正文 科幻未來(2)(1 / 3)

2020年:意想不到的世界

多年來我們已學會了接納新的語言文化、新的科技,習慣了日新月異的新玩意。不過所謂的不斷轉變、進步,其實也隻不過將科技局限於創造各種實質的工具。但20年後,我們會清楚地知道科技所帶給我們的並不隻是冷冰冰的工具,我們將與科技作精神上的交流!

與家談情說愛

到了2020年,你得學會與你的家說話、溝通。你的家充滿林林總總的機器,每一件均須獨立操作。有一天你會發現,當你走進家的一刹那,所有東西都知道你已回家!電燈替你照明,冰箱列出各種不同口味的菜單供你選擇……你的家將會完全了解你的需要。你則需要拿出你的愛心,照顧家裏的每一部分,向它們傾訴心事。你可曾想象過這種精神上的交流嗎?

自動車帶你走天涯

在2020年的世界裏,你得學習駕駛一部真正的“自動車”。這部智能車能在你發覺任何危險之前自動刹車,為你避開任何碰撞。

你可以坐在舒適的汽車坐椅上享受各種零食、飲料;你盡管看雜誌或電視放鬆自己;隻要你設定了指示,你就會很快到達所設定的目的地。

此外,就如家裏的微波爐和咖啡壺的關係一樣,汽車感應器會監察周圍其他車輛的活動。當發現有汽車與自己同路時,兩者便會自己動係在一起,向同一個地點進發。新科技不但會節省燃油,還可以保護生命。但你所失去的,便是駕駛所帶來的無限樂趣,這也是你要知道的。

身份證明的疑惑

在2020年的世界裏,我們不再需要隨身攜帶身份證明文件,因為眼睛虹膜測試係統將會全麵普及。隻要利用激光儀掃一掃你的虹膜,便可即時確認你的身份。你還可以利用這種係統在家中發布各種指令;出外購物亦不需帶現金或信用卡;甚至處理各種商貿業務或出外遠行也一掃了之。

要享受這種方便,你就得放棄個人隱私,因為你所作的任何交易,均會被電腦記錄在案,並且有可能被別人竊取。

人類眼睛的虹膜與手指紋一樣,是獨一無二的。正因為這樣英國劍橋大學的約翰·多曼博士便發明了虹膜身份測定技術。簡單地說,虹膜測定技術是將虹膜的外觀特征轉化為512比特的虹膜密碼,再儲存在模板內備作確認。

一個虹膜大約有266個單位的讀取點,而其他傳統生物測定技術隻能讀取13~16個單位。這肯定了虹膜測定的精確程度。此外,使用此技術非常方便,掃描過程隻約1分鍾。現時,英美已開始把這種身份確認技術用於銀行提款機。隻在提款機上安裝虹膜測定相機,銀行便能瞬間確認使用者的身份,保證使用者的密碼無法被竊取。

情人對對碰

近年,很多人會在結婚前調查未來配偶的背景或資產。而2020年的科技已經可以透過分析遺傳密碼,為你解答你與你所愛者的各種問題。

科學可以幫你決定應否離開你現時的伴侶。到了未來,你必須懂得怎樣解讀你愛侶的基因圖,看看她(他)容易感染哪些疾病,看看你倆的子女之相貌及健康狀況如何,甚至你倆有多愛對方等等。

表麵看來,這方法能避免不必要的傷害及恐懼,使兩者同時受惠;可這樣的計算方式豈不是將人與人之間的感覺完全埋沒?

另外,因為可以預知未來,所以我們便會開始嚐試去改寫它。與其等待懷孕,倒不如自己設計自己的孩子吧:藍眼睛、金頭發、曲棍球天才……完美的孩子。

核火箭

核火箭的設想最早由美國核科學家烏拉姆提出,利用核聚變使一顆顆小型原子彈在飛船尾部相繼爆炸而產生推力。若每顆原子彈的爆炸當量為1000噸TNT,估計爆炸50顆原子彈後飛船速度可達12千米/秒。

20世紀50年代末,美國核科學家泰勒提出了類似的“獵戶座”計劃,每顆原子彈的爆炸當量為2000噸TNT(在大氣層外),爆炸50顆後飛船的最大速度可達70千米/秒。

核火箭的發動機利用核反應或放射性物質衰變釋放出的能量加熱工作介質,工作介質通過噴管高速排出,產生推力,使宇宙飛船高速飛行。根據核能釋放方式的不同,核火箭可分為放射性同位素衰變型、核裂變型和核聚變型三種。所謂核裂變是在一定條件下,原子核發生分裂,同時釋放出大量的能量。所謂核聚變是在一定條件下,較輕的原子核會聚合成新的較重的原子核,同時釋放出大量的能量。

1968年,曾參加過“獵戶座”計劃的科學家戴森首次提出利用核聚變推進的恒星際航行方案,飛船總質量為3000萬噸,攜帶30O0萬顆氫彈。經過連續脈衝爆炸可在10年內將飛船加速到300千米/秒。

1970年,美國內華達大學溫特伯格提出了用高能電子束引發核聚變。他設計的發動機每次核聚變可釋放出約100億焦的能量,可實現300千米/秒的高速航行。

目前,美國科學家詹姆斯·鮑威爾和喬治·梅茲宣稱:在10年內將開發出用於未來宇宙航行的探險飛船用的核發動機。美國馬歇爾太空飛行中心太空運輸研究室負責人約翰·科爾認為有許多美國科學家對核火箭的研製饒有興趣。核火箭無疑是未來飛行器的發展方向,也是解決宇宙航行動力問題的發展方向之一。

顯然,核火箭存在著很大的隱患。特別是核輻射對航天員健康可能造成威脅。因為核火箭飛船內的輻射量相當於航天員每天要做8次X線胸部透視,較長時間的作用會對航天員的身體造成嚴重的傷害。航天員返回地麵後,肌肉量一般會減少3O%,骨密度會下降。

高效核燃料镅的出現,催生了宇宙航行的一種最新方案。由於镅產生裂變反應的臨界狀態的質量隻需鈾和針的1%。因此其裂變極易發生,而且一經發生就會持續下去,這樣就可以大大減少宇宙飛船需要攜帶的燃料,也就可以縮短宇宙飛行的時間。

以從地球飛往火星為例:使用核子動力火箭飛行時間隻需2個星期,而用化學燃料火箭飛行時間至少需要6~10個月。這種核火箭有望於2020年前後研製成功。

分布式電源

分布式發電裝置是指功率為數kW至MW級的中、小型模式直按安置在用戶近旁,與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有,用以滿足電力係統和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電,節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。

由於公眾對輸電線路可能產生的電磁影響的憂慮,開辟新的線路走廊越來越困難。例如,北美和西歐許多國家已決定一般不再興建新的輸電線路。於是,直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置便成為一種替代方案。

其次,與大電網配合,分布式電源可大大地提高供電可靠性,可在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭)情況下,維持重要用戶的供電。加拿大魁北克省1997年冰雪災造成輸配電線路災難性破壞,引起大麵積停電,許多重要用戶長期不能恢複供電。

人們認識到,如果能有與電網配合的分布式電源在運轉,供電可靠性將會大大地提高,一些災難性後果是可以避免的。

當今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內燃機、微型燃氣輪機和各種工程用的燃料電池,具有良好的環保性能。

靈活的交流輸電係統

靈活的交流輸電係統是20世紀80年代後期出現的新技術,近年來在世界上發展迅速。專家們預計,未來這項技術將在電力輸送和分配方麵將引起重大變革,對於充分利用現有電網資源和實現電能的高效利用,將會發揮重要作用。

靈活交流輸電技術是指電力電子技術與現代控製技術結合,以實現對電力係統電壓、參數(如線路阻抗)、相位角、功率潮流的連續調節控製,從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力係統穩定水平,降低輸電損耗。

傳統的調節電力措施,隻能實現部分穩態潮流的調節功能,而且,由於機械開關動作時間長、響應慢,無法適應在暫態過程中快速靈活連續調節電力潮流、阻尼係統振蕩的要求。因此,電網發展的需求促進了靈活交流輸電這項新技術的發展和應用。近年來,靈活交流輸電技術已經在美國、日本、瑞典、巴西等國重要的超高壓輸電工程中得到應用。

盡管靈活交流輸電技術已在多個輸電工程中得到應用,並證明了它在提高線路輸送能力、阻尼係統振蕩、快速調節係統無功、提高係統穩定等方麵的優越性能,但其推廣應用的進展步伐比預期的要慢。主要原因有:工程造價比常規的解決方案高,因此,隻有在常規技術無法解決的情況下,用戶才會求助於FACTS技術;FACTS技術還需要進一步完善。

隨著電力電子器件的性能提高和造價降低,以電力電子器件為核心部件的FACTS裝置的造價會降低,可能會在不遠的將來比常規的輸配電方案更具競爭力。

登上火星

飛往火星從技術上來說並不比登月更複雜,隻是所需的燃料和給養遠多於登月,難度由此而生,由此也產生了眾多的載人登陸火星方案。

火星是地球的近鄰。但它的運行軌道在地球的運行軌道之外,火星繞太陽一周的時間是687個地球日,火星和地球相互接近的時間間隔是兩年零50天,即26個月,也就是780天。火星和地球一般距離在8000多萬公裏以上,隻有在火星大衝時兩者距離才最近,在5000萬到6000萬公裏,而這要每隔15到17年才有一次。飛往火星,單程需近一年,較好的發射時機每隔一年才有一次,到火星後,要想返回,也要隔一年才有合適的時機。

火星直接登陸計劃

美國宇航局前工程師朱柏林組織熱心載人火星飛行的科學家成立了民間組織火星協會,自籌資金,研究載人火星飛行方案。

他們的方案叫做“火星直接登陸方案”。一反常用的登月模式,即發射一艘大飛船,到達火星後送出一個小登陸艇。讓大飛船在軌運行,等待宇航員返回。他們認為這艘大飛船是個累贅。多造一艘飛船,就多一次發射,多一筆開支。其次,把它留在軌道上還要消耗大量的給養和燃料,成了堵不住的窟窿。最後,留在飛船上的宇航員還要麵臨失重和防輻射等問題,因而迫使在火星上的探險者迅速返回地球。

他們主張首先用無人飛船送一座能生產水、氧和作為燃料的甲烷的小型化工廠到火星上,減輕攜帶生活原料的負擔;然後再用另一艘載人飛船把宇航員送到火星上,利用小型化工廠提供的水和氧生活,在火星上建立基地,用生產出的甲烷作燃料乘飛船返回。這種方案的起飛價隻要200億美元,前後共10年,每年增加2億美元。他們的這一方案已部分被美國宇航局采用。

從火星月亮飛往火星

這一方案是用火星的兩個衛星德莫斯和福布斯作為火星空間站。宇航員先飛往這兩個衛星,在上麵建立飛往火星的基地,然後再飛往火星。由於它們離火星近,重量小,引力也小,在它們上麵發射飛船所需的動力也小。這就免去了留一艘大飛船在火星軌道上的麻煩。

在地球和火星間開巴士

科學家提出,在火星表麵生產大量燃料以便返回地球的方案增加了飛行的危險性和複雜性,而更強大的等離子火箭還要十年多以後才能用於載人宇宙飛行。

於是有科學家提出了一個折中方案:在使用化學火箭時利用行星重力場的重力輔助增加飛船的推進力,即依靠地球和火星的重力場給飛船增加推力。

為此要在繞太陽運行的軌道上建幾個周期性接近地球和火星的長期性空中基地——“太空城堡”。機組人員可在那裏居住兩年乃至更長的時間。在“太空城堡”和火星或地球相接近期間,來往於行星間的旅行者可使用小飛船(相當於地麵上的“的士”)在星球和城堡之間往來。這種城堡可使用離子推進技術。這樣一來,縮短了飛船的旅程,也就無須攜帶並在火星生產大量燃料,克服了使用化學火箭的弊病,且飛行時間還可以縮短。

盡管太空城堡有這麼多優點,但它的造價實在是太高了,很難和傳統的登陸火星方案的價格相比,必須進行大規模的投資,才能把紙上的方案付諸實施。

美國宇航局的最新版本

美國宇航局的火星登陸計劃的最新版本聲稱,要用三個飛行器:一個無人運輸登陸裝置,它將把一艘起飛船和推進劑廠送到火星上;一艘空載人飛船,它將留在火星軌道上;一艘轉移機組飛船。假如前兩艘飛船均成功到達火星,那麼在第一艘飛船起飛26個月後,發射最後一艘飛船,轉移機組飛船。轉移機組飛船把宇航員送往火星軌道,和載人登陸飛船會合。宇航員就更換到載人飛船上去,然後在火星著陸。而轉移機組飛船則留在軌道上,等著把他們送回家。每隔26個月,另一組三個飛船就出發,最終在火星上建成永久居留的基地。

據估計,登陸火星雖然困難重重,但在21世紀是能夠實現的。

太空移民

人類的長遠目標是要到太空去安家落戶。在太陽係內,太空移民的目的地是離地球最近的月球、與地球環境條件最相近的火星,以及人類能充分利用資源的木星。人類也在尋找太陽係以外的行星和衛星,從中選擇合適的移民地。人類還設想利用黑洞等天體的巨大能源,建設太空城。

建設空間城

空間城是懸浮在空間的孤島,所以又叫“宇宙島”。自20世紀70年代以來,科學家們提出了許多空間城方案,如“向日葵城”、“斯坦福城”、“奧尼爾城”等,可供幾萬到幾十萬人居住,那裏有發達的科學研究中心、完善的社會結構和自給自足的經濟。

但空間城的建設,需要從地球,特別是從月球和小行星上運送建築材料。空間城的工業,也需要月球和小行星提供原材料。

建設太空基地

巨大的宇宙飛船不能總從地球、月球上起飛,因此必須在遠離地球人居住的地方,建立太空基地。太空基地的主要特點就是擁有眾多巨大的能源庫和物資庫,以供宇宙飛船飛行時用。

建立自給自足的生活模式

未來的太空居民點必須能夠自給自足,自己種植糧食,再生呼吸的空氣,重複利用植物、動物還有人的排泄物。在未來開拓其他行星的計劃中,具有最突出特點的一項計劃就是地形改造。這裏所說的地形改造就意味著改變某一個行星上的整個環境以及大氣層,使地球上的人類、植物、動物能夠在那裏繼續生存下去。

月球移民

人類要移民月球時,需要先在月球上建立立足點,然後將其發展成初級住人基地,最後建成永久性住人基地。由於月球上沒有空氣,紫外線照射強烈,又因為白天和黑夜的溫差劇烈,所以人們設想把基地建在地下。人類可利用月球的種種有利條件,在那裏發展月球工業和農業,開展高能物理、生物工程和生命科學等高新科學研究工作,進行天文觀測,建設飛向深空的航天基地等。

火星移民

火星的基本特點與地球相似,例如大氣層壓力較低、兩極均有冰帽現象等,但火星仍不適合人類居住。人類計劃到達火星後,在火星上遍種植物,通過植物將火星大氣中的二氧化碳轉化為氧氣,將火星上的空氣轉換成人類能夠呼吸的狀態。雖然這是一個需花幾個世紀時間才能實現的計劃,但這使太陽係中出現又一個人類可以生存的星球。因此,火星的開發與利用具有十分美好的前景。

未來城市

幾個世紀以來,人類開發出的城市經曆了巨大的變化。在剛剛進入的21世紀裏,盡管在城市中麵臨著人口過度擁擠、環境汙染等方麵的問題,但是,預計城市麵積仍然會繼續擴張下去。為了謀求新的發展空間,人類就不得不把目光轉向了空中及海洋,以期獲得更多新的生存空間。

未來的城市居住問題

由於整個地球的人口總數不斷地膨脹,預計到2035年,全球人口將會接近90億。人口增長過快已經使一些現代化的城市無法承受巨大的壓力,甚至於有一些城市已經出現人滿為患、過度擁擠以及其他更加嚴重的問題。

在未來的幾十年裏,估計由於被迫居住在一起而引發的種種難題,例如交通堵塞、嚴重汙染、心理疾患等仍然會持續很長的一段時期。

利用空間生活

就城市而言,無論是生活空間與工作空間,還是運輸空間與娛樂空間都是非常珍貴的。即使到了21世紀中葉以後,究竟向何處拓展仍然是未來城市發展的一個關鍵。預計未來的建築物會充分利用空間,普遍要比目前最高的摩天大樓還要高20層以上。

立體化的大都市

在汽車等交通工具不斷增加的大都市,為保障人們的安全及擁有更好的居住空間,包括道路在內,都市建設正朝著立體化方向邁進。

例如,在現有的道路上,興建高架路,或是在土地受到限製的地方,甚至河道的上方,修建馬路。除了傳統的下水道、水管、煤氣管外,輸電線、電話線也都漸漸移入地下。

建設摩天大樓是現代乃至今後城市建設的主方向。立體化的都市在設計上能夠充分利用空間。

海上建城

隨著現代科技的發展和人類對海洋認識的加深,科學家們認為,建造大型的海上人工島城市,將成為人類開發海洋空間的主旋律。

日本建設公司在“水上浮城”計劃裏,設想在21世紀內,沿日本近海建設2500個海洋城市。

日本西鬆建設公司的“海國天王星”海洋城建設計劃,設計標準全依照太空城市。這種海洋城市的內部設施是高科技的結晶,包括空架公路網、太陽能發電係統、空中穿梭的巴士、再生水源設備等等。

海上工廠