佛光人文社会学院科技未来第章科技预测与始料未及A

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1、佛光人文社會學院科技未來第02章科技預測與始料未及(A) 人類未來演化途徑楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#612, 6131佛光人文社會學院科技未來第03章宇宙時空(1)時間與空間(2)古典宇宙觀(3)膨脹中的宇宙(4)恆星的演化(5)太空的探險楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#612, 613第04章量子科技革命(1)量子的發現(2)量子與高科技(3)量子與能源(4)量子的啟示第07章資訊

2、科技革命(1)計算機的沿革(2)軟體創新(3)人機互動(4)通訊與電腦網路(5)資訊科技的願景第06章生化科技革命(1)基本概念(2)重要生物技術簡介(3)DNA生物技術之應用(4)生物科技之倫理第01章總論(A)自我介紹與約法三章(B) 課程介紹(C)課程內容與進度(D)人類歷年十大理論(E)人類歷年十大發現第02章科技預測與始料未及(A)人類未來演化途徑(B)未來十大災難(C)未來十大預言(D)未來人類最重要待解答 25個問題(E)始料未及2人類自誕生以來提出的十個影響最大的理論我們如何審視這個世界，是由某些確定的問題決定的，比如：宇宙是如何開始的？物質是由什麼組成的？我們的星球為什麼是今

3、天這個樣子？對於這些問題，我們都覺得很深奧，但並沒有把它們當回事。英國新科學家(New Scientist)雜誌評出了人類自誕生以來提出的十個影響最大的“理論”。1、宇宙大爆炸2、進化論3、量子力學4、萬物理論5、風險理論6、混沌理論7、相對論8、氣候變化理論9、板塊構造論10、科學3世界著名的網路科普作家泰咪姆安薩利出生和成長在阿富汗，他的父親是阿富汗人，母親是美國人。他16歲時移居美國，現居住在美國三藩市。他著有回憶錄“喀布爾西部與紐約東部”等，並已出版了38部兒童書籍。泰咪姆安薩利在其新著(Ten Great Scientific Discoveries)中總結了對人類社會發展有重大影響

4、的、 最偉大的十個科學發現。這十個最偉大的科學發現中，有不少都經歷了漫長的歷史歲月，飽含了數代科學家的心血，我們從中可以得到很多有益的啟示。1.勾股定理/畢氏定理 2.微生物的存在3.三大運動定律4.物質的結構5.血液循環6.電流7.物種進化8.基因9.熱力學四大定律10.光的波粒二元性人類最偉大的10個科學發現4人類未來將進化成什麼樣？當科學家們通過探究人類的昨天，把從猿到人的進化史拼圖歸於原貌時，新的疑問又開始了：人類的未來將會怎樣？對於大多數嚴謹的進化論學者來說，這是一個他們更希望能迴避的推測。但人類作為一個自然物種，進化的腳步不會停止，追尋演進的足跡，我們能否看到自己的未來？英國生物學

5、家道金斯(Richard Dawkins)認為提前對人類未來發展進行預測是一種輕率的行為。因為科學家甚至連人類未來一千年怎樣適應環境變化都無法準確預測，更別提上百萬年了。但有人不這麼認為。美國華盛頓大學古生物學家彼得沃特(Peter Ward)在未來進化一書中推斷，人類至少還能再存在5億年。根據過去的進化理論和目前人類發展趨勢，科學家給出了人類未來發展的5種道路。 人類會怎樣進化？未來進化描繪5種路徑5單一人：不同膚色融合到一起，眼睛比現代人大，種族特徵逐漸消失。美國杜克大學生物多樣性專家斯圖亞特皮姆指出，人類非但不再分化，反而一直在“聚合”。他說：“人類目前擁有6500種語言。如果到了下幾代

6、，很有可能只剩下600種。” 一百萬年後，高度全球化的後果可能是不同人種均被同化，不同膚色融合到一起，種族特徵逐漸消失。進化為“單一人”會實現所謂世界大同。但是，像所有單一物種一樣，單一人種也更容易受到傳染性疾病的威脅。因為基因的可變性能夠在一些病毒來襲時保護基因多樣化的物種不受大規模的傷害。 1. 單一人(Unihuman)單一人：不同膚色融合到一起，眼睛比現代人大，種族特徵逐漸消失。6如果不同人群被長期分隔在不同的地方，不同的種族就會自然產生。比如，如果全球遭受致命生化恐怖襲擊，對該生化病毒具有抵抗力的人將存活下來並在被污染的環境下繁衍具有免疫力的後代。而那些沒有免疫力但在庇護所求生的人就

7、在被隔離的區域形成自己的種族。 但是如果災難不期而至，人類還能倖存嗎？從大洪水、瘟疫、核戰爭到小行星撞擊地球，這些災難有可能一夜之間將人類文明完全摧毀，使得劫後餘生的人們走上他們自己的進化道路。在科幻電影中，人類無論遇到什麼樣的困難，最終經過艱苦卓絕的鬥爭都能活下來。正如進化理論所稱，即使人類出現種族分化，最後也會有一個種族完全取代或同化其競爭者。最有說服力的例子就是尼安德特人的滅亡。很多古生物學家認為：雖然尼安德特人在體格上比我們的祖先智人健壯得多，卻由於智力上的劣勢，最終被能製造高級武器的智人取代。倖存人：具有抗輻射能力，他們的眉毛和皮膚都能防輻射。2. 倖存人(Survivalistia

8、n)73. 新人(Numans)/基因人(Geneman)基因人：基因和藥物相結合，使其智力增強，體格更健壯。基因技術目前發展迅速，塑造“基因人”也代表著人類進化的新類型。這種基因進化要比生物進化、甚至是文化進化來得更加迅猛。生物進化用了數百萬年，那麼基因進化成一個新的人種又需要多長時間呢？答案是20年。 科學家對疾病的遺傳根源瞭解越來越多。可以想見，一旦科學家找到衰老和疾病的基因特徵，那麼我們到了百歲仍能保持最佳狀態。如果有人達到這樣的狀態，那麼他或她很可能就會尋找將這些基因傳到自己後代的方法，這最終將導致新人種的產生。目前，基因療法只能在個人身上奏效。如果想令“基因人”具有遺傳性，科學家將

9、面臨倫理道德問題。由於基因技術的不確定性，還可能帶來無法預料的後果。 84. 半機械人(Cyborgs)半機械人：人類同機械結合，最終將無所畏懼。隨著自動化技術的發展，一些專家開始擔心人工智慧可能會超過智人天生的聰明才智。 未來，技術的發展允許科學家在人類大腦內植入智慧晶片，讓我們更加聰明。但問題是，在身體中加入了智慧型機器後，人類作為一個自然物種還會存在嗎？有科學家推測，真正具有智慧的機器人很可能在2030年前誕生。當機器人進化到完全超出人類的層面時，他們的地位甚至會高於人類，成為新一代的地球主宰。 95. 太空人/天文人(Astrans)如果人類的壽命足夠長，那麼為了生存，我們只能向其他星

10、球擴張，從而形成新的人種。想到達遙遠的星球，科學家就必須建造大型太空飛船。低重力狀態下人類的四肢無需像在地球般發達，人類的毛髮也不再有用。 科學家還提出了其他幾種方案。“搜尋地球外文明”研究所的科學家塞思索斯塔克說，最終的方法是將製造人的指令、而不是把人類本身送到目的地。機器人在某個行星上建設了基地之後，利用收到的人類指令製造出新的人類。太空人：在星際旅行期間，他們的形體和頭髮會發生變化。10佛光人文社會學院科技未來第02章科技預測與始料未及(B)未來十大災難楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#

11、612, 61311科學家預言70年內可能發生的人類10大災難人類的生命財產經常受到天災人禍的威脅，究竟哪一種災難對地球最具威脅呢？10個頂尖科學家列出他們最恐懼的情況並作出評估。 121、黑洞或吞噬地球 紐約布魯克哈文實驗室7年前建造了最大的粒子加速器，將金離子以接近光速對撞而製造出高密度物質。物理學家擔憂該座加速器可造出類似黑洞的高密度物質，把實驗室甚至地球吞噬。 危險指數：10分 70年內發生的機會：幾乎沒有可能 迄今發現的最大最古老的黑洞132. 機器人接管地球？科學家預計不足半個世紀，機器人就會有近似人類的思考能力，甚至代替人類進行所有複雜的工作，甚至接管地球。 危險指數：8分 70

12、年內發生的機會：高 14動物染色體末端都有一種稱為“端粒”的保護性結構。然而科學家指端粒的長度會隨著人類進化而愈來愈短，令到染色體不穩定。當短到一定程度，人類就會受到與年紀有關的疾病打擊，如癌症、老人癡呆、心臟病、中風等。 危險指數：8分 70年內發生的機會：低 放大了約130000倍之後的X染色體3. 慢性病越來越多15理論上，核戰將摧毀人類文明，但實際上真正危機已過。 危險指數：8分 70年內發生的機會：低 4. 核戰不再爆發16科學家估計，約每5萬年便會出現超級火山爆發。地球出現一層薄薄的硫酸層，把陽光反射回去，令日光變得只有月光那樣亮，維持數年。 危險指數：7分 70年內發生的機會：很

13、高5. 超級火山爆發17在21世紀末，估計溫室氣體可能倍增，全球平均氣溫將會至少上升攝氏2度，可能完全改變各地的氣候，引致全球糧食不足。 危險指數：6分 70年內發生的機會：高 6. 全球暖化18地球受到這種撞擊的機會是每100萬年一次。隕石撞擊會帶來大量塵埃，遮擋太陽光，影響農作物生長。不過，這種影響只是短期性，人類應可以繼續生存。 危險指數：5分 70年內發生的機會：中等 7. 隕石撞地球19銀河系發生星體爆炸後，若宇宙射線包括伽瑪射線放射到地球，可導致氣溫急降，至於引致冰河時期出現。 危險指數：4分 70年內發生的機會：低 8. 銀河系星體爆炸20上個世紀曾出現4次流行感冒潮，愛滋病(A

14、IDS)及SARS也奪去無數人的寶貴生命。 危險指數：3分 70年內發生的機會：很高 9. 大規模傳染病21科學家相信，目前全球多處地方均容易受到恐怖襲擊。很多恐怖分子很容易便能製造出大量具殺傷力的生化武器。只要他們使用炭疽或天花病毒等，後果便不堪設想。 危險指數：2分 70年內發生的機會：很高 還有沒有比拉登更恐怖的“恐怖大亨”？10. 大規模恐怖活動22佛光人文社會學院科技未來第02章科技預測與始料未及(C)未來十大預言楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#612, 61323未來如何演變？2

15、005世界十大預言(1) 一、 宇宙壽命還有240億年 美國斯坦福大學天體物理學家安德雷.林德預言，宇宙目前只度過了其生命的1/3，還是個“壯小夥子”，剛過青春期，還能存在240億年左右。 二、 銀河於136億年前誕生 德國天文學家說，銀河系中一些最古老的星體已有134億多年的高齡。據此推測，銀河大約在136億年前就誕生了。三、 21世紀末人類只能住南極英國政府首席科學顧問大衛.金認為，如果人類不控制石油等燃料的使用，到2100 年，亞洲、歐洲、南美、非洲、澳洲等大陸的溫度將急劇上升，人類只能棲息在南極。 四 、25年後駕“空中飛車”兜風 美國國家航空航太局和波音等公司的科學家已經在研製可以飛

16、行的汽車。科學家預言，這種“空中飛車”要投入到千家萬戶使用，需要25年的時間。 五 、100年後女人比男人跑得快 英國研究者宣佈，150年後100米賽跑女子組的冠軍成績為8.079秒，而男子組的冠軍為8.098秒，世界上將首次出現女人跑得比男人快的盛況。這樣在2156年奧運會上，100米賽跑女子的速度將首次超過男子的速度。 24未來如何演變？2005世界十大驚人預言(2) 六、 東京、倫敦、紐約將消失 在去年全球氣候變化學術會議上，有科學家指出，氣候變暖將使海水水位上升，倫敦、紐約、東京等知名城市都將被淹沒，從地球上消失。 七、 20年內人類收到外星人資訊 美國天文學家紹斯塔克預言，在10到2

17、0年的時間裏，人類就可能捕捉到銀河系中的智慧生命發出的無線電信號，接收到外星人資訊。 八 、10年內“基因武器”研製成功 英國醫學協會去年發表報告說，基因研究在10年之內能夠獲得的成果是新型而駭人的生化武器，足以用於種族清洗。 九 、3年後20萬美元遊太空 英國著名冒險家、維珍航空老闆布蘭森宣佈，2007年，他將推出全球首創的太空旅程，預計5年便可將來3000多名遊客送上太空。 屆時漫遊太空將不再是宇航員和超級富豪的專利，任何人只需付出約20萬美元便可飛出我們生活的地球。 十、 20年後人類可獲長生不老術 有科學家認為，生物免疫藥物的廣泛使用將使人的壽命延長10年至15年，而美國著名未來學家庫

18、茲威作出了更加驚人的預言：抗衰老研究在10年內可望從老鼠身上獲得重大成果，人類可望在20年內實現自古以來就孜孜以求的長生不老的夢想。25佛光人文社會學院科技未來第02章科技預測與始料未及(D)人類25個最重要待解答之問題楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#612, 61326關於宇宙、關於地球、關於我們自身，有太多的謎題等待我們去挖掘。但哪些是最重要的未解之謎，我們距離找到答案還有多遠？2005/7/1，在紀念美國科學(Science)雜誌創刊125周年之際，科學家們總結出了125個迄今我們還不

19、能很好回答的問題，重中之重有25個。重中之重有25個問題27一個脫口而出的答案是：由那些亮晶晶的星星組成的。但在最近幾十年中，科學家越來越發現這個答案是不正確的。天文學家認為，組成恒星、行星、星系當然還有我們的物質，或者叫普通物質，只占宇宙總質量的不到5。他們估計，另外25，可能是由尚未發現的粒子組成的暗物質。剩下的70呢？天文學家認為那可能是暗能量讓宇宙加速膨脹的力量。暗物質和暗能量的本質是什麼？科學家正在用加速器和望遠鏡尋找這些問題的答案，如果找到了，其意義肯定是宇宙級的。1、宇宙是由什麼組成的？2845年前，天文學家弗克德雷克首次啟動了探尋地外文明的奧茲瑪計畫用巨大的天線（射電望遠鏡）接

20、受外星文明發射的信號。45年過去了，天文學家的努力仍然在繼續著。然而，即使是迄今為止規模最大的“鳳凰”計畫，也還沒有找到任何來自外星文明的無線電信號。2、我們在宇宙中是唯一的嗎？2940多年以前，一場地球科學的革命發生了。板塊構造學說更新了關於地球自身的知識。但是關於地球內部構造的問題，仍然沿襲著革命之前的知識。科學家在這40年中所做的，就是把這個雞蛋模型分為地殼、地幔和地核進一步細化。借助于越來越先進的地震波成像技術，科學家正在研究地球這個龐大機器的運作過程。但是要掀起另一場科學革命，可能還需要半個世紀。3、地球內部如何運作？30儘管大氣的二氧化碳(CO2)濃度肯定會在這個世紀繼續增加，儘管

21、這種增加肯定會帶來全球變暖，但是變暖的程度仍然不太確定。科學家一般認為，這個世紀二氧化碳濃度的加倍會帶來1.54.5的升溫。但是這不夠精確。科學家正在發展新的數學模型，試圖讓數位更令人信服。4、地球溫室將變得多熱？31蘋果落向地面、一道閃電劃過長空、核電站反應堆裏的鈾原子衰變同時放出能量，超級加速器擊碎質子：這幾種現象代表著自然界中四種基本力的作用，也就是引力、電磁力、弱力和強力。宇宙間所有的物理現象都可以用這四種基本力進行解釋。但是科學家並不滿足。有沒有可能把這四種力統一成為一種？上個世紀60年代，物理學家發現弱力和電磁力是可以統一起來的，它們是一種事物的不同側面，統稱電弱力。但是其餘兩種力

22、是否可以和它統一起來？5、物理學定律可以被統一起來嗎？32量子理論已經誕生了100年有餘，它產生了令人信服的應用成果，但是它也帶來了反直覺：量子力學的不確定原理指出我們無法同時精確地獲得一個物體的動量和位置。而非定域性讓兩個處於量子糾纏態的粒子的糾纏態同時崩潰，而不管它們相距多遠。愛因斯坦就說過，儘管量子力學給他留下了非常深刻的印象，但是“一個內心的聲音告訴我，它還不是真實的東西。 6、在量子不確定性和非定域性之下，還有更深層次的原理嗎？33在某種意義上，化學家是最喜歡發明的一群人，因為他們總是不斷製造出新型的分子。儘管今天的化學家已經能製造出很複雜的化學結構，他們能讓這項工作變得既簡單又複雜

23、嗎？也就是說，讓“原料”原子自己“裝配”成複雜的結構，就像生命所表現出來的那種自我裝配的特性。已經有一些化學自我裝配的實例，例如製造類似細胞膜的雙層膜結構。但是更高級的自我裝配，例如自下而上地製造積體電路，仍然是一個夢想。7、我們能把化學自我裝配推進多遠？348、傳統計算的極限是什麼？有些事看上去很簡單但是解決起來很複雜，例如一個推銷員要走遍相互連接的幾個城市，那麼怎樣走才能實現總路程最近？城市數量的增加會讓最強大的電子電腦也感到畏懼。上個世紀40年代，資訊理論之父香農提出了資訊（以比特方式存在）儲存和傳遞所遵循的物理規律。任何傳統的電腦都不能超越這個規律。那麼，在工程上，最終我們能造出多麼強

24、大的電腦？不過，非傳統的電腦可能並不受到這些限制，例如近年來興起的量子電腦。3517世紀的法國哲學家有一句名言：“我思故我在”。可以看出，意識在很長時間裏都是哲學討論的話題。現代科學認為，意識是從大腦中數以億計的神經元的協作中湧現出來的。但是這仍然太籠統了，具體來說，神經元是如何產生意識的？近年來，科學家已經找到了一些可以對這個最主觀和最個人的事物進行客觀研究的方法和工具，並且借助大腦損傷的病人，科學家得以一窺意識的奧秘。除了要弄清意識的具體運作方式，科學家還想知道一個更深層次問題的答案：它為什麼存在，它是如何起源的？9、意識的生物學基礎是什麼？36有一些生物擁有非凡的修復本領：被切斷的蚯蚓可

25、以重新長出一半身體，而蠑螈可以重建受損的四肢相比而言，人類的再生本領似乎就差了一點。沒有人可以重新長出手指，骨頭的使用也是從一而終。稍可令人安慰的是肝臟。被部分切除的肝臟可以恢復到原來的狀態。科學家發現，那些可以讓器官再生的動物，在必要的時候重新啟動了胚胎發育時期的遺傳程式，從而長出了新的器官。那麼人類是否可以利用類似的手法，在人工控制下自我更換零部件呢？10、什麼控制著器官再生？37在上個世紀中期，生物學家把青蛙的體細胞核放入青蛙的去核卵細胞裏，結果製造出了克隆蝌蚪。最近幾年，關於人類胚胎幹細胞的研究正在熱火朝天地進行把人的體細胞核放入卵細胞中，科學家期待著製造出各種各樣的人類體細胞，例如神

26、經細胞、成骨細胞、心肌細胞等等。儘管科學家已經取得了一些成功，他們仍然對於這種體細胞核移植技術能夠成功的原因知之甚少。的確，去核的卵細胞在這個過程中扮演著至關重要的角色可是具體機制是什麼？11、一個皮膚細胞如何能變成神經細胞？38在某種意義上，植物似乎比動物有更大的靈活性。植物的體細胞不需要繁瑣的體細胞核移植技術，就能重新變成植物胚胎細胞。科學家很早就已經開始利用植物的這種性質。用一小塊植物組織，在實驗室裏就能培養出可以供一片森林使用的幼苗。但是為什麼植物細胞有這樣的靈活性？科學家已經發現了一些線索，例如植物的生長素在這個過程中起到的作用。12、一個體細胞是如何變成整株植物的？39科學家已經發

27、現了34億年前的微生物的化石，在更古老的岩石上也能找到生物光合作用的痕跡。那麼蛋白質和DNA生命的兩大支柱哪一個先出現在地球上？或者一起出現？科學家認為，更可能的情況是，RNA比前兩者更早出現。另一個問題是，生命在什麼樣的環境下起源？一種假說認為，生命最早起源於海底的熱水中。如今，科學家一方面在實驗室裏探尋從簡單有機物到可以自我複製的有機物的發展過程，另一方面，研究彗星和火星，也將為這個問題帶來重要的啟示。13、生命是如何以及在哪里起源的？40這是一個充滿生命的行星，但是並非每一個角落的生命都同樣繁榮。一些地區居住的物種的數量超過其他地區。熱帶比寒帶擁有更高的物種多樣性。為什麼會出現這種情況？

28、僅僅是因為熱帶比寒帶更熱？科學家認為，生物和環境之間的相互作用對多樣性起著關鍵的作用。當然，還有其他一些改變多樣性的力量，例如捕食和被捕食的關係。但是，科學家首先面臨的問題是如何獲取關於全球物種多樣性的基礎資料到底有多少種生物在那兒。14、什麼決定了物種多樣性？4115、合作的行為如何進化？你很容易在社會性動物身上看到利他的行為。例如蜜蜂把食物的資訊傳遞給其他蜜蜂。人類和其他靈長類動物社會也充滿了合作的行為。進化論的創立者達爾文對合作現象提出過一些解釋，例如親屬之間的相互幫助，實際上會促進整個家族繁殖的可能性。如今，科學家正在尋找合作行為的遺傳基礎。而博弈論一種關於競爭、合作和遊戲規則的數學理

29、論，也能夠幫助科學家理解合作行為如何運作。達爾文觀察到了合作的現象並做出了解釋，今天的科學家希望能夠讓這個解釋更加深入，並且希望能夠回答它是如何產生的。42生命是如此的複雜，以至於幾乎每一位元生物學家都只能在一個很小的領域進行探索。儘管在每一個領域都產生了大量的描述性的資料。但是科學家能夠從這些海量的資料中得出一個整體的概念，例如生物是如何運作的？系統生物學這門正在形成的學科為回答這些問題提供了一些希望。它試圖把生物學的各個分支聯繫起來，利用數學、工程和電腦科學的方法讓生物學更加量化。不過，現在還沒有人知道這些方法是否能夠最終讓科學家理解生物運作的整體圖景。16、如何從大量的生物學資料中得到全

30、景？432003年，當人類基因組計畫接近完成的時候，生物學家在歡呼這一成就的同時，驚奇地發現人類的基因數量比原先估計的少，是的，人只有大約2.5萬個，而原來認為應該有10萬個。相比之下，一種非常簡單的生物線蟲也有2萬個基因。擬南芥植物的基因數量比人類稍多，而水稻的基因數量則是人類的一倍。科學家認為，基因組運作的方式應該比以前認為的更加靈活和複雜，他們正在探尋這些少用基因多辦事的分子機制。17、為什麼人類的基因這麼少？44很早以前科學家就發現有些人對於某些藥物的反應和其他病人不同。例如，某種麻醉用肌肉鬆弛劑會導致特定的人無法呼吸，最終，科學家發現這種現象的原因在於他們擁有特定的基因。這也就帶來了

31、一個問題：研究不同的人之間的遺傳差異是否可以促進醫學發展出更高級的治療手段，也就是說，根據個人的DNA進行“量體裁藥”？科學家已經辨認出了一批與藥物相互作用的基因。但是要真正實現“量體裁藥”，恐怕還為時尚早。18、遺傳差異和個體健康在多大程度上是相關聯的？45儘管百歲老人仍然少見，人類的平均壽命（尤其是在發達國家）在過去的幾十年中一直在延長。但是這種趨勢能保持多久？科學家通過對實驗動物的研究，發現包括限制熱量攝入在內的一些方法可以顯著地延長它們的壽命。但是這些方法是否可以成功地應用到人類的身上，以及能延長多少壽命呢？一些科學家認為，至少人類活到100歲可以成為家常便飯。不過，即使是這樣，長壽也

32、會帶來其他的麻煩，比如社會保險。19、人類壽命可以延長多少？46隨著基因測序技術的改進，越來越多物種的基因組全序列進入了科學家的資料庫中，包括我們自己和數種靈長類親戚，比如黑猩猩。我們很容易分辨出人和黑猩猩，然而在分子水平上，這種分辨卻不那麼容易。我們和黑猩猩的DNA差異大約是1.2。這是一個很小的數字，但是從絕對數量上來看，這種差異意味著3千多萬個堿基對的不同。到底是這3千多萬個差異中的哪些，讓我們在與黑猩猩“分家”之後，變得如此獨特？科學家正在尋找那些讓我們有別於其他靈長類物種的遺傳差異，當然，還有文化、語言和技術等等超越基因的因素。20、什麼遺傳差異導致我們成為獨特的人類？47美好的記憶

33、、悲傷的記憶，關於解方程技巧的記憶，英語單詞的記憶，毫無疑問它們都儲存在我們的大腦中。但是它們具體在什麼部位？上個世紀50年代，科學家發現大腦中的“海馬區”在存儲資訊的過程中扮演著至關重要的角色如果切除掉海馬區，那麼以前的記憶就會一同消失。但是海馬區的神經細胞如何把資訊固定下來？科學家發現一些分子參與到了記憶的形成。此外，神經細胞突觸地形成也與記憶相關聯。但是，科學家目前對於記憶的運作機制的瞭解還不夠而這一機制對於理解我們自身是非常重要的。21、記憶是如何存取的？48在今天，器官移植已經成為了一種不那麼罕見的手術，但是醫生和病人面對的一個大麻煩在一定程度上仍然存在：免疫排斥反應。病人的免疫系統

34、有可能把移植的器官當作“非我族類”進行攻擊，讓手術功虧一簣。為了防止這種情況發生，醫生要仔細挑選供體器官，而有的病人需要終身服用免疫抑制類藥物這顯然不是個好主意。科學家已經找到了幾種可能的方法，既讓免疫系統正常工作，又不會排斥移植的器官的方法，但是要實現臨床的應用，還需要很長的時間。22、我們可以選擇性地關閉一些免疫應答嗎？49每年，僅僅美國國立衛生院(NIH)就投入5億美元用於愛滋病疫苗的研發工作。但是迄今為止還沒有一種疫苗表現出實用性。懷疑者認為愛滋病疫苗永遠都不會成功，因為人類免疫缺陷病毒（HIV）變化多端。而支持者認為，在猿免疫缺陷病毒上，疫苗可以產生效果，因此HIV的疫苗也可能成功。

35、23、是否存在行之有效的愛滋病疫苗？50沒有人否認石油最終會用光。而且，石油產量可能不久就要開始下降。即便不考慮這些因素，全球變暖的危險也促使人類儘快找到替代石油的能源太陽能？風能？核能？每一種似乎都很有潛力，但是它們都還不太成熟24、什麼能替代廉價的石油以及什麼時候？511798年，馬爾薩斯發表了他著名的人口論一書，他提出人口增長總是跟不上食品供應的增長，而只有災難才能阻止增長。200年過去了，地球總人口增長到了60億（是馬爾薩斯時代的6倍），），但是馬爾薩斯所預言的大災難並沒有發生。科學技術在很大程度上阻止了這種災難。但是人類仍然面臨著一個問題，如何保證大災難不會在未來發生？25、馬爾薩斯

36、仍然錯了嗎？52佛光人文社會學院科技未來第02章科技預測與始料未及(D)改變歷史的書楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#612, 61353改變歷史的書(Dr. Robert B. Downs；圖書館學家 )社會與人文1.馬基維利：君王論(1532)-政治學之父與惡魔2.潘恩：常識(1766)-憤怒的吼聲3.亞當史密：國富論(1776)-自由企業的守護神4.馬爾薩斯：人口論(1789)-食之者眾，生之者寡5.梭羅：不服從論(1849)-個人與國家之間6.史佗夫人：黑奴鑰天錄(1852)-小說的道

37、德使命7.馬克斯：資本論(1867)-病態的預言家8.馬漢： 海權論(1890)-一隻筆勝過聯合艦隊9.麥金德：地緣政治學(1904)-心臟地帶與世界島10.希特勒： 我的奮鬥(1925-1927)-狂人的狂言54改變歷史的書(Dr. Robert B. Downs；圖書館學家 )自然科學11.哥白尼：天體運行論(1543)-隻手推開宇宙之窗12.哈維： 血液循環論(1628)-窮究心與血的奧密13.牛頓：數學原理(1729)-世界體系的創建者14.達爾文：物種原始論(1859)-天地悠悠，適者生存15.佛洛伊德： 夢之解析(1900)-性、愛、夢與人生16.愛因斯坦： 相對論(1916)-原

38、子時代的教父55希特勒： 我的奮鬥(1925-1927)我的奮鬥是納粹德國的政治聖經，自1933年直到二次大戰結束為止，在第三帝國內部以及歐非戰場上所毀滅的生靈，推本朔源，都因此書而起。我的奮鬥是二十世紀中最有影響力的一本書為了這本書中的 每一個字，有125人喪生； 每一頁有4700人喪； 每一章，死亡人數在120萬以上。56佛光人文社會學院自然科學史(History of Natural Science)第02章科技預測與始料未及(E) 科學史上4個著名的夢楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.edu.twTel: 02-27821258#

39、612, 613FTP: http:/biodiv.sinica.edu.tw/cmyang.htm57科學史上第1個個著名的夢-苯C6H6的結構苯在1825年由英國科學家法拉第(Michael Faraday,1791-1867)首先發現。此後幾十年間，人們一直不知道它的結構。所有的證據都表明苯分子非常對稱，大家實在難以想像6個碳原子和6個氫原子怎麼能夠完全對稱地排列、形成穩定的分子。1864年冬的某一天，德國化學家凱庫勒坐在壁爐前打了個瞌睡，原子和分子們開始在幻覺中跳舞，一條碳原子鏈像蛇一樣咬住自己的尾巴，在他眼前旋轉。猛然驚醒之後，凱庫勒明白了苯分子是一個環，就是現在充滿了我們的有機化學

40、教科書的那個六角形的圈圈。蛇形苯環圖蛇形苯環圖58科學史上第2個個著名的夢-神經衝動的化學傳遞1921年復活節星期天之前的夜晚，奧地利生物學家洛伊從夢中醒來，抓過一張紙迷迷糊糊地寫了些東西，倒下去又睡著了。早上6點鐘，他突然想到，自己昨夜記下了一些極其重要的東西，趕緊把那張紙拿來看，卻怎麼也看不明白自己寫的是些什麼鬼畫符。幸運的是，第二天淩晨3點，逃走的新思想又回來了，它是一個實驗的設計方法，可以用來驗證洛伊17年前提出的某個假說是否正確。洛伊趕緊起床，跑到實驗室，殺掉了兩隻青蛙，取出蛙心泡在生理鹽水裏，其中一號帶著迷走神經，二號不帶。用電極刺激一號心臟的迷走神經使心臟跳動變慢，幾分鐘後把泡著

41、它的鹽水移到二號心臟所在的容器裏，結果二號心臟的跳動也放慢了。這個實驗表明，神經並不直接作用於肌肉，而是通過釋放化學物質來起作用，一號心臟的迷走神經受刺激時產生了某些物質，它們溶解在鹽水裏，對二號心臟產生了作用。神經衝動的化學傳遞就這樣被發現了，它開啟了一個全新的研究領域，並使洛伊獲得1936年諾貝爾生理學和醫學獎。 591921年，生物學家奧圖羅威(Otto Loewi)發現了第一個神經傳導物質。在他的實驗中 (事實上，整個實驗是出於他的夢境)，他將兩個青蛙心臟分別置於兩個互相連通的盒子裏，編號一號的心臟與其上的迷走神經均浸泡在生理食鹽水中，當他電刺激此迷走神經，編號一號的心臟心跳速率減緩，

42、稍後，他發現編號二號的心臟，其心跳速率亦見減慢，根據這項實驗結果，羅威假設電刺激編號一號心臟的迷走神經，會刺激該神經釋出化學物質，因而流入置放編號二號心臟的盒子中。他將該化學物質命名為 Vagusstoff，也就是現今稱之為乙醯膽鹼(Acetylcholine)的神經傳導物質。神經傳導物質的發現60還有一個重要的夢發生在1869年2月，它關係到化學王國的憲法-元素週期律。當時已經發現了63種元素，科學家無可避免地要想到，自然界是否存在某種規律，使元素能夠有序地分門別類、各得其所？35歲的化學教授門捷列夫苦苦思索著這個問題，在疲倦中進入了夢鄉。在夢裏他看到一張表，元素們紛紛落在合適的格子裏。醒來

43、後他立刻記下了這個表的設計理念：元素的性質隨原子序數的遞增，呈現有規律的變化。門捷列夫在他的表裏為未知元素留下了空位，後來，很快就有新元素來填充，各種性質與他的預言驚人地吻合。科學史上第3個個著名的夢-元素週期表的發現61元素週期表62科學史上第4個個著名的夢-元素週期表的發現還有人在夢中思考做出發明。在工業化的服裝生產出現之前，人們概念裏的縫紉針都是一樣的：穿線的洞開在與針尖相反的一頭，因此針穿過布料的時候，線最後才穿過。對手工縫紉來說這沒什麼問題，但工業化的縫紉機需要讓線先穿過布料。當時的發明家們採用了雙頭針或多針的方法，但都效率不高。1840年代，美國人埃利亞斯豪在不能解決這個問題的困惱

44、中入睡，夢見一幫野蠻人要砍掉他的頭或煮他來吃。關於這個細節有不同的說法，總之是處境大大的不妙，豪拼命地想爬出鍋或躲過砍刀，但被生番們用長矛恐嚇著，在這時他看到長矛的尖頭上開著孔。這個夢使他決定放棄手工縫紉的原理，設計了針孔開在針頭一端的曲針，配合使用飛梭來鎖線。1845年他的第一台模型問世，每分鐘能縫250針，比好幾個熟練工人還快，真正實用的工業縫紉原理終於出現了。任何科學發現都不是絕對的偶然，只有經常認真思考的人才會抓住一絲靈感。 63佛光人文社會學院科技未來第02章科技預測與始料未及(F)始料未及楊棋明 博士中央研究院生物多樣性研究中心Email: cmyanggate.sinica.ed

45、u.twTel: 02-27821258#612, 61364人類歷史始料未及(surprise)之事何其多 三國赤壁之戰，擁百萬雄師的曹操被不足十萬兵馬的孫劉 聯兵所大敗，始料未及。 華容道上諸葛亮利用關羽的人性縱放曹操脫險北歸，造成 爾後三國鼎立，始料未及。 第一次波灣戰爭伊拉克慘敗，美國未乘勢追擊活捉胡珊， 始料未及。 94年辜振甫是否於30多年前外遇生女，經DNA鑑定事件，當事人始料未及。 最進報載(95.2.)母親反對次子女友遺腹子認祖歸宗，經女方 控告進行DNA鑑定，發現長子與次子不同父親。 該母親 始料未及。 65科技發展始料未及之事何其多 工業革命與爾後的科技發展，帶來多面向煩

46、擾人類的問題，始料未及。 周密設計的核電廠忽然爆炸(1979美國三哩島核電廠及1986年蘇聯車諾比核電場廠)，始料未及。 人類雖然不斷往前，不斷解決舊問題，又 不斷產生新問題，許多新問題產生時都是始料未及。66敬請指教67改變歷史的書(Dr. Robert B. Downs；圖書館學家 )社會與人文1.馬基維利：君王論(1532)2.潘恩：常識(1766)3.亞當史密：國富論(1776)4.馬爾薩斯：人口論(1789)5.梭羅：不服從論(1849)6.史佗夫人：黑奴鑰天錄(1852)7.馬克斯：資本論(1867)8.馬漢： 海權論(1890)9.麥金德：地緣政治學(1904)10.希特勒： 我的奮鬥(1925-1927)自然科學11.哥白尼：天體運行論(1543)12.哈維： 血液循環論(1628)13.牛頓：數學原理(1729)14.達爾文：物種原始論(1859)15.佛洛伊德： 夢之解析(1900)16.愛因斯坦： 相對論(1916)68