生物革命
到2015年,生物技術將開始改變生物本身。疾病、營養(yǎng)不良、食物生產(chǎn)、污染、人的壽命、生活質量、犯罪和安全等問題,將被極大地關注、處理、改善和爭論。隨著生態(tài)系統(tǒng)的變化,有些進步可能被認為是人工改良動植物的結果。
以下是最具有重大意義的一些問題:
1.提高人的壽命和生活質量。2015年,隨著人類生活質量的巨大改善,人的壽命將進一步增加。更好的疾病控制、定向藥物、基因治療、延緩衰老、增強記憶的藥物、修復技術、仿生移植、動物器官移植以及其他許多進展,會繼續(xù)提高人的壽命和生活質量。某些進展甚至會使人類素質超過目前的水平(例如通過人造傳感器)。
2.優(yōu)生學和克隆。到2015年,人們也許有能力利用基因工程技術來“改進”人類的品種和克隆人。在整個人類歷史上,這些發(fā)展將是最有爭議的。尚不清楚到2015年這方面是否會開始廣泛的努力。然而,人們將至少可能看到一些有限的嘗試,例如基因治療遺傳性疾病,通過優(yōu)勝劣汰的實驗進行克隆。爭論將會很激烈。
這就是說,如果沒有爭論和尚未預見到的改變,就不會有生物革命。在轉基因食物、克隆和基因測繪等方面,已經(jīng)出現(xiàn)倫理、道德、宗教、隱私和環(huán)境問題的大辯論和抗議。今后15年,隨著用生物技術控制人口,這些爭論還將繼續(xù)下去。但是,這場生物革命不會中斷,而只是修改進程。
生物革命極大地依賴于各種技術的發(fā)展趨勢,不只是生物科學和技術,而且還包括微電機系統(tǒng)、材料、成像、傳感器和信息技術。技術發(fā)展和快速突破使預測變得困難,但是基因測繪、克隆、基因修改、生物醫(yī)學工程、疾病治療和藥物開發(fā)的進步正在加速。
生物技術
不管可能性如何,人們將繼續(xù)討論這些問題:
1.優(yōu)生學。
2.人類克隆,包括道德、失誤、導致醫(yī)學問題、基因所有權和人類雜交。
3.基因專利,基因排序所有權及知識產(chǎn)權保護。
4.基因修改生物的安全性和道德規(guī)范。
5.干細胞用于細胞工程。
6.動物器官移植,及由此帶來的對動物權利的保護和物種之間疾病傳染的風險。
7.基因測序結果的,隱私(例如全國范圍內警察局的DNA資料數(shù)據(jù)庫,基于基因預測遺傳性疾病造成拒絕聘用或者保險)。
8.源于基因改良品種帶來的環(huán)境破壞的危險。
9.生物武器危險的增加。
在發(fā)達國家,生物醫(yī)學的進步以及健康方面的其他改進,將繼續(xù)增加人類的壽命。與此同時,將加速人口老齡化、增加退休人員的財政支出和個人醫(yī)療保險成本等問題。
材料、裝置和制造業(yè)的革命
材料技術將使產(chǎn)品、元件和系統(tǒng)變得更小,更智能化、多功能、環(huán)境兼容、更加和諧和專業(yè)化。這些產(chǎn)品將不僅有益于信息革命和生物革命,而且對制造業(yè)、后勤保障和個人生活方式都有好處。
1.智能材料
具有敏感和激勵能力的某些材料,將日益被用于不同的環(huán)境條件。可以預見的用途包括:
、龠m應天氣變化的衣服,信息系統(tǒng)的各種界面,生命跡象的監(jiān)視器,藥物釋放,傷口保護;
、谌松碜R別和安全系統(tǒng);
③隨天氣變化自動調節(jié)環(huán)境條件的建筑物和運輸工具。
增加材料的功率、感應和激勵特性,或者基于生物模型,使新的更精密的機器人和遙控運輸工具成為可能。
2.敏捷制造
快速樣品生產(chǎn)和嵌入式傳感器,為加快開發(fā)復雜元件和系統(tǒng)提供了一種手段。到2015年,加上柔性制造方法和設備,使得向敏捷制造系統(tǒng)的轉移成為可能,元件更加容易實現(xiàn)專業(yè)化,制造更加全球化,進而推動全球企業(yè)的發(fā)展。
3.納米半導體
半導體硬件呈指數(shù)級實現(xiàn)更小、更快速和更廉價,是信息技術進步的基礎。到2015年,將實現(xiàn)20― 25微米的規(guī)模,從而大大降低計算成本,使在消費產(chǎn)品、器具和環(huán)境中普遍設置嵌入式傳感器和計算系統(tǒng)成為可能。
到2015年,納米材料(如“量子半導體”)能夠開始對化學標識實現(xiàn)變革,使藥物發(fā)現(xiàn)、血液化驗、基因測定和其他生物應用的快速實現(xiàn)成為可能。
4.集成微系統(tǒng)
今后5―10年,化學的、流體的、光學的、機械的和生物的元件將同計算邏輯一起,集成在一個芯片中。計量和測試技術設備是近期最有前景的應用領域。到2015年,依靠這些進步,生物技術的研究和生產(chǎn)、化學合成、傳感器都很可能被大大改進。即使是由微觀元件集成的整系統(tǒng)(例如衛(wèi)星和實驗室自動加工設備),其成本也只有目前大系統(tǒng)成本的一小部分,這將大大改進各種軍民兩用設備中的信息傳感和加工過程。此外也許還會開發(fā)出一些目前受約束的加工能力(例如核同位素分離)。
到2015年,生物技術將開始改變生物本身。疾病、營養(yǎng)不良、食物生產(chǎn)、污染、人的壽命、生活質量、犯罪和安全等問題,將被極大地關注、處理、改善和爭論。隨著生態(tài)系統(tǒng)的變化,有些進步可能被認為是人工改良動植物的結果。
以下是最具有重大意義的一些問題:
1.提高人的壽命和生活質量。2015年,隨著人類生活質量的巨大改善,人的壽命將進一步增加。更好的疾病控制、定向藥物、基因治療、延緩衰老、增強記憶的藥物、修復技術、仿生移植、動物器官移植以及其他許多進展,會繼續(xù)提高人的壽命和生活質量。某些進展甚至會使人類素質超過目前的水平(例如通過人造傳感器)。
2.優(yōu)生學和克隆。到2015年,人們也許有能力利用基因工程技術來“改進”人類的品種和克隆人。在整個人類歷史上,這些發(fā)展將是最有爭議的。尚不清楚到2015年這方面是否會開始廣泛的努力。然而,人們將至少可能看到一些有限的嘗試,例如基因治療遺傳性疾病,通過優(yōu)勝劣汰的實驗進行克隆。爭論將會很激烈。
這就是說,如果沒有爭論和尚未預見到的改變,就不會有生物革命。在轉基因食物、克隆和基因測繪等方面,已經(jīng)出現(xiàn)倫理、道德、宗教、隱私和環(huán)境問題的大辯論和抗議。今后15年,隨著用生物技術控制人口,這些爭論還將繼續(xù)下去。但是,這場生物革命不會中斷,而只是修改進程。
生物革命極大地依賴于各種技術的發(fā)展趨勢,不只是生物科學和技術,而且還包括微電機系統(tǒng)、材料、成像、傳感器和信息技術。技術發(fā)展和快速突破使預測變得困難,但是基因測繪、克隆、基因修改、生物醫(yī)學工程、疾病治療和藥物開發(fā)的進步正在加速。
生物技術
不管可能性如何,人們將繼續(xù)討論這些問題:
1.優(yōu)生學。
2.人類克隆,包括道德、失誤、導致醫(yī)學問題、基因所有權和人類雜交。
3.基因專利,基因排序所有權及知識產(chǎn)權保護。
4.基因修改生物的安全性和道德規(guī)范。
5.干細胞用于細胞工程。
6.動物器官移植,及由此帶來的對動物權利的保護和物種之間疾病傳染的風險。
7.基因測序結果的,隱私(例如全國范圍內警察局的DNA資料數(shù)據(jù)庫,基于基因預測遺傳性疾病造成拒絕聘用或者保險)。
8.源于基因改良品種帶來的環(huán)境破壞的危險。
9.生物武器危險的增加。
在發(fā)達國家,生物醫(yī)學的進步以及健康方面的其他改進,將繼續(xù)增加人類的壽命。與此同時,將加速人口老齡化、增加退休人員的財政支出和個人醫(yī)療保險成本等問題。
材料、裝置和制造業(yè)的革命
材料技術將使產(chǎn)品、元件和系統(tǒng)變得更小,更智能化、多功能、環(huán)境兼容、更加和諧和專業(yè)化。這些產(chǎn)品將不僅有益于信息革命和生物革命,而且對制造業(yè)、后勤保障和個人生活方式都有好處。
1.智能材料
具有敏感和激勵能力的某些材料,將日益被用于不同的環(huán)境條件。可以預見的用途包括:
、龠m應天氣變化的衣服,信息系統(tǒng)的各種界面,生命跡象的監(jiān)視器,藥物釋放,傷口保護;
、谌松碜R別和安全系統(tǒng);
③隨天氣變化自動調節(jié)環(huán)境條件的建筑物和運輸工具。
增加材料的功率、感應和激勵特性,或者基于生物模型,使新的更精密的機器人和遙控運輸工具成為可能。
2.敏捷制造
快速樣品生產(chǎn)和嵌入式傳感器,為加快開發(fā)復雜元件和系統(tǒng)提供了一種手段。到2015年,加上柔性制造方法和設備,使得向敏捷制造系統(tǒng)的轉移成為可能,元件更加容易實現(xiàn)專業(yè)化,制造更加全球化,進而推動全球企業(yè)的發(fā)展。
3.納米半導體
半導體硬件呈指數(shù)級實現(xiàn)更小、更快速和更廉價,是信息技術進步的基礎。到2015年,將實現(xiàn)20― 25微米的規(guī)模,從而大大降低計算成本,使在消費產(chǎn)品、器具和環(huán)境中普遍設置嵌入式傳感器和計算系統(tǒng)成為可能。
到2015年,納米材料(如“量子半導體”)能夠開始對化學標識實現(xiàn)變革,使藥物發(fā)現(xiàn)、血液化驗、基因測定和其他生物應用的快速實現(xiàn)成為可能。
4.集成微系統(tǒng)
今后5―10年,化學的、流體的、光學的、機械的和生物的元件將同計算邏輯一起,集成在一個芯片中。計量和測試技術設備是近期最有前景的應用領域。到2015年,依靠這些進步,生物技術的研究和生產(chǎn)、化學合成、傳感器都很可能被大大改進。即使是由微觀元件集成的整系統(tǒng)(例如衛(wèi)星和實驗室自動加工設備),其成本也只有目前大系統(tǒng)成本的一小部分,這將大大改進各種軍民兩用設備中的信息傳感和加工過程。此外也許還會開發(fā)出一些目前受約束的加工能力(例如核同位素分離)。