綠色、健康、宜居、富足的城市生活,令人向往。不過,這一過程沒有捷徑,需要依靠不斷的創(chuàng)新活力,獲取各類科學(xué)“高招”,一路披荊斬棘。
昨天,為期兩天的中國2010年上海世博會(huì)“科技創(chuàng)新與城市未來”主題論壇在無錫圓滿落幕,來自世界各地的30余位科學(xué)家匯集了形形色色的新技術(shù)和實(shí)踐成果。踏著這些緊鑼密鼓、層出不窮的科技創(chuàng)新“鼓點(diǎn)”,“城市,讓生活更美好”,可望可及。
1 “中國制造”可多養(yǎng)活4億人
一頓不吃餓得慌。世界上有一半以上的人口以稻米為主食。目前,每公頃耕地出產(chǎn)的稻米,可以填滿27個(gè)人的飯碗;到2050年,1公頃土地必須要養(yǎng)活43個(gè)人才行。面對如此嚴(yán)峻的糧食形勢,如何保證糧食安全是一個(gè)巨大的科學(xué)挑戰(zhàn)。
為此,世界農(nóng)業(yè)科學(xué)家正在聚焦超級雜交稻。從1996年起,中國農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)我國超級稻計(jì)劃:1996年到2000年,水稻增產(chǎn)20%,由每公頃8.25噸提高到10.5噸;2001年到2005年,產(chǎn)量再提高40%以上,畝產(chǎn)800公斤水稻,并種植200畝示范田,連續(xù)兩年產(chǎn)量達(dá)標(biāo)。
袁隆平帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì),不斷刷新超級雜交稻產(chǎn)量“新紀(jì)錄”。2000年在湖南省20個(gè)近千畝示范田中,平均畝產(chǎn)700公斤;之后,在小面積試驗(yàn)田中,創(chuàng)造了每公頃17.1噸水稻的20世紀(jì)最高產(chǎn)紀(jì)錄,推廣到大田,平均產(chǎn)量達(dá)每公頃9噸以上;目前正在攻關(guān)的農(nóng)業(yè)部第三期超級稻計(jì)劃,已實(shí)現(xiàn)每公頃13.5噸,并儲(chǔ)備“千穗稻”良種,即每顆稻穗有1000粒種子,像一把豐碩的“水稻掃把”。
中國水稻種植面積約4.4億畝,平均產(chǎn)量每公頃6.3噸;雜交稻占總水稻面積的57%,平均產(chǎn)量是7.2噸,每年可以多養(yǎng)活幾千萬中國人。這較日本水稻每公頃產(chǎn)量多1噸,是世界水稻面積最大的印度平均產(chǎn)量的兩倍。“中國很樂意幫助更多國家播種超級雜交稻。如果世界上有7500萬公頃土地種植中國雜交稻,每公頃按增產(chǎn)2噸計(jì)算,增產(chǎn)的糧食可以多養(yǎng)活四五億世界人口!痹∑秸f。
2 提前破解病毒入侵“地圖”
SARS、甲流、手足口病……既發(fā)或潛在的傳染病隨時(shí)威脅人口密居的城市生活。哈佛大學(xué)的傳染病和病毒研究報(bào)告顯示,附著在干燥桌面的病毒,有可能在幾天甚至幾個(gè)月里,傳播并生存在人們的手上?焖佟⒓皶r(shí)、可靠的現(xiàn)場偵察微量病毒,能讓人們占得先機(jī),提前破解病毒入侵“地圖”。
美國華盛頓大學(xué)生物工程系教授艾倫·霍夫曼帶來好消息,研究人員正在開展一項(xiàng)名叫智能聚合物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究。該研究的“主角”是一種智能分子。當(dāng)室內(nèi)溫度升至與體溫持平,分子很快變渾濁,如黏液或膠水一般,吸附很多其他分子。通過實(shí)驗(yàn)室洗滌,借助一種微小儀器,附著的納米級微生物將快速“浮出水面”。最終,落網(wǎng)的病毒微粒信息將被導(dǎo)入到讀數(shù)機(jī),讀出量化結(jié)果。
與現(xiàn)有的病毒檢測技術(shù)相比,該方法所需的檢測樣本可以是非常稀釋的,所以,檢測成本不再昂貴,且速度快,準(zhǔn)確率高,使用簡便。不遠(yuǎn)的將來,智能聚合物技術(shù)可以集成到一次性測試卡中,無需儀器輔助,就能捕捉病毒的蛛絲馬跡。再與手機(jī)和攝像機(jī)相連,病毒信息被第一時(shí)間傳至當(dāng)?shù)蒯t(yī)院,在城市里爆發(fā)傳染病之前,相關(guān)控制預(yù)案即可啟動(dòng)。
3 所有商品都將擁有“碳ID”
對一個(gè)商品而言,不光是使用過程,整個(gè)“生命周期”都在產(chǎn)生溫室氣體,包括最初的原料生產(chǎn)加工,到運(yùn)輸、銷售給消費(fèi)者,直到最終廢棄、銷毀。英國曼徹斯特大學(xué)可持續(xù)化學(xué)工程教授阿迪薩·阿扎帕吉克說,每一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的溫室氣體排放量被記錄下來,計(jì)算折合成碳當(dāng)量,即為碳足跡。以食物為例,胡蘿卜、馬鈴薯等蔬菜的碳足跡相對較少,生產(chǎn)每1000克的碳足跡大約為0.2—0.3千克碳當(dāng)量;而牛肉、羊肉的碳足跡最高,大約為每千克14.3千克碳當(dāng)量。
未來的超市里,這樣一張標(biāo)注商品生命周期里碳足跡的標(biāo)簽將賦予每個(gè)商品一個(gè)新身份:“碳ID”。目前,在英國、日本等國,一些食物已率先擁有了這樣的“身份證”。阿扎帕吉克說,這個(gè)“身份證”,能幫助消費(fèi)者了解商品的“綠色度”,引導(dǎo)他們主動(dòng)做出低碳選擇,還能避免一些望文生義的“綠色誤會(huì)”,比如,利用玉米制造乙醇一直被認(rèn)為“更清潔”,但實(shí)際上,它生產(chǎn)和使用過程中的碳足跡比傳統(tǒng)汽油的還高。
4 未來交通系統(tǒng)整體“入地”
交通擁堵,阻礙出行;撞車撞人,威脅安全;尾氣排放,溫室效應(yīng);喝油耗能,能源緊缺;道路占地,無地可種……曾給人們生活帶來諸多便利和進(jìn)步的城市交通,現(xiàn)在看上去“一身毛病”,甚至日益成為危害未來生活的“危險(xiǎn)分子”。
“未來城市交通,將是一整套地下交通系統(tǒng)的‘天下’!敝袊こ淘涸菏、解放軍理工大學(xué)教授錢七虎解釋說,交通能耗主要為克服前進(jìn)阻力,阻力主要來自空氣阻力和地面摩擦力。地下交通系統(tǒng)讓這些阻力消失殆盡,從根本上降低能耗。
展望本世紀(jì)下半葉,駕車出行由“上天”改為“入地”——走地下高速路。地下高速路與地面高速路的區(qū)別在于:第一,不占用地面土地;第二,減少污染。地面、高架路上的汽車尾氣是無法捕獲的,而在未來封閉的地下路網(wǎng)中,空氣、煙塵可以通過靜電吸附排出,一些有害氣體也可以利用高科技手段催化解決。目前,世界各國都在研究地下高速路系統(tǒng)。例如,法國巴黎的地下快速路已經(jīng)建成,城區(qū)一氧化氮濃度降低了16%。
如果出城旅行,可以乘坐運(yùn)行于地下真空管道中的城際磁懸浮。錢七虎指出,城際交通和城內(nèi)交通不一樣,需要高速運(yùn)行。高速運(yùn)行中,空氣阻力巨大,消耗了大部分能量。如果將高速磁浮列車搬至真空地下軌道中,空氣阻力為零,可以真正實(shí)現(xiàn)超高速、低耗能,無噪音、無污染的綠色交通。其速度可能比飛機(jī)還快,達(dá)到1000公里/小時(shí)。
同時(shí),隱患重重的城市貨運(yùn)交通也將轉(zhuǎn)入地下。在郊區(qū)建設(shè)物流園區(qū),城外來的貨物通過物流園區(qū)編組,經(jīng)地下管道,由自動(dòng)導(dǎo)向車牽引,運(yùn)送到城市里的各個(gè)地下終端。
5 國產(chǎn)“北斗”有望覆蓋全球
2008年的汶川地震,曾令不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路被阻,通訊中斷,一度變成“孤島”。當(dāng)時(shí),正是“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),幫助抗震救援人員架起了“孤島”和外界的通訊橋梁。
國際無線電科學(xué)聯(lián)合會(huì)中國委員會(huì)副主任、中國計(jì)量測試學(xué)會(huì)副理事長王義遒說,隨著現(xiàn)代化、城市化的進(jìn)程,城市數(shù)目大量增加,要確保城市安全,城市管理者需要對城市各方面了如指掌,比如有沒有火災(zāi),哪條道路被水淹了!拔覈谘邪l(fā)的北斗系統(tǒng)就能幫助城市管理者對城市各方面都有一個(gè)微觀的精確的了解。它能探測到每一個(gè)目標(biāo)的位置、時(shí)間、速度等。”
王義遒透露,北斗系統(tǒng)正在迅速“成長”,今年是北斗系列衛(wèi)星的密集發(fā)射年,到6月2日已發(fā)射了4顆星!暗2012年,北斗系統(tǒng)將覆蓋亞洲的太平洋地區(qū)。第二階段,預(yù)計(jì)到2020年,北斗系統(tǒng)有望像美國的GPS系統(tǒng)一樣,覆蓋全球!倍,被喻為“中國版”GPS,北斗系統(tǒng)還身懷幾項(xiàng)“獨(dú)門武功”——北斗系統(tǒng)是有源的,就是會(huì)接收用戶發(fā)送的信號(hào);它還有短報(bào)的通信服務(wù),例如水災(zāi)時(shí),水文監(jiān)測用的就是短報(bào)服務(wù)。(馬亞寧 馬丹)
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