汽車飛起來
飛行車實現大規模生產上市的唯一途徑是使其能夠自動飛行。
撰文 瑪麗•康明斯(Mary Cummings)
翻譯 王棟
1956年，隨著飛行車Aerocar取得了美國民用航空管理局頒發的適航証書，這類飛行車似乎即將進入千家萬戶，成為居住在大城市郊區的中產階級家庭的必備交通工具，至少在航空工程師們看來是這樣的。然而事實卻並非如此。Aerocar看起來像一輛帶有翅膀汽車，能從較短的跑道起飛。由於價格太高而不適於大規模生產，Aerocar國際公司只生產了6輛這樣的飛行車。飛行車大行其道的願景變成了泡影，我們只有在電視劇《傑特森一家》(The Jetsons)中才能對那樣的世界略見一斑。
然而50多年以後，飛行車又強勢回歸了，有兩種型號的飛行車已經完成了至少一次飛行測試。其中，美國馬薩諸塞州的Terrafugia公司設計製造了「Transition」飛行車，這是一部輕型運動航空器，具有可摺疊機翼，可乘坐兩人並有相應的行李艙。要想起飛，首先你要把它開到一座機場里(它需要普通的跑道來起飛)。另一種飛行車是荷蘭PAL-V歐洲公司設計製造的PAL-V(個人空地兩用車，personal air and land vehicle的英文縮寫)一號飛行車，起飛距離只有650英呎多一點點(約200米)。這種飛行車看起來就像是三輪車與直升飛機的「雜交」產物：飛行的推進力來自安裝於尾部的螺旋槳，頂部還有一個能夠自由轉動的旋翼來產生升力。這兩種飛行車的巡航速度均不超過100節(約185千米/小時)，滿油航程也都還不錯(Transition是450英里，約合724千米；PAL-V稍遜，為300英里，約合483千米)。
不過，這兩種型號都無法滿足大規模生產上市的要求。就算生產商能將目前約30萬美元的預期售價降低，讓更多的人買得起，它們的市場仍然很有限，而究其原因，恰恰是由於未來願景中，大量個人飛行器在天空和道路之間穿梭往來的畫面──目前，僅僅是協調引導數千架飛機的起降，各個機場已經忙成一團了。如果到時每輛汽車都能飛了，天空中只能是亂成一鍋粥。
目前，飛行車可歸於「輕型運動飛行器」之列，任何持有有效駕駛執照的人都能駕駛這類飛行器，只要身體沒有什麼大毛病，而且擁有「運動飛行員」認証資格就行(僅需20小時的培訓)。由於是「輕型運動飛行器」，這類飛行器需要避開擁擠的空域，而且只限於個人使用：即擁有這類飛行器駕駛執照的人，不允許開展商業飛行。
此種認証方法起作用的前提是：自駕飛行車的只有少數人。如果數量可觀的駕駛員紛紛飛上天，空中交通堵塞可是很危險的。在真正被整合進入全國性的空域之前，飛行車的定位必將繼續面向小型目標市場。
為了實現飛機走進千家萬戶的交通革命，我們必須放棄對操控的渴望，讓飛機帶著我們自動飛向目的地。個人用或商用飛行器將必須類似無人駕駛飛行器(unmanned aerial vehicles，縮寫為 UAVs，或稱為無人機)。
在軍隊里，操控無人機的人或許從未取得飛行員認証。實際上，無人機最吸引人的優點之一，就是它們讓軍方得以節省培訓飛行員所需的大把資金和精力。
今天的無人機智能化程度已經相當高了，它們不僅能夠飛到為它們預先設定的地點，並且，一些研究還將賦予它們擬人化的推理分析能力，以在緊急情況下自主做出反應。類似的思路同樣被應用在了 Google 公司的無人駕駛汽車上。考慮到通常會導致駕駛員分心的一些問題，以及我們在駕駛中(和飛行中)聊天、發短信和吃東西等常見「喜好」，能夠自動駕駛和飛行的汽車應該帶讓未來的交通運輸更加安全。
要想實現這個願望，即研製出一種能夠投入市場的、經濟便捷的載人無人駕駛飛機，仍面臨著許多技術挑戰。例如，必須建立起可靠安全的通信網絡和穩妥的自動飛行控制系統，來在飛行車的航線上為其提供導航。
我們還需要將這些系統整合入全國性的空中交通管制網絡，使其作為網絡的一個組成部分。考慮到許多對現行空中交通系統進行大改的動議一次次失敗，這也許是建立全國性個人空中交通系統過程中最棘手的障礙。不過，最基礎的技術「部件」倒是現成的：近年來世界各地無人機的使用經驗，就為我們提供了50年後個人空中旅行的模型。目前，我們必須找到將所有這些技術「部件」拼接到一起的方法。
2010年，美國國防部高級研究計劃局上馬了一個名為「變形金剛」的項目，旨在設計建造一種能乘坐四人、適於上路，並能夠垂直起降的車輛(實際上就是一種載人無人駕駛飛機)。不具備航空飛行背景的普通士兵就能夠操縱它，甚至比操控現有的無人機更簡單。美國國防部高級研究計劃局期望，這種車輛的原型機能於未來數年內試飛。隨著此類無人機技術的發展進步，以及如Transition和PAL-V這樣，代表著空─地兩用車最先進技術的商業化個人航空器的出現，在未來的50年里，我們將很有希望看到家家都有飛機的那一天。50年後的喬治•傑特森(《傑特森一家》中的人物)，就能乘坐著無人駕駛飛機到處旅行了。
本文作者
瑪麗•康明斯是美國麻省理工學院航空航天系副教授兼人類和自動化實驗室主任。
未來百年世界大構想：核武迷思
核武迷思
如果世界無法在本世紀中期放棄核武器，我們也許將面臨滅絕的危險。
撰文 羅恩•羅森伯姆(Ron Rosenbaum)
翻譯 戚譯引
2063年8月8日，NDDD──核裁軍決議日(Nuclear Disarmament Decision Day)。當我們以這個視角回顧過去，2024年的第一場「小型」核戰爭的起因依舊無從得知。不過可以確定的是，它一旦發生，一切就改變了。倖存者們發現，核戰爭不再只是個傳說，核滅絕也許會在不久的將來成為可能。真相逐漸顯露出來：警告可能無效，事故可能發生，恐怖分子可能會偷走導彈彈頭。來源不明的炸彈可能無端爆炸，引起大火。死亡人數可能多達10億。核裁軍似乎是避免這些問題的唯一方式。如果這種事情再次發生，將導致全球性的物種大滅絕。
大約半個多世紀前，包括亨利•基辛格(Henry Kissinger)在內的一些核戰略家打破傳統，呼籲全球廢除核武器，這讓他們的同行大跌眼鏡。這個舉措現在被稱為全球零核倡議(Nuclear Zero)，這個倡議已經提出了50多年的時間。現在，一切終於就緒，核裁軍的決議，或許在幾分鐘後就會出台。
核裁軍的最終部署已經安排好了，就像在過去10年里人們所呼籲的那樣。這次核裁軍計劃考慮得極其周詳，包含了所有的監督和強制執行草案，保証了核裁軍能全面、徹底、全球同步開展，保証了沒有人能玩貓膩、隱藏核武，然後用剩下的這些核武威脅、統治那些因為相信核裁軍計劃而徹底放棄核武的國家。
不過，還是有一些「未知的未知」需要應對。這個計劃真的萬無一失嗎？所有人都可以信任嗎？會不會有一些核彈級別的核材料避開了高度發展的全球衛星監視和監測系統的搜尋？會不會有那麼一個或幾個國家拆開了他們的核彈，但隨時會把這些零件重新組裝成核武器，造成我們擔心的「大爆發」場面？
2063年，所有已知的核國家都已把自己的軍火儲備縮減到了最小。這段時期是對「最終放棄」口號的呼應，已知核國家在密切監視下同步拆除、摧毀和廢止所有賸餘的核武器。
回到2011年，一個悲觀主義者寫道：「只有某種能改變人性的東西能讓世界清醒過來，認識到我們的世界和核武器不能共存。這也許是一場核戰爭，如果我們幸運的話，它的規模會比較小。」
戰爭曾經爆發過，我們確實很「幸運」──這場戰爭的規模相對較小。但人性真的有了足夠大的變化嗎？
當那個時刻越來越近，全世界的螢幕都聚焦到了最終會議的主席台上。核國家的首腦們就座了。一些與會代表回顧了過去半個世紀里的一個個裡程碑。一張紀年表如下展開：
2018年5月5日：美國和俄羅斯於2011年簽署的《新削減戰略武器條約》中的核武器削減條款終於生效，雙方的核彈頭數量都下降到了1 550個。
然而，在和其他已知核國家進行的新一輪談判中，削減核武器的努力在某些方面遇到了阻礙，比如有國家依然認為反彈道導彈系統很重要；美國參議院反對《削減戰略武器條約》的鷹派政客仍然夢想著構建「星球大戰」系統；俄羅斯國防部中反對《削減戰略武器條約》的鷹派分子還是想開發新一代的多彈頭導彈。給談判帶來困難的還有希望繼續增強自身國防力量的新興國家。
美國和俄羅斯這兩個重要核國家也沒有試圖簽訂新的削減武器條約，或商議縮短警告時間，把井式導彈從發射井上取下。實際上，這種行為傳遞出的信號是，這些導彈是「一觸即發」的，是對其他國家的一種警告：導彈很容易「無意」發射，形成核威懾或引發戰爭。相反，這兩個國家花費數十億美元建造反導彈防禦系統。這些未被証實的威懾包括裝備了核武器的衛星和「衛星殺手」，美國把它們部署在東歐，而俄羅斯把他們部署在北極地區。
2021年8月8日：在一個具有象徵意義的日子裡，最恐怖的設想變成了現實。國際無政府主義精英組織「黑帽子」(Black Hat)入侵了美國蒙大拿州和俄羅斯海森崴冰原上兩個核導彈地下井的控制系統。
兩個發射點各發射了一枚導彈。沒有人知道導彈有沒有引爆密碼，直到兩枚導彈都落在了太平洋北部一塊和得克薩斯州差不多大小的叫做「垃圾海」的區域，但沒有爆炸。更麻煩的是，衛星導彈攔截系統攔截它們時偏離了好幾千米。於是，沒有一個國家知道還能不能信任它們的C3系統(指揮、控制和交流系統)。
計算機系統已經成為懸在世界上方的一把達摩克利斯之劍。
2024年8月：劍落了下來。每個人都認為交戰的可能是伊朗和以色列，或朝鮮與韓國。在21世紀初發生了幾次激烈衝突之後，戰爭終於在印度和巴基斯坦之間爆發。一顆原子彈在孟買爆炸了，而關於這個原子彈的信息只有一封無跡可尋，而且可靠性不明的電子郵件。印度政府把此事歸咎於巴基斯坦的一個恐怖組織，於是雙方都決定先發制人。
我們至少知道核戰爭是怎麼樣的了，它比想像中更慘烈。被熔化的軀體和被輻射燒傷的孩子們的哭號聲讓所有人大為震驚。《科學美國人》在2010年發表的一篇文章評估了印度和巴基斯坦之間一場「小型」核戰爭(相當於使用50～100個廣島原子彈)爆發的結果，最終居然一語成讖：2 000萬人在爆炸瞬間喪生，隨之而來的是無法控制的大火和輻射汙染。(見《環球科學》2010年第2期《核冬天一觸即發》。)
上述文章作者預言的核冬天不幸變成了現實。煙塵被爆炸和大火推進高層大氣，形成了一層致命的煙幕，籠罩在地球上空。嚴寒毀滅了大量的糧食作物，近十億人死於飢餓。
還有幾百萬人死於隨之而來的電磁脈衝。這是原子彈在較高層大氣中爆炸產生的結果，它摧毀了電網，讓三個大洲陷入了恐怖的黑暗。地球上大片大片的地區開始失控，隨後瘟疫和暴力統治橫行，許多地區大面積地倒退回了中世紀的黑暗時代。
2031年：文明克服了重重困難，開始複蘇。在這個飽受核戰創傷應激障礙困擾的地球上，如果無視核武器廢除條約，還是像往常一樣發展核軍事力量，沒有一個國家能夠長久存在。
但這有用嗎？人類的本性是否發生了改變？
2035年3月：按照早在2010年制訂的全球零核倡議的4階段計劃，第一份全球核裁軍條約簽訂。當然，細節決定成敗，但在輻射和瘟疫橫行的時候誰還管那麼多呢？這一次，我們過於相信信任，相信條約會生效，它也必須生效；相信沒有人會作弊；相信信任能夠被驗証。
巡查、監視和執行方面的技術有了進展。精妙異常的大腦掃瞄系統被植入每一個核工作者的大腦，以發現陰謀。衛星的下視/下射反導彈能力已經得到了証明。星戰系統變成了現實，而且它的運行必須絕對可靠。
2049年6月：地球上每個核國家都把自己的國防力量削減到12枚核彈以下，並公開了自己可用於製造核彈的放射性燃料的數量。這些燃料都會上交給全球核銷毀委員會。委員會擁有嚴苛而先進的監測技術、裝備了傳統武器的強大軍事力量。
武器削減的計劃是，在2055年之前將武器減半，在2060年再將賸餘量減半。
2056年12月，最後一塊拼圖就位。衛星無法發現潛行在深海的核潛艇，這一直是一塊頑固的技術性絆腳石。現在，新一代的衛星激光器終於實現了「讓大海透明化」的理想。沒有潛艇能夠對它隱形──我們希望這樣。
全球性的監視和部署系統能否發揮作用？它能不能在任何一個國家藏匿什麼危險資源之前生效？廢除核武器會不會讓傳統戰爭更容易爆發，並讓在傳統戰爭中處於劣勢的一方更傾向於改用核武器？
2063年8月8日：至少我們快要知道答案了。這一刻終於來臨。這是有史以來賭注最高的牌局。核國家的首腦圍坐在會議桌旁，僅僅是為了按下一個按鈕，通過最終部署(如果其中任何一方要摧毀剩下的核彈頭，需要所有人按鍵表決)。首腦們都在微笑著。
遲早，或許更早一些，我們就能知道某個微笑的後面有沒有隱藏什麼東西。驗証這個系統是否萬無一失可能需要很長時間──許多年，也許是永遠，如果人性不會改變。
飛行器歷史
從《科學美國人》刊登的飛行器報導就可以看出，航空一直是個研究熱點。
1878年8月：航空業先驅阿逢斯•佩諾(Alphonse Pｅnaud)設計了一架模擬蝴蝶的飛行器。
1920年10月：「未來的歷史學家很可能會把這一年歸入航空業歷史的嶄新一頁──金屬結構時代。」
2005年12月：新一代空中客車A380的導航系統「通過使用輕而強韌的碳纖維和其他改進後的環氧樹脂復合材料，大幅減輕了飛機的重量」。
空投炸彈
對空投炸彈的恐懼也是我們雜誌上一個經久不衰的話題。
1849年3月：一篇書評提到了一個虛擬人物，他「發明了一種能投擲炸彈，瞬間結束戰爭的飛行器」。
1950年6月：一篇關於民用防禦「氫彈的潛在破壞力」的文章，描述了更安全可靠的城市規劃：狹長形的「城市帶」。
2010年7月：一篇關於戰爭用自主機器人的文章描述了一種「高空飛行器」，它「攜帶的雷達覆蓋面積有一個足球場那麼大，並能在空中停留長達一個月的時間」(參見《環球科學》2010年第8期《遙控戰爭：機器人，上！》)。
本文作者
羅恩•羅森伯姆(Ron Rosebaum)是一位科學作家，出版了7本書，他的最新作品是《終結的開始：通往第三次世界核戰之路》(2011年由Simonand Schuster出版社出版)。
50年後，基因療法的成功將從根本上改變醫學，人類在醫療上的支出將會銳減，很多人都會健康而長壽。
撰文 里奇•路易斯(Ricki Lewis)
翻譯 褚波
時間：2063年。
你走進一家診所，護士從你身上取了點兒唾液、血液或胎兒細胞(prenatal cell)作樣品，然後放入一枚微芯片中進行檢測。微芯片只有這頁紙上的一個字那麼大，被裝在一部手持設備上。微芯片發出的各色螢光表示，在你的DNA里，存在著一些基因序列，它們會導致，或者影響某些單基因疾病──這樣的疾病有1200多種。幸運的是，監管部門已經批准了一種療法，用來對付所有這些疾病──它就是基因療法。
基因療法的具體機制是，利用一種病毒天生就有的「生物機器」，將健康的基因載入細胞核內，替換掉導致疾病的突變基因。這種想法其實早已有之，1953年DNA雙螺旋結構被發現後不久，就有科學家提出了這種設想。只是，在通往最終目標的道路上，卻佈滿了荊棘。初期的一些嘗試最多隻能算偶有成功，更多的是失敗。1999年，一位18歲的年輕病人在接受基因療法時死亡：這位病人患有一種代謝疾病，而這種疾病又引發了一種致命的免疫反應；當科學家利用一種病毒，實施基因療法時，結果這種病毒卻在病人肝臟的免疫細胞中引發了一種免疫反應。也是在1999年，兩個嬰兒接受了以逆轉錄病毒為載體的基因療法，用以治療一種遺傳性免疫缺陷，結果逆轉錄病毒攜帶的基因最後變成了致癌基因，使這兩個嬰兒患上了白血病。
這些挫折讓基因療法陷入困境，科學家也為應該以何種病毒為載體，才能安全地把治療性基因轉入細胞而爭論不休。
一個艱難的開頭之後，基因療法觸底反彈，實現了里程碑式的突破。2012年，歐盟委員會批准了首個基因療法，用於治療脂蛋白酯黴缺乏症(患有這種疾病的人通常無法消化脂肪)。
兩年後的2014年，美國食品及藥品管理局(FDA)接連批准了3種基因療法，分別用於治療遺傳性失明(利伯氏先天性黑內障，leber’s congenital amaurosis)、一種免疫缺陷(腺甘脫胺酸缺乏症，adenosine deaminase deficiency)、一種影響腦部健康的遺傳疾病(腎上腺腦白質營養不良，adrenoleukodystrophy)。這些疾病儘管罕見，但相對容易鎖定藥物作用目標。
這些藥物得到上市批准，肯定了腺相關病毒(adeno-associated virus，AAV)是可以作為基因載體的。實際上，大部分人的細胞都攜帶有這類病毒，這就意味著，我們的免疫系統可以容忍它們，對它們「視而不見」。相反，儘管逆轉錄病毒經過改造，會在人體內「自殺」，但仍會導致癌症，就像1999年那兩個嬰兒的遭遇一樣。至於慢病毒，雖然曾經獲得過FDA的批准，但並未得到廣泛使用，因為病人不願意醫生給自己注射HIV(HIV是慢病毒的一種)，儘管這些HIV已經去除了導致艾滋病的基因。
2016年，針對B型血友病的基因療法的問世，証明了這種技術的經濟價值：基因療法是一次性的，僅需30 000美元，而傳統療法，也就是注射凝血因子，是終身性的，多年下來的總花費最終可能高達兩千萬美元。
我們能夠控制人體對病毒載體的免疫反應，就意味著最大的技術障礙已經克服：注射到病人體內的「藥物包」不僅能提供替代基因，也能在一定程度上促進人體對癌細胞和病原體感染的免疫反應，還能減弱人體對病毒載體的某些排斥反應。
現在，基因療法的大門終於敞開了：由於視網膜是與免疫系統隔開的，因此針對100多種失明症狀的基因療法首先進入臨床；2019年，10多名患有極為罕見的巨軸索神經病(giant axonal neuropathy)的兒童成為「先驅者」，接受了針對脊髓的基因療法；接下來是脊髓損傷、肌萎縮性脊髓側索硬化症(俗稱漸凍症)和脊髓性肌萎縮，紛紛為基因療法所攻克。另外，通過靜脈注射，攜帶著治療性基因的腺相關病毒可以穿越血腦屏障，阻止帕金森病等腦部疾病的發生，治療此類疾病再也不用像21世紀初那樣，要在頭部「打洞」了。
隨著時間流逝，科學家會逐漸認識到，對於有些疾病，最好的治療方法不一定是替換基因。就拿囊性纖維化(cystic fibrosis)來說，利用藥物，清理一些結構有誤的蛋白可能更好一些，因為在肺部和呼吸道中，根本沒有可以接受基因治療的細胞。還有杜氏肌萎縮(duchenne muscular dystrophy)，在小孩的身體中，重新激活「沉默」的基因，要比向每個肌肉細胞傳送治療性基因更容易一些。
基因療法的不斷成功，只會給這類技術開拓更大的施展空間。到21世紀中期，新的療法將不止針對罕見的單基因疾病，還可治療更常見的、與遺傳和環境因素都有關的疾病，比如精神疾病、糖尿病以及大部分心臟病。
到2060年，人類在基因測試(結合遺傳幹預)，預測未來健康風險上，將達到前所有為的準確度，產生極大的社會意義。當疾病還在萌芽階段就可以把它們消滅時，人類在醫療上的支出將會銳減，很多人都會健康而長壽。
本文作者
里奇•路易斯是遺傳學博士，最近出版了《永遠健康：基因療法與拯救它的孩子》(the forever fix: gene therapy and the Boy Who Saved it)。此外，她還出版基本遺傳學教材。
未來百年世界大構想：生物大滅絕就在前方一個世紀後，獅子、老虎、獵豹等大部分猛獸都只會存在於動物園，或者面積極小、可看做「准動物園」的野外環境中了。
撰文 托馬斯•拉夫喬伊(Thomas Lovejoy)
翻譯 褚波
1980年，我向時任美國總統卡特遞交了一份報告，首次預測了物種滅絕的情況。在報告中，我提到，如果按照當時熱帶雨林被砍伐和破壞的速度，到2000年，將有15%～20%的物種會滅絕。我預測的數字和實際情況並沒有多大的偏差。根據國際自然保護聯盟(International Union for conservation of nature)提供的數據估計，13%的鳥類，25%的哺乳動物，41%的兩棲類動物可能面臨滅絕。
現在，很多物種的狀況，都可以用科學家口中的一個詞來形容：「living dead」，即這些物種雖然還未滅絕，但已被判死刑──滅絕不可避免。一個世紀後，獅子、老虎、獵豹等大部分猛獸都只會存在於動物園，或者面積極小、可看做「准動物園」的野外環境中了。而同樣的命運，也等待著犀牛、大象以及人類的近親──大猩猩和黑猩猩。
在1980年的那份報告中，雖然我在一定程度上預測對了數字，但對於導致物種滅絕的環境因素，卻想得太簡單了。從那時起，這些因素的影響力就在不斷增強，也變得越來越複雜：其中，物種入侵所起的作用更為明顯一些。在大洋洲，棕樹蛇(Brown Tree Snake)已經對島上的鳥類造成了毀滅性影響，包括關島秧雞(guam rail)；在澳大利亞北部，外來的兇猛動物已經造成一大批本土哺乳動物的數量大幅下降，面臨滅絕的風險；在美國，我所居住的弗吉尼亞州北部，近幾年出現了三個新物種：亞洲虎蚊、一種會破壞絕緣體的螞蟻以及名為茶翅椿(Brown marmorated stink bug)的臭蟲。
自然界的棲息地已經大幅減少。在非洲，依然完好的熱帶草原已不到30%，非洲獅的數量已不足原來的10%。而其他的外在威脅，比如打獵，也影響著哺乳動物和鳥類的數量。因為垂涎犀牛角和象牙，非法盜獵非常猖獗，以至於國際警察組織已把打擊非法盜獵列為重點工作。到了下個世紀，婆羅洲犀牛(Borneo rhino)距離滅絕將只有一步之遙，人們可能只能在書中的圖片和博物館的骨骼展覽中見到這種動物了。
野生動物疾病也在從地球的一端傳到另一端。動物的遷移已經導致野生動物疾病增多。壺菌(chytrid fungus)是目前最大的一個難題，已在全球範圍內導致很多兩棲類動物的滅絕──尤其是在新世界(指西半球或南、北美洲及其附近島嶼)的熱帶地區，首次出現了所有兩棲類動物都在消失的情況。兩棲類動物的遭遇，會不會是噩運也會降臨其他動物種群的先兆？如果這種大規模消失事件繼續出現，我們必然會想到的一件事是，菲律賓鷹(Philippine eagle)、角雕(harpy eagle)等體型龐大的猛禽會不會也跟著消失。在非洲和亞洲，大禿鷲似乎已經成為歷史上的角色。
人類正在改變全球的氮循環。過去30年間，因為密集的工業和農業生產，自然循環里的生物活性氮一直在增多，影響到了水資源中的氧含量，威脅到魚類和植物的生存。同樣，碳循環也在發生變化，導致氣候變暖和海洋酸化。
氣候變化已經衝擊到生物多樣。一些物種的年度生命周奇奇已經發生改變，比如有些植物的花期提前，還有些物種開始遷移，尋找更適宜生存的氣候環境，比如約書亞樹(Joshua tree)目前就在從美國加利福尼亞州約書亞樹國家公園向外遷移。北極海冰的融化意味著，黑海鴿(black guillemot)不得不飛到更遠的地方去尋找北極鱈魚，而到了新的地方，卻無法順利造巢。一些移棲種(migratory species)，比如非洲的牛羚(wildebeest)和遍佈美洲的黑脈金斑蝶(monarch butterfly)可能走向絕境。由於找不到冰涼的溪流和河流產卵，很多鮭魚也可能滅絕。
目前，在我們的眼皮底下，一場堪稱「海嘯」的大滅絕正在悄然發生，劇變即將到來。包括人類在內的所有物種已經適應了10 000萬以來比較穩定的氣候，而這種氣候將無法持續下去。地球上各種各樣的生物，適應能力也有著自身的局限。生存在較高地方的物種暫時可以繼續向更高的地方搬遷，但最終將無處可搬；生活在島上的物種更為脆弱，一來因為海平面的上升，二來它們再也無法適應生存環境的變化。
當全球氣溫比工業化之前的時代高出1.5℃時──現在看來，這已經是一個無法避免的結局，珊瑚礁將不複存在，而珊瑚生態系統的核心、珊瑚和藻類間的那種相互依存的關係也將崩潰。北美西部的原始森林可能正處於一場劇變的臨界點上：暖和的冬天，更長的夏天將有助於樹皮甲蟲(bark beetle)的生長和繁殖，很多樹木將因此死去、幹枯，最後整個森林終結於一場森林野火。
野火、森林被毀、氣候變化，這三種因素的協同作用，將會達到一個「引爆點」，危及亞馬孫流域南部和東部的熱帶雨林──比起單獨的氣候變化，三種因素的協同作用會讓這一天更快到來。實際上，在全球平均氣溫升高0.8～0.9℃的當下，我們已經能感受到那種可怕後果已處於風雨欲來之勢。在某個時間點上，原本一體的生態系統將會分崩離析，各個物種將會獨自行動，自己去適應氣候變化。倖存下來的物種將會形成新的生態系統──這是一個很難提前預料的結果，對於人類而言也是一個很難應對的局面。
我們需要更理智一些。就現在而言，應該做的第一步，也是非常關鍵的一步是，調整自身行為，努力實現生物多樣性大會(Convention On Biological Diversity)提出的目標：到2020年，給地球上17%的淡水生態系統和10%的海洋生態系統提供保護措施。減少人類對氣候的影響也是很重要的一個步驟，這一舉措講惠及地球物種和生態系統。通過全球規模的生態恢複手段，我們也許能把大氣中的二氧化碳濃度降低百萬分之五十(這個值就是現在的二氧化碳濃度，與能讓珊瑚礁倖存的二氧化碳水平的差值)。
所有這些行動都需要政治力量的參與，要讓全人類都認識到，地球應該當作一個生物和物理系統來對待，要認識到地球生命的多樣性──人類也是其中一員，這種認識對於人類的未來是非常重要的。
本文作者
托馬斯•拉夫喬伊是「生物多樣性」(biological diversity)一詞的提出者，也在保護生物學的發展中起到了重要作用，他一直在喚醒人們保護熱帶雨林，讓人們意識到雨林所受到的威脅。
愛
說起迷戀、愛戀，讀者不一定會想到《科學美國人》，但在《科學美國人》的姊妹刊《科學美國人•心理學》上，經常有這類話題的社會學解讀。
1846年5月
搬去俄勒岡的美國被要求，「要帶上妻子一起過去。在那片貧瘠的土地上，物品供應很缺乏。」
1995年3月
著名靈長類動物學家弗蘭斯德•瓦爾(Fransde Waal)指出，「無休止的說教會讓性從人類生活的各個方面消失」。
2012年9月
《科學美國人•心理學》刊登文章，解釋了為何在數字時代約會，人們通常會「收穫頗豐」。
未來百年世界大構想：計算機超越人類
未來百年世界大構想：計算機超越人類
今天的技術先知對未來之日的看法。
撰文 埃德•里吉斯(Ed Regis)
翻譯 龐瑋
預測明年(或下週)的iPad會是什麼樣就已經夠難了，要想知道150年後計算機大概長什麼樣幾乎是不可能的，150年對技術發展而言如永恆般漫長。不過，技術先知、計算機先驅和研究人員在有關未來的問題上向來以大膽奔放著稱，所以我們想問問也沒什麼壞處。就從這個問題開始吧，在遙遠的將來還會有計算機存在嗎？
「未來肯定還是有計算機，」牛津大學納米技術「祭司」埃里克•德雷克斯勒(Eric Drexler)如是說，「那時的計算機是比汽車輪子還要根本的工具」。
但是以預測為生的斯圖爾特•布蘭德(Stewart Brand)卻拒絕預言未來計算機的樣子，哪怕推測一下也不幹。「也許因為我是個專業的未來學家(futurist)，我知道對未來進行精確的預言到頭來通常難逃後人的恥笑，所以我儘量與之保持距離。我甚至不喜歡評論別人所做的此類預言，這樣做感覺像是在翻看他們的病歷，冒犯了他人的隱私，因為你會看到太多的缺點或是幻覺。」
喬治•戴森(George Dyson)，曾寫過一本有關計算機和全球智慧(global intelligence)的書，他說，」要說起50、100或是150年以前的計算我可以跟你侃侃而談，但要是談50、100或150年以後的計算就無可奉告了。真的沒法預測，唯一可以保証的是，所有的預言都將是錯誤的！」，不過，他隨之就動搖了一下，給出了一個預言，「150年之後絕大多數重要的計算都將是模擬計算(analog computing，基於同樣的原因，絕大多數重要的數字都是實數，而非整數)，全數字計算(all-digital computation)的概念將成為老古董。」
伊萬•薩瑟蘭(Ivan Sutherland)是交互式繪圖程式Sketchpad的發明人，該程式已成為今天無處不在的圖形用戶界面的基礎，他說，「150年後的世界是什麼樣，我沒任何看法，要想看見未來，去問那些創造它們的年輕人吧。」
「我懷疑年輕人也不知道，」文頓•瑟夫(Vinton Cerf)是薩瑟蘭的朋友，身為「互聯網之父們」中的一員，他現在在Google工作，他認為，「實際上，那些試圖從量子角度降低任何計算所需最低能耗的研究中，可能藏著一些有關未來的啟示。另外，我們在人類大腦中見到的那種異步並行(asynchronous parallelism，所謂異步是指計算機的運行不是由單一一個負責時序的中心時鐘控制)的運行方式，也許會在‘硬件’中實現，不過我更傾向於相信，未來我們能用更為普通的硬件架構，來實現一些目前難以輕易實現的計算。」
丹尼•希利斯(Danny Hillis)是龐大的超級並行計算機「連接機」(Connection Machine)的發明人，他說：「我們還會有計算機，但它們也許不再由電子器件構成。這些計算機將更緊密地與我們的意識相連，比今天我們通過螢幕和鍵盤所形成的聯繫更為緊密。其中一部分可能直接植入我們的身體，屆時人和計算機的分界線可能會變的模糊起來。」
內森•米爾沃爾德(Nathan Myhrvold)是微軟公司前首席技術官，他對這個問題同樣持肯定態度，「是的，150年後仍會有計算機，但它們將面目全非。如果你去問愛迪生或是特斯拉今天會不會由電機，他們多半也會回答是，他們猜對了，我們身邊每樣機械里都有上百個微型電機，偶爾你還會碰到一個能從外形上識別出來的大電機，但絕大多數都已‘溶解’在我們生活之中。150年後的計算機也將如此，個別情況下我們會看到與今天的計算機相似的機器，但大多數計算機都將隱身於我們週遭的事物之中」。
「到那時候，計算機的威力將更為巨大，它們將比人類更聰明，如若不然我才真感到吃驚。這會讓某些人很不舒服，這些人認為我們理當是這個世界上最聰明的東西，但曾幾何時，這類人也自信人類的力量是最強大的，但現在在機器面前人類簡直不堪一擊，我們坦然接受了這一點。今天的計算機在某些狹窄的領域中已經比人要優秀，這些領域會慢慢拓寬，直到計算機全面超越人類。」
邁克爾•弗里德曼(Michael Freedman)是微軟公司Q工作站(Station Q)的研究人員，Q工作站專注於研究拓撲量子計算(topological quantum computing)，弗里德曼則認為，「植入器件不會那麼普遍，未來的人體改造會與現在差不多，更注重美麗與外形，而不是計算能力。但是計算器件會變得更小，而且能直接與我們的大腦相連。通過與大腦語言中心的應答，特殊的眼鏡或頭上的帽子也許能幫助我們瞭解一門外語。」
弗里德曼接著補充道，「計算將滲透到環境之中，隨著複雜任務(例如通過眼鏡翻譯外語)所需功耗的降低，不發熱的約瑟夫森結邏輯計算機(Josephson logic computers，利用約瑟夫森結代替現有邏輯門製成的計算機)將散佈在我們周圍。數學的黃金時代將持續繁榮下去，直至人機互動(human-machine collaboration)達到難以察覺的完美境界。科幻小說作家擔憂那時人類會被機器取代，但150年後的人將能完成更多任務而且做得更好，超過此前任何時代，馬拉松世界紀錄變成1小時58分59秒，人們不借助繩索也能從約塞米蒂國家公園巨石山的諾斯線輕易登頂(巨石山是美國約塞米蒂國家公園一座著名的岩石山峰，擁有高達1 000米的垂直岩壁，諾斯線是登上峰頂的一條快速攀爬路線)」。
嗯，也許吧。所有這些預言都有一個問題，就是違背了計算不可化歸性(computational irreducibility)原則，而該原則從認識論上阻礙著我們認識未來。按照史蒂芬•沃爾弗拉姆(Stephen Wolfram，著名數學軟件Mathematica的發明者)在他的《一種新科學》(A New Kind of Knowledge)一書中的說法，一個系統被稱作計算不可化歸的，是指該系統「在實效上，無法通過比該系統自身演化更少的計算步數，來預測該系統未來的行為。」換句話說，「沒有一般的捷徑，你得把所有杯子都翻開，才能知道哪些下面藏了乒乓球。」
通向未來計算機的技術之路似乎就構成了一個不可化歸系統，它將集萬眾於一體，其中包括無數人類的判斷、技術創新、市場驅動和消費者的選擇，看上去沒有任何方法能預先知曉，這些力量和判斷將會以何種方式在相互應答之間塑造出技術的未來，這意味著我們無法知道未來的計算機究竟樣貌如何，而只能靜待150年的時光流逝，讓後人一探究竟。
本文作者
埃德•里吉斯(Ed Regis)名下有8本著作，最近的一本是與喬治•M•丘奇合作完成的《再生：合成生物學將如何重塑自然及我們自己》(Basic Books，2012)
.[數碼新聞]未來百年世界大構想：汽車飛起來
http://digital1010.blogspot.com/2013/03/blog-post_5.html
