佛光人文社会学院科技未来第章科技预测与始料未及A.ppt
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1、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.tw Tel: 02-27821258#612, 613,2,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.tw Tel: 02-27821258#612, 613,第04章 量子科技革命 (1)量子的發現 (2)
2、量子與高科技 (3)量子與能源 (4)量子的啟示,第07章 資訊科技革命 (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,3,人類自誕生以來提出的十個影響最大
3、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,4,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
4、”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,5,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:
5、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,6,單一人:
6、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,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。,7,如果不同人群被
7、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
8、: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(Survivalistian),8,3. 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
9、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。,9,4. 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
10、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。,10,5. 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
11、會發生變化。,11,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.tw Tel: 02-27821258#612, 613,12,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。,13,1、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
12、,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洞,14,2. 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年內發生的機會:高,15,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,16,理論上,
13、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,17,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:很高,5. 超級火山爆發,18,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,19,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
14、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,20,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,21,上個世紀曾出現4次流行感冒潮,愛滋病(AIDS)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,22,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
15、比拉登更恐怖的“恐怖大亨”?,10. 大規模恐怖活動,23,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.tw Tel: 02-27821258#612, 613,24,未來如何演變?2005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
16、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
17、奧運會上,100米賽跑女子的速度將首次超過男子的速度。,25,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20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
18、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。,26,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
19、多樣性研究中心 Email: cmyanggate.sinica.edu.tw Tel: 02-27821258#612, 613,27,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個迄今我們還不能很好回答的問題,重中之重有25個。,重中之重有25個問題,28,一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
20、,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?,29,45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?,30,40多年以前,一場地球科學的革命發生
21、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?,31,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
22、熱?,32,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。但是其餘兩種力是否可以和它統一起來?,5、物理學定律可以被統一起來嗎?,33,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
23、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?,34,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
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