书城自然科技探秘
5022400000027

第27章 现代科技发展探索(6)

虽然计算机也有创造性,但在任何意义上它都无法与人脑相比。随着人脑奥秘被逐渐揭示,随着人工智能理论、技术的迅速发展,我们可以想见,计算机在功能上会逐渐接近大脑,甚至在某些方面也可能会超过人脑。但人脑水平从整体上尤其是在创造力上来说,是计算机技术难以超越的。因为人脑的基础是由1011个神经元、1014个突触组成的庞大神经网络,长期的进化已让它产生了无穷的创新潜力。而且,人脑的智力也是在不断发展的,并非一成不变。而计算机在智能上可以逐渐逼近人脑,但绝不可能取代人脑。

新知博览——探测生物导弹

爱国者与飞毛腿在海湾战争中曾展开过一场导弹大战,令世人瞩目。作为现代化战争中一种必不可少的武器,导弹正日益受到广泛关注。

在医学工程中也有一种导弹,它利用高度的准确率将一枚枚载有杀死特定物质的药物,发射到预定目标。目前研究中的生物导弹,就是执行这种特殊功能的载体。

战争中应用的导弹之所以能准确击中目标,是因为在它的弹头上装有一种先进的制导系统。专家称,一枚优良的导弹,能在几千千米以外发射而击中预定目标,误差范围不超过15米。与这种现代化的高精尖技术被用于屠杀生命不同;生物导弹主要用于解救生命。

生物导弹作用大小的关键是对生物导弹制导系统的研究。目前,作为人类难以攻克的顽症,癌症的主要治疗措施就是化疗和治疗。科学家们发现,将从机体组织中提出的一部分癌细胞移植到裸鼠体内,经过多次繁殖后,癌细胞会逐渐失去原有的生物活性,这时将其与抗癌药物相结合重新注入人体内。结果发现,这种载有抗癌药物的癌细胞,具有极高的方向辨别力,进入人体内后迅速回到原来癌细胞生长的部位,并将结合于其身上的抗癌药物也一同带到原有的癌组织中,这时抗癌药物释放出来,有效地杀死了癌细胞。这些最初被提取出来的癌细胞是一种极为理想的导弹头,因为其减毒移植后仍带有较强的认亲性。

这种实验目前已已有临床应用,通过对胃腺癌的研究,医学已经制成了生物导弹,并收到了良好的临床效果。不过,这种水平目前只停留在胃腺癌的水平上,因为相对其他类型的癌细胞来说,腺癌比较容易被培养分离。在针对其他癌细胞的生物导弹研究中,科研人员遭遇到了极大的困难。

作为生物化学和医学领域中的一门新兴科学,生物导弹已经受到广泛重视。国内外许多医疗科研单位目前都在积极研究,但其提取、分离、结合载体等过程都相当复杂,且有较长的制作周期,还很难广泛应用于临床。因此,科学今后努力的方向,是对于这方面的研究改进。

磁悬浮列车的原理

作为一种没有车轮的陆上无接触式有轨交通工具,磁悬浮列车时速可达到500千米。它的结合能,是利用常导或超导电磁铁与感应磁场之间产生相互吸引或排斥力,使列车“悬浮”在轨道后或下面,进行无摩擦的运行,从而克服传统列车车轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题,并且具有启动、停车快和爬坡能力强等优点。

磁悬浮列车的出现

19世纪初,根据电磁作用原理,俄国托木斯克工艺学院的一位教授曾设计并制成一个磁垫列车的模型。在行驶时,这种模型可以不与铁轨直接接触,而是利用电磁排斥力使车辆悬浮起来,与铁轨脱离,并用电动机驱动车辆快速前进。

美国科学家到了1960年又提出磁悬浮列车的设计,并利用强大的磁场将列车提升至离轨几十毫米,以时速300千米行驶而不与轨道发生摩擦。遗憾的是,美国政府没有重视他们的设计,而是让德国和日本捷足先登了。

1969年,在德国出现了世界上第一列磁悬浮列车小型模型。像一条蛟龙一样列车,静静地卧在高高架起的“T”字型车轨上。通过舷梯乘客可以走进车厢,车厢非常宽敞,中间是走道,两边各有三个座位。有的座位前有小桌,小桌旁有电源插座,可接通便捷式电脑在车上办公。

列车是平稳启动的,几乎没有噪音。在时速222千米时,列车进入了一个弯道。在时速320千米时,列车开始不减速爬坡。时速达到400千米时,车厢内依然相当平稳。

日、英、美等国在德国磁悬浮列车试验成功后,也相继开始了磁悬浮列车的研究。1984年,英国在伯明翰建成低速磁力悬浮式铁路,并很快投入使用。这两磁浮列车由一台异步线性电动机驱动,运行时高出轨面15毫米。它由两个车厢组成,每个车厢能载40名乘客。列车由计算机自动控制,无驾驶员。

磁悬浮列车的特性

其实磁悬浮列车的原理并不深奥,就是使磁铁抗拒地心引力,即“磁性悬浮”,运用的是磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车。也称之为“磁垫车”。

由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,因此磁悬浮列车相应的形式也有两种:一种磁悬浮列车的电磁运行系统是利用磁铁同性相斥的原理设计的铁路,它通过车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行;另一种磁悬浮列车是利用磁铁异性相吸原理设计的电动力运行系统的,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁,在“T”形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10~15毫米的间隙,并让导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。

简单地说,就是在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,将线圈变为电磁体。它与列车上超导电磁体的相互作用来使列车运行。列车的前进是由于列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极)所吸引,且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,线圈里流动的电流流向就反转过来了,其结果就是原来那个S极线圈现在变为N极线圈了;反之亦然。列车在电磁极性的转换作用下,就可以持续向前奔驰了。

与当今的高速列车相比,磁悬浮列车具有许多无可比拟的优点:

第一,处于“无轮”状态,因为磁悬浮列车是在轨道上行驶的,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,因此它几乎没有轮、轨之间的摩擦,时速高达几百千米;

第二,可靠性大,维修简便,成本低,能源消耗量仅为汽车的一半、飞机的l/4;

第三,噪音小,当磁悬浮列车时速达300千米以上时,声音仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小;

第四,由于它以电为动力,在轨道沿线不会排放废气,无污染,因此又是一种名副其实的绿色交通工具。

不过,磁悬浮列出也有车厢不能变轨这样的缺点,不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。如果是两条轨道双向通行,一条轨道上的列车只能从一个终点驶向对方终点,然后再原路返回,不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。因此,一条轨道只能容纳一列列车往返运行,非常不节约。而且其使用效率会随着磁悬浮轨道长度变长而越来越越低。

相关链接——上海磁悬浮列车

上海磁悬浮列车是世界第一条磁悬浮列车示范运营线,它西起上海地铁2号线的龙阳路站,东至上海浦东国际机场,专线全长29.863千米,运行时间仅需要7分20秒,是吉尼斯世界记录认证的“现今世界上最快的陆上交通工具”。431千米/小时的最高时速和700千米/小时的两车交汇,让乘客感受到了前所未有的极速。

作为目前全世界第一条也是唯一的一条磁浮列车商业运营线。上海磁浮列车示范运营线项目工程于2001年3月正式开工兴建,2002年12月31日由中德两国时任总理亲临剪彩,首列3节编组的磁浮列车成功实现单线VIP通车试运行。

上海磁悬浮列车带车头的车厢长27.196米,宽3.7米;中间的车厢长24.768米。上海线是世界上第一条磁浮商业示范运营线,它大大改善了市区到浦东机场的交通条件。由于其快捷、经济、准点磁浮列车这种全新的交通方式已经被越来越多的人们接受,并逐渐成为了上海最时尚的看点之一。

上海磁悬浮列车是利用“异性相吸”原理设计的,是“常导磁吸型”(简称“常导型”)磁悬浮列车,是一种吸力悬浮系统,利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁和铺设在轨道上的磁铁,车辆在磁场作用下产生的吸力浮起来。

网络时代催生电子图书

千百年前,我们祖先手中的“书”还只是一块泥坯、一段木头或者一片龟壳、一捆竹简。直到造纸和术活版印刷术的应用引发了出版历史上的一次巨大变之后,书籍的呈现形式便发生了翻天覆地的变化。如今,我们心目中的“书”指的是那些装订整齐、散发着淡淡油墨香味的一摞纸。

然而书籍的革命并未就此终止。随着网络时代的到来,各种新生事物层出不穷,电子图书在这种条件下应运而生。生活中我们习惯称电子图书为“E-book”——这是一种以互联网为流通渠道、以数字化内容为流通媒介、以网上支付为主要交换方式的崭新的信息载体。

今天,“电子图书”已经融入了普通大众的生活。凭借着在互联网上出版和发行、能够通过便携式阅读终端进行阅读的优点,电子图书不断地冲击着传统图书长久以来的垄断局面,并成为一种全新的电子商务模式。因为相对传统意义上的书籍,电子图书的传播更加迅捷便利,不受地域和时间的限制;出版成本低,市场风险小;销售价格低廉;占用空间小;信息量丰富,节约印刷耗材,不存在库存短缺或者绝版的等问题。

电子图书的格式及构成要素

电子图书种类齐全、名目繁多,但是面对众多提供商和各类阅读设备,我们有必要了解一些常用电子书图文件的格式。

目前网络上流行的电子图书的主要格式有PDF、EXE、CHM、UMD、PDG、JAR、PDB、TXT、BRM等,而且大多流行移动设备都是支持其阅读格式的。例如手机终端常见的电子书格式为UMD、JAR、TXT这三种。

电子图书阅读器是一种便携式的手持电子设备,专为阅读电子图书设计。这些设备通常都有大屏幕的液晶显示器,内置上网芯片,可以从互联网上随时随地购买及下载数字化图书,且其大容量内存可以储存大量数字信息。一般的设备一次可以储存大约30本传统图书的信息量,而且特别设计的液晶显示技术可以让人舒适地长时间阅读图书。

电子图书这种便于携带、易于操作、容量大的特点,非常适合现代的生活方式。而数字版权贸易和互联网技术的发展,更使得电子图书的用户能以更低的价格方便地购买到更多的图书资源,为电子图书的流行奠定了市场基础。

一般来说电子图书主要由三个部分构成。一是内容,它由特殊的软件程序制作而成,可在有线或无线网络上进行传播,一般由专门的网站组织而成;二是阅读器,包括桌面上的个人计算机,个人手持数字设备以及专门的电子设备等。如“翰林电子书”;三是电子书的阅读软件,如ADOBE公司的AcrobatReader、Glassbook公司的Glassbook、微软的MicrosoftReader以及超星公司的SReader等。可以看出,无论是电子书的内容、阅读设备,还是电子书的阅读软件,甚至是网络出版,都以电子图书的头衔来命名。

电子图书带来的改变

电子图书的出现在不经意间改变了我们的生活。然而,任何新生事物都会存在一定的缺陷。比如,电脑屏幕是横的,传统书本的形状却是竖直的。如果把传统书本做成电子图书的形式,显示器连传统书本的一页都塞不下。如果读者在电脑上阅读完整的一页书,就必须拉动窗口的卷动轴,这就比翻书麻烦多了。因此,电子图书的内容及呈现形式必须要根据电脑这个阅读工具而改进。

所幸,随着随身装置的迅速发展与普及,电子阅读机出现了。这使得电子图书这种原本只能在台式电脑上阅读的东西一下子变得可移动起来,在使用的便捷性上大大缩小了与传统书籍的差距。这种类似掌上电脑的电子阅读机,被人们亲切地称为“掌上书房”。它不仅体积小、容量大,而且上面的信息还能流动和变换,能为不同的读者免费提供自己喜爱的图书;而读者也可以通过专门开设的网站,随时更换“书房”里的藏书。而且,购买最新上市的电子图书,最多只需不超过纸质图书l/3的费用。

现在,电子技术开发者已经将目光投向了电子阅读领域,很多厂商也推出了拥有自己标准和规格的电子图书。但是,由于制作的电子图书软件不尽相同,很多电子图书一旦放到其他阅读机上就无法显示。如果读者只有一台阅读机,就无法看尽天下所有的电子图书,这必然又会降低人们购买阅读机的意愿。因此,电子书籍要想更好地自由流通,就必须有统一的格式,也只有统一了格式,才能使阅读机成为一种成熟的大众化家电产品。

电子图书开创数字化阅读时代

电子图书并不是传统图书的终结者,因为无论如何,阅读传统图书时独特的“书香”感是电子书无法做到的。但是电子图书的诞生,却昭示着一个崭新的数字化阅读时代已经到来。由于电子图书的出现,信息出版、发行和阅读方式也都将被重新定义。

1998年年底,日本企业率先开始电子书标准的制订,并形成了由130家企业组成的联盟,共同制定各种电子书标准。这个联盟在版权问题、电子书内容创作、发行、收费,以及电子书阅读器的标准等5个领域成立了专门委员会。由于日本卫星通信发展迅速,所以他们想以通信卫星作为数字化出版的媒介。

新加坡也研制出了一种“电子书包”。这种“书包”使用插卡式储存器,每门学科使用一张卡。几克重的卡片可以把书本的内容全部复制进来,不仅份量轻,而且还能传给下一级的学生继续使用。深受家长、学生和老师的青睐。

目前,国际市场上有两种电子书——彩色显示与单色显示,且有单页和双页显示之分。这两种电子书在生产技术上并不存在多大的差异,主要是在价格上相差较大。到底选择那种电子书与读者个人的阅读要求和习惯有关。黑白单页的电子书目前售价是150美元,彩色单页的售价则为600美元;双页显示的电子书一般价格在1000美元以上。