另类科学家的超酷研究(二)

看完上期的思想者机器人、太空牛仔和蜜蜂皇后，你是不是被科学家们的超酷超炫的研究震撼到了呢?别急，后头还有更

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艾德·亚当斯和丹·米勃——曾地爆破手

如何弄明白雪崩是怎么一回事?最好的办法莫过于亲自引发一次雪崩。艾德·亚当斯和丹·米勒就是这么做的。他们是蒙大纳州立大学的土木工程师，经常滑雪进入一些荒僻无人的地方，用炸药测试新的雪崩预防方法。很多雪地巡逻救生人员会提前炸掉一些雪堆，以防它们积聚下去引发雪崩，但他们并不总是做得很好。如果爆破地点选得不对，更可能发生滑坡。2008年以来，在美国，在原以为控制住险情的地方发生的雪崩已经掩埋了至少26人，其中7人遇难。

对于这种危险，亚当斯和米勒深有体会。到蒙大纳州立大学攻读工程学博士学位之前，亚当斯在犹他州滑了好几年雪；而出生于蒙大纳州的丹·米勒基本上是在滑雪撬上长大的。亲眼看着亚当斯进行了几次实验后(有一次，亚当斯故意把自己困在一个小房子里，然后在屋顶上制造了一次雪崩)，米勒觉得自己可以转行帮亚当斯一起干。“这些都是那种‘别在家里尝试’的危险行为，但我尽量告诉自己我们是安全的。”亚当斯说。

如今他们的试验没有那么初级和小儿科了。他们在研究霜层，这些冻结的灰白色物质被雪压住后会变得粉碎，进而引发雪崩。一般来说，雪地巡逻人员会使用直接爆炸的办法摧毁霜层，但米勒认为，更好的办法是用冲击波来将整个雪堆压实，他使用传声器加速计来测量爆破实验造成的冲击波(他的日常工作是为空军进行超音速地面测试)。

他们发现，总的来讲，炸弹放置地点比爆破规模更加重要。雪堆里含有的空气就像减震器，有缓冲作用。他们还发现，把炸药安放在竹竿上，能让冲击波有更多时间向外扩张，作用于更大范围，把积雪压得更实。峡谷的两壁是很好的放大器。“我们认为这解决了最基本的问题，”米勒说：“目前还没人发现这一点。”当然，除了研究的乐趣，一边引爆炸弹一边从难度极高的双黑道上滑下，也是美妙的享受。

串斯·杰克逊——种植高手

一万年来，人类耗尽了地下水，污染了土地和海洋，把曾经肥沃的原野变成了贫瘠的荒地——而这都是为了能种点吃的。植物遗传学家韦斯·杰克逊希望改变这一切，他的计划是：培育出多年生农作物，让农业重新焕发生机。

杰克逊认为，传统农业几乎所有问题都源于一个事实：农作物是一年生的——在一年之内，它们发芽、生长、结出果实，然后死掉。每季都要重新种植，撕碎了土地，扰乱了脆弱的土壤生态系统。但我们不能简单地责怪20世纪的“大农业”或高投入、高产出的“绿色革命”，要怪只能怪新石器时代那个率先省下一把种子撒到地里，而没有把它们放到锅里煮了吃的人。

最初的农民“驯化”的都是一年生作物，比如小麦、玉米、大麦、小扁豆、豌豆，这些作物种子最大，产量也最高，但它们只是“寄生”作物，对环境回报有限。只有多年生植物才会生长出发达的根系，造就健康的土壤，能保存水分并循环利用养分(秋天收割之后，春天它们又会从根部重新长出来)。只有多种多样的物种共同生活在起，自然界才处于最佳的运转状态。但我们的做法却是让遗传意义上同质的作物覆盖了大片土地，而且我们还犁地、喷药、施肥。杰克逊认为，现代农业这样的做法是无法持续发展的，“不来一次新的绿色革命，我们将毁掉整个土壤。”

因此，过去30年来，杰克逊都在寻找替代方法。他在堪萨斯州萨利纳成立的土地研究院现在蓬勃发展，吸引了不少拥有博士学位的科学家。

研究院里有可以抵御龙卷风的种子储存设备，有种子分拣机器人，也有相应的研究计划。杰克逊说，最近培育的“克恩莎”(小麦的亲缘植物，多年生)在10年内就可以投入实际种植；一种多年生的向日葵和耶路撒冷洋蓟杂交品种也在培育中，产量尚待提高；伊利诺斯合欢草(一种美国本土豆科植物)或许会成为最先被驯化种植的多年生豆科植物之一。毕竟，同1万多年土地耕种的漫漫历史相比，再进行30多年的努力也是值得的。

鲍哲楠——皮肤制造者

一个人得脸皮很厚才能在这个疯狂的世界好好生活下去，但是皮肤又必须保持高度的敏感性。今时今日，因为有了铝合金和碳纤维等材料，制造机器人和义肢面临的初步问题已经解决。但是脸面问题呢?要知道，没有什么覆盖物可以与真正的皮肤媲美——人类皮肤的触觉敏感度很难再创造，特别是大面积柔韧的表层。

化学家鲍哲楠立志解决这个问题。她一直在研发“压力像素”，它由可以伸缩、尺寸微小的有机场效晶体管制成，别小看这种弹性的薄片，它融合了硅片设计和纳米制作领域40年来的尖端科技。去年，鲍哲楠在斯坦福大学领导的团队精心地将一种名为聚二甲基硅氧烷(简称PDMS)的聚合体片插入有弹性的电极内，创造出了“电子皮肤”。当你施加压力，PDMS便会收缩，引起可以测量的电容变化。理论上说，这种材料可以“察觉”3帕斯卡那么小的压力(大约与一只苍蝇站在上面的压力相当)，而且感应速度很快，苍蝇每迈出一步，它都能觉察到。

鲍哲楠的目标是让人造皮肤可以完全摸拟人类皮肤的功能，但“这还需要很长时间”。高度敏感的人造皮肤应用很广，它可以成为烧伤皮肤移植手术的材料，给假肢以触觉，使它能够掌控小件物体，帮助机器人在拿起精巧的物品时不碰坏它们，或者用来制作遥控外科工具，使得外科医生不仅能看到，还能感觉到他们正在探索的内脏。

最酷的是，人工皮肤可以走得更远，而不只是停留在复制人类皮肤功能的水平上。“我们可以引进超越皮肤之外的其他功能，”鲍哲楠说。比如制作化学传感器——可以帮助美国交通运输安全署安检人员“摸”到火药的手套，或者制作生物探针，如果义肢与人体的接触点受到感染就能检测到等等。

目前，鲍哲楠和其他研究小组正专注于开发新的传感材料，提高其信号处理能力。她说，人工皮肤与人类神经系统的全面融合“还十分遥远”，“但是随着技术的进步，你可以看到它们逐渐融为一体。”

(完)