第一章21世纪科学展望

计算机描绘未来科学的美丽图画

将来机器智能可与人脑媲美历

计算机终究无法取代人脑

霍金：将来可以用基因改造人

将改变21世纪生活的科学家

技术进步将减轻人们生活负担

21世纪医学前瞻

21世纪的农业什么样？

创世纪的生活怎么过？

数字技术带我们走向未来

数字住房帮你忙

住房智能化

未来科学研究无国界

科技发展将加剧全球贫富分化

第二章科海弄潮

15“万物至理”将破解宇宙奥秘

霍金谈“万物至理”

物理学惊人发现——反物质≠物质

擅长“地遁”的中微子

“氮5”将导致化学革命

新的超重元素118号

科学家使 114号元素存在 30秒

实验室造出最大生物分子

纳米技术前景无限

纳米火车何时驶来？

纳米琴曲高和寡

纳米笔鬼斧神工

DNA“机器”匪夷所思

世界上最难打的结——DNA结

DNA能导电

在真空中寻找能量

让光速慢下来

把光存储起来

激光研究的最新进展

日本研制出短波长激光器

用短波传送图像

“机器猫”扑向先进技术

“机器狗”宠物很聪明

“机器虫”爬过来

最小的机器人半克重

给机器人装上敏锐的“眼睛”

汽车会飞不是梦

第三章宇宙探索

42未来星际旅行畅想曲

希尔顿计划在太空开旅馆

“时空舱”——太空历史博物馆

美国宇航员首登国际空间站

X33：可重复使用的航天器

欧洲建造太空“自动运输机”

美国研制太空加油机

宇宙长得什么样？

宇宙星系知多少

太阳系找到“兄弟”

太阳系外确有行星

发现类似地球的行星

地球生命可能源于天地大碰撞

科学家研究近地小行星带

科学家们肯定外星生命存在

流放行星适合生命生长

为什么外星人到不了地球？

寻找外星人计划从地球开始

“电子耳朵”侦听外星人信号

美英科学家联手寻找外星人

火星生命存在获新证

模拟试验证明火星生命可能存在

火星形状像只梨

火星极地登陆器丢失

欧洲研制彗星探测器

月球的母亲可能是地球

月球探测再升温

月亮上找水无结果

建立月球基地的最佳位置

太阳不会产生超级耀斑

预测太阳爆发的方法

最遥远的星系

银河系存在大量的水

衰老的恒星吞食附近的行星

宇宙能量半数可能来自黑洞

黑洞源自超新星爆发

银河系中心可能是黑洞

“鬼”星系可能超过银河系。

天文学家发现新型黑洞

发现黑洞吞噬物质的证据

捕捉彗星尘埃标本

搜寻宇宙大爆炸的遗迹八

第四章基因工程与生物技术

人造生命向我们走来

美国准备在实验室中制造生命

人类基因组测序将提前完成

人类基因组密码即将解开90％

美英加快实施人类基因组计划

人体染色体22基因图谱公布

迎接生物技术的世纪

人类基因测序竞争日趋激烈

基因怪才文特尔

生物技术浪潮势不可挡

“定向进化”：人与大自然试比高

基因技术带来医药革命

转基因作物推动第二次绿色革命

“分子耕作”将改变农业面貌

基因工程培育“聪明鼠”

改变植物基因的方法

基因工程把玉米变成布

抗病食品意义远大

“基因开关”提高作物产量和营养

富含营养的转基因水稻

富含铁元素的水稻

会叫“渴”的土豆

转基因树促进节能环保

基因杀虫有希望

把鸡翅变成鸡腿

转基因玉米殃及蝴蝶

第一个克隆人胚胎已被销毁

锡德说克隆是长生不老术

克隆猪心可移植

用成年细胞克隆老鼠成功

韩国科学家克隆奶牛

克隆山羊出产品

克隆几濒灭绝的羊种

培育转基因动物的新技术

会发绿光的老鼠

桑蚕能吐五彩丝

克隆羊多莉生下三胞胎

绵羊多莉不完全是克隆体

多莉基因有损伤

克隆可引起严重健康问题

第五章计算机技术与网络安全

量子计算机离我们还有多远？

光子计算机还是梦

生物计算机诞生了

生物计算机模型

分子计算机研究新进展

超级计算机卷土重来

造福瘫痪病人的眼控计算机

重瘫病人可用脑波交谈

能读懂手势的计算机

让计算机更“听话”的软件

盲人上网浏览器

个人电脑时代是否即将结束？

未来一切都将联网

后PC运动预示计算机发展趋势

日本在进行一场数字反击

把语音网和数据网合二为一

开放源码软件功德无量

电子货币是否可行？

因特同货币已问世

网上邮票诞生了

原子芯片微乎其微

晶体芯片可能带动计算机革命

书写硬件

俄罗斯设计出超级芯片

能散发各种味道的芯片

新型鼠标

“触觉鼠标”使人感受网络

电脑病毒危害触目惊心

当恐怖分子转向因特网时

黑客对因特网的威胁增大

五角大楼与计算机黑客开战

因特网“守护神”

日本警方加强网络巡逻

捉“虫”法可能只管30年

第六章医学新知

基因疗法前景看好

基因疗法的重要突破

利用基因武器对付癌症

癌症治疗最新成果

揭示癌变的秘密

癌症与基因变异有关

血细胞研究有望治疗癌症

注射转基因分子治癌

“癌症加农炮”治癌

超声波束治疗癌症

冷冻法治疗癌症

副作用少的癌症治疗方法

尿样查癌真方便

胃癌诊断新技术

维生素A能杀灭癌细胞

多喝绿茶可防癌

西红柿防治前列腺癌

常吃蚕豆防肠癌

多吃果蔬可抑制癌症

咖啡可抑制肝癌

海洋生物可制抗癌药

海星可成为抗癌新药

用蜂毒研制抗癌新药

加强锻炼可防癌

艾滋病疫苗研究新突破

全球艾滋病疫苗研究有进展

眼泪能治艾滋病吗？

针对艾滋病毒的抗体酶

防艾滋病毒的抗体

大胆尝试：用艾滋病毒治病

新型胰岛素笔

非洲真菌可治疗糖尿病

橄榄叶制成糖尿病新药

洗热水澡辅助治疗糖尿病

细菌是重大疾病的根源

“疯牛病”揭秘

头痛机理揭秘

解开生物钟原理

蠕虫酶可延长寿命

发现基因与衰老的关系

发现控制器官形状的基因

发现细菌感染开关

异食癣并不奇怪

人体“冬眠”治病独辟蹊径

美在太空研究抗感冒药

情绪与患病密切相关

微型芯片代替打针吃药

人工培育骨骼

利用猪子官培育血管

人造皮肤可使婴儿受益

用头发培育皮肤

人造膀胱问世

防治老年痴呆症的疫苗

干细胞可治脑病

水蛭素可治心脏病

关节炎新疗法

印度草药治乙肝

激光手术治心脏病

治心脏病的电击背心

快速医疗诊断卡

鱼油还有新妙用

警惕！失眠可致命

男性不育新疗法

男性避孕药研究取得突破

美发明血液辐照器

虚拟人体任研究

模拟“患者”供培训

机器人手术更准确

仿生眼睛可乱真

诊断冠心病的安全方法

关于衰老的六个误区

中国人饮食习惯有利健康

第七章能源开发

寻找未来的能源

聚变能：解决能源短缺的希望

桌面核聚变试验成功

冷核聚变之梦何时圆

各国积极研制高效太阳能电池

英国大力发展太阳能工业

太阳能屋顶意味着免费用电

电池业发展新技术

新燃料电池问世

新电池寿命长

美加紧用农作物开发燃料

从废天然气中提炼清洁能源

第八章新型材料

聚合技术推动第二次塑料革命

自组塑料显神奇

用植物生产塑料

塑料房屋好处多

塑料晶体管坚固耐用

可卷曲的晶体管

人造肌肉已问世

超强金属应用广泛

比钻石还硬的材料

玻璃金属材料

新型玻璃更牢固

美研制出新半导体

新型镁材可造车

新型自行车轻巧耐用

废塑料木头可制高强材料

智能混凝土

防低频噪音合成材料

用新材料制造智能服装

第九章环境保护

全球环境保护意识逐渐增强

环境恶化导致灾害频繁

全球气候稳步变暖

全球变暖恶性循环

用声波驱动引擎

加拿大培育出“环保猪”

不用杀虫剂的生物杀虫法

污水厂废气发电

处理核废料的新方法

安全廉价的核废料处理法

芝加哥在屋顶上建花园

第十章军事科技

未来战争将是立体战争

未来战争不用炸弹用电脑

美国防备发生“电子珍珠港”事件

美空军扩充信息战武器库

美军将领谈未来信息战

美国星球大战计划死灰复燃

美国积极为太空战作准备

美国积极研发太空飞机

真正的机器人战争?

战斗机器人不久可上战场

机器人医生上战场

西方军用航空电子技术研制重点变

美加紧研制无人驾驶潜隐战斗机

美军积极研制微型问谍飞机

“飞鸟’试微型间谍飞机

驾驶软件可减少飞行事故

“超级蛙”：美军的新型运输机

灵巧炸弹可能取代核武器?

美国爱国者一导弹拦截试验成功

美空军采购新型巡航导弹?

科索沃的高技术战争

精密制导武器

美海军建造低噪音潜艇

美国军舰将采用电力驱动系统?

英国就建造新航母展开可行性研究

廉价的“猎鹰视野”系统

最新夜视技术

新型声纳用途广

防雷新技术

训练蜜蜂探雷

用生物技术对付生物恐怖活动

世纪之交，人们喜欢回顾过去，更爱畅想未来。即将过去的20世纪是科学技术突飞猛进地发展的世纪，科技发展推动人类文明实现了飞速的进步，使本世纪人类社会和生活的面貌发生了根本性变化。

空间技术使人类登上了月球和逐步走向宇宙深处，基因技术赋予人类破译生命密码的钥匙，克隆技术使人类初步掌握复制生命的本领，计算机技术则使人类社会迈进了信息时代和高科技时代……科学发展速度之快甚至使有的人发出了“科学终结”的感叹。

但是，正如英国著名的物理学家和宇宙学权威斯蒂芬·霍金所指出的，科学发展远未到达尽头。在21世纪，更多的科学成果将会出现，更多的科学奥秘将被解开。他预言人类下世纪将掌握一个“包罗万象”的理论，用一个简单数学公式揭示一切事物的规律。他预言人类进行星际旅行将不再是梦想，科学家们将开发出与人脑一样复杂的计算机，将来人类还可以对自己进行基因改造，实现长命百岁的梦想。

从更现实的角度去展望21世纪的科学发展，无所不在的网络以及越来越多的智能机器人投入现实应用，将把人类从各类繁重劳动中解脱出来，基因医疗技术的发展将使人类有效遏制疾病，实现延年益寿的梦想，将来人类的生活必将更健康、舒适。安逸……总之，未来生活的巨变可能会今当今最富有想象力的作家都目瞪口呆！

1计算机描绘未来科学的美丽图画

当世界上第一台存储程序计算机在1949年诞生时，它的大小如同一间普通的起居室。当时的《大众机械》杂志预言“未来计算机的重量也许不会超过1．5吨”，而普林斯顿进修学院教授约翰·冯·诺伊曼则宣称：“看来我们似乎达到了我们在计算机技术上可能达到的极限……”

然而，到了1999年，售价一千美元的台式个人计算机每秒钟却能执行大约4．5亿次运算。在计算机技术的推动下，因特网触角伸到了世界各个角落，全球因特网用户已经超过1亿。在21世纪，计算机将主导着科学发展的未来。让我们尽情地来畅想一番……Zop年出现大大小小带有高分辨率显示器的个人计算机，有的小到可以嵌人衣服和首饰中，有的大如一本薄书。售价一千美元（按现在价值，下同）的计算机每秒钟大约能够执行回万亿次计算。电缆正在消失，部件之间的通信采用短距离无线技术。高速无线通信为人们提供访问万维网的通道。

大多数用户在家里和办公室中都有服务器，他们在其中保存了大量的数字“物件”，包括软件、数据库、文件、音乐、电影和虚拟现实环境（尽管这仍然处于初期）。

嵌在眼镜中的计算机显示器也开始使用。这种装置在利用嵌在眼镜中的激光器产生虚拟图像的同时，也让用户能像平常一样看周围的环境。虚拟图像给人的感觉好像是悬浮在眼前一样。大部分的文字依靠连续语音识别技术产生。

随着书籍和大量20世纪的书本迅速被人们扫描存储，纸张文件时代逐步结束。2009年左右的文件包括内嵌的移动图像和声音。大多数的日常商务交易（购买、旅行和预定等）发生在人和虚拟人之间。一般，这个虚拟人以一张栩栩如生的人脸形象呈现在人们面前。

尽管传统的拥有教室的教育机构仍很普遍，但是智能设备已成为一种常见的学习手段。为盲人和视力受损的人设计的袖珍阅读机，为耳聋者设计的“听话机”（可把口语转换成文字）和为截瘫患者设计的由计算机控制的矫正装置——“步行机”使人们日益认识到，重大的残疾未必会造成生活障碍。翻译电话（你说的是英语，而你的日本朋友听到的则是日语，反之也是这样）广为使用。

计算机技术进步带来的好处越来越多，促使经济持续增长。20世纪就已在计算机领域实现的价格紧缩，目前正在计算机领域之外发生。

智能公路投入使用，主要用于长途旅行。一旦你汽车上的计算机导向系统开始自动跟踪其中某条高速公路上的控制传感器，你就能够靠在座位上休息。但是地区性公路基本上仍是常规公路。

在艺术方面，人类音乐家与计算机音乐家常常龙蛇混杂。音乐家一般使用电子控制器模拟老式乐器的演奏风格，但是此时出现了一股“空中控制器”热潮，你可通过手、脚、嘴和身体其他部位的动作创作音乐。

在战争中，人类一般远离战场，战场上充斥着无人控制、智能化的航空装置。在这些会飞的武器中，有很多只有小鸟般大小，或者更小一些。到了2019年，计算机一般是不可见的，并且安装在所有地方——在墙壁、餐桌、椅子、书桌、衣服、首饰和身体中。售价一千美元的计算机的运算能力大致与人脑相仿。嵌在普通眼镜和隐形眼镜中的三维虚拟现实显示器以及听觉“透镜”已成为与别人、计算机、万维网和虚拟现实交换信息的常用主要接口。键盘非常罕见，与计算机交流主要通过手势和自然的口语交谈。

采用纳米技术制造的机器开始在制造和流程控制中应用。高清晰度三维视听虚拟现实和逼真的可触知环境，使人们不管实际距离有多远都能与别人一起随心所欲地共事。用纸张做的书本和文件已很少使用，学习主要是通过智能的软件仿真教师进行。

盲人一般使用装在眼镜上的阅读引导系统；耳聋者通过眼镜片上的显示器读出别人在说什么；瘫痪病人可以借助于计算机控制的神经刺激装置和外骨骼式的机械装置走路和爬楼梯。绝大多数事情都缺不了一个虚拟人。能够清扫房屋和做其他家务的家用机器人，无所不在而且很可靠。虽然仍允许人们在地方公路上开车，但是自动驾驶系统已作好准备接管地方公路，以杜绝交通事故。

人们开始与记忆力好并且人格可设置的机器人建立关系，把他们当成同伴、老师、保姆和情人。

在战争中，对安全的主要威胁来自于结合了人类和机器智能的小型团队，机器智能使用无法破译的密码通信。破坏公共信息渠道的计算机软件病毒和生物工程疾病制剂在战争中出现。大多数飞行武器很小——有些只有昆虫那么大。

人类的寿命超过了100岁。安装在手表、首饰和衣物中的计算机健康监视器可诊断疾病，并且提供很多医疗建议。

计算机智能的主观经验成为人们认真讨论的话题。机器智能在很大程度上仍然是人和机器合作的产物，并且由于受到人们编写程序的支配而在创造它的物种面前处于服从地位。

2000年售价一千美元的计算机具有大约相当于一千个人脑的计算功能。终身或者可摘除的植人物（与隐形眼镜相似）以及放在耳蜗中的植人物开始使用，为人类和全球计算机网络提供输人和输出方法。

为与大脑进行高速宽带联络而开辟的直接神经通道已经完善。人们可以得到很多神经植人物，用来提高视力、听力、记忆力和逻辑推理能力。

为盲人设计的高度智能化的引路装置、为耳聋者设计的语言一文字显示器、针对残疾人的神经刺激和矫正修补术以及大量的神经植人技术得到广泛使用，使大多肢体残疾不再妨碍患者的生活和工作。

利用直接神经联系的囊括一切的视觉、听觉和触觉通信广为使用，不必置身于“完全接触封闭场地”中就能够创造出虚拟现实。

大多数通信不包括人。大多数包括人的通信是发生在人和机器之间。人类的认识能力现在也移植到了机器上，很多机器具有人格、技术和来源于人类智能逆向工程的知识库。与人类不同的是，计算机可持续不断地保持最佳工作状态，并且乐于与其他计算机分享技术和知识。出于政治敏感，机器智能一般不炫耀他们的优点。

“以碳为基础”（有机的人类）的人口稳定在120亿左右。几乎没有人在生产、农业和交通领域工作。绝大多数的人种可满足自己的基本生活需要。

计算机艺术家们不再需要与人类或者与包含人类的组织合作。很多顶尖的艺术家——在音乐、视觉和文学领域——是机器。人们日甚一日地讨论计算机的合法权力以及什么才是“人”。

人们的平均寿命大约是120岁。人们日渐认识到，要想继续延长寿命就要进一步使用仿生器官，包括蛋白质和大脑。纳米机器人（使用纳米技术制造的可自我复制的机器人）正在被人们当成侦察员、血管中的修复工和仿生器官中的基本单元使用。

2000年由于采用纳米技术生产的食品得到广泛利用，食物的产量不再受到有限的资源、糟糕的天气或者灾害的影响。而且这样的食物与以前生产的食品具有相同的味道和质地。

纳米机器人被用来创造真实的人和物体的视觉、听觉、触觉影像。

2000年人类大脑的逆向工程似乎已完成。人们已经扫描、分析和弄清了大脑中数以百计的特殊区域。得到增强和扩展的模拟人的机器就是以这些人体模型为基础的。出现一种把人类思维能力和机器智能世界合二为一的强劲趋势。

人和计算机之间不再有明显差别。大多数有意识的实体其形体不是永远不变的。从扩展了的人类智能模型中衍生出的机器智能体宣布自己是人，虽然它们的大脑不是基于以碳为基础的细胞过程而是基于起着同样作用的电子和光子。大多数这些智能体不依靠某个特殊的计算处理单元。以软件为基础的人在数量上大大超过仍然使用神经细胞进行计算的人。