给想象插上翅膀

发布时间：2005/6/17 16:35:57 阅读：

    如今，从轰炸机、导弹到高尔夫车和拖拉机等所有运动的物体，都靠它来指引方向。这种革命性的定位技术改变了航海、战争、娱乐、法律实施等所有依靠知道一个现在、过去和将来在什么位置来运行的行业。仅2003年一年，全世界就安装了900万个GPS设备单元。新的定单像雪片一样飞向美国的公司。
    30多年前，在越南战事正酣之际，因定位系统不够准确，让美国军队吃了不少亏。驻越美军将领呼吁即刻换掉由不同军种分支机构操纵的各种各样的卫星和地面定位系统。年轻的空军上校布兰德呻白金森很显然是做这件事情的最佳人选。《海洋航海家》杂志社编辑迪姆·昆尼说：“他是使这件事情成功的最重要的人物，帕金森一直密切关注着GPS的发展动向，从艰深的理论到技术细节，他无不了如指掌。”
    倒退31年，在帕金森接手该项目时，CPS只有想象中的轮廓。科研人员在1957年前苏联人造卫星发射后不久发现，卫星能够跟踪定位。约翰·霍普金斯应用物理实验室的物理学家威廉·圭尔和乔治·威芬巴赫发现，他们能通过测量多普勒感应在无线电信号中的变化来跟踪人造卫星的轨迹。1964年，该实验室的研究人员使用了四颗卫星帮助“北极星”潜艇航海定位。
    那么，CPS靠什么精确定位，它的科学内涵是什么呢?
    简而言之，有24颗地球同步卫星在20000千米的高空沿六条轨道绕地球旋转，同时发射信号。地面上的CPS接收器的石英钟与卫星中的原子钟同步启动，原子钟能精确到10亿分之5秒之内。接收器分析从四颗卫星接收到的信号，使用复杂的代数计算既可得到卫星精确的时间和位置。举例讲，假如说一个无线电信号到达地球CPS接收器的时间为0．075 15秒，接收器就可以计算出那颗卫星位于24000千米以外，因为0．075 15秒乘以无线电信号的速度298 051千米／秒等于22 000千米。这意味着，接收器处于以卫星为中心，半径为22 000千米的巨大范围之内。
    接收器对其他两颗卫星也做出同样的距离修正，结果就是三个相互交叉的范围，它们会在两个点上交叉。因为其中的一个点通常是不可能的位置——离地球表面非常高——另外的一个点就是接收器的位置。
    现在，在美国花100美元就可以买一个CPS接收器，因数字技术的介入，使它的造价一降再降，售价自然一路走低。
    有人预言，在不久的将来，GPS就像现在的手机一样普及，“迷路”一词将在人类的语言和字典里消失。它极大地改变了人类与自然的关系，它使人类首次能够精确地知道自己在地球上所在的位置。
    帕金森在做自我评价时说他喜欢思考，不光是科研问题，有时也思考哲学问题。一不留神思路走远了，几条线索扭结缠绕，摘开收回，需要很长一段时间。
    现在即将陷入沉思的帕金森和他的椅子所处的地球位置是北纬37度25分，西经……

    电子邮件：人类新的交谈方式
    除了声音、形象和书信之外，雷·汤姆林森又为人类找到了第四种表达方式：电子邮件。
    谁能想象到，汤姆林森发明的动力正是因为自己需要，他毫不隐讳地说：“很多人，包括我自己，不能在声音交流中流畅地表达自己，电子邮件为我们提供了从容的交流空间，让我们能够用一种以前不曾用过的方式表达自己。”
    根据吉尼斯世界记录记载，世界上第一条从一台电脑发送到另一台电脑的电子邮件的内容是0WERrIYUl0P———也就是计算机键盘的第一行字母。汤姆林森已经记不清当时写的什么内容，但第二条信息却始终刻在他的脑海里，那是他发给自己员工的一段话：“你们现在可以给其他计算机发送信息了。”就这样，电子邮件从此诞生了。
    电子邮件以一种前所未有的力量改变着我们的生活方式。很多人每天醒来做的第一件事和每天晚上做的最后一件事都和它有关。回复20封电子邮件只需要几分钟时间，而要接20个电话却需花费半天的工夫，这是谁都不能否认的常识。每个第一次成功发送电子邮件的人，无不发出惊喜的欢笑。
    当知道了如何把邮件从一台电脑传到另一台电脑上之后，汤姆林森要做的是保证信息被发送到正确的电脑上。他需要一个符号，它能把个人的名字与他所工作的主机区分开来。他选择了“@”。“‘@’是键盘上惟一的位置，我一下就认准了它，没有比它更清楚简捷的了。”汤姆林森说。
    汤姆林森在回顾自己的成长经历时说，43年前，当他在纽约波基普西的IBM实习的时候，他编写了他的第一个程序：“读完使用手册之后，我不知道有编程的编译器，但是我明白，如果在卡上打几个洞的话，就会出现什么情况。”
    让汤姆林森满足的不仅仅是滚滚而来的美元，为别人解危济困给他带来的才是身心愉悦。最近，他收到一位女士的信息，那位女士的弟弟得了一种罕见的精神病，多亏在一封电子邮件里找到了治疗信息。那位女士就想对他表示感谢，汤姆林森平静地说：“不必客气。”

    DNA微排列芯片——美梦成真
    究竟什么是基因，是令很多人都感到迷惑的，甚至连遗传学家也一度感到迷惑不解。它们显然是强大而神秘的，因为它们决定着生死、大小、形状和一个有机体任何其他方面的构成因素。另外从数目讲，它们又是繁多的，多得浩淼庞杂。所以，如何用一种简单明了的方式去考察基因是一个迫切需要解决的问题。
    斯坦福大学的分子生物学家帕特里克．O。布朗发明的最广泛使用的DNA微排列技术加快了人们研究遗传学的步伐。
    布朗形象地说，一个受过良好教育的人日常使用的字约有3000个。从这个具体的数字中，他能选出合适的字组成流畅的语句。同样的道理，我们身体里的每个细胞都包含35 000个基因，统称为人类染色体组。当一个细胞要做什么时——比如，制造一个新细胞或抵挡一个病毒——它们就会激活所需要的基因，并根据相应的规则使用它们，就像一个博学的演说家从他的词汇中选出合适的短语来论证一  个精确的论点一样。
    感谢上帝；我们浩淼庞杂的基因大军排列得整齐规律，精巧有序，这是我们健康生存的根本所在。假如有一个基因组的序列发生混乱，结果就可能是畸形儿或恶性肿瘤等疾病。所以，如果基因的语言能够被理解并阅读的话，错误在发生伊始就可能被纠正。这个愿望如能实现的话，人类的疾病便会急剧减少，直至消灭。
    1993年，在机械工程专业研究生达里·沙龙的帮助下，布朗做出了DNA微排列，这是目前遗传学研究的核心研究工具。美国全国卫生研究所称，这个设备超出了其知识领域之外。现在全世界上百个实验室都在使用这项技术，虽然大家在不同方面做了一点改革补充，但基本操作没有改变。一只繁忙的机械手把细微的基因片段——表达序列标签——EST投影到玻璃幻灯片上。成千的EST被放置在一个比一美分硬币还要小的空间内……
    如果将DNA微排列看成一个成功是不准确的。今天，这个设备已经被应用到从新药发明到疾病诊断各个方面。到目前为止，它最伟大的贡献是可以用来对癌症基因种类进行研究。
    “我们对每一种癌症都非常仔细地查看，我们已经发现，通常被认为是同一种疾病的病例，实际上是不同的种类。”布朗说。三位被诊断为乳腺癌的妇女，她们实际上患的可能是三种不同分子结构种类的乳腺癌。这种鉴别对癌症临床治疗意义重大。在没有鉴别之前，对上面三种乳腺癌，极有可能使用同一种药物治疗。
    布朗正埋头于他的研究中，并且被不时到来的新进展、新成果激励着。他说：“同事们总在取笑我，因为我不能停留在我的专业——遗传学领域内。我的头脑中总是生出一些奇妙的想法。比如，我花大量时间研究专业科学杂志对不同级别的科技成果的垄断性问题，以及怎样把公共科学图书馆和一个互联网的平行出版机构集合起来，以使任何地方的任何人都能自由地使用这些资源等等。”
    目前，布朗又痴迷于一项更新能源的研究。他在收集资料时发表的一些见解，就已经引起了美国能源部的注意，他们说，只要布朗打一个报告过来，他们会立刻给以切、作配合。

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