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   《技術(shù)評論》評出2010年10項(xiàng)方興未艾的技術(shù)。實(shí)時(shí)搜索、社會化電視、綠色水泥等榜上有名。

　　    新視野

　　    美國《技術(shù)評論》雜志每年都會評選出10項(xiàng)可能改變世界面貌的新興技術(shù)。今年，榜上有名的包括實(shí)時(shí)搜索、社會化電視、綠色水泥等等，其中有些技術(shù)可能剛剛“小荷才露尖尖角”，比如“雙效抗體”等；另外一些技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界人士腦海中的熱門詞匯，比如云計(jì)算。無論如何，這些技術(shù)必將會在2010年的世界“攪動(dòng)一池春水”，有望讓我們的生活更加健康和美好。

　　手機(jī)三維

　　1.實(shí)時(shí)搜索——社交網(wǎng)絡(luò)正刷新搜尋信息的方式

　　實(shí)時(shí)搜索

　　時(shí)下，以推特（Twitter）為代表的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)成為互聯(lián)網(wǎng)最熱門的應(yīng)用領(lǐng)域之一，正是基于網(wǎng)民對新興資訊速度和實(shí)時(shí)性的更高要求，搜索引擎領(lǐng)域應(yīng)需而動(dòng)，“實(shí)時(shí)搜索（Real Time Search）”概念應(yīng)運(yùn)而生。以谷歌為代表的國外搜索巨頭相繼推出了相應(yīng)服務(wù)。

　　谷歌表示，網(wǎng)絡(luò)上每天都會產(chǎn)生出超過10億條的即時(shí)信息，而此前著重于“歷史搜索”的技術(shù)難以及時(shí)捕獲最新信息。鑒于此，谷歌1月1日推出了“實(shí)時(shí)搜索”服務(wù)，力爭在海量信息中，為用戶提供某個(gè)時(shí)刻他最需要的信息，用戶不僅可以獲得來自各類社交博客、微博和新聞報(bào)道的第一手咨詢，還能通過智能手機(jī)攝像頭拍攝的照片來按需搜索，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也因此變得更便捷、簡單。

　　微軟公司搜索技術(shù)中心的負(fù)責(zé)人肖恩•薩切特則認(rèn)為“實(shí)時(shí)搜索”這種說法太局限，他表示，微軟公司的“必應(yīng)”搜索服務(wù)不僅可以從社交網(wǎng)站過濾出用戶所需要的數(shù)據(jù)，而且也能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展，最終，通過人們鍵入的關(guān)鍵字，“必應(yīng)”將會為人們提供一對一的交流。

　　2.社會化電視——通過社交網(wǎng)絡(luò)重建電視觀眾群

　　社會化電視

　　雖然近年來實(shí)時(shí)電視節(jié)目的收視率有逐年下降的趨勢，但是諸如冬奧運(yùn)和格萊美音樂頒獎(jiǎng)典禮等重大事件卻吸引了越來越多的觀眾，出現(xiàn)了比之前更多的新聞和評論。電視業(yè)正在慢慢復(fù)蘇，這或許可以歸結(jié)于一些新的“觀看”方式的誕生：人們在觀看電視節(jié)目的同時(shí)，還使用智能手機(jī)或筆記本電腦來傳輸文本、發(fā)送推特信息、實(shí)時(shí)提供明星的緋聞逸事等。

　　麻省理工學(xué)院電子研究實(shí)驗(yàn)室的特邀科學(xué)家瑪麗-喬斯•蒙特佩蒂已經(jīng)花了好幾年的時(shí)間研究“社會化電視”（Social TV）——把促進(jìn)電視節(jié)目質(zhì)量的“社會化網(wǎng)絡(luò)”和更加被動(dòng)的傳統(tǒng)電視收視習(xí)慣進(jìn)行無縫連接。這樣做的目標(biāo)是：使看電視成為不同地方的觀眾們能夠相互分享和討論，并且讓每個(gè)觀眾能更快地找到他們想要看的節(jié)目。

　　蒙特佩蒂希望將不同的通訊系統(tǒng)連接在一起，尤其是將手機(jī)和寬帶服務(wù)連接在一起，來創(chuàng)造一種優(yōu)雅的用戶體驗(yàn)。她正在同英國電信（BT）公司著手研發(fā)這套系統(tǒng)，BT向英國和愛爾蘭的1500萬人（其中一半是數(shù)字電視的訂戶）提供寬帶連接服務(wù)。

　　去年年底，蒙特佩蒂展示了一套非常有趣的系統(tǒng)原型：一個(gè)中央數(shù)據(jù)庫將YouTube等視頻網(wǎng)站上的視頻集中在一起，讓社交網(wǎng)絡(luò)的用戶分享特定的數(shù)據(jù)，然后將視頻傳送到用戶的電視機(jī)上，讓用戶能夠通過手機(jī)發(fā)送評論并且對電視節(jié)目進(jìn)行評級。這種應(yīng)用程序也讓用戶告訴網(wǎng)絡(luò)，他們希望什么程序出現(xiàn)在其電視上。

　　例如，如果用戶的某個(gè)朋友向他推薦了某個(gè)視頻，用戶也同意接受，這個(gè)視頻將會在某個(gè)指定的時(shí)間出現(xiàn)在用戶的電視屏幕上。除了考慮到商業(yè)因素外，蒙特佩蒂也希望社會化電視網(wǎng)站幫助相距遙遠(yuǎn)的朋友和家人保持密切的聯(lián)系，體會“海內(nèi)存知己，天涯若比鄰”的感覺。

　　今年2月，蒙特佩蒂的團(tuán)隊(duì)向BT公司提交了該系統(tǒng)的精簡版本。BT公司大學(xué)戰(zhàn)略研究部門的負(fù)責(zé)人杰夫•帕特摩爾說，這樣的一套系統(tǒng)可能將于今年橫空出世。蒙特佩蒂正急切等著美國部署社會化電視網(wǎng)站。

　　3.移動(dòng)3D——智能手機(jī)將成為三維市場的主流

　　《阿凡達(dá)》使3D電影方興未艾。澳大利亞的動(dòng)態(tài)數(shù)碼景深公司（DDD）正在將3D帶到智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備上。

　　三星B710手機(jī)看起來像是一款典型的傳統(tǒng)智能手機(jī)，但是一旦將屏幕從豎屏轉(zhuǎn)為橫屏?xí)r，不可思議的事情發(fā)生了：屏幕上的圖像由2D變成了3D。這種景深感效果是由DDD的首席技術(shù)官朱利恩•弗拉克發(fā)明的，該技術(shù)有望解決3D領(lǐng)域的最大瓶頸，力爭能夠做到不戴特殊眼鏡就可享受觀看3D節(jié)目的樂趣。

　　弗拉克發(fā)明軟件的工作原理是通過估算各種物體的景深而將2D視頻合成3D場景，比如將最上層的天空和遠(yuǎn)處的背景結(jié)合在一起。接著，它會持續(xù)不斷地將很多差別很小的圖像疊加在一起并呈現(xiàn)給觀眾，從而使其在大腦中產(chǎn)生景深感，從而獲得3D體驗(yàn)。

　　這項(xiàng)技術(shù)將會運(yùn)用在已經(jīng)開始被大肆炒作的3D電視機(jī)上，但是最適合使用這項(xiàng)技術(shù)的對象則非智能手機(jī)莫屬，因?yàn)樵摷夹g(shù)的視角范圍較小，手機(jī)用戶更便于選擇最佳觀看角度，這也是為什么手機(jī)多媒體設(shè)備能夠搶占先機(jī)，引領(lǐng)3D技術(shù)成為主流的原因。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)DisplaySearch最近預(yù)測，到2018年，全球?qū)?100萬這樣的移動(dòng)設(shè)備。

　　而弗拉克認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在最好的應(yīng)用應(yīng)該是在游戲領(lǐng)域。DDD已經(jīng)發(fā)布了軟件，讓游戲在計(jì)算機(jī)上呈現(xiàn)3D效果，該公司也希望在兩年內(nèi)為移動(dòng)設(shè)備裝配同樣的軟件。

　　這套軟件是一個(gè)類似于手機(jī)游戲和視頻的應(yīng)用程序，將會促進(jìn)3D屏幕遍地開花，同時(shí)也為下一代令人震驚的交互接口和應(yīng)用程序的研發(fā)奠定基礎(chǔ)，就像手機(jī)上的2D屏幕催生了一些基于觸摸的界面和擴(kuò)展現(xiàn)世技術(shù)的發(fā)展。

　　4.綠色水泥：將二氧化碳固化在水泥中

　　干細(xì)胞研究

　　英國《衛(wèi)報(bào)》去年公布的數(shù)據(jù)顯示，全世界每年生產(chǎn)20億噸水泥，每生產(chǎn)1噸普通水泥，就釋放出近1噸二氧化碳。水泥的生產(chǎn)占據(jù)了世界二氧化碳排放量的5%，超過整個(gè)航空業(yè)的年排放量。并且，人們對水泥的需求量還直線上升，法國農(nóng)業(yè)信貸銀行的一份報(bào)告預(yù)測，到2020 年，全球水泥需求量將比現(xiàn)在增加50%。

　　就在各國面對水泥引發(fā)的環(huán)保問題一籌莫展的時(shí)候，英國Novacem公司應(yīng)運(yùn)而生，它由英國帝國理工學(xué)院創(chuàng)辦，由該學(xué)校畢業(yè)的博士生尼克勞斯•瓦拉斯普魯斯擔(dān)任首席科學(xué)家。瓦拉斯普魯斯表示，該公司致力于研發(fā)不同的材料，以替代傳統(tǒng)的波特蘭水泥（即普通水泥）的原料。

　　瓦拉斯普魯斯表示：“我們生產(chǎn)的水泥獨(dú)特之處在于，它是碳負(fù)性的。在生產(chǎn)過程中，它排放出的二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它在被使用時(shí)吸收的空氣中二氧化碳量。”去年1月份，英國一年一度的Rushlight Award揭曉，該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在鼓勵(lì)當(dāng)年在英國和愛爾蘭最出色的科技發(fā)明。Novacem公司憑借“綠色水泥”榮膺此項(xiàng)大獎(jiǎng)。

　　瓦拉斯普魯斯的綠色水泥采用鎂硅酸鹽取代先前的基礎(chǔ)原料石灰?guī)r。瓦拉斯普魯斯表示，鎂硅酸鹽不僅在制造過程中比標(biāo)準(zhǔn)水泥需要的熱量少，而且在硬化過程中還能夠有效吸收空氣中大量的二氧化碳，這使得生產(chǎn)總體上是“碳負(fù)性”。Novacem公司表示，這種水泥產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中每噸可吸收0.6噸的二氧化碳，而且，它在加熱時(shí)需要的溫度也相對不高，大約需要650攝氏度。Novacem公司也對其使用加熱時(shí)不釋放二氧化碳的鎂硅酸鹽申請了專利。

　　Novacem公司打算同英國最大的私人建筑公司萊恩•奧羅克公司合作，嘗試著讓該行業(yè)更多地使用“綠色水泥”。在2011年，該公司將收到150萬美元的資助，其中一部分來自英國皇家學(xué)會，Novacem公司計(jì)劃建造一個(gè)新的試驗(yàn)工廠來制造其最新式的水泥。

　　其他新興公司也在嘗試不同的方法減少水泥的碳足跡，包括位于美國加州的Calera公司，該公司于2008年提出了一種新的水泥生產(chǎn)理念：工廠通過二氧化碳提供的熱量來維持生產(chǎn)，這樣一種環(huán)保節(jié)約型生產(chǎn)水泥體系理論甫一出現(xiàn)便廣受人們的關(guān)注，該工廠于1908年8月份在加利福尼亞建立了第一個(gè)示范點(diǎn)，向外界推廣該生產(chǎn)體系理念。最近，該公司收到了大約5000萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資。

　　5.改造干細(xì)胞

　　綠色水泥

　　美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生院教授詹姆斯•湯姆森實(shí)驗(yàn)室于1998年首次成功培養(yǎng)出了人類胚胎干細(xì)胞，該實(shí)驗(yàn)室也于2007年與其他研究人員同時(shí)制造出了人類誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞。湯姆森手中的小塑料瓶中裝著超過15億個(gè)心臟細(xì)胞，這些細(xì)胞由湯姆森參與創(chuàng)辦的細(xì)胞動(dòng)力公司培育，這些細(xì)胞來自于一種新的干細(xì)胞。湯姆森認(rèn)為，這種干細(xì)胞能夠改進(jìn)人類的疾病研究并且改變我們的藥物研發(fā)和藥物測試模式。

　　2007年，日本京都大學(xué)的山中伸彌團(tuán)隊(duì)和湯姆森/俞君英團(tuán)隊(duì)，通過插入4個(gè)特定基因，第一次成功地將普普通通的人體皮膚細(xì)胞直接改造為功能與胚胎干細(xì)胞類似的“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）”。得到的iPS細(xì)胞具有胚胎干細(xì)胞的兩個(gè)確定的特征：能夠不斷地自我復(fù)制；能夠如變色龍一般變身為人體內(nèi)的任何細(xì)胞類型。因?yàn)椋摲椒]有使用人類的胚胎干細(xì)胞，有效避免了復(fù)制或摧毀胚胎的道德爭議，同時(shí)可能達(dá)到與胚胎干細(xì)胞相同的醫(yī)療效力。

　　關(guān)于iPS細(xì)胞的喜訊次第傳來，科學(xué)家們也相信，iPS細(xì)胞和干細(xì)胞能夠替代人類受損或者有缺陷的身體組織。但是，湯姆森認(rèn)為，他們最重要的貢獻(xiàn)將是為人類發(fā)展和疾病研究提供前所未有的窗口?？茖W(xué)家能夠使用罹患各種不同病癥（包括糖尿病）的病人的細(xì)胞來制造干細(xì)胞，并且誘導(dǎo)這些細(xì)胞變成因?yàn)榧膊《獾狡茐牡募?xì)胞，這或許會讓研究人員更好地防患于未然，在疾病初露端倪時(shí)檢測到疾病，并且追蹤讓其扭曲的分子過程。

　　從近一點(diǎn)來說，iPS細(xì)胞能夠徹底變革藥物的有毒測試，湯姆森表示，這些細(xì)胞可以無限量地為人類提供各個(gè)身體器官。細(xì)胞動(dòng)力公司也在努力擴(kuò)展干細(xì)胞的應(yīng)用領(lǐng)域。該公司出售由其iPS產(chǎn)生的心臟肌肉細(xì)胞給總部位于瑞士的制藥巨頭羅氏（Roche）公司，羅氏公司使用這些細(xì)胞來檢測藥物的副作用以篩選實(shí)驗(yàn)藥物。湯姆森希望，這些細(xì)胞將幫助揭露藥物研發(fā)過程初期出現(xiàn)的問題，以節(jié)省研究和測試所需要的大量成本。

　　例如，iPS產(chǎn)生的心臟細(xì)胞會在盤子中跳動(dòng)，科學(xué)家能夠探測哪個(gè)藥物改變了心臟的韻律?？茖W(xué)家也能夠使用這些細(xì)胞在分子層面研究心臟的功能如何。并且，細(xì)胞動(dòng)力公司也正在研究其他類型的細(xì)胞，包括大腦和肝臟細(xì)胞。肝臟細(xì)胞對制藥研究人員意義重大，因?yàn)樗幬锏亩拘猿３Ｔ诟闻K中顯現(xiàn)，研究人員表示：“有一個(gè)能夠在進(jìn)入人體前預(yù)測藥物毒性的模型非常重要。”

　　通過使用人的細(xì)胞來制造iPS細(xì)胞，科學(xué)家也能夠更好地了解藥物將如何影響不同的人。湯姆森也已經(jīng)使用患有肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS）、唐氏綜合征、脊髓性肌萎縮癥等病癥的病人的細(xì)胞制造出了iPS細(xì)胞。

　　如果這種研究獲得成功，研究人員希望使用iPS細(xì)胞來研究其他的疾病，并且研發(fā)出藥物來治療這些疾病。細(xì)胞動(dòng)力公司的合作伙伴、羅氏公司早期安全和調(diào)查毒理學(xué)主任凱勒•克拉賈說：“這會從根本上改變藥物的開發(fā)。”（劉霞）

　　《技術(shù)評論》評出2010年10項(xiàng)方興未艾的技術(shù)（下）

　　用太陽能直接制造可再生燃料

　　6.植入式電子設(shè)備——可降解的芯片能減少移植手術(shù)對人體的傷害

　　下一代植入式醫(yī)療設(shè)備將不再依賴由工廠中制造的材料，而是使用蠕蟲肚子中培育出的高科技材料。美國塔夫斯大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師菲奧里澤•奧蒙特使用蠶絲制作了一些可植入的光學(xué)和電子學(xué)設(shè)備，這些設(shè)備將成為生命特征的監(jiān)視器、血液檢測儀、圖像中心和醫(yī)務(wù)中心，而且在不需要時(shí)，可以輕而易舉地將這些植入人體的設(shè)備銷毀。

　　植入式電子設(shè)備可以提供更加清晰的人體內(nèi)部狀況圖片，讓醫(yī)生更好地了解病人體內(nèi)的情況，或者幫助監(jiān)視患者的慢性病發(fā)展情況或術(shù)后身體恢復(fù)情況，但生物相容性等問題也限制了植入設(shè)備的使用，許多在電子設(shè)備中廣泛使用的材料被植入人體后會引發(fā)免疫反應(yīng)。另外，目前大部分植入芯片需要通過外科手術(shù)植入人體，而在不需要的時(shí)候，還得通過手術(shù)取出，因此，只有在關(guān)鍵時(shí)刻，人們才會選擇植入式電子設(shè)備（比如心臟起搏器）。

　　然而，蠶絲天性柔軟，在人體內(nèi)可降解；并且，它能像光學(xué)玻璃一樣透光；盡管蠶絲不能被制成晶體管和電線，它卻可以作為電子設(shè)備陣列的機(jī)械支撐，使電子設(shè)備陣列可以穩(wěn)定地待在生物組織的表面。采用不同的加工工藝，蠶絲還能在人體內(nèi)立刻降解或者待上幾年時(shí)間。并且，蠶絲還可以用來長期儲存諸如酶等纖細(xì)的分子。

　　3年前，奧蒙特開始著手研究蠶絲，那時(shí)，塔夫斯大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師大衛(wèi)•帕卡蘭向他尋求幫助，制作一種新的材料來做生物支架，以便為新長出的組織提供支持。奧蒙特把蠶絲在開水中煮沸，并將得到的溶液提純，獲得了主要材料：蠶絲蛋白。這個(gè)方案可以在模具中做到10納米大小的尺寸。奧蒙特用模具制作出了棱鏡、鏡子、透鏡以及光纖等各式各樣的光學(xué)設(shè)備。將抗體或者酶和蠶絲溶液混合之后，再進(jìn)入模具加工，就可以制造出感應(yīng)任何低濃度生物分子（從葡萄糖到腫瘤標(biāo)志物）的生物傳感器以植入人體。

　　奧蒙特和卡帕蘭以及伊利諾伊州立大學(xué)的材料科學(xué)家約翰•羅杰斯合作，奧蒙特成功研制出由蠶絲和柔韌的硅電子設(shè)備合成的植入物。例如，這個(gè)團(tuán)隊(duì)之前就是用蠶絲薄膜將一些極小的晶體管陣列和發(fā)光二極管（LED）固定在一起，LED是可以識別病毒制造者聚集狀況的植入式芯片的基礎(chǔ)?？茖W(xué)家已經(jīng)證明，這些小設(shè)備在小動(dòng)物身上表現(xiàn)良好，沒有出現(xiàn)任何結(jié)疤或者免疫反應(yīng)。最后，蠶絲會在人體內(nèi)降解，只留下一小部分硅和其他電路中所用的材料。

　　另一個(gè)設(shè)備使用蠶絲來做金屬電極網(wǎng)，該金屬電極網(wǎng)可以取代用來檢測腦部狀況以及治療諸如癲癇等病癥的長釘一樣的電極，并且能夠更精準(zhǔn)地監(jiān)測神經(jīng)活動(dòng)。這種以蠶絲為原料制成的電極可能成為植入式電子設(shè)備的“開路先鋒”，兩三年內(nèi)就可用于植入人體并監(jiān)測人體狀況。

　　奧蒙特還列舉了另外一些應(yīng)用：例如，一個(gè)蠶絲光纜可以從一個(gè)LED陣列傳輸光線到植入人體的蠶絲傳感器，蠶絲傳感器通過改變顏色來告訴人們癌癥又復(fù)發(fā)了。另外，這些設(shè)備還能控制人們服用藥物的劑量。利用一根蠶絲光纖，還可將一些信息傳輸?shù)饺梭w的皮膚表面，再使用手機(jī)將這些信息讀出。奧蒙特說，制造這些設(shè)備的材料都已經(jīng)具備，只要把這些材料放到一起，一根小小的蠶絲就能幫助我們拯救生命。

　　雙效抗體

　　7.用太陽能直接制造可再生燃料

　　美國投資機(jī)構(gòu)旗艦風(fēng)投公司的首席執(zhí)行官努巴•阿費(fèi)彥曾表示：“生物燃料都是來自于二氧化碳和水，那么是否存在一種方式可以將二氧化碳直接轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯枰娜剂?，而不用費(fèi)事利用玉米、柳枝稷或者海藻來獲取呢？”

　　對于阿費(fèi)彥創(chuàng)辦的新興公司朱爾生物技術(shù)公司（Joule Biotechnologies）來說，答案似乎是肯定的。去年，該公司宣布，他們設(shè)計(jì)出了新的方法，可以從喂養(yǎng)陽光與二氧化碳的轉(zhuǎn)基因微生物（genetically manipulated microorganism）中提煉出乙醇與其他液態(tài)燃料。

　　不同于一般的生物燃料公司，朱爾公司稱，其“日光養(yǎng)殖”系統(tǒng)不需要藻類或者其他植物等生物原料就可以運(yùn)作，在這個(gè)系統(tǒng)下，微生物在鹽水里透過光合作用獲得成長所需要的動(dòng)能，然后直接分泌出燃料或者商用化學(xué)物質(zhì)。

　　朱爾公司的制造過程依賴其太陽能轉(zhuǎn)化爐（SolarConverter），這個(gè)轉(zhuǎn)化爐會收集陽光并向裝有微生物的溶液喂養(yǎng)二氧化碳，這些模組可以串聯(lián)在一起形成一個(gè)巨大的生產(chǎn)單位，且燃料被抽出后溶液可以回收再利用。

　　朱爾公司的生物工程師們也給他們的轉(zhuǎn)基因微生物安裝了限制其生長速度的開關(guān)?？茖W(xué)家讓其僅僅在幾天內(nèi)繁殖，接著啟動(dòng)開關(guān)，讓生物組織的能量從提供生長變成生產(chǎn)燃料。

　　實(shí)驗(yàn)室測試和小規(guī)模的嘗試讓阿費(fèi)彥估計(jì)，使用這種方法每畝地獲得的液體燃料是使用玉米來制造乙醇的100倍，是使用其他農(nóng)業(yè)肥料獲得的生物燃料的10倍，其同化石燃料相比，非常具有競爭力。

　　現(xiàn)在，采用傳統(tǒng)方式來獲得生物燃料受到諸多因素的制約，比如使用玉米制造生物燃料會占用大量耕地，同時(shí)產(chǎn)生大量廢水，新的制造生物燃料的方式需要的水更少，并且，也不會占用大量耕地，制造它們只需要昂貴的、多步驟的生產(chǎn)過程。為了將風(fēng)險(xiǎn)降至最低，該公司研發(fā)出了一個(gè)模塊化的過程，不需要大的以及昂貴的演示工廠，公司正在德克薩斯州建立小型的商業(yè)化工廠。

　　無獨(dú)有偶，美國加州生物技術(shù)研究集團(tuán)合成基因公司也正在與明尼蘇達(dá)州立大學(xué)生物技術(shù)研究所合作，試圖直接用二氧化碳來制造生物燃料。

　　生物芯片

　　8.雙效抗體——“一箭雙雕”治療癌癥

　　在美國基因技術(shù)公司（Genentech）位于舊金山的總部，資深科學(xué)家杰瑪尼•弗一直在重新設(shè)計(jì)該公司最賺錢的兩種抗癌藥物。一種是抗體赫賽汀（Herceptin），主要對抗位于乳癌細(xì)胞上的Her2（人類表皮生長因子受體2）抗原；另一種是阿瓦斯丁（Avastin），它能夠阻止腫瘤自制血管，使其無法吸收養(yǎng)分而餓死。

　　杰瑪尼•弗的目標(biāo)是證明，通過使一個(gè)抗體緊密地結(jié)合到兩個(gè)不同的抗原上，她能夠?yàn)槟切┱谂c乳腺癌做斗爭的患者帶來更大的勝算機(jī)會。去年，她和同事證明，一個(gè)經(jīng)過改造后的赫賽汀抗體不僅能夠關(guān)閉老鼠身上的Her2受體，而且也能夠鎖住血管內(nèi)皮生長因子（VEGF），前者被認(rèn)為會促進(jìn)腫瘤的生長，而后者則在一些侵略性的乳腺腫瘤里高表達(dá)，相關(guān)論文發(fā)表在2009年3月20日出版的《科學(xué)》雜志上。

　　設(shè)計(jì)出這樣一種“雙效”抗體能夠幫助解決化療藥物存在的一個(gè)主要問題：癌細(xì)胞通常會對化療藥物產(chǎn)生免疫力，變異使得癌細(xì)胞能夠適應(yīng)藥物的攻擊。醫(yī)生們常常將不同的化療藥物混合在一起，在癌細(xì)胞找到“逃生路線”之前殺死癌細(xì)胞。設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)Π┘?xì)胞進(jìn)行多方“攔截”的藥物將能夠讓治療變得更加簡單方便。

　　一個(gè)單細(xì)胞繁殖的抗體能夠承擔(dān)兩個(gè)抗體的工作具有很好的商業(yè)前景，可能讓治療的費(fèi)用減半、縮短治療時(shí)間?；蚣夹g(shù)公司也已經(jīng)開始進(jìn)行試驗(yàn)，以確認(rèn)是否赫賽汀和阿瓦斯丁合作能夠比單獨(dú)使用其中一種藥物更好地戰(zhàn)勝乳腺癌。

　　基因技術(shù)公司正在使用這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)另一個(gè)雙效藥物。與此同時(shí)，杰瑪尼•弗的實(shí)驗(yàn)也激發(fā)了其他科學(xué)家研發(fā)類似藥物的興趣。美國斯克利普斯研究所的分子生物學(xué)教授卡洛斯•巴巴斯說：“雙效藥物對治療癌癥意義重大。”巴巴斯創(chuàng)辦了CovX公司，專門從事雙效抗體的生產(chǎn)。盡管她和弗是競爭對手，但是，巴巴斯高度評價(jià)了弗團(tuán)隊(duì)的研究成果，稱其為“抗體研發(fā)史上美麗的篇章”。

　　9.新型光伏發(fā)電——用納米粒子提高太陽能發(fā)電效率

　　1995年，凱利•卡切波爾完成了她的物理學(xué)本科學(xué)歷后，決定進(jìn)入一個(gè)停滯不前的領(lǐng)域：太陽能電池。2006年，已經(jīng)成為博士后的卡切波爾獲得了一項(xiàng)重大的發(fā)現(xiàn)，推開了制造光電轉(zhuǎn)換率更高的薄膜太陽能電池的大門。這個(gè)進(jìn)步或許可以讓太陽能在同化石燃料的博弈中更具競爭優(yōu)勢?？ㄇ胁柆F(xiàn)在是澳大利亞國立大學(xué)等離子研究團(tuán)隊(duì)的一員。

　　薄膜太陽能電池一般用非晶硅或者碲化鎘制造，與常規(guī)的由更厚而且更昂貴的硅晶片制造的太陽能電池相比，成本更低。當(dāng)然，薄膜太陽能電池的效率也更低，因?yàn)?，如果一個(gè)電池的厚度比射入光線的波長還短時(shí)，光線就更難被吸收和轉(zhuǎn)換。因此，僅僅幾微米厚的薄膜電池只能微弱地吸收一些近紅外的波長。如此一來，薄膜電池的光電轉(zhuǎn)化率只有8%到12%，而一般晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換率能達(dá)到14%到19%。而要產(chǎn)生更多的電能就需要制造更大的設(shè)備，這就大大限制了太陽能技術(shù)的應(yīng)用范圍。

　　當(dāng)金屬表面的電子被入射的光線刺激后，會形成等離子體振蕩。在傳統(tǒng)的硅基太陽能電池的制造中，很多人都利用等離子體效應(yīng)，從而保證電池更加高效，但是卻沒有人利用這個(gè)效應(yīng)來制造薄膜電池。卡切波爾發(fā)現(xiàn)，她敷在一塊薄膜太陽能電池表面的銀納米粒子，并不會像鏡子一樣完全反射直接照射到其表面的光線。相反，粒子表面上形成的等離子體將使光子偏斜，這樣，這些光子會在薄膜電池內(nèi)部來回反射，以便于長波長光的吸收。

　　卡切波爾的測試設(shè)備的光電轉(zhuǎn)化效率比普通的薄膜太陽能電池高30%左右。如果卡切波爾能把她的納米粒子技術(shù)和大規(guī)模制造薄膜電池結(jié)合起來，很可能會改變太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域的平衡，加速太陽能取代傳統(tǒng)化石燃料能源的步伐。薄膜太陽能電池不僅能獲得更多的市場份額（目前，其在美國的市場份額為30%），同時(shí)，也會加速整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　毫無疑問，在薄膜太陽能電池制造上，碲化鎘將慢慢取代硅。但是碲是稀有元素，專家們擔(dān)心它的供給可能無法滿足需求。而在這方面，硅則更有優(yōu)勢。

　　目前已經(jīng)有多家公司向卡切波爾拋出了“橄欖枝”。但是，卡切波爾希望在商業(yè)化這項(xiàng)技術(shù)之前，能夠更好地完善它。同時(shí)，澳大利亞斯文本科技大學(xué)的研究人員們也正和業(yè)界巨頭、世界上最大的硅基太陽能電池制造商中國尚德太陽能電力有限公司開發(fā)他們的等離子體薄膜太陽能電池制造技術(shù)，據(jù)稱，該公司的等離子體太陽能電池有望在4年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

　　10.云編程——Blomm語言降低云應(yīng)用開發(fā)難度

　　云計(jì)算為我們提供了無限的計(jì)算和存儲能力。然而，程序員們似乎并不知道怎樣最大限度地利用這種能力。

　　當(dāng)前，大部分程序員們都傾向于改造已有的程序，使其可以在云端運(yùn)行，而不是直接編寫一個(gè)為云量身定做的應(yīng)用程序。而且，在跟蹤數(shù)據(jù)和獲取程序在云上運(yùn)行的狀態(tài)方面，云做得還不夠好。如果程序員們能夠很好地解決這些問題，他們就可以更加充分地利用好云了。

　　比如，對于在線音樂零售商們來說，在云端，他們可以更好地管理社會化媒體：當(dāng)一個(gè)歌手突然成為“當(dāng)紅炸子雞”時(shí)，網(wǎng)站就會很快刷新，擺滿有關(guān)該歌手的唱片的促銷活動(dòng)的廣告，以迎合當(dāng)下消費(fèi)者們最大的興趣。

　　加州大學(xué)伯克利分校的約瑟夫•海勒斯太因認(rèn)為，他可以開發(fā)出一套軟件來很好地追蹤數(shù)據(jù)和密切監(jiān)視云端的動(dòng)向，使得編寫復(fù)雜的云端應(yīng)用程序變得簡單明了。他的想法是，修改各種數(shù)據(jù)庫編程語言，并用其來快速搭建任何云端應(yīng)用，包括社會化網(wǎng)絡(luò)、通訊工具、游戲等等。通過好幾年的測試和修改，這些語言現(xiàn)在已經(jīng)可以很好地從大型數(shù)據(jù)庫中讀取和寫入數(shù)據(jù)。如果這其中的任何一種語言可以很好地實(shí)現(xiàn)云端友好化，那么，程序員們就真的不用再花大力氣處理各種細(xì)微的數(shù)據(jù)了，只需要關(guān)注他們想要的結(jié)果就可。

　　這個(gè)想法面臨的挑戰(zhàn)是，這些語言只能處理那些靜態(tài)的分批的數(shù)據(jù)，不能處理動(dòng)態(tài)的變化的數(shù)據(jù)（比如從傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)收集到的數(shù)據(jù)）。海勒斯太因的解決方法是，在語言中加入一個(gè)概念：數(shù)據(jù)可以是動(dòng)態(tài)的，在數(shù)據(jù)被處理的時(shí)候，數(shù)據(jù)會發(fā)生變化。這使得程序能夠?yàn)榭赡軙韥砘蛘哂肋h(yuǎn)不會來的數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。

　　海勒斯太因的主意已經(jīng)結(jié)了果實(shí)：Bloom語言。海勒斯太因團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用Bloom語言快速重建了Hadoop（一個(gè)可以管理大量數(shù)據(jù)的工具），并在其上增加了多項(xiàng)功能。Bloom語言降低了應(yīng)用開發(fā)的難度，可以讓更多程序員們參與到云應(yīng)用的開發(fā)中來，從而創(chuàng)造出更多更強(qiáng)大的云應(yīng)用。

　　海勒斯太因團(tuán)隊(duì)將于2010年晚些時(shí)候發(fā)布Bloom。他們也在向外界展示如何將Bloom應(yīng)用于實(shí)時(shí)的應(yīng)用程序中，比如在線的多玩家游戲、監(jiān)測地震或者海嘯的警報(bào)信息等。（劉霞）