體排放引起的氣候惡化都將成為過去。 　　預計演示型的聚變堆和商用聚變堆將分別於2025年和2040年建成。 用中國科學院政策局局長曹效業的話來講，技朮已經不再是可控核聚 變最大的瓶頸，主要的問題是資金和時間。 　　謹慎一些的科學家則指出，無論反應堆是否能在几十年內與其他 能源相提并論，這項研究都會得到極有價值的“副產品”，諸如把等 離子體用於制造更先進的計算機芯片、以及目前惟一有希望進行外星 系載人航行的等離子飛船等。 　 几乎會拿到單個分子什麼物質都能做出來 　　物理學對物質的認識深入到核子乃至更深的層面并不意味著化學 的重要性讓位，中科院化學所的前任領導人胡亞東認為，化學正處於 高速發展的最活躍時期。 　　伴隨著探測手段的進步，化學變化最快的電子轉移、能量轉移過 程都已清晰可見。原子和分子的圖象可以在電視屏幕上實時觀察， DNA的雙螺旋、三螺旋結構已經可以直接看到。分離手段方面，激光 誘導熒光毛細管電泳具有檢測到數十個分子的靈敏度，人們已經能夠 拿到几乎是單個的分子了。 　　中國科技大學的朱清時校長正在從事的選鍵化學研究，就是要在 下個世紀的某個時候實現分子合成的單原子操作。這意味著你需要什 麼樣的新物質，科學家們都可以為你創造出來。人類有關能源、材料、 資源和環境問題都可以通過物質合成的方式得到解決。 　　作為這方面的一個突出代表，葉綠素光合作用的機理有望在下個 世紀內得到較為圓滿的解決。水和二氧化碳怎樣形成碳水化合物的反 應已經基本上搞清楚了，現在的難點在於弄明白太陽能是如何促進電 子轉移、從而把光能轉化為生物能的。這是一個非常快的能量轉移過 程，完成在一飛秒即10的負15次方秒（千萬億分之一秒）之間。借助 飛秒級的分辨光譜，人們至少已經找到了一種合用的工具。很多年來， 無數科學家曾在這個問題上傾注了大量的心血，現在終於是快要解開 那關鍵一環的時候了。 　　 數學仍是科學之首 　　一方面，數學以完備而嚴密的邏輯性，成為了統領其他自然科學 的帥才，另一方面，數學常常在極其抽象的外表下與自然科學其他領 域發生直接的聯系。因而，楊樂院士等人認為，數學似乎成了科學發 展的決定因素。在即將到來的21世紀，這種趨勢不會改變。 　　股市大概是世界上最為變幻莫測的系統，甚至比大氣的擾動還要 復雜多變。在數值天氣預報已經成為現實的今天，還沒有誰敢說自己 擁有了一套准確預報股市行情的數學模型。經濟學的情形也與此類似。 那些獲得諾貝爾經濟學獎的，大多具備一個相對准確的數學模型。正 因如此，像“知識經濟”這樣熱門的理論短時期內還將與諾貝爾獎無 緣，用《創新報告》起草人何傳啟的話來說，有關它的數學模型的建 立簡直無從下手。 　　建不起數學模型，也就很難讓計算機幫忙。盡管在20世紀，四色 定理、費根鮑姆猜測等都在機器的幫助下得到了解決，但很多問題的 解決從形式上看并不完美。當數學家們捧著几百頁紙的論証結果時， 他們心里想要的，其實是費馬在他的書頁邊寫下短短几行証明文字。 在他們看來，只有那樣的數學才是最優美的。正是在這種意義上講， 下個世紀的數學發展，計算機仍將作為輔助手段，更多的時候，他們 將繼續把數學當作“人類思維的體操”。 　　100年或者1000年都是一個極其短暫的時間段，但就生命和科學 而言，在這段時間中是什麼事情都可能發生。正如科學告訴我們的， 如果一切都是確定的，這個宇宙就太平淡了。 人民日報記者 楊健