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方舟子

关键词：数字化 网络化 基因化

回顾自伽利略算起的四百年科学史，有一点教训显而易见：越是重大的科学发现，越是难以预测。以二十世纪的三大科学发现－－相对论、量子力学和分子遗传学－－为例，在本世纪初，有谁能预料到有这样的结果？伟大的科学发现是革命性的、突发的。或许我们可以根据现在面临的一些难题来推测将来会有重大突破，但对突破的具体结果，最好还是不要妄下断言。技术的进步则不然。它是渐变式的，在重大的技术革新出现之前，往往已有了一段时间的进化过程，我们也就可以根据目前的雏型设想将来的结果。

人类生活的数字化和网络化才刚刚开始。互联网还只是一个儿童，在二十一世纪，必将迅速地长大成人。我们不妨根据现在的发展趋势，设想一下这个成年人将会是什么样子。

二十世纪可以说是基因的世纪。在这个世纪，生物学家们对基因的物质基础、结构和调控机制已有了相当透彻的了解。近二十年来，分子生物学的发现已被逐步应用于医学、农业等方面，转基因技术、药物设计、基因疗法等新兴技术正走向实用。DNA双螺旋结构模型逐渐取代原子结构模型成了科学的标志，“基因”乃至“DNA”等科学术语已进入了日常生活。但是，对绝大多数人来说，这一切仍然是与切身利益和日常生活没有太大关系的新奇事物。只有到了二十一世纪，基因技术才有望成为日常生活中不可分割的一个重要部分。让我杜撰一个新词，将这种现象称为“基因化”。

完全数字化

在二十一世纪，所有的模拟式媒体都将逐渐被数字式媒体取代。最早实现的，将会是高清晰度的数字电视取代了模拟式电视。之后，电视网络也将消失，而被网络电视取代。互联网数字电话将淘汰模拟式电话，使得“长途电话”成为历史名词。最终，电视广播、电话和互联网将融合为一体。

网络出版将取代了纸质报刊出版。所有有一点价值的图书都将被数字化。阅读方便、舒适的电子书将出现，并逐渐淘汰了纸质图书。纸质图书将只做为工艺品、收藏品而继续存在。高清晰度数字式相机、录像机完全取代了传统相机、录像机，胶卷、磁带不再存在。胶片电影消失，电影院将放映通过网络传输的数字式电影。音像光盘将消失，音像制品将通过互联网销售和直接下载。

电子商务将成为商务的最主要方式，绝大部分日常商业交易都通过互联网进行。汽车、电器都并上了互联网，可以远程控制、维护和修理。

世界真小

无线互联网将逐步取代了有线互联网，上网费用将低廉到几近于零，使人们摆脱了对上网时间、场所的依赖，而可以随时随地地上网，并通过网络到达地球上的每个角落，联系任何一个人。网络成为人们生活中密不可分的一部分。通过互联网，世界各地的人民可以互相沟通、增进了解，而组成了一个大家庭。各地的发展差距将会越来越小，并形成一种全球普适的均一文化和世界性书面语。政治、地域界限将会越来越模糊，地球村成了地球家。但是，另一方面，各种文化族群也通过互联网而互相联系起来，在网上传播自己的文化。在均一大文化的背景之下，多姿多彩的无数小文化也将会不受限制地展示自己的风采。每个人既是人类大家庭中的一员，也是富有个性的独特的一分子。二十一世纪是四海一家的世纪，也是个性发扬的世纪。

在二十一世纪，人类将开始开发、殖民月球、火星、金星和其他行星。人类到了哪里，互联网也将联到哪里。互联网将成为星际互联网。

人机合一

在1999年，英国教授凯文·瓦维克（Kevin Warwick）在自己的手臂植入了一个电子芯片，用于方便地通过安全检查门。在二十一世纪，将会有越来越多的人为了各种各样的需要，在体内植入各种芯片，并逐渐成为一种常规手段。由于纳米技术的发展，这些芯片将只有细胞甚至分子那样小，使人感觉不到其存在。

最近，美国爱墨利大学医学院的神经科学家成功地在一位中风病人的大脑中植入电极，使他可以通过计算机进行交流。类似的神经植入将越来越普遍地用于医治神经系统疾病，并且由于采用纳米技术，植入物将只有分子大小。最终，正常人也会普遍采用神经植入来增强记忆力、思维能力，乃至用于产生虚拟体验。人的视觉、嗅觉、味觉、触觉乃至情感都将被数字化，可以真实地感受虚拟世界，换言之，人对虚拟世界的感觉将跟真实世界没有差别，真实与虚拟的界限将会模糊。上网将意味着进入虚拟世界，在那里人可以摆脱物理定律的限制，自由自在地上天入地无所不能。

在二十一世纪，电子计算机将逐渐被淘汰，而被新型的计算机，比如在实验中的三维计算机、DNA计算机、光学计算机、量子计算机中的一种或几种所取代。在二十年后，个人计算机的运算速度将会超过人脑（约每秒运行两亿亿次），并且以每年至少翻一番的速度增长。由于人工智能技术的成熟，将出现在思维方式、感觉、情感等各方面都跟人类没有任何差别的真正的机器人。最终，将出现各方面的能力都超过了生物人类的机器超人。人类也将会利用各种生物、非生物的技术改进身心，从而模糊了人机界限。

揭示生命的奥秘

预计在2005年之前，包含了六十亿个碱基对（DNA的基本单位）的人类基因组序列将全部被测定，从此我们就有了一本隐藏着人类遗传的全部秘密的密码本（如果把它打印出来，将有几百卷百科全书那么厚）。但是，这些密码并不是都对人体的功能有关的，实际上绝大多数密码都是不起作用的垃圾，只有少数是具有功能的，特别是编码蛋白质的那部分密码，是最为重要的。因此，下一步的工作，将是对这些密码进行区别、鉴定。在未来的几十年间，编码人体的蛋白质（约十万种）的所有基因都将被鉴定出来，所有蛋白质的结构和功能也都将被测定，这样，我们就具有了用于揭示人类的生命奥秘的完整的宝库。

在目前，绝大多数分子生物学实验室的工作都局限于研究一、两种蛋白质的结构和功能，以及和其他某几种蛋白质的相互关系，无法揭示细胞内各个成分之间错综复杂的关系，所以体外和体内的实验结果往往不同。在我们知道了组成人类细胞的所有分子的结构和功能之后，我们将能够建立一个计算机细胞模型，它包含了人类细胞的所有成分，可以精确地模拟人类细胞的活动。我们将可以用这样的模型很方便地研究细胞中各成分的相互作用，以及外来刺激（比如药物）对细胞活动所产生的影响。到那时候，体外的实验结果和体内的结果将不会有什么不同。

其他重要的实验生物（比如果蝇和小鼠）的细胞模型也将被建立起来。通过不同物种的细胞模型的比较研究，我们将能够发现生命活动所必备的最少的成分及其功能。最终，我们将能够将这些成分混合起来，人工合成出有生命力的最简单的细胞，从而创造出了第一个人工生命。

揭示生命起源和进化的奥秘

生物具有功能和进化两重性。仅仅知道了现有生物的结构和功能是不够的，我们还必须知道这些结构和功能的由来。对生物进化过程的许多细节，我们仍然一无所知。对生物进化的机制，大部分都通过间接的证据推导而得，缺少直接的实验验证。在二十一世纪，这种情形将会发生根本的改变。在过去的这个年代，分子生物学最为重大的一个成果，就是发现所有的动、植物从受精卵到成体的发育过程，在分子水平上具有一致性，特别是，它们的身体发育蓝图，都受到相似基因的控制。在对生物发育过程的基因调控有了更为深入的了解之后，我们将能够通过改变这些基因，在实验室再现生物的进化过程。比如，我们可以通过改变鱼卵中的某些基因结构或其调控，让它最终发育成了蛙。

生命起源是最大的科学难题之一。生物学界已普遍相信，生命是通过化学进化而来的，即从小分子进化出生物大分子，由生物大分子进化出原始细胞。对化学进化的各个步骤，已有了不同程度的实验验证。但是，仍然存在着许多困难，对细节也有激烈的争论，有着各式各样的假说。在二十一世纪，我们有望解决这些困难，描绘出一幅能被学术界普遍接受的生命起源的图景。甚至，我们有望从最小的分子开始，通过模拟原始地球的条件，人工合成一个原始生命。

基因化的生活

人类的许多疾病，都是由于某种基因发生了突变引起的。我们已经发现了许多种与疾病有关的基因突变，对突变基因进行修复、更换的基因疗法也已进入临床实验阶段。在二十一世纪，所有与疾病有关的基因突变都将被鉴定出来，基因疗法将成为一种常规疗法。许多不治之症，特别是癌症，将能够被根治。

我们已经成功地用体细胞克隆出了绵羊、牛和小鼠，也具有了克隆人类的能力。尽管社会阻力重重，在未来的二、三十年之内，第一个克隆人还是有可能诞生。但是，体细胞克隆技术将更多地被应用于克隆人体组织和器官，为器官移植提供材料。我们将能够通过改变受精卵中的基因，使我们的下一代变得更聪明、健康、漂亮。正常的儿童甚至成年人，也将能