下一个12年将把世界引入2000年,当新的世纪到来时,在技术上将会发生什么变化?对此,硅谷公司的一批科学家认为,未来12年技术的发展速度至少将是过去12年发展速度的10倍。据他们的看法,2000年可预见的高技术突破将有:

· 新一代的计算机将越来越不具有现今计算机的外貌,如同衬衫口袋型或笔记本型的这种装置能辨认手迹;答复质询;甚至还能辨认手势。

· 比现有计算机的功率高出1000倍的超级计算机将能计算出分子内部电子间的相互作用力,从而创造出现今闻所未闻的新材料。

· 当你外出旅行时,一本电子书将使你趣味大增。该“书”的每一页的两面均可显示为荧屏,一本电子书将能存储200部小说,你只要写出想读的某本书的书名,该书的内容马上会逐行显示在荧屏上。

按不少科学家的看法,现今的计算机已从一种数字串换装置(Cruncher)转变成一种有理解能力的可显示装置。作为人类执行某种任务的工具,计算机功能的革命性演变将远远超出显微镜和望远镜,与之相比,计算机的特具功能之一是能预见未来。例如,现有的超级计算机已能预报未来几天的天气状况,可以想见,到2000年,计算机能用于预报新材料的结构;模拟诸如星球和星系演化等宇宙现象。

随着具有理解能力的计算机的问世,人类对自身人体结构的了解必将大大深化。例如对人体内存在的治愈物质的相互作用的译解和对疾病的潜在病因的了解将导致神奇药物和全新治疗手段的出现。新一代计算机将越益把人体视为新药源的产地,借助遗传工程技术可源源不断地制取这种药物。

这种具有理解能力且计算功率极高的新一代计算机的基础是无线电长途通讯网络的迅速形成。在无线电通讯专家看来,世界只不过是大型的计算机化网络,在此网络里,声音、数据和图像的处理都是同样简单的。第一种集成服务数字网络(ISDNS)已在美、日、西欧投入使用。由于效能高、费用低,据估计在几年内,这一网络将每年使参加者节约10亿美元。

将在2000年走向市场的绝大多数奠基性技术目前已在实验室里试验或正要进入实验室。美国一位工程技术专家指出,将一项新技术转变成某种有效产品的周期约为12年,由于本性纪与下世纪的转换也恰为12年,因而许多新产品的雏形已见端倪。

本文正是基于未来技术发展的可能性框架,集中了100位来自美国、西欧、日本的工业、大学、政府机关以及风险资本企业的专家的意见而成。

专家们一致认为,消费用电子产品和计算机的改进将继续取决于半导体芯片技术的进展。时至今日,半导体芯片技术的改进一直保持着令人惊叹的势头。仅仅在18年前,1000毕特的动态随机存取储存器(DRAM)(装有4000个晶体管和相关元件)芯片问世,而今天,4百万毕特的DRAM(拥有1千6百万个相关元件)已在应用。美国一位芯片专家认为,到2000年出现能容纳10亿个晶体管的芯片并非不可思议。他认为,即使采用目前最新技术,包括所谓的“薄膜式集成”,将成百块不同的芯片集成在单一系统中,使现有的芯片的集成度提高几百乃至几千倍都是可能的。芯片的集成度越高,价格越便宜;计算机的体积也更趋小型化,可靠性增强。

新型的信息存储和处理技术也可望出现。例如,某种可以三维态存储信息的光学液晶介质将取代现有的平面芯片,此举将使成千块芯片浓缩在咖啡杯大小的装置上。

显而易见的是,随着当今技术的疾速发展,至2000年时的计算机椅具有电子穿孔机的功能。作为计算机发展史上的一个新飞跃,这一新功能无疑将使今天的计算机用户叹为观止。一种台式操作装置将把我们现在称之为超级计算机的功能集于一身。未来的超级计算机每秒钟至少可完成四万亿次复杂计算,这比现有计算机的运算速度增加了1000倍。这种计算机的费用可能高达每台10亿美元,但它对计算机功能改进带来了几乎是无限的新机会。

一个巨大的挑战是如何去设计相应的软件以使这种超级计算机发挥作用。须知这种超级计算机将由数百甚至数千名单个计算机平行运转。绝大多数专家认为,一旦掌握了这种超级计算机的程序编制,则该种计算机在2000年将作为某种硕大、具有智力的可视发动机。康奈尔大学的诺贝尔物理奖得主,计算机专家威尔森(Kennefh G Wilson)预言这种超级计算机“将开辟几乎是无限的研究新领域,这些新领域凭借常规的经验或理论模式是绝难开拓的。”他解释说,超级计算机将使科学家能在显微镜无能为力的更小规模上窥探微观物体。这一可能对化学、化学工程、分子生物学等领域的研究是头等可贵的。超级计算机还能描述疾如闪电的事件,例如其对涉及到光合成作用的化学机制的阐释要比今天所有仪器的理解翔实得多。

今天,只有飞机能在计算机上测试,而超级计算机将允许复杂的飞行器骨架以超音速和特超音速飞入。由于工程师能在轿车制造前直接“感受”如何操纵轿车,因而未来更新式的轿车有可能在计算机上设计。借助荧屏,设计师能将其设计的计算机模型车一再重复地造成碰撞事故以测试该种车的抗震抗损伤能力。

新材料的设计更可能得益于超级计算机。威尔森认为,“科学家们迄今所知的可能仅仅只是物质世界的极小一部分”,由于分子的性质和结构取决于(分子内)电子的相互作用,因而从理论上讲,功能强大的超级计算机通过计算电子间的相互作用态势是完全能“预报材料的各种特性的”。威尔森指出,就基础研究和工业应用两方面而言,只要可靠性达到,超级计算机的潜在重要性将超出我们现在所能想见的程度。

到2000年,各种规模计算机的“发现能力”将因计算功能的增强而大大扩增。其理由是,目前已经出现了“可视计算机”。这种“可视计算机”实际上能在计算机内用数学方法复制存在的事物,因而可以各种方式展示和操纵客体。客体和被描述现象的特性和行为均可以方程式加以表述并伴有图像。被模拟的客体可以是从轿车的制动系统到行星的内部结构等的万事万物。计算机的这一功能无疑为科学研究提供了新天地,同时由于它能对几乎所有产品的新构想进行测试,从而得以一种前所未有的速度大大缩短了从产品到市场的周期。

借助可视计算机,工程师和科学家可以窥见复杂的事物,对此,康奈尔大学的计算机专家格雷贝格(Donald. P. Greenberg)阐释说,我不会去操心人们(用这种计算机)去派何种用场(无论是监测血流量、心脏的内部活动;还是模拟地震对建筑物的损伤等),我只是想知道如果这一系统未达到我们预期的效果时发生了些什么,如果有差错,我们可以重新设计、改变模型。

计算机面临的另一个挑战是它如何与“人”(即计算机使用者)友好相处。迄今为止,各类计算机在人 - 机之间都存在着难以弥合的裂缝。主要是由于人们通常是以非正规且不合逻辑的方式交谈、这使得以逻辑严密著称的计算机在话语识别方面形成了巨大的障碍。这一挑战难免使人气短神伤。与此相连的问题还有,计算机如何从不同角度来鉴别视觉模式、识别物体。作为对策,到2000年,可能会出现某种神经电路。该电路类似于结构极其复杂的人体听觉、视觉神经及其相关结构。这种电路板能听懂一气说出的几百个单词。一家高技术公司预测今年底将出现某种能模拟人耳的某些声音处理功能的芯片。此话并非没有根据,Caltech公司已经生产出了一种能模拟生物眼睛的信息处理功能的芯片。

到2000年,绝大多数计算机将一改现有的千篇一律的箱型外形,其外观看上去将更易于为人们所接受而不像机器。专家们认为,目标是使计算机更易于使用,但又要做到似乎不存在计算机。确实,那时你可以在荧屏上再现任何你期望的事物。如你想写信,你就可在荧屏上复现出一些信笺,尔后在其上动笔,计算机将你的手迹译成符号。若你想保存这封信,则可再在屏幕上显示卡片箱的图像,然后将那封信固定其中。

事实上,把手迹作为计算机信息输入的一种途径是众多科学家切望的变化。他们觉得通过自己的手直接书写数据输入较之由键盘输入更为自然,即使他们中有些人通过键盘输入的速度比手写输入快;有些人的字写得不得体。

为了将以上美好的设想变成事实,许多公司投入了相当的精力、财力,如IBM公司就正在开发电子书的元件。这种“书”将容纳长达数百卷之巨的文字、插图,“书”的每一页均为易读的液晶屏幕。类似的课题还有研制一种计算机化的工作手册,这实际是一种可作语句处理和其他应用的小型机。旅游者外出可凭借它的一种普通写法(输入)与外界联络,而不是采用键输法。来自马萨诸萨州的一位软件专家米歇尔、卡帕(Mitchell Kopor)认为,到2000年,几乎所有的信息处理中心都会呈硬封面精装书的样式。他预言将出现一种兼容词典和百科全书内容的计算机参考书,它能给出有关人物,地点,历史事件的种种答案。这种参考书的尺寸可大可小,小的犹如3 ~ 5英吋的卡片,大的可如黑板。专家们预计到本世纪末还会出现一种个人电子存储器,这是一种能供阅读并能复现使用者所需的各种信息的装置,而且该装置还具有与其他任何计算机即时通讯的功能。专家们认为,计算机的功能可能据此而发生戏剧性变化,即计算机将基本上成为某种从(数据)网络中撷取所需信息,并将这些信息迅速反馈到用户的装置。

现在是考虑在无线电长途通讯中全面采用计算机技术的时候了。正如不断增长着的计算机计算能力,当下的无线电通讯业也在快速实现着由数值模拟到信号的数字传输(即计算机的“毕特”语言)的转换,同时,电讯工业本身也在大力增进现有的电话线路的传输能力,即要能同时传输声音、数据和图像。不出几年,纤维光缆就将在商业和家庭中大量应用。

曾发明世界上第一台电话机的贝尔实验室副总裁Amo A. Penzias称2000年的电话将是一种“集成信息装置”。那时的电话机将是一种装有大型平面屏幕的豪华器具,使用者可以利用它开电视电话会议。同时,该种电话装置还能附装上信息时代的各种装置,以传送、接收各种信息、资料,为多种信息源提供通路等。

日本在这方面的进展是试图研制种自动翻译电话(目前至少能实施英、日语对译)。NEC公司早在1983年就将这一设想列入研究计划。KEC的副总裁认为,这种翻译电话机的问世至少还需5 ~ 10年。

伴随着更迅速和更有效的诊断和治疗技术,2000年的医学领域也别有胜景。由于采用了一系列的新型测试手段一从能探测有害病毒和细菌的抗体到日臻完善的人体扫描技术,人体本身的奥秘将得到更深层的洞察。这些技术使得医生们能在几分钟内(而不是现今的几天)诊断出传染性疾患;同样,心脏病的诊断将可以秒计而非现在的数小时之久。更令人振奋的是,未来的医学检测手段能在病人未显示出症状前就能探测到肿瘤,由此能及早治疗。这就大大减少了肿瘤患者的死亡率。

治疗技术的尽善尽美是未来医学的另一特点。对此,著名的免疫学家霍德(Leroy Hood)认为,到2000年,诸如类风湿性关节炎、多发性硬化、赖胰岛素性糖尿病等自体免疫性疾病基本上能得到治愈。

绝大多数医学专家一致的预测是,到本世纪末在人体内会实现人体整个器官的再生,而今天人体器官是靠自体或体外移植的。这种人体器官再生至少是基于下列两大技术突破:其一,科学家们已经能译解导致人胚胎中心脏等器官增殖的生物学机制;其二,科学家们已能修复因心脏病受损的心脏部分,即通过引入诸如成纤维细胞生长因子(以使机体重建血供系统)之类的组织修复物质来达到修复功能。加利福尼亚生物技术公司(世界上最先克隆了上述成纤维细胞生长因子)已经表明,该种生长因子在愈合动物创伤中有奇特功效。实验室报告还表明,生长因子在修复神经细胞(如罹患老年痴呆症的患者)中亦有良好的功效。

通过从人体内提取出治疗物质并借助遗传工程方法复制,人类自身对抗各种疾病的本领已大大提高。对遗传工程专家来说,可能是找到了一个大宝库——人体自身能造出约10万种蛋白质,美国最大的生物技术公司Genentech公司的副总裁戴维,波茨坦(David Botstein)说,“即使假设这10万种蛋白质中只有百分之一具有潜在的药用价值,那也意味着创生出了1000种新的药剂。”2000年的药剂可能要包括价廉而又高度特异性的分子药物,这些药物能满足受体对于激素、多肽及其他调节从肺到性器官的形成的人体生理需要的物质的需要。遗传工程疫苗,如近来面世的肝炎灭杀剂可根治众多的传染性疾患,包括疟疾。

堪称本世纪生物学登峰造极之举是人类成功地译解了人基因组的遗传密码,而人体基因图的绘制又将为医学诊断和治疗提供崭新的机会。就基础生物学而言,基于对鼠、果绳及人的基因组的比较分析,科学家们有可能揭示如下至今未破译的DNA密码:细胞分化、发育的指令性步骤及控制染色体结构的指令性步骤。霍德认为,译解上述尚属谜团的DNA密码,无论对医学或工业界都将产生难以估量的价值。譬如,可据此设计一种与癌细胞相连的分子,以促使癌细胞回复到正常状态。基因图的绘制也使医生能在胎儿分娩之时利用计算机输出该胎儿的遗传健康状况表,圈出各种疾病的部位以便早日治疗。

多少有点让人意外的是,在《幸福》杂志征求意见的专家中,对近年来几成科学界热门话题的超导性是否将在2000年对人类社会有重大贡献这一问题持谨慎态度。贝尔实验室总裁罗斯(Ian Ross)认为,虽然超导性在新器具的生产方面有很大的诱人前景,但要在极低温下从事计算和信号转换却是令人心烦的,IBM公司的Gomory教授点出了作为科学发现的新超导材料和其可能的技术应用之间的巨大差别,他认为,进入新的未知领域的一扇门已经打开,但我们不知道门的对面是什么。我们正处于一个全新的材料世界,但他又警告说,大多数有关超导性可能应用前景的预报,如每小时300英哩的磁悬浮列车等其可信性尚难断论。2000年的新技术对人类日常工作和生活的影响绝不亚于当年汽车、飞机、宇宙飞船、电视等的问世对人类生活的革命性变化。当然,新技术本身的进展又都是有限的,譬如,当代的科学对人脑机制以及对宇宙最终结果的研究都还难以作出任何结论。

[Fortune,1988年7月18日]