美国发展会聚技术的目标及其战略影响(3)

        ·技术和治疗的结合将改善众多身体和精神残疾状况，将消除掉已经困扰了几百万人的一些残疾。

        ·安装了轻量和信息丰富的战争系统、指挥无人战车、适应性智能材料、不可摧毁的数据网络、高级情报收集系统，以及采取了防止生物、化学、辐射和核进攻的有效措施，大大加强了国家安全。

        ·在世界的任何地方，个体将迅速获取所需要的信息，无论是实用还是科学信息，得到的信息经剪裁适合个体有效使用。

        ·有了大量新工具和深入了解人类创造力源头，工程师、艺术家、建筑师和设计师大大扩展创造力。

        ·控制人类、动物和农作物基因的能力将使人类大大受益，在这个过程中达成伦理、法律和道德问题的共识。

        ·通过高效发射工具、机器人构造太空基地、赢利性开发月球、火星或接近地球的小行星上资源，人类最终实现开发外空的巨大希望。

        ·新的组织结构和管理原则以快速和可靠的所需信息交流为基础，将大大增加商务、教育和政府中管理人员的效率。

        ·普通人和决策者大大提高其掌握身体的认知能力、社会能力和生物能力的感知能力，更好地做出调整，提高创造力和决断力。

        ·未来的工厂将围绕会聚技术组织，增加“智能环境”的人机能力，实现规模生产和定制设计的最大利益。

        ·通过低价智能传感器网络，不间断地监测植物、动物和农产品的需求条件，农业和食品工业将大大增加产量，减少腐败变质造成的浪费。

        ·有了实时信息系统、高效车辆设计、利用最优性能的纳米级制造合成材料和机器，运输将变得安全、价廉和快捷。

        ·引进其他学科开创的研究方法，科学家的工作发生根本性变化，如遗传学研究采用自然语言处理的原理，文化研究采用遗传学原理。

        ·正规教育由于采用统一和多元化的课程而得以转型，这些课程以综合和分级层次的知识范式为基础，便于了解从纳米级到宇宙级的自然世界的构架。

        基础科学研究领域首先进行统一科学和会聚技术

        虽然最近NBIC四个领域发展很快，但许多领域不会自动快速进步。科学和工程遇到障碍，在前进道路上还会可能出现障碍。一些其他领域，进步来之不易，任何能加速发现的事物特别有价值。例如，认知神经科学最近大步前进，用计算机辅助技术的功能磁共振成像(fMRI)解开了人脑的秘密。然而，现在的方法已经最大限度用了对人类安全的磁场能量。脑中能被这项技术常规成像的最小结构大约为立方毫米，但是这点体积能容纳成千上万个神经元，所以科学家真正看不到太多靠近细胞层的最重要结构。进一步解决这个问题需要新方法，无论是采用新颖计算机技术从fMRI抽取更多信息，还是采用完全不同方法研究脑的结构和功能，或许通过生物学和纳米技术的结合。

        所以，为了获得科学进步的最大利益，目标就是科学和工程的基本转型。虽然潜在中期利益自然是强调应用，但大部分的统一应该在基础科学层面上发生。从实证研究、理论分析到计算机建模，人们不得不制定包罗万象的科学原则，统一学科，使科学家了解复杂现象。过去科学没有融合的一个理由是主观物质太复杂，对人类知识构成挑战。人们必须寻找出方法，对科学发现进行重新排列和联系起来，使不同学科科学家能明白这些科学发现并利用在各自的工作中。因而对支持每一领域的基础科学研究很有必要，成为通向其他领域的基础，也很有必要支持这些学科交汇处的基础研究。

        工程中的基础研究很关键，这也包括计算机工程。工程师今后必须要承担过去传统的新任务。在会聚技术的最重要领域，工程方法中传统的工具的使用有一定限度，所以必须要创造出新工具。在纳米技术领域，这已经开始，但需要大量开发出工程解决方案，解决生物学、信息和人类心智研究中的问题。

        确定一些基础科研领域非常必要，他们将对未来20年提升人类能力的会聚技术产生深远影响。下面四个基础研究领域中任一NBIC领域的进步都很重要，并促进其他领域的发展：

        ·用于制造、建筑、运输、医药、新兴技术和科学研究的整个全新的材料、器件和系统。很明显，这里纳米技术是占主导地位，但信息技术在研究和设计材料结构和性能、以及设计复杂分子结构和微观结构中发挥至关重要作用。有人指出，未来的工业采用工程化的生物过程来制造重要的新材料，但是对活细胞的增长和新陈代谢关键的分子水平过程的基本知识通过模拟应用到开发新的无机材料上。基础材料科学研究与数学、物理、化学和生物学的结合和协同是至关重要的。

        ·活细胞是已知最复杂的物质形式，是在纳米级上运作的具有器件和过程的系统。基本的特性和功能建立在生物系统的第一级组织、就是纳米结构层次上。最近在生物技术和微电子交汇处的研究工作，即所谓的基因芯片研究工作表明，纳米技术、生物技术和计算机科学的融合能制造出生物－纳米处理器，从而对芯片上仿细胞过程的复杂生物路径进行程序化。其他研究方法来自正在开展的工作，如了解基因如何在活体内表达物理结构和化学活动。虚拟现实和增强现实计算机技术使科学家从内部观察到细胞，就如真实一样，能清楚地了解到细胞操纵个体蛋白质分子和细胞纳米结构。   (责任编辑：泉水)

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