5月12日中国四川地震所导致的惨剧再一次提醒了对这种毁灭性自然灾害的预警技术的迫切需求。中国大陆无疑缺乏地震早期预报系统，但这并非个别。这种系统仍在使用中改进：日本、墨西哥和台湾地区都在部署这种系统，但别的大多数国家，包括美国，仍在研究阶段。加州理工学院前地震实验室主任、地球物理学教授、著名地震学家Haroo Kanamori说。

地震警报系统只能提供几秒钟的预警，但这足够人们采取保护措施。更多的研究和投资可改进这种系统的警报的速度和效率，Haroo Kanamori说。

地震早期警报系统的原理非常简单。地震首先从被称为P波的震动开始，P波波长很短，一般不会引起损害，但人类感觉不到。几秒钟之后 —— 精确的时间取决与震央的距离 —— 被称为S波的长波震动到达，它导致大地和建筑物摇撼，引起灾害。地震预警系统由监测P波并发出电子警报的地震仪组成。将这种监测传感器联网可提高系统的准确度。

总的说来，这种系统还不够成熟。“现在它还是种探索，是目前进行短期预报的唯一方法，”Haroo Kanamori说。

日本拥有世界最先进的地震预警系统。去年10月，日本启用了通过大众媒体（包括电视和因特网）发布警报的地震预警系统。日本很早就采用了一种专用于通告和令其子弹列车减速的系统，新的预警系统面向普通民众，让他们采取相应措施，包括离开电梯、藏身桌下或避开砖石墙等。几秒钟的预警在建筑工地足以救命，比如，让工人抱住房梁或将吊车停在安全位置。台湾地区和墨西哥也在推广类似的系统，还有七八个国家在研究中。

预警系统的一个问题是需要在广阔的地理区域设置很多传感器，传感器越多，地震震央和强度就计算得越准确。为了弥补传统的地震仪器的不足，一些研究者已提出在手提电脑里加装传感器件，使之成为分布式P波传感器。虽然手提电脑传感器不很敏感，但因为它们数量巨大而很有价值。“如何将手提电脑联用，是个技术问题。如果数量足够，就会有效果。”

如果在5月12日地震之前中国安装了预警系统，它的效果也会因其建筑物糟糕的质量所抵消。“那些地区根本没有地震预警系统，即使有，糟糕的建筑物里有那么多人，我真不知道在那样的环境下会有多大效果，” Kanamori说。

当然，即使是像日本的那种完备的系统，也受预警时间短暂的限制。例如，2004年，日本中部发生地震。一趟子弹列车正好在经过那里。多亏列车预警系统，列车断开电流，紧急刹车。但3秒钟内，6.5级的地震就呼啸而至，列车来不及足够减速而出轨。这是子弹列车40年来第一次出轨。

美国和几个欧洲国家正对地震预警系统进行研究。但是，虽然加州的几所大学研制并实验过一套预警网络，但政府没有安装面向公众的系统。“没有发生大的地震，算是幸运，” Kanamori说。“但正因为没有发生地震，就没有动力来启动公众预警。”

今年一月，一只名叫伊多亚的猕猴做出了其他生物从未做过的创举：她用大脑思维就让一个机器人迈步行走。伊多亚要做的只是想象，而机器人真的就迈步走了。

在日本京都，接到伊多亚大脑中的电极通过因特网发送的命令信号后，这只身重90公斤的机器人开始在跑步机上走了起来。此时，那只猕猴却身在世界的另一端，即美国北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学神经工程研究中心的尼古莱利斯实验室内。这种传心遥控术
（Telekinetic remote control）是尼古莱利斯研究新型脑机界面（Brain-machine
interface）的最新成果。脑机界面技术曾入选本刊评选的2001年度十大技术。
尼古莱利斯表示，他最近进行的实验显示， 他的体内神经弥补系统（Neuroprosthetic system）已基本实现通过外骨骼恢复瘫痪患者活动能力的这一承诺。这种机器人辅助系统只用意念就可让四肢活动。胯上戴的处理器可将大脑信号转换成命令，指挥外骨骼让配戴者活动。今年1月，尼古莱利斯研究组启动了一项建造外骨骼的项目。
2001年，本刊发表介绍尼古莱利斯的文章时，他的工作尚处在初期阶段。植入的电极只能记录90个神经元的活动。虽然这样能让猴子控制机器人的一只手臂，但控制质量会很快变差。但正如高级副编辑里格拉多（ A n t o n i oRegalado）所说，这些成果已经是一个突破了：
百丽（Belle）是一只夜行的猫头鹰猴，体形小巧，可随手放到衣服口袋里。当一位技术人员将四个接头插入安装在她头骨上的插座上时，她还眨巴着一双格外大的眼睛。隔壁房间里，电脑屏幕上不停地闪过从百丽大脑约90个神经元发出的电信号测量结果。只要百丽伸手够着四个指定按钮中的任何一个按钮，她便可以得到奖励（几滴苹果汁）；此
时，从她大脑皮层四个独立区域中记录的信号，我们可以看出她的大脑活动。美国杜克大学神经生物学家尼古莱利斯是率先探索使用神经植入物研究大脑的研究人员之一。他自豪地指着显示屏上收集的数据说：“这些读出数据是世界上独一无二的。”
这句话也可用来形容尼古莱利斯，他引领着一个颇具挑战且很重要的领域。世界上，大约只有6个研究组在为同一目标奋斗：更好地了解大脑的工作原理，再用这一知识建造植入系统，让人脑控制电脑和其他机器的梦想成为现实。
尼古莱利斯最近的实验显示，通过利用大脑不同部位的多个神经元，我们可以收集足够多的信息，大概了解大脑中有些什么活动。在百丽的实验案例中，我们掌握的信息足以探测出猴子做具体动作前不到一秒钟时的意图。正是尼古莱利斯的研究组花了几个月的时间，成功地对几十个神经元进行了同步测量（之前是一大技术难关），我们才有了后
来机器人手臂的惊世之举。

尼古莱利斯最近进行的实验记录了500个神经元的活动。为了能让外骨骼活动，他想要1万个神经元发送和接收信息。面对这个高难目标，尼古莱利斯却踌躇满志。用他的话说：“科技发展之路不是一条直线。但我们有耐心。

成果：美国密西根大学的科研人员开发了一款软件，可以找出计算机芯片中的毛病，并可提出经济实惠的修补建议，这种软件可以修补约70%的毛病。
原理：芯片大规模生产前，生产厂家先要将做好的芯片原型交给原芯片设计单位进行测试。目前，工程师可能要花一年的时间对原型中是否有错进行人工检验，例如，设计有无错误、晶体管是否错放、导线是否靠得太近等。每次发现并纠正完毛病后，还要重新制做原型并测试。每做一遍原型可能花去上数百万美元，同时，反复重做还会影响商业化进度。人工查找错误容易出错，可能会导致产品故障，使电脑病毒钻空子。

方法： 测试芯片原型时，工程师将样板挂到探测头上，探测头用电流刺激原型，并记录输出结果。密西根大学的科研人员编写的软件可迅速扫描上万个输入信号，并分析输入结果， 找到出问题的部位。同样，这种软件还可以找到修补问题的方法。其方法是： 进行一系列模拟，找出一种最快捷、最具有成本效益的设计修改方案，而这些是工程师对着线路图都无法看出的。

今后发展：研究人员目前正着手研究一些多芯处理器的故障排除难点。

原理：植物及其他生物体产生的复合分子往往是生产新型药物的理想选材。但这类
复合分子常常需要进行化学修改才能发挥一定疗效。过去，进行必要的修改会要求从开头至尾对整个分子进行合成，这类工艺往往较复杂，涉及多个环节。而新型催化剂可使修改化繁为简。

方法：研究人员合成了一种催化剂，比较大，且能附在电子上。之后，他们又总结
出一套规律，可精确预测催化剂要氧化复合分子中的哪些键。他们证实，通常催化剂要氧化的是复合分子中电子最多部位的碳氢键。但若是不易触及到电子最多的部位，催化剂便会氧化最易触及到的碳氢键。最后，如果分子包括羧酸类，催化剂便会氧化离酸有一定距离的键。科研人员确认，根据此规律，化学家能预测要修饰的键。

今后发展：催化剂已开始运用到其他学术研究和医药公司科研工作中。美国伊利诺
斯州大学的科研人员已经开始考虑工作原理类似的新型催化剂。

成果：美国加州劳伦斯伯克力国家实验室的科研人员对碳纳米管进行了改造，使之能当收音机用，甚至能收听FM无线电波段。
原理：从手机到传感器网络节点，无线电的应用无所不在。收音机的体积也象其他电子产品一样不断缩小。纳米收音机将来一定会打进如手机等便携电子产品市场。科研人员还认为，纳米收音机体积小，还能放入生物细胞中，传输探测分子过程的微小传感器所收集的信息。

方法：科研人员在负电极的钨表面构建碳纳米管，采用真空间隙，用一个铜质正电极与纳米管隔开。电极施加电压后，电流便从纳米管通过，将收音机打开。改变电压还可以使纳米管的震动率随之改变，从而调换到不同的频率。

未来发展：科研人员正在探索将无线电与生物系统结合起来的方法。

原理：这项成果可提高锂离子电池的储存能力。其工作方法是，电池在充电、放电时，关闭阴极与阳极（正负电极）之间的锂离子。硅一直被认为是一种有希望的电极材料，这是因为，从理论上讲，硅保存的锂离子量是石墨的10倍。但硅会吸收锂离子，使体积膨胀倍。反复吸收多次后，一般会引起硅电极破碎，使电池无法继续工作。而硅纳米线体积可以膨胀到原体积的4倍，状态依然如故。这说明，硅可以成为一种生产电池电极的实用材料。

方法：科研人员在不锈钢面上撒了一些金纳米颗粒。纳米颗粒接触到硅烷（一种含硅气体）时，在金刺激下，硅纳米线加速膨胀，之后，科研人员测试了纳米线电极。他们还研究了纳米线的成分及结构。

未来发展：科研人员正在开发其他硅纳米线制造方法，目标是找到成本较低、前景更实用的商业制造技术。此外，还需改良阴极，才能充分体现新型阳极材料的全部优点。

成果：美国华盛顿大学科研人员研制出了一种内嵌式电子及光电生物相容性的隐形眼镜。在研究初期，科研人员让兔子戴着这种镜片进行试验，在不打开该器件的情况下，未发现不良反应。
原理：如果在隐形眼镜内嵌上无线接收器和显示器，就可以为士兵提供其视野内物体的重要信息，同时还可以充当手机的来电显示，甚至还可以充当显示屏用。如果在隐形眼镜内嵌上传感器，则可以探测与疾病相关的生物标志，为医生提供一种无创诊断工具，使医生可以长期跟踪病人的身体状况。
方法：制造这种镜片的材质是与制造饮料瓶用的塑胶材料相同的聚对苯二甲酸乙二醇酯，上面覆盖着连接发光二极管的金属丝。科研人员先用化学药品刻出置放发光二极管的圆坑，但在制造电子时温度会使塑胶融化，所以发光二极管须单独制造好后再安装到镜片上，最后，器件上还要再覆盖一种生物相容性的材料。
未来发展：现有的发光二极管直径约为300微米，一个镜片上能生成不超过16个的
发光二极管。在镜片成型过程中，这样大小的发光二极管容易破裂，因此，科研人员要尽量将直径缩小到30微米，使一个镜片能显示几百个像素。同时，科研人员还必须保证电子镜片打开时，不会误伤人眼。

在美国哈佛大学一间实验室的四楼， 费因伯格（ A d a mFeinberg）正借助一个低倍显微镜，用一把手术刀从一块薄薄的聚合体上切出一个个三角体和矩形体。各个三角体和矩形体上都覆盖着一层单个细胞厚度的心脏组织，肉眼无法看到。费因伯格将盛有三角体和矩形体的有盖培养皿连接到一个心脏起搏器上。这时里面的组织便开始有节奏地收缩，那些三角体和矩形体也开始活动起来了。一会儿扭曲，一会夹紧，有的甚至在溶液中游动起来。
这些“肌肉薄膜”只有几毫米长、30微米厚，乍一看像是一条条在泥坑中扭动的小虫子。该实验室主管兼生物医学工程教授帕克（Kevin Kit Parker）开玩笑地说，将来退休了，干脆回南方老家，开个饵食店，把它们当做可订制的饵食来售卖。
但该实验具有绝对的严肃性。将来，这一块块抽动着的组织可能会用在植入体内的微小机器人器件上，充当致动器。肌肉细胞可以由体内的血糖来补给能量，并借助维持心脏跳动的修复原理来维持生命。帕克表示，这种上面覆盖着肌肉的薄膜还可令心脏病患者的受损组织再生，但这类应用尚待时日。短期内，这种器件可用于帮助研究人员监视实验药物如何改变心脏肌肉的行为。
印出新组织
这并非研究人员首次在培养皿中培养出可以跳动的心脏肌肉。但帕克及帕克实验室博士后研究员费因伯格发现了一套方法，它能创建出与天然心脏组织收缩力量相同的组织，从而使心脏更有力地跳动。
制造这种器件时，我们先要采用哈佛大学化学家们开发的生物印刷技术，借助显微镜将蛋白质放在各种生物表体上。帕克和费因伯格用这种方法将心脏细胞精密地融入到各工作组织中。
操作过程没什么特别的。在无菌实验室的排风柜内，费因伯格把几大块透明的硅印章放进有盖培养皿中。这几块硅印章是印模，上面有细微线条组成的阵列图案。图案的制做采用类似生产微芯片的技术，将印模压制到蚀刻的硅晶片上。费因伯格在每个印模上注入一种透明的“墨”，当中含一种称为“纤维粘连蛋白”（Fibronectin）的普通蛋白质。印模变干后，便形成了一层薄蛋白。费因伯格用镊子夹着印模，将它压到一个圆形的硅涂层玻璃盖片上，把培养出来、用显微镜才能看见的蛋白图案转移到硅膜上。
蛋白图案印好后，费因伯格将盖片浸入一种仍在发育的鼠心脏幼细胞溶液中。细胞开始附在纤维粘连蛋白上，形成有序线条。然后，费因伯格将细胞和仍浸在溶液中的蛋白图案盖片放入设定为体温的培养器中。之后几天中，纤维粘连蛋白线条引导着细胞的形成和进一步发育。在细胞的引导下，长形的纤维状可收缩个体开始形成，与蛋白线条并行排列。如果它们不这么排列，细胞收缩时就不向同一个方向牵引，而是相互厮杀。这些排列好的细胞全部都沿同一轴向收缩，跟天然心脏组织非常类似。
费因伯格从培养器中取出新长成的组织时，新组织及印有新组织的硅膜就被刚性玻璃盖片固定住了。但冷却后，把硅固定在玻璃上的热敏胶开始溶解。费因伯格须在几分钟内切好相应形状，之后硅和组织便自由漂浮起来。完成这项步骤之后，心脏组织便可以收缩，而心脏组织附着的膜也开始弯曲和扭动。
目前，费因伯格已初步制成了泵、可扭动的致动器、钳子，以及分别可以在在有盖培养皿底部漂浮和移动的两个器件。沿着细胞线条把切成把薄膜切成长矩形条，每次收缩时，它就会卷曲起来。而另一个与细胞切成斜角的矩形条则盘绕成螺旋体。一个三角体薄膜的狭小“尾巴”可以推动它穿过溶液。这些器件的动作可以利用起搏器控制，与天然心脏的行为类似。费因伯格将电导线挂到盛着器件的小平皿中。一阵阵低压电流穿过溶液，指挥肌肉收缩。
药物作用下的肌肉

要测量药物对心脏组织的疗效，其中一种实际的方法就是测出治疗组织的收缩力有多大。因此，短期内可能最实用的器件也是一种最简单的器件，就是伴随每次电脉冲而略显弯曲的组织构成的矩形体。这些器件可用来筛选对心脏有疗效的药物，还可以鉴别出对心脏可能产生副作用的药物。
由于硅的机械特性我们已十分清楚，因此，我们可以先测出矩形体的弯曲度，然后再准确地测出心脏组织产生的力量。若观察到细胞产生的力量有了变化，说明药物在发挥作用。帕克构思了一种小槽测试系统，每个小槽内都含有一些条型的硅和心脏肌肉。这个系统可用来测量不同化合物或浓度不同的同一化合物对心脏组织机能的疗效。该系
统甚至还可以实现自动化。费因伯格已开发出了分析条形体影像、计算组织施力大小的软件。
迄今，科研人员使用的还只是鼠细胞。最终，他们仍希望用人类细胞造出筛选的工具，其方法可能是先培养出干细胞，然后再耐心培育成心脏细胞。他们还希望用肌肉细胞造出进入血管的类似系统，以测试治疗高血压等药物的疗效。如果用于其他领域，该器件的大小就必须调整，例如，大的用于可植入机器人，小的则用于帮助修补心脏。
最终，本技术还必须简洁，这样就能适应一系列的应用范围。正如帕克所说：“我们将简化这一技术，使之易学、易用，并能在诊所内轻易地配置。

布里斯是《科技商机》纳米技术及材料科学编辑。

亚马逊公司开发的袖珍型手提阅读器Kindle，是首批面对广大消费者的电泳显示器，它允许用户下载电子版本的书籍、报纸和杂志，具有低能耗、易阅读等特点。这台价值为399美元的设备操作起来非常简单，虽然亚马逊没有透露销量，但它刚一上市就供不应求。然而，Kindle的成功还要依赖消费者是否愿意负担使用它的费用：一本电子书籍的价格仅为9.99美元，低于大多数实物书籍，而其他诸如报纸或博客网站等一些可在因特网上获取的内容也要付费。例如，Ｓlashdot博客网站每月要1.99美元，《纽约时报》每月要13.99美元。

几年前，当我离开学校时，为暂时摆脱生活的压力，决定报名参加一项临床医学研究。我觉得这项研究对我没什么害处，还能赚一笔75美元的外快。这种实验就是通过静脉注射在左臂上打一针，便可确切掌握血流中的葡萄糖和胰岛素的含量，同时，一个护士定期从我的右臂抽血，检测葡萄糖的含量。这项研究是评估我的身体对糖反应的有效程度，借以预测出我患上Ⅱ型糖尿病的风险。
由于家族有糖尿病史，我心里一直对糖尿病怀有一种难以名状的恐惧。这种担心终于成为了现实。几天后，我接到那位护士打来的电话。据验血结果显示，我是属于有“胰岛素抗性”的人，也就是说，我的肌肉、脂肪、肝脏细胞对胰岛素的反应效率低于应有的水平，即患糖尿病的危险性很大。美国约有2080万人患有糖尿病，还有约5000万人有得糖尿病的潜在危险。糖尿病可以通过忌口和锻炼，延缓发病，甚至可以预防此病的发生。但医务人员和公共卫生机构在提倡健康生活方式上所做的工作最多也就是取得了一些边际效应。
然而最近，一种可行的方法已开始进入市场。这是由冰岛基因组学公司deCode Genetics开发、旧金山市DNADirect公司负责市场推广的一种测试法，它可确定人体是否携带可增加患上Ⅱ型糖尿病风险的遗传变异拷贝。这只需上网支付500美元即可办理测试申请手续。根据DNA Direct的市场宣传材料，阳性测试结果会给人以争取健康的动力。但持批评态度的人士认为，这方面所投入的大量公共卫生预防工作都是以失败而告终的，因为没有证据表明这种测试能够取得成功。
测试是否值得？

糖尿病是由遗传基因和环境因素的综合结果造成的。但最近的染色体组研究发现，多种遗传变异都对糖尿病有重大影响。到目前为止，影响最大的遗传变异就出现在了一种被称为TCF7L2的遗传基因中。这是deCode公司的科学家2005年发现的。差不多20%的Ⅱ型糖尿病患者体内都携带有两种这样的高危险性的遗传基因。这类人群体内分泌的胰岛素较少；而胰岛素又是一种指示细胞储存葡萄糖能量的关键荷尔蒙。且不提它有无其他危险性因素，单是一种基因变异就会增加一些患糖尿病的危险性，而两种变异则会使患糖尿病的危险性增加一倍。
DNA Direct的创办人兼CEO菲兰（Ryan Phelan）说，最可能使用这种新的检测方式的人是象我这种有家族糖尿病史的人，或者是那种出现高血糖等早期迹象的人。最初的证据显示，那些糖尿病患者亦可能从测试中受益匪浅。在2007年召开的某次会议上发表的一份报告中称，研究发现，包括最常见的Ⅱ型糖尿病的治疗处方在内的某类药物，对于那些体内携带高危遗传基因变体的人作用较小。
但对于没有糖尿病的人来说，无论检测结果是阳性还是阴性，医师的忠告都是一样的：保持健康体重、锻炼身体。既然如此，检测还有什么意义呢？菲兰说：“人们若是知道了他们自己患病的危险性加大了，他们就会积极加强干预，比如说减肥或是戒烟。”
并非所有的人都同意菲兰的观点。阿特休勒（David Altshuler），美国马萨诸塞州剑桥市哈佛大学和麻省理工学院Broad染色体组医学研究院遗传基因学家，是美国马萨诸塞州波士顿总医院治疗糖尿病的医生。2006年，阿特休勒和其他研究人员在《新英格兰医学杂志》上发表了一份报告。报告中称，与体内只含有一般遗传基因的人相比，在那些出现糖尿病前期病症的人群中──这里指血糖较高，但又不在糖尿病人群的范围之列的那些人── 携带TCF7L2高危变体的人更易得糖尿病。研究人员还发现，无论个人遗传基因状态如何，锻炼身体和忌口均可延缓或预防糖尿病的出现。然而阿特休勒说，他是不会建议自己的病人去做这种测试的。他说，许多人群体内的变异都与Ⅱ型糖尿病有关，这一点看来没错，但是“还没有证据证明，这种遗传基因测试有促进人体健康的效果。”他指出，突出强调患者的体质指数等其他危险性因素，通常是无法促使人们改变自己的生活方式的；而一则遗传基因信息是否能产生什么不同的效果还言之尚早。
阿特休勒还担心，这种测试可能会带来一些意想不到的后果。他说，检测发现，原本高危变异少的人，可能会养成不良的生活方式。其他持批评态度人士则认为，测试结果阳性的人，心里可能会因此而产生一种遗传基因宿命论，让他们觉得反正糖尿病已经是自己遗传基因注定的，便以此为理由，既不忌口，也不进行锻炼了。
阿特休勒认为，考虑到这种测试影响的不确定性，将其现在就推入市场还为时尚早。他建议，遗传基因诊断就象药物一样，应先通过临床实验，证明其有效性。他说：“若结果是，当人们了解了这类信息后，能以具有成本效益的方式降低得糖尿病的危险性，那本人完全赞成；若没有什么好处，那这500美元花得可就是冤大头了。”
但deCode司的CEO史蒂凡森（KariStefansson）却认为，测试上市时机已到。他说：“一旦发现了（与疾病相关的）序列变体，从良心上讲，就会觉得想要知道的人就有权知道。”
个人化

其实，已有诸多种基因测试上市或得到运用，而deCode开创了通过评估一些常见病的风险性、让许多人可相对容易预防或延缓疾病发生的先河。家族有某类癌症病史的人可通过测试来检测与这类疾病相关的变异。但所提出的干预措施可能就会象超前乳房切除术那样猛烈。科学家们还发现，有一种遗传基因变体可增加得老年痴呆症的危险性，但对此没提出任何干预的建议。

deCode 糖尿病测试今后同样可以鉴到心脏病、高血压等健康问题的危险性诊断和预测, 并通过改变日常的生活方式，降低发病的危险性。美国西雅图华盛顿大学医学院从事基因测试研究的伦理学家威尔冯德（Benjamin Wilfond）说：“这种测试反映了多年来我们一直努力的方向。这可能是关系到每一个人的信息。”

但正如阿特休勒指出的那样，我们还不太清楚，人们是否会因基因测试结果而真正改变自己的生活方式。目前的一些研究结果表明，情况不容乐观。人们好象不想知道坏消息，或者是根本就不把这种事放在心上。科学家在一项针对吸烟者所做的研究中发现， 那些测试结果显示加大肺癌危险性的遗传基因变体呈阳性的人，比测试结果呈阴性的人更容易在6个月后忘掉其测试结果。美国国立卫生研究院资助了一项研究，初步结果显示,身体健康的人对这种测试并没有什么特别的兴趣。在研究过程中，科学家为身体健康的人做了一项原型实验，检测涉及8种常见健康状况中的15种遗传基因的变体，这其中包括糖尿病、心脏病、高血压、肺癌等在内的全部都可以通过改变生活方式来预防或延缓的疾病。但是到目前为止，在接触过的人群中，只有约10%的人愿意进行测试。美国国立人类基因组研究所的科学家、该项研究的负责人迈克布莱德（Colleen McBride）说：“我们觉得，他们没把自己当做是特别易感者。”

如果身体健康的人有兴趣参加测试，那他们可能会成为基因测试的最大受益者。如果他们发现自己处在高危状态，那他们就会竭力“防患于未燃”。迈克布莱德说：“现在我们还无法吸引身体健康的年轻人来接受测试，因为他们觉得自己这辈子都不会得此病。”但是她又说，新型的基因测试“可能是他们接触这一测试过程的开始。危险性越是牵涉到个人，他们越可能做出反应”。

笔者从一开始知道自己有得糖尿病的危险的那一刻起，就开始一丝不苟地锻炼身体，对食用面粉和糖小心翼翼。结果，我体重减了14公斤。之后，本人的血糖测试一直都很正常。这也让我因此而放松了警惕。这也是我为什么决定要参加测试的原因。办理测试申请手续就象亚马逊买书一样容易：只需要有信用卡，花点时间简单回答一下关于家族病史等危险性因素的问题就行了。我寄去了上面裹着DNA的拭子，现在还在等测试结果。虽然心里知道，自己不管怎样都还是要坚持锻炼身体，正确饮食，但还是想知道结果如何。这其中的部分原因是出于自己的好奇心。若是阳性测试结果，则可反映自己家族漫长的糖尿病史。而另一部分原因则是因为我认为，阳性测试结果会给自己增添动力，哪怕是一点点也行。

辛格为《科技商机》生物技术及生命科学编辑。

去年11月，谷歌和另外33家公司共同宣布成立一个新的行业联合会──开放手机联盟（OHA），以致力于推广开放的移动设备标准。为此，他们立下豪言壮语，将彻底改造手机甚至整个无线电行业。如果谷歌想让手机象笔记本电脑那样实现自由定制，我猜测，这可能就是谷歌移动业务的切入点。

“开放手机联盟”这一名称中的“开放”一词已有更新的意义。“ 开放”预示着将彻底脱离目前的蜂窝网络，特别是在美国。目前的蜂窝环境并未完全封闭，有些手机可以访问如谷歌等第三方提供商网站以下载第三方的应用程序。Verizon公司（非OHA
联盟成员）甚至宣布愿意向外网电话开放其网络，但这种开放仅限于周边区域。目前，无线提供商们提供如电话、功能特性和业务品种等多项选择，以保持自己的竞争力，从而防止消费者使用竞争对手的技术，转投其他运营商的网络。

Verizon、AT&T（亦非OHA联盟成员）等公司垂直地运作整个电讯产业链，其中包括零售店、分销商、内容提供商、网络业务等。其目的无非是通过签订多用户合同、提供独有的硬件以及允许网内免费呼叫服务牵制用户，进而牟取最大的收益。无线行业最喜欢使用的计算标准是“平均每户收益”。

如果开放手机联盟能成功，这种利用综合服务牟取最大收益的经营方式将会慢慢消失。开放手机联盟的成败关键在于Android平台。Android平台是一种基于开源软件及革命性编程范式的新型“软件堆栈”，专门针对移动设备。

Android平台之所以被称为“软件堆栈”，是因为其涵盖范围广，即从电话硬件控制的最低端，到用户交互的最高端。底层是Linux内核的定制版本。内核之上是开源的W e b K i t 网页浏览器（ 苹果iPhone亦安装此浏览器）和多个其他开源程序。再上一层是用户应用程序，应用程序表面很漂亮，但是软件开发商的预览版还很粗糙，毛病不少。一旦谷歌正式发布，相信Android 也会象iPhone一样美观，功能也会象iPhone一样强。
但是要指出的是，目前的手机尚无法运行Android，作为开放手机联盟的HTC、LG、三星、摩托罗拉等厂商还需做一些适当的调整以适应未来的手机。如果一切皆能如愿，这种款式的电话有望在2008年的下半年面市。假如你现在使用的是T-Mobile，AT&T 或其他提供商支持的、基于GSM传输标准的手机，同样也可以从网上订购基于Android平台的手机，并把现在使用的手机芯片插入新手机就可以了。

根据Android开发者的构想，目前的完整的无线系统将会被精简成由一些具有可互换性的部件所组成的集合。消费者可以自由地为自己的手机挑选各种应用程序，如免费应用程序、付费应用程序、企业为员工开发的定制应用程序等等。利用现有的通信管道，如蜂窝网、Wi-Fi及蓝牙连接，这些应用程序可与互联网上提供的第三方业务相互通信。
要实现这一构想的关键在于要有一套明确的文档化、标准化接口，让手机环境的各个部分之间能实现交互。例如，Android平台就包括有一个所谓的定位服务提供商接口，需了解手机所在位置的服务，例如谷歌地图、导航应用程序，甚至是根据用户所在位置发广告或提供优惠券等特殊用途的应用，皆可在接入技术中使用此接口来获取用户位置。这些也包括手机内置GPS接收器或是无线提供商提供的定位服务。

对于业务模式是靠给消费者提供信息、发广告的公司来说，这一功能特性是个好消息，但对于业务模式是靠向消费者收取设备内置硬件使用费的公司来说，则是一个噩耗。例如Verizon就是靠VZ Navigator收费的。VZNavigator是新型Verizon 手机内置的导航服务，采用GPS接收器标准，月收费9.99美元，或按日收费2.99美元。

聚合结构

Android平台可以打破目前的手机市场格局，让群雄角逐么？Android平台的预览版虽不完善，但瑕不掩瑜，该平台的结构和开发工却大有前景。

此外，虽然Android平台本身是全新的，但它却是在已被行业和用户认可的谷歌软件的基础上开发的。例如，谷歌地图就是谷歌目前最成功的软件之一。事实上，任何网络开发商都可以建立“聚合”，在美观、互动、功能性强的地图上投放照片、路线以及在具体的地方加注地理标记。根据Android平台的构造方式，该平台有可能会如法炮制出丰富的手机版本谷歌地图。传统的移动操作系统把每一个应用程序分别视为单一整体。而Android平台则是将单个应用拆分成多个部分，各部分之间设有精心定义好的接口，以便于软件开发商编写基于组件的应用程序。

非常有意义的是，Android平台所采用的基于组件的结构还可以延长电池的寿命。与Windows Mobile系统相比，Windows Mobile在运行时，程序花在后台运行的时间很长，这样，不仅占用了内存，而且也耗费电能，若使用Android平台，各应用程序只有一小部分处于运行状态，而其他部分可以关闭不用。这样，响应更快，更省电。

由于手机软件的开发者比电脑软件开发者少，加上工具笨拙，不便使用，所以手机软件的开发比电脑软件的开发要难得多。随着Android平台的问世，谷歌改变了这种规则。开发者可以使用广泛的Java的编程语言编写Android的应用程序，目的是让更多的人将来可以设计Android程序。

免费的Android开发工具箱包括电话仿真器，可以让PC、Mac或Linux软件开发者编写、调试Android应用程序。通过仿真器，甚至可以控制模拟的电话网络连接的速度和质量，让软件开发者可以了解在网络覆盖较差的地区，自己的程序在电话上的实际表现效果，而不必真的将应用程序安装到手机上。

未来发展

Android平台并非是推出以前所谣传的“谷歌电话”。实际上谷歌并不想真的拥有电话，同样也不希望其他公司如此。如果Android平台获得成功，那么，谷歌今后想要提供什么业务，其无线领域业务都会安全。目前，因特网用户为10亿，而移动电话用户将近30亿，很具吸引力。作为广告行业的龙头老大，为了巩固自己在无线领域的地位，谷歌开发出更多的新型操作系统其实一点都不令人感到惊奇。

如果Android取得成功，将会对无线运营商产生重大的冲击力。Verizon、AT&T等无线运营商，即使采用谷歌基于组件的操作系统也只能有获取因特网数据服务的一条路了。而现在的无线提供商亦将成为可以承载语音的商品数据通信网络。这样便迫使提供商在网络质量、手机质量以及价格等方面进行竞争，而不是利用好的一面吸引客户，而掩盖其他的方面。T-MOBILE（OHA联盟成员）已经明白了这一道理，所以该公司部分最新型的手机既可用T-MOBILE的GSM网络，也可使用Wi-Fi网络呼叫。笔者认为，即使没有谷歌电话，这一变革迟早都会发生。最近，诺基亚（非OHA联盟成员）公司生产的带W i - F i 功能的手机只需插入AT&T的芯片卡，便可在AT&T网内使用。虽说这种变革迟早会发生，但是，谷歌对这一变革进程起到了推动作用。

正如谷歌在无线领域取得的成就一样，Android平台也引人瞩目。笔者猜测Android平台今后可能不会仅限于手机，如数码相机、GPS接收器乃至轻型平板电脑等手提设备都可以使用Android平台。如果Android平台效果真的很好，那么，移动信息处理系统的面貌将会随之而改变。

加芬克尔是美国加州蒙特里海军研究生院计算机科学的副教授，同时兼《科技商机》特约编辑。

罗伯茨（Stephanie Roberts）今年33岁，与弟弟和母亲一起生活在芝加哥郊区，是一名公园服务人员。冬天，她在一家溜冰场驾驶赞布尼扫冰车（Zamboni）。但她还有一个名字，叫特纳（Zania Turner），一个皮肤光洁、黑发浓密、身穿绸缎长裙在风靡全球的虚拟世界《第二人生》中转悠的女子。《第二人生》是旧金山林登实验（Linden Lab）经营的一款游戏。罗伯茨以三维卡通扮演的角色跟其他虚拟人物一起模仿《星际旅行》（Star Trek）动画版的片段，建造和购买数字房子和家具，有时还会在数字海滩上四处走走。

《第二人生》不仅仅是一种游戏或一种社交场所，它还是金融交易场所。在这个虚拟世界中使用的货币叫林登币，大约可按270：1的比率兑换成美元。目前，有相当于1300万美元的林登币进入了流通系统，31.9万名《第二人生》居民（包括罗伯茨）参与其内部的经济活动。美国康乃尔大学会计学教授布卢姆菲尔德（Robert Bloomfield）一直在从事虚拟经济研究，并创造了“虚拟经济”（Metanomics）这一术语。他说：“这是一个让人着迷、令人激动的地方，因为人们是在没有那么多的法律和法规的约束下进行交易。”

然而，没有法律保障的生活就意味着有风险也有机遇，罗伯茨在去年夏天就明白了这一点。而对那些把三维沉浸式的环境看成电子商务中心的人来说，她遇到的情况只是一个小恶兆。

麻烦首先出现在《第二人生》中的一个娱乐性岛屿冰龙围栏（Ice Dragon’s Playpen）上。罗伯茨以电影明星琼斯（Catherine Zeta-Jones）为原型选择了一个化身特纳（ZaniaTurner），凭借电影明星的外表，特纳轻而易举地获得了Slingo赌博游戏（有点像宾戈游戏）女侍应的工作。她每小时加上小费，可赚得100个林登币（37美分）。当罗伯茨操纵特纳在《第二人生》，如供居民们赌博的月光赌场和装扮各种动
物的FurNation动漫区（她在一个舞台上装扮了一只白老虎）等不同场所转悠的时候，她看到了一些可以存钱的自称“银行”的机器。这些机器向经过的各路化身打出了高利率的广告，招揽他们在一个叫Ginko的地方开户。她说：“在《第二人生》中，你需要用钱来买地、买一些与他人共同建设时所需用的各种东西。我想：‘有这么高的利率，可以在里面存一些钱，需要时再取出来，可让我在在线世界买些东西。’”点击了几下鼠标后，她就成了储户。她希望钱越来越多，后来，她的账户上竟有了3.9万个林登币，价值144美元。

Ginko是一个叫波托加罗（Nicholas Portocarrero）的化身开的，其真实身份不详。他说服了好几百人把他们的林登币存在Ginko 里,但后来令人莫名其妙的是，这家“银行”不见了，储户们说他们的钱也没有了。2007年7月，Ginko开始限制取钱，储户们就围着这些机器，试图找回他们的钱。然后，Ginko宣布存款要以“Ginko永久债券”支付，而不是林登币。这些债券急剧贬值，到了10月份就一文不值了。据撰写了一篇有关虚拟世界法律事务博客文章的美国爱达荷州律师杜兰斯克（Ben Duranske）称，总共带来的损失约70万美元。

据有些《第二人生》的玩家说，他们在Ginko上损失了几千美元。那么，罗伯茨的损失算是小巫见大巫了。但问题并不仅仅是有人拿走了罗伯茨的钱，更重要的是拿走了她的钱的人却什么事也没有。她的钱白白地消失在了三维空间中。

技术控制、法律和法规的综合运用使得如今的在线商务变得非常安全（至少与世界其他空间中的商务一样安全），坏人都会受到惩罚。英国沃特豪斯律师事务所（Field FisherWaterhouse）合伙人内勒（David Naylor）说：“近10年来，大量与在线商务（交易）有关的立法都是由于各国政府力图打造一个买卖双方彼此信任、公平竞争的环境。”去年4月，该律师事务所成为在《第二人生》开业的第一家律师事务所。现在人们愿意在线存款，并使用信用卡号进行交易。他说：“一个可轻易诈骗他人却又无力追究的环境肯定不利于进行重大的商务开发。虽然这不是惟一的因素，但对这种环境的商
务及前景来说，它却举足轻重。如果你破坏了买卖双方的信任，就会严重地影响彼此进行交易的意愿，要想在线重建这种信任，难度会很大，因为人们缺乏面对面的交流。”
虽然林登实验室负责创建和发行了《第二人生》货币，但它拒绝对涉及林登币的交易、纠纷和损失承担责任。林登实验室商务副总裁允恩（Ginsu Yoon）说：“在虚拟世界里，人们的交易方式跟因特网上的基本一样。你得明白自己在做什么，这么做的后果是什么，然后使用所提供的工具来确定你是在跟可以信赖的人进行交易。”如今，该公司已采取了一些措施，比如认定和暂停一些涉嫌欺诈性活动的大额林登币转账和兑现，并鼓励户主们采用第三方认证服务。但是，由于缺乏现实世界中的检举措施和相关法规，此类措施能否保证虚拟经济的正常运行，我们不得而知。

虚拟世界的盛行

由于蓝筹行业的加入，电脑处理速度的不断提升以及因特网宽带的日益普及，虚拟世界可让你一览未来的网络：我们无需翻页，而是三维环境自由走动，进行通信、购物和研究。有些观察家甚至认为，虚拟世界可以与现实世界中的一些三维表示法合并起来，如“谷歌地球”（Google Earth）和“微软活搜索地图”（Microsoft Live Search Maps）。很多虚拟世界都有各自的货币，除了林登币，还有竞技游戏《安特罗皮亚世界》中的货币PED（与美元的兑换比率为10：1）、There青少年游戏中的Therebucks（与美元的兑换比率为1800：1）以及孩子们用来购买数字吉娃娃和浣熊赠品的Webkinz KinzCash币。

但Sun公司、锐步和IBM等大公司不会真的在虚拟世界中开展业务，只是想“渗透”进去。要想做成一笔交易，你得走出“虚拟”，再进入Sun公司、锐步或IBM网站才行。这些公司只用真实货币进行交易，并用已制定的协议进行加密和认证。相比之下，罗伯茨等人就是主动在虚拟世界中进行交易，并使用虚拟货币来为他们的虚拟化身购买虚拟服装、土地、动物、冲浪板和艺术品。他们在虚拟银行存钱，甚至投资虚拟股票，这就是问题的症结所在。博客界（Blogosphere）对Ginko造成的损失以及土地和商品的误交易抱怨颇多。因此有些人担心，这些问题会阻碍电子商务在虚拟世界的成长。

这种状况使IBM的科尔尼回想起电子商务的形成阶段。当时，电子商务同样存在不确定性和信任危机，她说：“看看网络时代的早期，情况是一样的。你遇到的所有问题都似乎类似：即‘我不会在因特网上买任何东西，因为有人可能会盗走我的信用卡号码。’”林登实验室的允恩表示同意。他说：“起初，当你只把因特网看做是教育和政府之外的东西时，你就会发现，垃圾网站比比皆是。而《第二人生》内充斥的、由用户创建的无序内容也是如此。我们目睹了因特网发展的整个过程，即一系列令人怀疑和担心的事件不断循环，但最终也发现了其中的经济、交流和社区价值。如今，同样的事情再度发生。”

到目前为止，关于虚拟金融和商业的投诉提交法庭的并不多。有一起（可能是惟一的一起）涉及一位名叫布拉格（Marc Bragg）的美国宾州律师，其虚拟化身名为韦伯冈
（Marc Woebegone）。2005年，布拉格在《第二人生》注册，并开始在业余时间收集和转卖虚拟土地，并将虚拟焰火卖给其他在线居民。2006年5月前，他一直做得不错，但之后，林登实验室控告他在一次拍卖中，以低于市价的价格获得了虚拟土地。于是该公司关闭了他的账户，并没收了他所有的林登币和财产，价值约8000美元。该公司认为，布拉格违反了账户服务条款，因此取消了他的账户。布拉格认为，不仅仅是帐户被取消，而且真实资产也被剥夺，于是，他将林登实验室告上了法庭。在最近的判决中，他拿回了账户和一些财产，但审判的细节没有透露。

从局部看，布拉格案的核心在于人们把《第二人生》中的虚拟土地当做是人们可以“拥有”的东西。这表明，现实世界中有关当局也许不一定把虚拟货币当做大富翁游戏的货币或者把在线世界的合同当做游戏的行为。但杜兰斯克表示，其他投诉如Ginko储户的损失等还无法进入政府的诉讼程序。杜兰斯克创办了第二人生律师协会，它是一个由现实世界法律专业人士和学者组成的在线世界社区，旨在探究技术和法律问题。他
说：“如果我和Ginko储户一样，不过使用的是邮票和信封，这就可能是不合法，而且很容易向陪审团证明。”

虚拟解决办法

现在，用户们开始组建一些准管理机构，如有人发起第二人生交易委员会，制定了财务披露标准；有人则设立了虚拟世界商务局，起到评价企业、提醒居民防诈，并充当投诉中心的作用。IBM的科尔尼表示，现实世界中，企业可能会找普华永道会计师事务所（Pricewaterhouse Coopers）认证其资信，而“在虚拟世界，你一定也要证明自己是一个合法的公司，正在进行合法的交易。如果你把三维因特网看成是未来网络的发展方向，那么解决这些问题就是至关重要的了”。

问题不仅仅是有人拿走了罗伯茨的钱，重要的是，拿了她的钱的人却什么事也没有。她和其他受害者高达70万美元白白地消失在了三维空间中。这并不是我们指望的电子商务。

另外，沃特豪斯律师事务所的内勒指出，如果虚拟世界想吸引更多的参与者并为电子商务打造一个新的有利局面，那么，就需要现实世界的干预。他说：“问题是，没有任何一个主管当局从司法角度真正重视《第二人生》中出现的问题。原因是，这是一种全新的技术。如果他们对这种技术非常了解，就会考虑到该技术可能造成的潜在破坏性或损失。否则会放弃这项技术而另做打算。”如果要加以解决，“我们就需要现实世界中的监管机构予以重视。监管人员可以提醒在线用户小心行事，但对用户的损失不予赔偿。”

狂野西部

美国康乃尔大学的布卢姆菲尔德是一位从事实验室研究的实验经济学家。他曾经让20名学生使用真实货币进行模拟股票交易，以观察规则的变化是怎样影响他们的行为的。他希望能创建出几个并行的虚拟世界来进行更大的研究。他说：“我可以创建两个虚拟世界，一个虚拟世界有一种法律体系，而另一个虚拟世界有另一种法律体系，然后将两者进行比较。我可以降低一个世界中的资本收益税率，然后看看企业的反应。在真实世界里，有些事20个人无法做到，但在虚拟世界中，可以要求2000个或者2万个人来做。”
但目前，布卢姆菲尔德正在研究在《第二人生》中消费的318742个人到底发生了什么事，他说：“它与《狂野西部》很相似，是值得研究的好课题。我们只需要找出什么是最佳的做法，而最佳做法又要求很强的透明度。”同时允恩表示，如果执法机构准备起诉虚拟世界中的某种犯罪，比如，金融欺诈或虚拟恋童癖，他都不会感到意外。他说：“我坚信，这其中肯定有人们感兴趣并愿意探究的事情。作为一个协作媒体，它与因特网聊天室没什么两样。有些人如同警察，其职责就是在因特网聊天室中巡逻、追踪垃圾邮件并阻止骗局。但我不明白他们为什么不能在虚拟世界中做这些事呢？”

当然，很多受骗的虚拟化身都想拿回自己的钱，因此他们退出了布卢姆菲尔德认为大有希望的实验。琼斯（RickJones）就是其中的一个。他是一个47岁的退休海军电子技师，与一个室友一起住在美国加州的海滨。在《第二人生》中，他的化身名叫Kiyotei Xi，做土地买卖。他说：“在这块地的周围，我放了些动物、鱼以及各种物件，供我娱乐。”他还画了一些画，卖给另一个虚拟人物开设的画廊，并在一个叫Chi的空间内冲浪。但他表示，由于在Ginko中损失了460美元，他的心情就变坏了。他说他要参加一个集体的诉讼，但他个人不会单独这么做。他是否失去了对在线世界交易的信心呢？

　“哦，当然。”

罗伯茨也失去了一些信心，但这并不影响《第二人生》给她带来的乐趣。她也非常清楚，虚拟世界中根本买不到数码赞布尼扫冰车，因此，罗伯茨正在找人教她设计一台，然后开始在虚拟世界里销售，尽力多赚点钱。她说：“目前还没人这么做，说不定我还能赚一笔呢！”

塔波特是《科技商机》的首席记者。

去年3月，美国加州蒙特里市举办了“科技、娱乐、设计大会”(TED)，它是一个高层峰会，被称为“数字世界的达沃斯”。
来自微软的软件设计师用平和的语调开始了他的产品示范，并引导观众快速观看了大屏幕上展示的众多图像。他利用Seadragon这一技术，稳定、快速地展示大型的成组文字和图像资料，毫不费力地打开了一幅300兆像素的地图，并放大展现了地图一角的国会图书馆的日期印章；之后，他又放大了一张图像，直到两个曲边排版字符占满屏幕。那张图像看起来象条码，实际上它是狄更斯（Charles Dickens）的《荒凉山庄》（Bleak House）的全文；接着又迅速、轻松地缩回到了密密麻麻的文字和图像。

微软在2007年就获得了Seadragon技术。该技术的设计者阿卡斯（Blaise Agueray Arcas）也随之进入了微软。但阿卡斯参加TED大会不仅仅是为了炫耀Seadragon技术。接下来，他将画面切换到了一组由加拿大落基山脉照片拼接而成的全景镜头；当光标移向这些方块形的小图片时，图片开始移动，显露出一座巨大的山脊线。紧接着,出现了一幢熟悉的建筑物模型鸟瞰图──圣母大教堂。阿卡斯解释说，这座模型是用数百张来自Flickr网站的独立图片拼接而成的。这就是“点云”（Point Cloud），一组三维空间中的点。
阿卡斯边说边卖弄地浏览着圣母大教堂周围的景象。这些景象时而放大到纤毫毕见，时而又缩小到模糊不清。画面和焦点的快速移动所产生的效果被细微的瞬变效果所柔化，感觉好象是在特意用慢镜头播放着一幅幅动画，效果非常震撼。观众们惊奇地看着阿卡斯将镜头推进了建筑物拱门的正面图像，而最后，又把镜头定格在建筑物怪兽的雕饰上。严格来说，这项技术中画出的一些图像根本不是照片：它在Flickr网站中搜索到了所有的相关图像，包括教堂的海报画。阿卡斯所展示的这些并非录像，但也不仅仅是一组照片集或大型相片集。它如同一幅地图，一幅因其梦幻般模糊形状与变幻景观而显得生气勃勃的巨大地图。 这就是Photosynth，一种分析相关的图像、并把它们连接在一起、以在耀眼的虚拟空间内重建物理环境的技术。阿卡斯表示，该科技创造了一个“虚拟世界”（Metaverse），但也造就了Virtual Earth的“长尾”。Virtual Earth是微软用来与谷歌竞争的武器，因为它能够汲取和贡献它在线所得到的大量本地绘图和图像数据。阿卡斯说，它可以提供“地球各有趣部分的、极其丰富的虚拟模型，而这些模型不仅来自于空中的拍摄图、卫星图等，也有来自集体的记忆”。
此时，展示结束了，宛如6分钟前开始展示时一样的突然。阿卡斯的结束语得到了雷鸣般的掌声。
不仅是图像拼接

阿卡斯把Photosynth的诞生称作是Seadragon与PhotoTourism的结合，它是一个试图对成组照片打包及显示方法进行改进的微软项目。Photo Tourism最初来自美国华盛顿大学的研究生斯纳维利（Noah Snavely）所写的一篇博士论文，当时他年仅26岁，充满了激情。斯纳维利的指导老师之一是斯泽里斯基（Rick Szeliski），微软研究中心的电脑图像研究员，是公司搞研究与开发的主力。斯泽里斯基之前在微软的工作是协助研发图像合成技术，如今，该技术已被普遍应用于取景更广、更远的数码相机中了。他回忆道：“我把幻灯片中功能强大的优良要素的需求展现出来，例如合成效果。”同时，斯泽里斯基努力寻求图像之间的流体效果以及观看图像时的互动感觉。

在与斯泽里斯基和美国华盛顿大学教授赛兹（Steve Seitz）的合作期间，斯纳维利主要致力于研发一套编码方法，以超越在计算上的严峻挑战——如何通过图像之间的相似性，把它们合并为一个可被肉眼识别为真实世界景物的物理三维模型，而且该模型应由用户进行空间操纵和体验。根据图像被选取的顺序，被用于数码相机等电子装置的现有图像拼接软件能够识别如何在一组图像之间推断出它们的关系。但是，斯纳维利试图
要开发出一种有可能用截然不同的方法对其进行评估的软件。他设计了一种两阶段式程序。他说：“在第一阶段，我们在所有的二维图像中选好定点，然后试图在这些不同的图像中找出哪些点与三维图像中的点相对应。”

斯纳维利说：“这个程序被称作为‘运动结构’。一架运动照相机基本上可推导出三维结构。你可通过前后移动自己的头部来调整视觉，以便更清楚地了解你所看到的景物的三维结构了。这是一样的道理。试着闭上一只眼睛，将头从一侧摆到另一侧，此时你可以看到在不同距离中的不同点所做出的不同的运动。这就是运动结构的基本概念。”

正如阿卡斯解释的那样，计算机视觉的成立得益于一个简单的事实：所有的空间数据都是可以量化的。他说：“空间中的每个点都只有三度的自由，即x、y和z。”他还补充说，某些具有同样特征的照片也可用相同的方法进行处理。例如，一块形状独特的铺路石可能在其他图片中重复出现。当软件识别出其相似性，即一张图片中的某块石头也出现在另一张图片中时，电脑便由此去查找出它们相似性。因此，在比对视觉要素的基础上，图像进行归类的过程就可以搜集到细小的信息，直至整条路径能够由那些铺路石重新生成。系统搜集到的图像越多，其结果就越接近真实，特别是当原始图片从各个角度、各个视角采集而来时，就更是如此了。

斯纳维利表示，这是因为第二步演算过程是要把从不同角度拍摄的、具有共同特征的图像进行对比。他说：“最终，第一个步骤推动了第二个步骤，并告诉我们，照相机应该放在哪里。我们由此可以重现每张照片拍摄时的视角。这样，当用户在选择照片时，就象被带到了拍摄照片的那个视角一样。” 该软件通过给每一张照片设定一个视角，即计算出拍摄该照片时照相机的所在位置，可以模拟出望远镜的视觉原理，从而产生三维效果。

然而，正象斯泽里斯基所知道的那样，人的视觉是最为挑剔的。于是，他与他的两个同事开始不仅仅满足于将小部分的图片拼合成大的整体图了，他们要研究其过渡效果，以使图像拼接得尽可能是天衣无缝。他们提炼出的技术包括渐隐或渐现的效果，这是电影和电视的编辑们合成图像时的常用方法。

在一次展示意大利幸福喷泉的演示中，Photo Tourism达到了Photosynth的效果，但相比之下又显得较为夸张和原始：一组在同一地点以不同视角拍摄的图像聚集而成的点云。更令人印象深刻的是，根据描述性的标签，该软件可自由浏览从Flickr中下载的大量图像，当然，那些是一些不以创建模型为目的的照片。据斯泽里斯基回忆，即使以老手的眼光来看，结果也“非常惊人、非常有新意”。

斯泽里斯基说：“我们发现的是一种新的浏览照片集的方法，即一种互动式的幻灯片。我觉得，Photo Tourism无论对于内行还是外行，都极具震撼力。但内行却震惊于其使用时的便利性。”他认为，外行也可能根本就不相信这是真的。

然而，Photo Tourism应用软件仍然是前途未卜。虽然Photo Tourism是科技上的一大创新，但要在Linux中被开发出来，并达到可在Windows上运行，这仍然只算是一个雏形，进一步开发该产品的道路仍不明朗。

2006年的春季，当斯纳维利在微软内部工作室展示PhotoTourism时，当时还是新员工的阿卡斯走了过去，并仔细地观看了展示。那时，他的Seadragon公司被收购时，他才刚进公司不久。在此之前，他的公司开发了一个软件应用程序，他将之称为“图像的三维虚拟内存管理器”。Seadragon的魅力在于它具有能让用户装载、浏览和操控数量惊人的图像信息的能力，而它杰出的技术成果就是通过网络实现上述功能的（但
Photosynth对来自Flickr等网站的图像进行编辑的能力是源于Photo Tourism的技术）。
就在当天，阿卡斯和斯纳维利开始交谈。到了2006年的夏季，展示开始了。最终开发出的混合产品──部分是PhotoTourism，部分是Seadragon──将一大堆相似的图片（照片或插图）整合起来，编入到三维的实景图像模型中。它甚至在二维照片的结合处也能呈现出三维的视觉效果。每张独立的图片都复制得非常逼真，但是在图片之间的过渡部分，Photosynth插入了明显的空隙，使照片集感觉不象是广角图像的一部分；同时，“合成”后的模型不仅是真实景物的图像模拟，而且还具有很强的可浏览性。正如斯纳维利所解释的，“其主要的浏览方式是通过点击控制鼠标，选定下一张要访问的图片，此时系统会自动将三维视点转移到那个新的位置，就好象眼睛在转动时的情景一样。”该软件可以从任何可行的角度进行浏览重新生成的图像主题。

Photosynth惊人的技术成果就象魔术师从帽子里变出了白兔一样──它以二维照片为媒介，生成了栩栩如生的三维界面。埃弗洛斯（Alexei A. Efros）是美国卡内基梅隆大学的教授，专攻“电脑视觉”。他说：“这真是点石成金。”埃弗洛斯解释说，其诀窍在于照片的数量，“当你获得越来越多的数据时，其数量就会转化为质量。而当数据多得惊人时，它开始告诉你一些你以前并不知道的事情。”由于模式识别、索引和元数据技术的发展，因此电脑推导出了三维图像。埃弗洛斯希望，要不了多久，“视觉如同现在的人类一样，将成为电脑的主要感知仪器”。

产品的未来

微软在Photosynth方面的工作是该公司“百强人才Live实验室”战略的一个绝佳例子。Live实验室一方面做着繁重的网络工作，另一方面则是一些不适合创业的电脑书呆子的招收基地。弗雷克（Gary Flake）是一位40岁的技术研究员，也是Live实验室的创建者和主任。他说，Live实验室的目的之一是向“人们对微软的定位发起挑战”。它最直接的目标是要将网络技术推向市场。说起Live实验室的文化定位，弗雷克显得干劲十足。他表示，要在科学研究与产品工程学之间架起一座桥梁。弗雷克将其描述为整个行业内的挑战。他曾就职于多家研究机构，这其中包括他参与组建和运行的NEC研究院和雅虎研究实验室。他解释说，在Live实验室，“我们有审慎的套期保值证券，还有一个其中包含了40个不同项目的、非常有意义的混合体。”

弗雷克不愿详谈他的那些项目，但他却兴奋地谈到了他的目标──在引进人材的同时，“也引进更多的DNA项目”。他说：“我们希望创造并改进因特网的产品和服务。”但他还充满激情地将Live实验室的员工们比喻为“人类的罗塞塔石碑”。在研发领域，工程人员和科学家分别使用不同的“语言”进行交流，而他们可以在该领域充当“翻译”。弗雷克表示，Photosynth项目概括了这种成功，即他想通过他的努力，达到弥补科学与产品工程之间的传统差距的目标，它“代表了这一科学艺术的顶尖平”。

目前，人们只能通过在线展示就能看到Photosynth，但阿卡斯的团队则希望能在当年底之前推出该款产品。对于想利用这一技术来实现什么目的人而言，我们仍需拭目以待。点云至少可由2到3张图片构成，所以也可以想象，用户如何建造他们自己相对简单的图片库，如一次到拉什莫尔山的家庭旅游。（当然，拥有Photosynth的人们可在特定的地点多拍摄一些照片，以使自己图片库里的资料更为丰富。）用户也可以利用事先已下载到本地电脑中的在线图片资料馆，进而创建出他们自己丰富的图片库网址。

但如今，Photosynth主要是一种希望，还未成为现实。它是否很容易使用，其功能到底如何，这些都是我们将面临的技术问题。同时，虽然Photo Tourism源于Linux系统，但在可预见的将来，Photosynth仍然只能用于Windows系统。

尽管Photosynth有直接的吸引力，但对于它的应用仍不明朗。世界不再需要另一个图像浏览器了，哪怕是它具有非凡的能力。而且，让用户花钱购买Photosynth的当前版本似乎又不太可能。同时，Photosynth能否广开财路，这还取决于它能否建立广泛的用户群。它能否象Google Earth那样为用户开辟一些新的应用领域。更重要的是，微软最终推出的这一产品是否具有足够的吸引力，能让那些客户群放弃原有的选择。

弗雷克报告说，Photosynth团队已开发了它的十几种潜在用途，其中有两种看来是可行的。

一种是把它与微软的Virtual Earth更全面地结合起来，让它成为用户可用来进一步缩放的一种工具。Virtual Earth可以处理地形及飞行摄影方面的问题，而Photosynth则是综合了大量的地面摄影材料。引用阿卡斯在TED大会中发言中的一句话说，“这两种应用程序可能会产生一种轻量级的‘虚拟世界’”。

注意到Photosynth对建筑物与城市广场的简洁应用后，华盛顿大学的赛兹还幻想进行“大规模的扩张”。他说：“我们要捕捉整个城市。”因此，2007年8月，在拉斯维加斯举办的Defcon年度黑客会议上，阿卡斯和微软Virtual Earth项目的总经理罗勒尔（Stephen Lawler）宣布，他们正在策划合作的事宜。赛兹表示，一旦克服了某些小的技术障碍，“就没有任何事情可以阻止我们为城市建造数字模型了。”

当人们创建和储存更多数量的数字媒体时，Photosynth甚至还能让用户“实况播放”他们的家庭相册。弗雷克说：“想象一下，你只需要用你的照片集就可以在家中目睹自家孩子的成长过程了。”

随着这类想法的日渐成熟，Photosynth团队再也按捺不住了。2007年夏天，科研人员公布了一项与美国国家航空航天局合作开发的在线展示程序。目前，他们正在与美国喷气推进实验室合作，对火星表面进行局部影像合成。

让人们感到奇怪的是，微软资助这类奇怪的项目究竟会到什么样的程度。然而，正如阿卡斯和弗雷克也反问的那样：人们对这类科技成果会报以多大的认同？总之，Photosynth的市场前景似乎不容乐观，而且似乎还缺乏整体竞争力。

麦金太尔是一位自由撰稿人，其撰稿范围广泛，涉及文化、科学与技术等领域。

过去几年来，美国的玉米产区刮起了一股乙醇热。许多投资商大兴土木，扩建的乙醇生产厂房在乡下随处可见。但如今，这一“非理性的繁荣”却留下了令人沮丧的阴影。可以说，它是科技泡沫在美国中西部的再现。因此在某些方面，它有着惊人的类似：冲动的投资商无视明显的经济现实，把赌注全部押在一项看似潜力无限的科技上。

美国有100多家生物燃料厂，大多集中在生产玉米的爱荷华州、明尼苏达州、伊利诺斯州、印地安那州、南达科他州和内布拉斯加州；今年，现有生物燃料厂生产的乙醇合计将达到64亿加仑。另有74家厂房正在建设之中。就在18个月前，他们还在用低价的玉米大量生产高价的乙醇，财源广进。这不仅燃起了政治家“能源独立”的希望，还吸引了美国东西海岸风险资本家的注意和资金。

如今，乙醇生产商却在苦苦挣扎，许多甚至还在赔钱。年内，玉米价格破纪录地上涨，去年冬天每蒲式耳超过了4美元，随后在夏天又回落到3.5美元左右。但秋季又回弹至近4美元。同时，由于市场已处饱和状态，乙醇的价格也直线下降。在两种因素的影响下，利润率几乎是零。

乙醇市场的萧条反映出任何商品可预见的兴衰周期：高价格推动增产，不久市场就供过于求，价格下跌。同时，要将玉米基乙醇大规模地用作交通燃料，它本身就存在许多经济问题。原油价格屡破记录，同时美国政府又向利用乙醇的公司提供税务补贴，每加仑51美分。但从经济角度来看，乙醇的优势却难以体现出来。而且，由于销售和输送生物燃料的有限基础设施没有到位，其需求在未来几年难以预测。

更让人担忧的是，生产乙醇的浪潮推升了食品的价格。2007年，美国种植的玉米面积高达9300万英亩，其中约有20%都成为乙醇的原料。由于其余大部分玉米都用来喂养动物，牛肉、牛奶、家禽和猪肉的价格也都受到了玉米价格上涨的影响。最近，经济合作与发展组织（OECD）警告说，“生物燃料行业的迅速增长”可能会引起全球农贸市场的根本性变化，甚至可能“造成食品短缺”。

这一切都表明，石油基交通燃料替代品的需求迫在眉睫。美国每年要消耗约1420亿加仑的汽油，因此人们对温室气体排放的影响表示出更深的担忧。生物燃料的使用必须加大，这对美国联邦政府的长期能源战略非常关键。

2007年1月23日，美国总统布什在其国情咨文的演讲中表示，到2017年，为了减少对进口石油的依赖，美国的目标是要生产350亿加仑的再生和替代性燃料。美国能源部已经拟定了类似的目标，要在2030年前替换掉30%的汽油。

然而要实现这两个目标，我们就要求技术上的重大突破。目前在美国，乙醇就意味着玉米。（据估计，2007年，巴西生产商的乙醇产量为49.7亿加仑，大多是从甘蔗提炼出来的；但这种亚热带农作物只适合在美国的几个州种植。） 连玉米乙醇的支持者都表示，美国的年生产水平每年最多为150亿加仑，远远低于总统布什的目标。

尽管布什总统和其他生物燃料的提倡者一直要求从普通原料中提取乙醇，如美国大草原上普遍生长的柳枝稷，但根据大多数人的预计，它要求的技术至少要4~5年才能进入商业应用。同时，创建特异有机物、以生成其他生物燃料如碳氢化合物等高级生物学技术还处在实验阶段。迄今，科研人员都在积极努力，但生产的数量非常有限，连一部大动力SUV的油箱都装不满。

经济上的低迷和玉米乙醇的市场限制使新型生物燃料的开发商们面临着巨大的困难。美国加州理工学院化学工程和生物化学教授阿诺德（Frances Arnold）说：“我们的原则是要降低燃料的成本。我们都有能力造出点东西，但必须大量生产，而且成本还要低。你的技术须能大规模推广，成本价格也要有竞争力，因此面临的问题是艰巨的。而如今，每个人都只想在价格上竞争。”

玉米的悲观前景

要对生物燃料进行一次现实的评估，最有资格的要属美国明尼苏达州大学的应用经济学系了。该系和该大学农学院共用一个大校园，背靠圣保罗街区的一座小山，非常安静。沿大学的边缘，可以看到大片的科研实验农田。附近就是明尼苏达州博览会的举办场所，即一个为期12天的大型会展。每年夏末，都会有150多万游客慕名而来。明尼苏达州是美国玉米的第四大产地，因此该地的经济甚至文化都与玉米有着紧密的联系。对该州的农产区来说，玉米价格的抬高无疑是一件好事。而且该州州长和其他州级官员都强烈要求把乙醇用作交通燃料。然而，在该大学应用经济学系砖结构的办公大楼里，却找不到这种为玉米乙醇叫好的气氛。

在明尼苏达州大学农业经济学名誉教授艾德曼（VernonEidman）的办公室里，井然有序地摆放了成堆的科技论文和农场报告。艾德曼是一位把学者权威与美国中西部地区银行家的严谨风格结合起来的典范。提起乙醇生产商当前面临的市场困境，他说：“我们预见到这一情景。生产商多少心里也有数。至少，他们早应想到。”但2006年，他们“赚取的利润是前所未有过的。而该行业之所以普及，这是主要因素。”

数字可以说明一切。要新开一家生产乙醇的中等厂房，考虑到玉米的价格变化，艾德曼对玉米乙醇的生产成本进行了计算。若玉米按每蒲式耳4美元计算，乙醇的生产成本就为每加仑1.70美元。而为了赚取12%的股本回报率，生产商就需按每加仑1.83美元的价格卖掉乙醇。然后，艾德曼将石油公司购买乙醇、用来与石油混合时支付的价格数据计算了一下。去年12月，每加仑乙醇约1.9美元，而2008年的价格估计在1.75美元和1.80美元之间浮动。也就是说，乙醇生产商的利润率相当有限。艾德曼继而表示，更糟糕的是，2007年初，美国乙醇产量约为54亿加仑，而到了2010年，其产量估计达到125亿加仑。

乙醇产量的不断提高使人们开始担忧出现供过于求的局面，但市场天平的另一端才是人们的真正顾虑：乙醇燃料的未来需求并不稳定。在美国有些地区，特别是盛产玉米的地区，司机们购买的燃料中都含有85%的乙醇。但在很大程度上，为了提高汽油中的氧气含量，石油公司采用乙醇的比例一般为10%。因此，市场的需求不仅有限，而且这种含有10%乙醇的混合燃料多少还会降低行驶的速度，进而减少了消费者对这一燃料的兴趣。

让农业专家们担忧的不仅仅是乙醇的短期经济前景。他们还警告说，玉米提取的乙醇并非倡导者们一直标榜的“绿色燃料”。这是因为，要生产乙醇，我们就要种植玉米，而更重要的是，我们还要动用发酵设施，把玉米核中采集的糖转化为用作燃料的酒精，从而占用大量能量。过去几年来，占用能量的确切数据一直是学术界激烈争论的主题，频频出现于不同期刊。

据美国明尼苏达州大学科研人员统计的数据，每生产一加仑乙醇，所需总能量的54%被加工燃料所需的能量所抵消；另有24%又被种植玉米所需的能量所抵消。美国明尼苏达州大学生态学及环境经济学教授保拉斯基（Stephen Polasky）表示，尽管这种生物燃料提供的能量要比用来生产它的生物燃料多出约25%，但相比之下，其他燃料带来的收益要大得多。他说，生产乙醇并“不是一个廉价的过程。我想，玉米乙醇存在的最大问题是直接的经济效益和成本。但能量的输入输出并不理想。”

生产乙醇对能量的要求非常高。这说明，作为燃料，乙醇对环境的影响并不比汽油好多少。有人可能想，燃烧生物燃料释放的仅仅是玉米生长时获取的二氧化碳。但这种简单化的思维在现实中根本就经不起更严格的推敲。

事实上，保拉斯基表示，培育、收获玉米及生产乙醇需要的化石燃料也释放了大量的碳物质。另外，玉米的栽培还产生了其他两种较强的温室气体：即氧化一氮和甲烷。保拉斯基计算的结果显示，与汽油相比，玉米乙醇释放的温室气体排放大约要少15%到20%。但他说：“结果是，确实减少了温室气体的排放，不过并不怎么多。”然而，尽管玉米乙醇对能源市场和温室气体的排放没有太大的影响，但它的生产肯定会对整个农产品市场产生冲击。不仅玉米价格要上涨，大豆价格也会如此，因为农民为了生产玉米，种植的大豆就少了。

在2007年5/6月号的《外交事务》杂志上，美国明尼苏达州大学应用经济学和法律学教授荣格（C. Ford Runge）与人共同发表了一篇题为“ 生物燃料对穷人的危害”（ H o wBiofuels Could Starve the Poor）一文。当中指出，“乙醇行业要求的大量玉米对整个食品系统都产生了巨大的影响。”6个月后，身为该大学国际食品和农业政策中心主任的荣格坐在自己的办公室里，对自己的文章受到当地政治家和乙醇业人士的批评和指责感到困惑。但他坚持自己的观点并表示：“一个明显的事实是，牛奶价格、面包价格的上涨是过去10年平均增长率的三倍。这是可以评估的，而且也是事实。”

荣格表示，2007年9月初，OECD发表的报告正好印证了他提出的警告。而且他说，由于大部分收入都流向了食品，“穷人的打击确实很大。”由于美国20%的玉米都供出口，世界其他国家的穷人尤其倒霉。如一年前，墨西哥玉米饼的价格就翻番了。

这一切因素都表明，玉米乙醇并不代表解决能源问题的美好前景。保拉斯基说：“本人的结论是，乙醇在参与能源供应中，只能是小配角。”他认为，即使美国种植的所有玉米都用来制造乙醇，生物燃料替代石油的消耗仍只占12%。他说：“如果要把此举作为能源政策的话，本人看不到其中有什么回报。如果要把此举作为对农场的支持政策，则潜在的价值可能更大。但要对能源市场产生重大影响，我们只有等下一代技术的开发了。”

超级细菌

自20世纪70年代油价飙升导致石油危机以来，化学和生物学工程师一直都在寻找各种途径，想把国内现存的大量“纤维质”材料如木材、农业垃圾和多年生草本植物等转化为乙醇和其他生物燃料。去年，为了响应布什总统的另一个目标，即10年内把美国的汽油消耗减少20%，美国能源部宣布要动用3.85亿美元资助6个“生物提炼”项目，即采用不同的技术用木片和柳枝稷等生物物质生产乙醇。

根据美国能源部和美国农业部2005年的一份报告，要生产生物燃料所用的13亿吨生物物质，美国有着充足的森林和农用耕地。除了提供大批的廉价饲料外，纤维质生物物质还可以大大提高生物燃料的能量，并改善环境。与种植玉米相比，种植纤维质材料所耗费的能量要小得多，而且生物物质的部分成分还可以用来给生产过程提供电力。（由于产量大及含糖量高，巴西生产的甘蔗基乙醇还具有玉米基乙醇没有的优点。）

但尽管进行了多年的研究和最近对生产过程的加大投资，迄今还无任何企业可以生产出纤维质乙醇。其经济根源很简单：要建造这么一个设施，其成本要大得多。木材和庄稼残余物如玉米杆中所含的长链多糖很难分解，因此成本也很大。

目前，我们确实掌握了几种技术可以用来生产纤维质乙醇。如果有氧气，纤维素可以在高压下加热，形成合成天然气，即一氧化碳和氢的混合物，很容易就转化为乙醇和其他燃料。另外，工业酶可把纤维素分解为糖。随后，糖进入发酵反应堆，其中微生物生成出乙醇。但这些工艺的成本仍高居不下，无法进行商业利用。

连纤维质乙醇的倡导者都知道，建造一个生产纤维质乙醇的厂房，其资金成本往往是建造一个玉米基乙醇生产设施的两倍以上，而其他人则认为会更高，可达3~5倍。美国伯克利加州大学的植物生物学家萨默维尔（Christopher Somerville）专门研究纤维素如何形成并如何用于植物细胞壁，他说：“如今，我们可以制成纤维质乙醇，但价格难以接受。”

自20世纪70年代，美国加州理工学院的阿诺德一直在研究生产纤维质乙醇的生物学途径。他解释说：“纤维素具有的物理和化学特性使之既难提取，又难分解。”阿诺德表示，首先，纤维素纤维是由一个叫做木质素的物质结合起来的，而木质素“有点象沥青”。如果去掉了木质素，纤维素就可以被酶分解，但它们成本太大，而且现有的酶也不是完成这一工作的理想选择。

许多科研人员相信，要生产经济上具有竞争力的纤维质生物燃料，最有潜力的方法就是创造或发现超级细菌，即可以把纤维素分解成糖、然后再把糖发酵成乙醇的微生物。其原理是，利用现有的、要求添加酶的多工序工艺，把这一代价较高的工艺转变为一个简单的单工序工艺，即业界所说的“联合生物（ConsolidatedBioprocessing）。美国达特茅斯学院工程学教授兼马萨诸塞州剑桥市Mascoma公司（该公司正在实现这一技术的商业化）的共同创办人林德（Lee Lynd）表示，这种联合生物加工的方法最终会使乙醇的生产成本降为每加仑70美分。他说：“这可能是转化技术的一次突破。毫无疑问，它的前景诱人。”

但事实证明，找到超级细菌非常困难。几十年来，科学家们已了解了许多既可以降解纤维素又可以生成乙醇的细菌。然而，没有任何细菌可以既快捷又有效地完成这一工作，因而不能使之用于大规模的生产。

阿诺德解释说，自然提供的帮助很有限。她说：“有些生物可以分解纤维素，但问题是不会生成燃料，因此用处不大。”她表示，另一个选择是从基因上改变大肠杆菌和酵母菌，使其分泌出降解纤维素的酶。尽管多种不同的酶都能完成这一工作，但“大多数都无法嵌入到大肠杆菌和酵母菌中。”

然而阿诺德很有信心，认为一定能发现这种微生物。她说：“不知道明天会发生什么，说不准利用合成生物学的方法可以找到它，甚至某人擦鞋底时一下子就能发现。”

美国阿姆赫斯特马萨诸塞州大学的微生物学家莱斯琴（Susan Leschine）并没有从擦鞋中发现它，但她却认为可能碰巧找到了能完成这一任务的细菌。十几年前，她曾在离实验室15英里以外的夸宾水库周围的森林中从事科研活动，而这种细菌正是从当时收集的土壤标本中发现的。当时，莱斯琴研究的标本来自世界各地，而夸宾标本只是其中的一件，因此她花了好几年的时间才完成标本的分析工作。但当她完成时，她认识到，其中一个叫做植物酵素梭菌的细菌具有非凡的特性。她说：“它几乎分解了植物中的所有成分，而分解出的主要产品就是乙醇。”

莱斯琴在阿姆赫斯特创建了一家名叫SunEthanol的公司，准备利用这种细菌大规模地生产乙醇。她承认，前面的“路还很长”。但她补充说：“我们拥有的东西非常独特，这正是我们的优势。我们已发现了一种细菌，并在真正的原料中表明了它的作用。”

莱斯琴表示，其它有用的细菌可能有待发现：毕竟，单是一份土壤标本就包含了成千上万个变种。她说：“在细菌这一领域，我们必须想到，我们肯定还会发现具有类似特性的其它细菌。”

生机盎然的大草原

然而，从纤维质生物体中提取的乙醇对环境的好坏取决于这种生物体的品种以及这种生物体的种植法。

美国明尼苏达州大学的生态学教授蒂尔曼（David Tilman）坐在圣保罗自己的办公室里，拉出一幅较大的航空照片图。上面是一片被分割成整齐方格的田野。即使从摄像机远离地面的有利地势看，这片土地看来也很贫瘠。其中有片地是稀薄的草地，下面的沙质土壤清晰可见。蒂尔曼表示，这片土地太贫瘠，根本不适合农耕。之后他与同事刨开残余表土。用他的说话：“没有哪位农民会要这么差的土地。”蒂尔曼做了一系列实验。他在几块地上混合栽种了几种天然牧草（当中包括柳枝稷），又在其他几块地上栽种了单一品种的牧草。他说，实验结果显示，即使在极端贫瘠的土壤中，混合生长的多品种牧草也“可能会成为生物燃料的有效来源。每亩混合牧草的乙醇产量要比玉米乙醇的产量高。”更有意义的是，蒂尔曼在《科学》杂志上发表的一遍论文表示，牧草可用来生产“碳负极” 乙醇：与生产和燃烧生物燃料释放的二氧化碳相比，这类草消耗和储存的含量可能会更多。

这些实验成果令人瞩目，因为在不影响粮食生产的条件下，它们表明了一个大规模生产生物燃料的环保途径。蒂尔曼表示，到2050年，全世界需要增加10亿公顷的粮用耕地。他说：“这就意味着，为了满足全球的食物需求，我们要动用美国的所有土地。不妨想象一下10亿公顷的土地，如果我们利用这些可耕地开发生物燃料，则再过50年，大自然和土地储备就会消失殆尽。”但蒂尔曼指出，如果在相对贫瘠且无法进行农耕的土地上种植生物燃料的原料，其意义肯定会非同凡响。

但出了蒂尔曼的办公室，走到山坡下，应用经济学系的其他同事们又开始担心采用大量生物原料制成燃料所带来的实际问题。首先他们指出，高效处理和运输大量生物原料的技术和基础设施尚待开发。而且由于材料的运输成本高，生物燃料的厂房设施应就近建设，最好在50英里范围内。

哪怕是一家中等规模的乙醇厂，需要的生物原料的数量也很惊人。根据艾德曼的计算，一家年产5000万加仑的生产厂，就算一天24小时开工，每6分钟就得装卸一整车生物原料。此外，他表示，原料也不是“白给的”：每吨成本约60~70美元，或每加仑乙醇75美分。他又补充道：“许多人完全不了解这一背景。”

艾德曼表示，因纤维素生产厂尚未建成，我们很难分析各项工艺的具体成本。总之他认为，从经济角度来讲，它似乎很有“意义”，但要与玉米基生物燃料竞争，纤维质乙醇的成本必须达到每加仑1.5美元的水平。艾德曼认为，至少要到2015年，纤维素生物燃料才能成为市场上的“重要因素”。

另谋途径

化学工程师、微生物学家和农学家等科研人员都在尽力寻找各种途径，希望生产出商业上具有竞争力的纤维质乙醇。同时，另有一些合成生物学家和代谢工程师正在集中研究一种完全不同的战略。在美国中西部玉米产区1500多英里远的加州地区，聚集了多家由新兴合成生物学领域先驱人物创办的新兴企业。他们在风险资本支持下，开始研制新型微生物，想用这种微生物，而非乙醇来制造生物燃料。

乙醇毕竟不是一种理想的燃料。它是一种双碳分子，内能只有汽油的三分之二。而汽油是一种长链烃混合物。换句话说，要跑完相同的里程，汽油需1加仑，而乙醇却要1.5加仑。由于乙醇要兑水，因此最后还要有一道蒸馏工序，来完成整个发酵过程，但蒸馏工序的成本不菲。此外，由于乙醇比烃更容易被水污染，无法用廉价输送汽油的石油管线运到全美各地。乙醇须用专用的火车车厢运输（卡车有效装载量相对较小，运费往往会更贵），进而增加了燃料成本。

因此，美国加州的几家新兴企业正计划生产新型烃，而不是乙醇。这种新型化合物也是用糖发酵的，与乙醇相同，但其特点与汽油、柴油甚至航空燃料更为接近。加州爱莫利维尔市Amyris生物科技公司主管开发的高级副总裁兼公司创办人任宁格（Neil Renninger）说：“我们研究了乙醇，认识到了它的局限性，因此想造出更象传统燃料的东西。实质上，我们想造碳氢化合物，即现在燃料中的一种成分。它是最佳的燃料，我们的发动机用的就是它。”如果科研人员可以利用基因改造合成出这类化合物的微生物，它便会彻底改变生物燃料的成本。

问题在于，大自然中尚无把糖发酵成碳氢化合物微生物的先例。因此，合成生物学家须从零开始摸索。他们先要在其他生物体中鉴别出积极的代谢反应，并将相应的基因插入大肠杆菌或酵母菌，重新合并代谢通路，最后才合成出目标产品。

美国加州圣卡洛斯市LS9公司的科研人员正在改造脂肪酸的新陈代谢，将大肠杆菌变成能合成碳氢化合物的微生物。LS9研发副总裁德卡戴尔（Stephen del Cardayre）表示，该公司决定集中研究脂肪酸，因为作为储存能量的一个方法，生物体可天然合成大量脂肪酸。他说：“我们想利用一个可天然合成脂肪酸的途径。然而路只走了一半，我们必须加紧。”在大肠杆菌的脂肪酸新陈代谢中，德卡戴尔与他的同事用了许多现有路径，但代谢周期快结束时又改变了这些路径。因脂肪酸由一个含羧基族的碳氢化合物链构成，因此它可以直接生成碳氢化合物燃料。德卡戴尔说：“拿一条高速公路打比方。如果在路的尽头加一条便道，即我们设计、插入的路径，那么脂肪酸就有了更佳的去处。此时，我们取出脂肪酸并进行化学改性，用这种新型合成的路径引导出我们想要的产品。”

Amyris公司走的也是合成生物学之路，但主攻方向不是调整脂肪酸的新陈代谢，而是合成类异戊二烯化合物（一个大类的天然化合物）的路径。但迄今，LS9公司与Amyris公司每次都只能产出几公升的生物燃料。尽管两家公司制订了雄心勃勃计划，想将该技术商业化，但都表示，他们的工艺到2010年才能完成，因为提高产量和反应速度仍是一大难关。任宁格说：“目前的进度是，大部分生物学工作都在进行中。前面仍有一小段路要走，但这段路非常关键。”

如果最终实现了商业化，LS9与Amyris合成的碳氢化合物生物燃料就能克服乙醇经济方面的诸多劣势。与乙醇不同的是，碳氢化合物在生产过程中没有掺合水，因此无需进行高能耗的蒸馏加工。碳氢化合物生物燃料可以利用现有石油管线运输。LS9公司总经理沃什（Robert Walsh）说：“什么都要讲成本。”但他又说，一个关键因素是原料价格，“我们要买到超廉价的糖。”

合成生物新兴企业确实面临现有乙醇生产商面临的相同问题：玉米并非生成生物燃料的一个廉价来源。Amyris公司CEO梅罗（John Melo）认为：“下一代的原料将会是纤维素，但我们不能肯定哪种纤维素工艺会成功。”他还说，无论哪种工艺会派上用场，Amyris都希望能将它“结合”到自己的发酵工艺中，使自己的公司能享有廉价纤维质原料和实用碳氢化合物燃料的优势。

目前，由于缺乏玉米的替代品，Amyris被迫转战国外。该公司计划改造现有下属乙醇厂，转产碳氢化合物。它还开始与巴西的生物燃料厂进行合作，以甘蔗为原料进行生产。梅罗说，考虑到玉米价格及生产中的能源消耗量，巴西甘蔗为生物燃料的制造提供了最为“可行、可持续”的途径。

别无选择

即使在崇尚成功风险资本家的硅谷文化中，科斯拉（Vinod Khosla）也占有一席之地。20世纪80年代初，科斯拉与人合作创建了Sun Microsystems公司，后来又进入风险资本公司Kleiner Perkins Caufield and Byers。在20世纪90年代末和21世纪初，他冷眼看待网络热，却对默默无闻的光纤网络新兴企业情有独钟，因而大名鼎鼎。后来，他投资的这些新兴企业以数十亿美元的价格出售给了大搞因特网基础设施的大公司。用当时热得过头的标题新闻来形容，科斯拉成了“全球头号风险资本家”。

如今，科斯拉已跻身世界首富（福布斯400富豪榜中名列第317位，身价净值15亿美元）。近来，他开始大力投资替代能源。在他的投资组合中，超过12家是生物燃料的新兴企业，其中包括LS9及Amyris等合成生物学公司，Mascoma等纤维素类公司以及加州歌珊的Cilion等玉米乙醇类公司。但只称科斯拉为生物燃料的投资商无法真正反映出他的参与程度。过去几年，他一直是全世界带头提倡生物燃料技术的积极分子，大力宣传这一技术的种种优点，并大胆驳斥贬低生物燃料技术的人士。

科斯拉似乎对生物燃料的怀疑论者非常气愤。他表示，他之所以对生物燃料有着浓厚的兴趣，其主要原因就是“气候变化，即目前的最大问题”。如果要阻止气候变化，减少汽油消耗量，除了用纤维质生物燃料外，我们“别无选择”。他说：“生物原料是唯一数量充足的高成本效益石油替代原料。除此之外，别无他选。” 他又补充说，混合动力车及电动车不过是“玩具而矣”。

科斯拉指出，特别要提的是，任何交通运输技术都需经受中国和印度这两个世界上发展最快的汽车市场的检验。他说“在美国加州等地，销售100万辆插入式电动车根本不是什么大生意。”困难的是能在印度销售一台2万美元的混合动力车。但他说：“这不可能。因此，如果中国和印度都无法采用某一技术，那它肯定与气候变化无关。环保人士注重的不是规模。但如果你的规模上不来，那就只是个玩具。因此，我们需要生物燃料，而且是生物原料合成的生物燃料。”

2004年，科斯拉创办了科斯拉风险投资公司，开始大力投资生物燃料和其他环境科技。在该公司的网站上，他发表了许多意见及看法，其中他预测，20年后，生物燃料的产量将高速增长。根据他提供的数字，到2014年，玉米乙醇产量每年将稳定在150亿加仑。但纤维质乙醇产量将逐步提高。到2030年时，产量将达到1400亿加仑。他预测，到那时，生物燃料将会价廉物美，供应充足，足以替代汽油。

当然，科斯拉承认玉米乙醇的局限性，但他表示，这一向是个重要的“敲门砖”：玉米乙醇市场基本上为生物燃料建好了基础设施和市场，为纤维质乙醇的投资消除了许多商业风险。他说：“我喜欢玉米乙醇，因为它的发展为纤维质乙醇的发展奠定了基础。如果没有玉米乙醇，就没人会对纤维质进行投资。”

但美国中西部对这种蓝天规划抱着“请用事实说话”的态度。要把美国庞大的农业基础设施转型到生物原料上，人们都表现得疑虑重重。美国明尼苏达州大学的荣格表示，如果科斯拉的规划可行，“那好极了。但我们要事实求是。”荣格指出，也许，争论的要点是玉米乙醇是否真的会带来新的技术。他说：“我的看法是，玉米乙醇是转型到纤维素的障碍。”但他指出，由于政治和商业利益引发的惯性，玉米乙醇及其基础设施的投资热度可能不会减低。

持怀疑态度的并非荣格一人。美国普渡大学的农业经济学教授泰纳（Wally Tyner）说：“除非成本大大降低，否则纤维质乙醇没有前途。”泰纳表示，要有效地合成纤维质乙醇，我们要么制定出“政策机制”来鼓励对新技术的投资，要么在技术上取得“重大突破”。但“这个可能性不太高。”他又补充道，没有动机，农户和乙醇生产商目前都不愿冒险进行技术转型，因为“没有政策桥梁”帮助他们过渡。“现状不允许这样做。”

科斯拉等人的创新主张主要受硅谷的成功影响，而美国中西部人士的实用主义却来自竞争性的农业经济，尽管观念截然不同，但两派间仍有一些共同点。特别值得一提的是，大多观察家都同意，玉米乙醇的年产量几年内就会稳定下来。之后，要提高生物燃料的产量，我们只有依靠新型科技。

但如果5年到10年内纤维质生物燃料开始取代汽油，则生产厂房的建设就要早日上马。去年秋天，美国科罗拉多州布鲁姆菲尔德的Range燃料公司宣布，该公司已在乔治亚州着手建设新厂，并声称是全国第一家商业规模的纤维质乙醇工厂。Range的生产厂房将采用热化学工艺，用木片生产乙醇。按计划，2008年,生产规模将达到每年2000万加仑。今后的生产规模还将继续扩大， 最后将达到到每年1 亿加仑。同时，Mascoma公司也公布了几个示范基地，包括田纳西州的生产厂房。该厂将会成为首家利用柳枝稷生产纤维质乙醇的工厂。但这些生产厂房要么享受美国联邦政府的经费补贴，要么与当地的州级开发机构合作办厂。吸收私人投资并进行商业化生产则另当别论。

Mascoma公司总经理索斯（Colin South）表示，盲目扩大纤维质乙醇生产规模的确是一个莫大的挑战，具有一定风险。他说：“一说到纤维质乙醇，人们就觉得是一个行业。这种说法不公平。试点厂有许多，但没有一家走出了试验阶段。我们还需证明的是，我们确实可以按化工厂的运作模式经营。”索斯表示，Mascoma公司希望2009年开始建投商业化生产厂房，2011年初投入运行。但他又补充说，该公司只有在“数据充足”的情况下才会迈出这一步。

然而，最关键的数据要数原油价格。如果原油价格居高不下，纤维质乙醇的生产很快就有了经济上的竞争优势。但很少有人愿意冒险投资数十亿美元兴建新厂房，尤其是那些投资商，更不愿下这么大的赌注。许多人都记得，20世纪70年代末，美国联邦政府拨款约10亿美元经费，资助生物原料的相关研究。但没想到20世纪80年代初，原油价格回落，政府只有弃之不顾。去年秋天，当原油价格徘徊在每桶95美元左右时，天然气的批发价格也达到了每加仑2.5美元，但生物燃料专家说，不敢奢望与这么高的油价竞争。下一代生物燃料的许多生产商纷纷表示，他们要与每桶约45美元的原油竞争，确保市场能长期维持下去。

生产纤维质乙醇的新厂纷纷宣布开工建设，但却使人们忽视了一个事实：即这一技术在经济上尚不可行。美国麻省理工学院的化学工程教授史芬普罗斯（ G r e g o r y
Stephanopoulos）表示，他本人对生物燃料的未来“非常乐观”，但很快补充说，要优化纤维质生物燃料的生产工艺，我们可能还要花10年的时间。同时他表示，要合成出这种燃料，我们还要找到更有力及用途更广泛的微生物。

该会议由国际金融工程师协会（IAFE）赞助，会议的议题是探讨“次贷是否危机来临的先兆”。次贷的借贷方是购房者，他们的不良信贷纪录使得他们无法享受市场贷款利率。近年来，贷款给次贷借贷者的行为日益普遍，而这往往会令利率受到波动；利率上升时，很多借贷者无法支付房地产抵押贷款。由于衍生产品等金融工具的存在，这些拖欠还款的行为转而在市场中诱发了许多料想不到的问题。

衍生产品是一种可交易的金融产品，其价值依据或“衍生”自相关