回望2013：科幻照进现实

赵洋

2013年的人类科技虽没有特别重大的科学发现和技术发明，但发现者和创造者们仍在实现科幻的道路上不断前进，取得了丰硕的成果。

怪 形

《怪形》（The Thing）是导演约翰·卡朋特1982年推出的一部科幻恐怖片。影片讲到在南极科考的挪威人因为发现了被冰封的奇异生物，从而导致全军覆没。前往营救的美国科考队员发现犬笼中的狗竟也发生不明变异，一种不可知的生物正在荒凉的白色大陆威胁着人类的生命……

而在现实世界的三十一年后，俄罗斯科学家宣称：在南极冰盖下发现了被冰封千万年的新生命形式。样本来自一个至少1400万年未见天日的冰封湖水。这个位于冰层下3700米处的沃斯托克湖冰冷黑暗，保存了冰河时代之前的地球环境。

圣彼得堡科学院科学家赛尔格·布拉特说：“在排除了所有已知污染物后，该细菌的DNA与全球数据库中的已知物种均不匹配……如果该细菌在火星上被发现，我们肯定会说，火星上存在生命，但这是来自地球的DNA。我们称这种生物为不明物种。”为了防止对古代湖水造成污染，钻探技术也在不断更新。三十年来，俄罗斯科学家一直都用煤油和防冻剂防止这个钻孔重新冻结，并采取有效措施避免任何外来化学物质渗入到这一洁净的古代湖泊中去。英美两国科学家也紧随俄罗斯同行的脚步，希望在这个地球最极端的环境中发现可能存在的生物种类。2013年，一支美国科考队宣布，他们通过显微镜发现，在南极冰川下惠兰斯湖提取的样本里存在活细胞。但对于确定它们是何物种以及如何生活，还需要进行更多的研究。

还有的生命研究者更愿意把目光投向天际。2013年7月31日，英仙座流星雨光临地球期间，英国谢菲尔德大学和白金汉大学的研究人员用特制的气球在同温层收集样本，结果发现了单细胞硅藻的碎片，他们随后宣布，在我们头顶的大气层内发现了“外星生命”。此前曾有科学家预测外星生命可能通过陨石等介质来到地球，甚至催生了地球生命进化。因此这个研究团队认为，这些硅藻碎片就是有史以来第一个相关证据，证明了地外生命是如何从太空来到地球的，流星或许就是“运输工具”之一。

不过，同一研究领域的同行们并不买账，不少科学家认为，这些微生物根本不是什么“外星访客”，不过是受到风暴等自然现象的影响，从地面飞到高空而已。对于质疑，论文第一作者米尔顿·温赖特教授说：“很多人默认这些生物颗粒是从地面飞上去的。不过，大家普遍认为，除非发生剧烈的火山爆发，否则类似尺寸的颗粒不可能飞到二十七千米的高空。而在我们搜集证据的前后三年间根本就没有发生过火山爆发……所以我们只能得出结论，这些生命体来自太空。我们的假设是，生命正源源不断地从太空落向地球，生命并不局限于这颗行星，当然也几乎可以肯定生命的最初起源地并不在地球。”

这貌似科幻片《普罗米修斯》的桥段，在科学上并不算是离经叛道，因为这并不是人类首次在大气层中发现生命体。在2013年早些时候，科学家们与美国宇航局合作，在距离地面六到八千米的高度发现了细菌的存在。仅从大西洋以及美国上空大气中采集到的一份样本中，就包含了314种不同种类的细菌。但科学家们认为，它们大部分是在飓风形成时被抛入高空的。总之，他们还需要找出更确凿的证据，以排除这些微生物源自太空的可能性。

火星纪事

你敢于尝试一次说走就走的旅行吗，哪怕它看起来不那么靠谱？不到九个月时间，全球已有10万人报名角逐这样的旅行机会。代价并不高，每人仅几十美元，但对少数幸运者来说，代价则是放弃的地球上的一切。

2013年4月，荷兰人兰斯多普想出了这个星际真人秀项目。操作方式是：任何年龄18岁以上的成年地球人都可以申请参加“火星一号”计划。“火星一号”公司将从申请者中挑选出来自不同大陆的四十个人，然后从他们中间决选出四名火星探险者——两男两女——于2022年9月发射升空，2023年4月登陆火星。两年后，另外四名海选优胜者也将发射升空。这是单程旅行，他们永远无法重返地球。该公司将拍摄从宇航员在地球上接受培训到奔赴火星再到火星上开辟殖民地的全过程，同时将这种真人秀和相关纪录片的转播权出手，用以筹集首次任务所需的60亿美元。

被选中的申请者将在一个隐秘地点接受为期八年的培训。他们得学习修理火星住所设备，在封闭的空间种植蔬菜，处理牙科疾病、肌肉撕裂、骨折等医疗问题。虽然有一些航天界人士质疑该计划的可行性，但兰斯多普的想法的确具有创新性。他说：“我们希望向全世界讲述这个故事。人类将最终登上火星，在火星上安家落户并建造一个新地球。这是有史以来最令人兴奋的事情之一，我们希望与全世界分享。”

有些土豪更愿意独自推进火星之旅。国际空间站的首位太空游客，美国富翁丹尼斯·提托正计划以个人出资的形式，将两个人送到火星转转。这项计划命名为“灵感火星”，目前，他已获得许多人的支持，其中包括贝勒医学院的副教授约翰森·克罗克——他曾六次作为随队医生登上航天飞机。按计划，两名宇航员将在太空飞行五百零一天，随后就环绕火星飞行，但不会着陆。此次计划资金投入为15亿到20亿美元。

“灵感火星”计划可能会使用由太空探索公司生产的猎鹰重型火箭和“龙”飞船。龙飞船长约4.3米，直径约3.7米，由“比奇洛”充气组件提供额外的居住空间。在十七个月的时间里，两名宇航员将不得不待在一个比卫生间大不了多少的舱内。为了二人的相容性，可能会挑选一对夫妇同行。他们从地球到火星飞一个来回，除了前往火星的燃料，返程的燃料也必须保证，否则飞船将迷失在太空。

至于太空探索公司的老板，现实版“钢铁侠”埃伦·穆斯克则不甘于为别人做嫁衣裳，他放出豪言：先殖民火星，再谈太空探索公司上市。他人生的终极目标是，在火星上建立一个自给自足的文明并将其发展壮大。为达到这一目标，至少要向火星移民8万人。这一殖民地将从建造透明穹顶开始，穹顶经过密闭增压后，就能在里面耕作了。开拓这一殖民地预计将要花费大约360亿美元。穆斯克希望，有生之年去火星的成本能够降至50万美元一张票的水平。

以上三个火星计划都是由民间发起的。无论哪个率先实现，都有资格为布雷德伯里的《火星纪事》续写现实篇章了。

仿生人会梦见电子羊吗？

在现实中，仿生人也许不会梦见电子羊，却很可能梦见赛博格猴子、老鼠牙齿以及前世和永生等更为绚丽的东西。

2013年2月，美国杜克大学的研究小组在意识控制物质方面取得重大突破。他们成功通过猿猴的意识控制机器人行走超过7000公里。小组成员自2003年开始就致力于这方面的研究，近几年已成功让一只名为“Aurora”的猴子准确无误地通过它的意识控制机械手。这只猴子已经意识到自己完全不需要移动任何肢体，机器人就会实现它脑袋中想到的动作。

《机械战警》告诉我们，再好的机械零件也没有原装的人体用着舒坦。科学家曾预测，从人体尿液中获得的干细胞可用于生成脱落的牙齿。2013年8月，中国科学院的科学家在老鼠体内成功建立起类似牙齿的结构。老鼠类牙齿结构是首次使用尿液获取干细胞培育的器官组织。研究显示，人类尿液中废弃的细胞可作为多功能干细胞。之后它们可以形成许多不同类型的细胞，其中包括：神经细胞和心肌细胞。相信在未来的某一天，通过生物工程制造的牙胚将会植入牙齿脱落的人类患者的口腔。

2013年6月，俄罗斯企业家伊斯科夫在纽约举行的“全球未来2045”国际会议上发布了一个机器人头颅，以伊斯科夫本人为模型。他的目标是将人类意识转移到机器人身上，通过机器人化身实现永生，或者至少将摆脱人类躯体的限制。

人类的记忆能够像计算机数据一样上传和存储吗？科学家指出，虽然目前无法实现，但未来几十年内我们将能以这种方法存储记忆，并且能够恢复记忆。神经系统科学的新发现加上计算机科学和人工智能的最新突破，促进计算机技术和人类大脑能够完美结合在一起。南加州大学的特德·博格和维克·森林大学的山姆·戴德怀勒进行了一项实验，通过电子信号刺激某一部分海马体，能够真实地在老鼠大脑中植入记忆；他们声称还能停止海马体的工作能力，阻止大脑记忆的作用，之后采用电子信号刺激大脑某一区域形成新的记忆。未来这套操作也将适用于人类。

要复制并上传一整套大脑记忆，读取记忆是第一步。2013年，加州大学伯克利分校的科研人员想出了可实时观察人脑运动的方法——“神经尘埃”。他们朝大脑皮层喷射只有尘埃粒子大小的微型电子传感器，然后通过超声波为这些神经尘埃供电并进行远程控制。每个神经尘埃都安装了CMOS电路，专门负责检测附近神经的电活动。现在，他们要打造一种直径只有100微米、可在人体内嘈杂而又温暖的环境中发送和接收信号的粒子。另外，他们还需要将这种传感器连接到一个压电系统上，这样它才能把超声波转变成电子信号。

与此同时，欧洲一百三十多家研究机构联合瑞士洛桑联邦理工学院推出了“人脑项目”，要利用一台超级计算机模拟人脑，以协助完成各类疾病的治疗工作以及创建全新的计算机技术。如果一切顺利，2016年将诞生有史以来最为精确的模拟人脑。

这种对大脑的模拟与再现是否令你想起刘慈欣的《中国，2185》？至少，未来的仿生人不会只梦见电子羊了。

地球停转之日

在能源危机的压力下，用不着外星人入侵，地球工业文明可能就先“停转”了。为了推迟这一天的到来，各国都想了不少办法。

2013年3月，日本政府宣布已成功从位于海底274米处的可燃冰中提取出甲烷气体。这是全球首次通过在海底分解含有大量天然气成分的可燃冰取得天然气的案例。可燃冰是由甲烷气体和水分子在高压低温条件下形成的笼状结晶，如果将二者分离，就能获得天然气。通常情况下，它存在于大陆架海底地层以及地球两极的永久冻土带。石油公司希望在五年之内实现可燃冰的商业化开采。对于资源匮乏的日本来说，可燃冰开采成功自然是一个好消息。不过也有环保主义者认为，可燃冰的释放将会加剧甲烷等温室气体排放。

对于某些地方来说，要开采普通化石能源，得先用核能打前站。俄罗斯国营能源企业“俄罗斯国家原子能公司”计划打造一艘名为“罗蒙诺索夫”的发电船，上面搭载两座小型核反应堆，可以产生70兆瓦的电力，足以满足一座二十万人口城市的用电、供热以及海水淡化等电力需求。该公司打算在2016年完成相关建造工作，并将其作为一种初步的尝试，为未来设计制造一种可移动的、基于船舶运行的小型新型核反应堆并打开国际出口市场打下基础。发展这样一种模块化、可移动的核电站技术，最大的推动力还是在于俄罗斯需要在遥远荒芜的北极地区开采石油和天然气。随着全球变暖，北冰洋的海冰正不断消融，这让通往北极的航行变得相对更加容易。北冰洋拥有全球超过30%未被发现的天然气，这些储量中大约有60%位于俄罗斯控制的海域，全球十个最大型的天然气田中有四个位于这里。而开采这些自然资源，首先得有电。

与下面的技术相比，以上都是权宜之计。中国的“人造太阳”在2013年取得新突破。中科院等离子体研究所的“东方超环”是世界上第一个全超导非圆截面核聚变实验装置，集中了超高温、超低温、超大电流、超强磁场和超高真空五个极限状态。它创造了使2000万摄氏度的等离子体持续400秒的世界纪录，这是当前国际核聚变反应最好的成绩。要让核聚变为人所用，就要把氘、氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度，并至少持续1000秒，才能形成持续反应。这正是“东方超环”的使命。如要发出与100万吨煤电等同的电力，核裂变需要5吨铀，核聚变只要100公斤的重水。取自于海水的氘和氚不仅成本低，资源丰富，而且没有任何辐射，是安全和清洁的未来能源。国际专家评价道：“东方超环必将对国际热核聚变实验堆计划及下一代聚变装置产生更多世界级的、独一无二的贡献。”

微观世界之神

美国“幻想派”科幻作家西奥多·斯特金曾写过一个短篇《微观世界之神》，为他赢得了初步的声名。2013年的地球人，也在微观世界为自己赢得话语权。

这一年，希格斯玻色子的预言者获颁诺贝尔物理学奖。物理学界认为，物体具有质量之谜已经破解。若没有希格斯粒子赋予质量，其他基本粒子会以光速运行，宇宙将是一锅沸腾的基本粒子汤，不能组成物质，生命更无从谈起。

既然宇宙出现了生命，诞生了智慧，就有了破解宇宙奥秘的动力和能力。希格斯玻色子的研究成果诞生于1964年。中国首个诺贝尔奖级别的成果可能出现在2013年。4月份，清华大学物理系和中科院物理研究所的联合实验团队取得重大突破，在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。诺奖得主杨振宁认为，99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是一个诺贝尔奖级的成果。历史上，霍尔效应与诺贝尔奖有不解之缘。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。在过去四年间，薛其坤和他的团队测试了一千多个样本，克服重重障碍，才在极其严格的实验要求下完成了这一实验。这项研究成果的长远意义在于可推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。

11月，量子世界又传喜讯：物理学家打破了量子记忆世界纪录。脆弱的量子记忆态在室温下维持了创纪录的39分钟。量子计算机研究的一大障碍被克服了。普通计算机的比特只能为1或0，量子计算机的量子比特则能同时处于1和0的叠加态，因此能同时执行多次计算。但量子比特并不稳定，通常不到一秒就会“忘记”它的状态。此前，室温下最长的记忆状态维持时间是25秒，最新的实验是其近100倍。实验中，研究人员将信息编码进磷原子核中，将其冷却到-269°C，放入磁场，然后用另一个磁场脉冲倾斜核的自旋方向，创造出叠加态，最后将系统温度提升到室温25°C，维持了叠加态39分钟。

尽管有上面这些激动人心的发现，人类距成为“微观世界之神”可能还有几光年之遥。拿希格斯粒子来说，它虽与标准模型中预言的粒子性质相吻合，但标准模型本身也并不完整：它没有包括引力，也没有将被认为占据整个宇宙物质总量约98%的暗物质成分考虑进去。实用化的量子计算机更是前路遥遥。但与宇宙相比，人类这个物种具有年轻的优势，时间足够我们去发现。【责任编辑：杨枫】