量子計算機

　　與常規物質在一個時間瞬間的空間坐標隻有一個位置不同

，量子可以是無限個（這實在是難理解的問題
，也是量子的詭異性所在）
，即便是量子會衰減，但量子瞬間坐標也可以達到成千上萬個。1982年，物理學家理查德•費曼提出可以將量子的詭異性用於計算。

　　量子計算機的概念應運而生，其運算效率將是脈衝計算的幾何倍數。量子計算機巨大的應用潛能和發展前景吸引了無數科學家“競折腰”
，希冀在量子計算機的研發上有所斬獲，以名垂千古，流芳百世。

　　不bu過guo，遺yi憾han的de是shi，這zhe種zhong情qing況kuang短duan期qi內nei很hen難nan發fa生sheng改gai變bian。關guan於yu量liang子zi計ji算suan的de理li論lun汗han牛niu充chong棟dong，但dan是shi，盡jin管guan取qu得de了le一yi些xie進jin步bu
，大da多duo數shu著zhu名ming的de量liang子zi計ji算suan理li論lun還hai是shi簡jian單dan如ru：把15分解為3和5的乘積。

　　科學家認為
，量子計算機能夠解決最複雜和艱澀的計算
，諸如發現腦波的運行模式、精準地預測天氣等。與傳統計算機相比，它們的計算速度不僅呈指數級增長
，從理論上來講

，它們還能同時運行每個可能的數據排列。

　　然而，麻省理工學院的計算機專家斯科特•阿倫森一針見血地指出
，量子計算機最大的攔路虎在於退相幹（decoherence）
，也就是用於計算的“量子比特”在同其他事物接觸時會失去其特殊屬性的趨勢，結果就會出現“第二十二條軍規”（用來形容任何自相矛盾、不合邏輯的規定或條件所造成的無法擺脫的困境、難以逾越的障礙，或者是一件事陷入了死循環，或者跌進邏輯陷阱等等）。

　　阿倫森說：“對dui於yu量liang子zi計ji算suan來lai說shuo
，必bi須xu讓rang量liang子zi比bi特te一yi直zhi保bao持chi在zai一yi種zhong非fei常chang孤gu立li的de環huan境jing中zhong，同tong周zhou圍wei的de一yi切qie環huan境jing隔ge離li開kai，但dan是shi
，你ni又you必bi須xu操cao縱zong量liang子zi比bi特te，讓rang它ta們men執zhi行xing我wo們men的de計ji算suan。這zhe就jiu產chan生sheng了le一yi種zhong無wu法fa擺bai脫tuo的de困kun境jing。”最後
，他幽默地說：“要是有一台量子計算機能夠幫助我們解決這個問題就好了。”

　　其實，早在2008年，阿倫森就在《科學美國人》shangzhuanwenduiliangzijisuanjideqiangdagongnengtichulezhiyi。tazhichu，xuduorenxiangxin，yikaoliangzilixuedeshenqimoli
，liangzijisuanjikeyishunjianpojieyiqiemima
，shenzhiqingeryijudigaodingsuoyounanti
，ershijishang
，liangzijisuanjidenengliyehuishoudaoshuxueshangdezhuduoxianzhi。chuleshaoshuteshuwenti，liangzijisuanjideyunsuannenglibingbubixianyoujisuanjiqiangdaduoshao。pojieyiqiemima，duiyuliangzijisuanjieryan，yeshiyijianbukenengwanchengderenwu。

　　個性化醫療

　　現在，我們可以根據我們的DNA來定製藥物嗎？我們能夠通過一次基因掃描來預測某種治療是否會對我們起作用，並且預測治療所需藥物的劑量是多少嗎？

　　更加“聰明”的(de)藥(yao)品(pin)正(zheng)向(xiang)我(wo)們(men)走(zou)來(lai)，但(dan)是(shi)，其(qi)到(dao)來(lai)的(de)速(su)度(du)非(fei)常(chang)慢(man)。首(shou)先(xian)

，製(zhi)藥(yao)公(gong)司(si)必(bi)須(xu)摒(bing)棄(qi)不(bu)斷(duan)對(dui)一(yi)些(xie)銷(xiao)量(liang)大(da)的(de)藥(yao)品(pin)進(jin)行(xing)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai)並(bing)大(da)肆(si)生(sheng)產(chan)的(de)陋(lou)習(xi)，優(you)先(xian)生(sheng)產(chan)出(chu)滿(man)足(zu)小(xiao)眾(zhong)病(bing)人(ren)的(de)藥(yao)品(pin)。即(ji)使(shi)那(na)樣(yang)，新(xin)藥(yao)要(yao)想(xiang)獲(huo)得(de)美(mei)國(guo)食(shi)品(pin)和(he)藥(yao)物(wu)管(guan)理(li)局(ju)（FDA）的批準還需要花費幾年，而且，研發出驗證人與藥品相匹配的測試手段也需要很長時間。

　　因此
，很多人將希望寄托在了個性化醫療上。科學家已經證明
，基因變異會決定一個人將如何代謝出口服的防凝血素或阻凝劑；而且，很多醫生在開處方之前
，都會進行遺傳學方麵的測試。

　　癌症治療從藥理基因組學那兒獲益良多。很多疾病都與基因有著千絲萬縷的聯係。比如
，赫賽汀（Herceptin）能夠拯救乳腺癌病人的生命，在這些病人的癌症腫瘤中，HER2基因被過度表達
；在某些直腸腫瘤中，也有兩個靶向基因被過度表達。更重要的是，今年6月份，幾個癌症研究中心結成了聯盟，宣布使用DNA測序結果來幫助病人選擇正確的療法，種種跡象表明，個性化醫療正大踏步朝我們走來。

　　美國AERION航空技術公司超音速商務機示意圖

　　超音速飛機

　　在1977年到2003年間

，任何人隻要手頭有足夠的錢
，就可以隻花3個半小時，從紐約直達倫敦
，這都拜“協和”號超音速客機所賜。

　　“協和”號超音速客機由法
、英兩國於1969年聯合研製成功
，是當時全世界惟一的超音速客機，兩倍音速的高速飛行讓其成為尊榮與高貴的象征。

　　然而，“協和”號存在兩個重要的缺陷。一是客機的耗油量大得驚人，是波音747客機的兩倍
，由於耗油率過高
，載客量偏小，其昂貴的票價讓大多數乘客望而卻步。

　　另外一大缺陷是噪音汙染嚴重。“協和”號超音速客機由於音爆水平高，所以被限製不得在大陸上空進行超音速飛行。噪音可以說是“協和”超音速客機商業失敗的關鍵性因素。

　　在“協和”號飛機於2003年光榮退出曆史舞台後，許多國家和風險投資者都在加緊研製下一代超音速客機，延續“協和”號的光榮和夢想。

　　美國AERION航空技術公司希望盡快推銷其新式的超音速商務機。該公司的商用超音速飛機同“協和”號(hao)類(lei)似(si)
，但(dan)是(shi)，其(qi)機(ji)翼(yi)設(she)計(ji)更(geng)為(wei)先(xian)進(jin)，在(zai)人(ren)口(kou)稠(chou)密(mi)的(de)地(di)區(qu)
，其(qi)速(su)度(du)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)聲(sheng)速(su)，在(zai)西(xi)伯(bo)利(li)亞(ya)等(deng)地(di)的(de)上(shang)空(kong)，令(ling)人(ren)討(tao)厭(yan)的(de)音(yin)爆(bao)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)任(ren)何(he)人(ren)
，速(su)度(du)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)1.6馬赫（音速的1.6倍）。目前，該飛機正在緊鑼密鼓地研發中，最快於5年內研發成功。

　　日本的航天主管機構日本航天探測局（JAXA）也在研製下一代超音速飛機，下一代超音速飛機有望在15年內投入商業運營。他們的目標是製造能搭載300名乘客的超音速客機，從倫敦到東京隻需4個小時多一點。

　　zhekuanfeijijiangshiyongyizhongteshudedizulijiegou，conglilunshanglaijiang，qichaokongqidonglidexingzhuangshidetanenggouchuanyueshengyindebilei，jihumeiyoulonglongsheng。lingwai，gaifeijiyetongguoshiyonggenganjing、效率更高的發動機來降低起飛時的噪音。該飛機可能至少於5年內將速度達到1馬赫
，10年後速度有望超過5馬赫。

　　本篇文章來源於 科技網|www.stdaily.com

　　原文鏈接：http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-10/19/content_238330.htm

　　類人機器人

　　世界上最成功的機器人公司iRobot公司專注於實用機器人的研究
，創造了PackBotdengjiqiren，xiezhurenmengaoxiaolvdiwanchengrenwu。qizhong，gaigongsishejizhizaodegexingjunyongjiqirenqingqiaoshiyong，keyisaolei，yekeyizhencedijun
，zaiyiweixingdaohangjiangshujuchuanhuimeijunzhandizhihuisuo
，zairenyuangongjiqian
，xianyongfeidankongxi，mingzhonglvqigao。

　　iRobot公司最著名的產品是Roomba清潔機器人，目前
，其全球銷售量已經超過200萬台。盡管如此
，iRobot的首席執行官科林•安格爾可能會告訴你一些不好的消息：不要期待《星球大戰》中妙語連珠的機器人C-3PO很快會來到你的身邊。機器人助手這個市場還沒有開發出很成功的商業模式，問題在於：我們能夠製造出這些機器人，但是其昂貴的售價讓人望而卻步。

　　確實如此
，日本本田公司研製的類人機器人ASIMO是目前最先進的類人行走機器人。今年5月份，日本Kokoro機器人製造公司製作的機器人I-Fairy成為了婚禮司儀
，見證了一對夫妻的甜蜜時刻。

　　另外
，表情豐富的Nexi是一款由美國麻省理工學院媒體實驗室牽頭開發的新一代類人機器人。與以往類人機器人單純模仿人類軀體動作不同，這款定位於MDS——Mobile/Dexterous/Social（移動/靈活/社交）的新穎機器人還增加了表情功能，能夠利用麵部表情的變化來表達高興、興奮、難過等常見的表情。它還內置有三維攝像機，能夠以立體的方式對周圍環境進行識別

，更增強了其互動性。該機器人甫一出現
，便成為YouTube網站上點擊率最高的視頻。

　　盡管這些機器人非常先進，但是，它們和其還在實驗室的“兄弟們”一樣，都身價不菲，每台的售價大約為100萬美元，而且耗能巨大
，也並非我們所期望的那麼聰明。

　　即使更簡單的機器人——寵物機器人
，其成本和能力之間也存在巨大的鴻溝。索尼公司的愛寶（AIBO）機器狗盡管有很多“山寨版”，但是，這款售價2500美(mei)元(yuan)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)表(biao)現(xian)卻(que)並(bing)不(bu)盡(jin)如(ru)人(ren)意(yi)，因(yin)此(ci)，其(qi)銷(xiao)量(liang)也(ye)並(bing)不(bu)可(ke)觀(guan)，不(bu)過(guo)這(zhe)並(bing)不(bu)能(neng)抵(di)擋(dang)人(ren)們(men)對(dui)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)熱(re)情(qing)
，市(shi)場(chang)上(shang)出(chu)現(xian)了(le)各(ge)式(shi)各(ge)樣(yang)的(de)寵(chong)物(wu)機(ji)器(qi)人(ren)。

　　實際上，人或者任何其他智能設備都能夠完成一些簡單的任務，這就是為什麼我們使用機器人來組裝汽車、拆掉炸彈
、清潔衛生的原因。但是
，還沒有人製造出一款能夠與人交談並且吃飯的機器人。

　　美國南加州大學機器人實驗室的瑪佳•瑪塔瑞克表示：“人們需要的並非一款類人機器人，而是能夠完成各種任務的機器。”好消息是


，既然其售價僅為200美元
，當你的清潔機器人Roomba具有自我意識
，並且試圖開始奴役你時
，你就買一部新的清潔機器人吧。

　　桶裏“種”出人造肉

　　想xiang象xiang一yi下xia，一yi大da塊kuai昂ang貴gui的de動dong物wu肉rou
，比bi如ru西xi班ban牙ya黑hei香xiang豬zhu肉rou，懸xuan浮fu在zai一yi大da堆dui營ying養yang物wu質zhi中zhong，而er且qie可ke以yi永yong遠yuan生sheng長chang下xia去qu，這zhe種zhong大da桶tong中zhong種zhong植zhi出chu來lai的de肉rou，可ke以yi吃chi嗎ma？可ke能neng某mou一yi天tian可ke以yi。到dao目mu前qian為wei止zhi
，新xin興xing的de組zu織zhi工gong程cheng學xue技ji術shu主zhu要yao專zhuan注zhu於yu像xiang變bian戲xi法fa似si一yi般ban培pei育yu出chu人ren造zao肉rou用yong於yu醫yi學xue移yi植zhi
，科ke學xue家jia已yi經jing成cheng功gong地di製zhi造zao出chu了le人ren的de皮pi膚fu和he血xue管guan等deng。

　　ruguoyaoxiangzhizaochugengjiajingxideshentizuzhiheqiguan，zhekeshiyijianbukenengwanchengderenwu。kexuejiayijingzhengming，hennanzhizaochuxinzangdengfuzaderentiqiguan。zhezhongfuzaxingshiderenmenhennanfuzhiroudezhuyaobufen
，biruroudezuzhi、滋味以及肌肉和脂肪之間的完美平衡等。

　　但是，我們仍然在不斷嚐試。比如
，國際非營利組織人道對待動物協會就懸賞100萬美元，鼓勵人們於2012年6月30日ri之zhi前qian能neng夠gou大da規gui模mo製zhi造zao出chu最zui好hao的de雞ji肉rou，使shi雞ji免mian於yu被bei殘can殺sha的de厄e運yun。還hai有you一yi群qun法fa官guan已yi經jing迫po不bu及ji待dai地di想xiang要yao品pin嚐chang這zhe些xie雞ji肉rou
，以yi確que定ding其qi品pin質zhi是shi否fou過guo關guan，然ran後hou再zai裁cai決jue是shi否fou將jiang其qi放fang入ru蜂feng蜜mi芥jie末mo鮭gui魚yu沙sha拉la中zhong。

　　清潔煤

　　非常吊詭的是，清潔煤是一場“丹納聚會”：對某些人來說
，它是一次淘金之旅；而對另外一些人來說

，它是一場“死亡之旅”。即使我們不介意有毒的灰塵，相比於用其他燃料發電的電廠，煤電廠會產生更多令地球變暖的二氧化碳。

　　好消息是
，我們已經掌握了相關技術可以很好地使用這些煤，不需要融化極地的冰帽，這就是碳捕獲和存儲技術——吸收化石燃料產生的二氧化碳
，然後將其緊縮成液體，重新埋入地下。

　　那麼，我們麵臨的難題是什麼呢？首先，運輸和存儲液態二氧化碳是一件非常麻煩的事。如果美國1500個煤電廠都被整修，燃燒清潔煤，以便於我們更好地捕捉二氧化碳
，我們每天仍然需要處置約600萬噸二氧化碳。

　　但是，真正的“魔鬼”是經濟。清潔煤發電的成本比傳統煤電廠的成本至少高30%，其結果是：盡管政府為此補貼了幾十億美元，但私人投資卻少得可憐。如果我們想要阻止氣候變暖
，多出30%的預算並非大問題
，風力發電的成本要多50%，但是，在我們找到方法使清潔煤成為一個富有吸引力的投資之前

，我們還無法擺脫不幹淨的煤。

　　日本Kokoro機器人製造公司的機器人I-Fairy

　　隱身術

　　如果想要讓某個物品不被紅外線接收器“看見”

，那na麼me，你ni可ke以yi將jiang這zhe個ge物wu體ti包bao裹guo在zai一yi個ge塑su料liao盒he子zi中zhong，然ran後hou在zai上shang麵mian覆fu蓋gai極ji其qi細xi小xiao的de銅tong或huo者zhe鐵tie線xian組zu成cheng的de方fang布bu即ji可ke。這zhe塊kuai方fang布bu就jiu是shi我wo們men所suo說shuo的de超chao材cai料liao（metamaterial），其qi表biao麵mian就jiu像xiang成cheng千qian上shang萬wan個ge細xi小xiao的de天tian線xian。當dang紅hong外wai線xian光guang束shu或huo者zhe無wu線xian電dian波bo遇yu到dao一yi個ge天tian線xian時shi，信xin號hao會hui傳chuan遞di給gei下xia一yi個ge天tian線xian，接jie著zhe再zai傳chuan給gei下xia一yi個ge天tian線xian

，以yi此ci類lei推tui，最zui後hou
，信xin號hao就jiu消xiao失shi了le
，紅hong外wai線xian接jie收shou器qi根gen本ben無wu法fa探tan測ce到dao物wu品pin存cun在zai的de痕hen跡ji。

　　除(chu)了(le)紅(hong)外(wai)線(xian)之(zhi)外(wai)
，電(dian)磁(ci)波(bo)譜(pu)上(shang)從(cong)紅(hong)外(wai)線(xian)到(dao)可(ke)見(jian)光(guang)之(zhi)間(jian)的(de)每(mei)種(zhong)光(guang)線(xian)都(dou)會(hui)出(chu)現(xian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)。不(bu)過(guo)，也(ye)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti)。超(chao)材(cai)料(liao)中(zhong)最(zui)細(xi)微(wei)的(de)瑕(xia)疵(ci)都(dou)會(hui)讓(rang)隱(yin)藏(zang)在(zai)其(qi)下(xia)的(de)物(wu)體(ti)無(wu)所(suo)遁(dun)形(xing)，隻(zhi)是(shi)，物(wu)體(ti)看(kan)起(qi)來(lai)會(hui)有(you)些(xie)失(shi)真(zhen)，就(jiu)像(xiang)壞(huai)掉(diao)的(de)立(li)體(ti)相(xiang)片(pian)。於(yu)是(shi)，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)等(deng)待(dai)，直(zhi)到(dao)某(mou)些(xie)人(ren)發(fa)明(ming)一(yi)種(zhong)方(fang)式(shi)來(lai)完(wan)成(cheng)統(tong)一(yi)的(de)超(chao)材(cai)料(liao)。那(na)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)20年甚至200年的時間，但是，至少我們看見它正朝我們走來。

　　核聚變

　　將等離子加熱到1.5億(yi)攝(she)氏(shi)度(du)
，並(bing)且(qie)控(kong)製(zhi)它(ta)，這(zhe)難(nan)道(dao)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)偉(wei)大(da)的(de)想(xiang)法(fa)嗎(ma)？既(ji)然(ran)星(xing)星(xing)能(neng)夠(gou)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)
，為(wei)什(shen)麼(me)我(wo)們(men)不(bu)能(neng)呢(ne)？對(dui)核(he)聚(ju)變(bian)抱(bao)著(zhe)美(mei)好(hao)想(xiang)象(xiang)的(de)人(ren)如(ru)是(shi)認(ren)為(wei)。他(ta)們(men)相(xiang)信(xin)

，人(ren)類(lei)使(shi)用(yong)熔(rong)融(rong)的(de)原(yuan)子(zi)核(he)
，能(neng)夠(gou)製(zhi)造(zao)出(chu)幾(ji)乎(hu)用(yong)之(zhi)不(bu)竭(jie)的(de)能(neng)源(yuan)。

　　核he聚ju變bian是shi兩liang個ge較jiao輕qing的de原yuan子zi核he聚ju合he為wei一yi個ge較jiao重zhong的de原yuan子zi核he，並bing釋shi放fang出chu能neng量liang的de過guo程cheng。自zi然ran界jie中zhong最zui容rong易yi實shi現xian的de聚ju變bian反fan應ying是shi氫qing的de同tong位wei素su氘dao與yu氚chuan的de聚ju變bian，這zhe種zhong反fan應ying在zai太tai陽yang上shang已yi經jing持chi續xu了le150億年。氘在地球的海洋中藏量豐富
，多達40萬億噸，如果全部用於聚變反應，釋放出的能量足夠人類使用幾百億年
，而且反應產物是無放射性汙染的氦。

　　熱核炸彈也依靠核聚變。將核聚變用於和平目的的技巧在於很好地控製它；另外，也需要確保反應產生的能量多於它消耗的能量。

　　人類需要受控的核聚變，以解決能源危機。聚變的第一步是要使燃料（氘和氚的混合物)處於等離子體態(這是物質除了以固態、液態和氣態存在之外的第四種存在形式)
，然後再用電與磁的方法束縛

、kongzhitamen。dangdenglizitidewendudadaojiqianwansheshidushenzhijiyisheshidushi
，yuanzihejiukeyikefuchilijuhezaiyiqi
，ruguotongshihaiyouzugoudemiduhezugouchangderenengyueshushijian，zhezhongjubianfanyingjiukeyiwendingdichixujinxing。

　　自從上世紀50年代開始
，物理學家已經數次宣布，核聚變時代即將到來
，他們使用激光器和聲波這些“瓶子”來盛裝離子化氣體（等離子體）。但是
，最有前景的方法已經令人失望。美國達特茅斯學院核裂變專家巴瑞特•羅傑斯表示：“問題在於，等離子體的行為是如此的複雜善變，以至於很難發明一個真正有效的‘瓶子’來裝載它們。”

　　不過，瓶子越大，其捕捉和圍住等離子體的能力就越強
，至少，總投入為120億美元的國際熱核聚變實驗堆（ITER）就是基於這種理念在進行。ITER是為驗證全尺寸可控核聚變技術的可行性而設計的，其原理類似太陽發光發熱，即在上億攝氏度的高溫條件下，利用氫的同位素氘、氚的聚變反應釋放出巨大能量
，從而為人類提供可持續發展的潔淨能源。

　　計劃中的ITER實驗堆是一個全超導托卡馬克裝置

，高24米，直徑30米，建成之後總重量將達23000噸，比三座法國巴黎埃菲爾鐵塔(7300噸)還要重。ITER實驗堆計劃產生等離子體的體積為840立方米
，維持時間為400秒，聚變能500兆瓦
，輸出與輸入能量比最低為10∶1
，最高可達到30∶1。

　　它產生熱核聚變的一個重要條件就是製造溫度達1.5億攝氏度的高溫等離子區

，在這種環境下，帶正電的氘核和氚核得以克服靜電斥力互相碰撞。

　　ITER麵臨的問題包括使用什麼方法及如何加熱氣體，使得等離子體溫度能上升到1.5億yi攝she氏shi度du。在zai這zhe樣yang的de高gao溫wen條tiao件jian下xia
，怎zen麼me防fang止zhi高gao溫wen等deng離li子zi體ti逃tao逸yi或huo飛fei散san
，讓rang這zhe些xie原yuan子zi核he能neng夠gou充chong分fen地di產chan生sheng聚ju變bian反fan應ying，也ye是shi一yi個ge難nan點dian。另ling外wai，要yao使shi高gao溫wen等deng離li子zi體ti中zhong核he聚ju變bian反fan應ying能neng持chi續xu進jin行xing，上shang億yi攝she氏shi度du的de高gao溫wen必bi須xu能neng長chang時shi間jian維wei持chi，等deng離li子zi體ti的de能neng量liang損sun失shi率lv必bi須xu比bi較jiao小xiao，這zhe個ge問wen題ti就jiu更geng突tu出chu。煩fan惱nao的de科ke學xue家jia或huo許xu可ke以yi看kan看kan《蜘蛛俠2》獲得些許靈感。

　　雖然很多科學家對此深表樂觀
，但是也有研究人員表示，即使是ITER按照原計劃建成，於2026年開始氘氚核反應，但是，可能還要經過一二十年的實驗，而商用堆的出現至少是50年以後的事
，人類利用聚變能還需要付出相當長遠的努力。