书城童书科学知识大课堂——人类的创举
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第36章 精彩瞬间(5)

机器人发展到了智能时代似乎走到了尽头,余下的事情就是如何提高它们的智能,直至逼近人类。当然如果人类不能有效地预防,智能机器人就有可能全面超过人类的智能,人类可能正在为自己创造一个对立面,那么像科幻电影《走向未来》里机器人犯罪这样的可怕事情也会发生。真到了那时候,人类是喜是悲?

CT扫描仪:20世纪的“照妖镜”

1972年,世界上第一台CT在英国的EMI公司问世。这是继伦琴发现X射线以来,在医学诊断领域的又一次重大的突破。CT出现以后的二十多年来,经过了一代代的技术革新,其分辨能力日益提高,成为当代医学诊断技术的一个重要标志。

《封神演义》中的赤精子有一面照妖镜,任何妖魔鬼怪只要经它一照,就会原形毕露。当然,这是神话。然而,到了20世纪70年代,科学家却让神话变成了现实,他们创造了真正的“照妖镜”——CT(即电子计算机X射线扫描机)。它能使人体中的“妖魔”——病变组织无法藏身,尤其是癌症这个吞噬人类生命的大妖魔。

耐人寻味的是,第一个从理论上提出CT可能性的既不是著名的医学家,也不是卓越的计算机专家,而是一位理论物理学家——美籍南非人阿伦·科马克。经过近十年的努力,科马克解决了计算机断层扫描技术的理论问题,并于1963年首次提出用X射线扫描进行图像重建,并提出了人体不同组织对X射线吸收量的数学公式。科马克虽然没有最终发明这项技术,但他的理论为这项技术的诞生奠定了基础。

CT诞生的真正契机在于计算机技术的迅猛发展,及其在很多领域的广泛应用。1972年,世界上第一台CT机在英国的EMI公司问世。这是继伦琴发现X射线以来,在医学诊断领域的又一次重大的突破。它的发明者是英国的工程师豪斯费尔德,他与创立影像重建理论的美国物理学家科马克共同获得了1979年的诺贝尔生理学医学奖。

CT是采取很细的X射线,围绕身体某一部位,从多个方向做横断层扫描,再用灵敏的探测器接收X射线,利用计算机计算出该层面各点的X射线吸收系数值,再由图像显示器将不同的数据用不同的灰度等级显示出来,从而为疾病诊断提供可以参考的重要依据。这些数字符号转化成了胶片图像,就是医生和病人都能看到的CT片。

医用CT扫描机的基本结构包括:

扫描系统。其中主要有能发射X射线的X线管,和接受通过人体组织的X线量的探测器;计算机装置。对扫描收集到的信息数据进行存储、运算并重建图像;显示装置。用黑白电视显示,也可以用彩色电视显示。

长期贮存可用磁带和磁盘,或用胶片直接记录。各个吸收系数的实际数值也可由打印机打印出来,与正常数值进行比较。

CT诊断的特点是检查方便,安全快捷。例如,脑部所有的组织均匀地被颅骨所覆盖,常规的X射线摄影不能显示其细节。CT扫描首先用于脑部,对脑瘤的诊断与定位迅速准确;对脑出血、脑梗塞、颅内出血、脑挫伤等疾病,是一种准确可靠的无损伤检查方法,几乎可以代替过去的脑血流图、血管造影等检查。

目前,CT诊断技术的发展日臻完善。它的灵敏度远远高于X线胶片,所得的断层图像分辨率高,图像清晰,解剖关系明确,病变显示良好,大大提高了诊断水平。

CT出现以后的二十多年来,至少已经经过了五代的变迁,分辨能力一代更比一代高,它已经成为当代医学诊断技术的重要标志,足以使20世纪的人们向后人炫耀。

游戏机:电子时代的时尚娱乐

1975年,美国人威廉·米勒制造了世界上第一台小型电子游戏机,并于1976年开设了电子游戏机店,电子游戏活动大受人们欢迎,并逐步普及,玩电子游戏成为时尚娱乐。

很少有孩子不喜欢玩电子游戏机。游戏机画面生动形象,变化无穷,趣味性极强,给我们的生活增添了很多乐趣。除了孩子,许多大人也照样乐此不疲。但是,你知道吗?游戏机其实也是高科技的产物,它的发明离不开计算机的发展。

20世纪50年代末,随着存贮程序电子计算机的问世,用计算机制作游戏也随之兴起。到1975年,美国人威廉·米勒制造了世界上第一台小型电子游戏机,并于1976年开设了电子游戏机店,电子游戏活动大受人们的欢迎,并逐步普及,玩电子游戏成为时尚娱乐。

20世纪70年代电子游戏的内容主要有体育运动和射击游戏。70年代末又出现了投币电子游戏。到了80年代,电子游戏内容已相当丰富,橄榄球、棒球、篮球、足球、国际象棋、扑克、黑杰克(21点牌戏)数字游戏、问答测验等不断涌现。游戏的种类也多种多样,有靠电池供电的,有小型手控机关的;也有利用电视屏幕、计算机终端或类似盒式录放机的显示计算机系统进行的;还有利用设在游艺室内的大型全套设备的。用手控制的游戏设备体积日益增大,其中有许多必须置于地面或台上,采用竖直显示器,可以两人同时玩耍,较小型的设备大都也可以供两人同时游戏。

现在电子游戏活动更是普及于世界各国,游戏机也逐步家庭化,游戏内容更是繁多,数字组合、拼图、武术、枪战、球类等应有尽有。电子游戏深受人们的喜爱,尤其受到少年儿童们的迷恋。

随着电脑的普及,电脑游戏也逐渐进入了各个家庭,各种游戏软件更是层出不穷,人们不仅可以在电脑前单枪匹马地与各种妖魔鬼怪进行搏斗,还可以通过网上游戏,与各自的亲朋好友作一番“厮杀”。

由于电脑软件的发展和互联网技术的日新月异,电脑游戏不仅仅是孩子,而且也是成人世界里的一个虚拟空间。这也许是威廉·米勒在发明世界上第一台电子游戏机时所无法预见的。

但是,最后要提醒喜爱玩电子游戏的人们,特别是孩子们,千万记得当初威廉·米勒发明游戏机只是为了给人们提供一种娱乐方式,如果过分沉溺于电子游戏中不能自拔,从而影响生活和学习,那就违背了发明者的初衷。

试管婴儿:人类的新孩子

奥尔德斯·赫胥黎曾在他经典的科幻作品《勇敢的新世界》里,虚构了一个社会。在那里,“婴儿可以在试管里通过化学的方法大量生产出来”。有目共睹,1978年7月25日,这个奇异的梦想终于变成了现实。

1978年7月25日,一位名叫路易斯·布朗的婴儿在英国呱呱坠地,她和其他金发碧眼的小女孩没什么区别,然而此时此刻,全世界的目光和注意力都被她所吸引,几乎所有知道这件事的人,都从心底里欢呼,祝贺她的出生。因为她有一个新的称呼:试管婴儿。这意味着人类历史上出现了一个新的孩子。她来到这个世界之前,走过了一段与常人不同的路程。

对这个婴儿的父母莱斯莉和约翰·布朗来说,子宫外受孕不是一个梦魇而是一个奇迹。

二十多年过去了,当年的小路易斯·布朗已经长成一个亭亭玉立的大姑娘了,而她那试管婴儿的弟弟妹妹也已经超过了10万人。

试管婴儿,实际上并非自始至终在试管中培育成长,而是受精过程及胚胎初始阶段在试管中度过,而胎儿发育的绝大部分时间均是在母体中进行的。它首先将妈妈的卵子从母体中取出来,放在试管中,与爸爸的精子结合,然后再将这一“火种”从试管中移回到妈妈的子宫内。它与其他正常母体内受精卵一样,在子宫内一天天地长大,然后高高兴兴地走出子宫这个“摇篮”,开始漫长的人生之旅。经过科学家们的多次试验,试管婴儿如今已形成了全套技术,它包括给母亲注射一定量的激素——超速排卵,然后从体内取出成熟的卵子——人工采卵,把它放在预先准备好的、具有一定温度和培养液的玻璃器皿中,并加入父亲的精子,使卵子受精。到第六天,医生再把这个胚胎放回母亲的子宫,使其得到母体的营养。经过几个月的正常妊娠,健康的婴儿便诞生了。

说到试管婴儿的历史,我们还必须提到一个华裔科学家。1959年,美籍华裔生物学家张觉民教授首次将体外受精的36只兔胚移植到6只借孕兔子的输卵管中,并使之成功地分娩出15只健康的小兔子。家兔体外受精与移植的成功,为人卵的试验提供了宝贵的经验。后来,英国的两位妇产科专家帕特里·克斯蒂托和罗伯特·爱德华兹从60年代初期开始密切合作,在1965年提出了人卵在玻璃管内可能受孕的证据,特别明确地描述了雄性配子与雌性配子的成熟过程。此后,他们又经过十多年的艰苦努力,试管内受孕的试验终于在1978年取得了成功。

自1978年以后,试管婴儿的家族不断壮大,平均每天都有4名出自试管的小天使来到人间。

1988年3月10日上午8点56分,中国诞生了首例试管婴儿,试管女婴萌珠体重3900克,身长52厘米。创造这个业绩的是时年67岁的北京医科大学第三临床医学院妇产科教授张丽珠和她的同行们,这是我国生殖医学研究的一项重要突破。北医大从1984年组建生殖工程研究组开始试管婴儿研究到临床妊娠成功,张丽珠和他的同事们不知多少次重复着试验步骤。从取卵到十月分娩,发生任何意外都会前功尽弃,高精尖的试管育婴技术,曾使很多国内外学者和渴望做父母的人们败下阵来。而甘肃礼县盐关镇小学教师郑桂珍是中国第一位幸运的受益者。

随着培养试管婴儿的技术不断改进和提高,其成功率已达到25%—30%,并且在经典的“体外受精与胚胎移植”的基础上又衍生出几种新技术,如人类异体胚胎移植的成功,不但能使丧失卵巢功能的妇女能生育,而且还可以避免家族遗传病。试管婴儿正常发育成长的事实,是人类胚胎学的重大突破,并具有潜在的优生学意义。目前,第二代、第三代试管婴儿的研究也正在不断的进展之中。

乙肝疫苗:人类健康的保障

1982年,中国预防医学科学院病毒研究所采用基因工程技术研制出高纯、高效的乙肝疫苗,经过几年努力,喜获成功。1988年,国家正式批准生产,效果良好,现在婴儿刚出生时只要注射乙肝疫苗,就不会感染乙型肝炎。

通过接种疫苗来预防传染病,不少小朋友已深有感触,从没懂事起,小胳膊小屁股上就没少挨针扎。爸爸妈妈总是边替孩子轻柔疼痛的部位边心疼地说:“不哭不哭,宝宝打过针后就不会生病了。”

但对那些有遗传性的传染疾病,是否也能用疫苗来预防呢?从1982年中国预防医学科学院成功研制出乙肝疫苗后,人们发现这正是一条有效预防的途径。尽管现在有近60%的成年人携带乙肝病毒,若是女性,她怀孕后就可能遗传给孩子。但现在婴儿刚出生时只要注射乙肝疫苗,就不会感染这种疾病。

据医学研究分析,幼儿期就患上乙肝,其成人后患肝癌或肝坏死的可能性极强。而正是乙肝疫苗的投入使用,才使这一高发疾病能在下一代身上得到有效控制。

由于疫苗本身就是一种病毒,这种特殊的病毒对人体是否安全,一直为医学工作者所关注。

早在1964年,医学家们就从澳大利亚居民的血清中发现了乙型肝炎抗原。1970年又从含乙型肝炎抗原的血清中发现了乙肝病毒。从显微镜下可以观察到乙肝病毒是直径为42毫微米的球状体,由外壳和内核组成,抗原就是其外壳的成分。通常人们感染乙肝病毒除了母婴传播外,就是因接受了含有乙肝病毒的血液,或注射的针头被该病毒污染过,而通过肠胃传染的机会则相对其他类型的肝炎要少得多。

注射乙肝疫苗,就是使人在少量接触该病毒后,激发人体免疫系统产生抗体。当再次大量遇到乙肝病毒时,就会对之“排斥”,主动发起攻击。经检测,中国生产的乙肝疫苗无任何微生物污染,完全符合世界卫生组织关于应用传代细胞生产疫苗的要求。

除了中国外,20世纪七八十年代,其他国家也在研制乙肝病毒。1979年,法国巴斯德研究所的科学家布罗肖特利用基因工程,将分离出的可表达乙型肝炎病毒表面抗原的DNA片段,插入到大肠杆菌的质粒中,使其不断繁殖并表现出来,从而得到大量的此种DNA基因组,为乙肝疫苗的研制开辟了一条新途径。1981年,美国医学科学家默克、夏皮和多尔米开始把研制的乙肝疫苗进行试验。美国食物和药物管理局肯定了这一成果。而在中国,由于乙肝病人为数众多,我国把研制乙肝疫苗作为一项医学研究重点项目,研制进程相对更快。1982年,中国医学科学院研制出乙肝疫苗。1985年12月,中国卫生部北京生物制品研究所和卫生部药品生物制品检定所合作研制成功乙型肝炎血源疫苗。1988年12月,中国预防医学科学院病毒学研究所和卫生部长春生物制品研究所、药品生物制品检定所合作,把高纯度、高效、安全的乙肝疫苗成功地应用于人体。

五笔字型:把中国带入信息时代

1983年10月,中国一位名叫王永民的奇人创造发明了五笔字型汉字输入法,计算机汉字输入问题得到了根本性的解决。

现在,我们能够从从容容地坐在电脑前,十个手指头不停地敲着键盘,一分钟输入上百个汉字;现在,中国人可以和英国人、美国人一样,潇洒地用双手将自己祖国的文字输入电脑。这是一个奇迹。

这个奇迹的创造者就是王永民。王永民出生于河南一个农民家庭,自幼好学,1968年毕业于中国科技大学无线电电子学系,1978年自选课题研究汉字编码。历经多年坎坷,王永民才攻克了“汉字输入计算机”这一国际难题。1983年10月,“五笔字型”输入法作为一项重要发明在郑州通过了省级鉴定。而当时正值有人因汉字难以方便输入电脑而提出要“改造汉字”

的紧急关头,是王永民的“五笔输入法”挽救了汉字。

1983年12月,王永民在河南南阳开办了全国第一个大型的汉字输入技术培训班,五笔字型开始走向全国。1987年5月,五笔字型在美国获得专利,成为我国第一个获美国专利的中文电脑技术。当初世界第二大电脑公司美国DEC公司购买了五笔字型的专利使用权,从此五笔字型走向世界。