顶尖科学家眼中的未来IT
综合报道
20年前，人们很少购置个人电脑，移动电话网络也没有建成，软件只是大型机的专属物；没人想到电子邮件能被大众如此广泛地使用，也几乎没有人想到过今天的互联网。
20年后，高科技在人们的日常生活中扮演了非常重要的角色。各式各样的PC、手机、PDA和掌上游戏机等已经非常普及。而20年前还神秘莫测的玩意儿，如光纤通讯器、光纤交换器，现在已经成为主流市场的主流产品。
这一切不得不让我们联想到空前盛况后面的“无名英雄”。他们是一群创造力惊人的技术大师。大师们常常被认为是“幻想家”，有时候甚至鲜为人知，但是他们的发明却彻底改变了人们的生活。
最近出版的《商业周刊》杂志上，这些专家给我们描述了一幅关于未来的图画。
给计算机注入“生命核能”
Len Adleman坚信DNA计算机是硅芯片计算机的终结者……
南加州大学的Len Adleman教授最近引起了好莱坞的注意，著名导演斯皮尔伯格约见了他。Adleman深信，DNA计算机有一天会彻底取代现在的硅芯片计算机。斯皮尔伯格对此很感兴趣，他想和Adleman教授谈谈，是否可以用新兴的DNA计算机为当红巨星汤姆·克鲁斯做点什么。
斯皮尔伯格约见Adleman并不足为奇，其实Adleman在计算机界久负盛名。著名的RSA数据加密算法中的“A”就代表他的名字(RSA算法是互联网上重要数据传输的加密标准)。此外，他认为DNA的分子结构可以用于处理信息。他想象中的DNA计算机在计算速度和运算能力上将远远超过现有的计算机。最终，医生可以将这种DNA计算机移植到人体，用于疾病监测和防治。
56岁的Adleman一头棕色的头发，进入DNA计算研究领域纯属巧合。1990年，他曾极力宣传一种艾滋病防治理论，但他没有成功。为了熟悉艾滋病研究领域的专业知识，他开始学习细胞生物学。无独有偶，他发现DNA的链状结构非常像数学公式。Adleman的数学天赋告诉他，可以利用这种分子机构处理数据，原理上就像计算机用微处理器运算一样。他开始用DNA解决一个非常经典的数学难题──哈密顿图问题(在不重复访问任意城市的情况下，寻找一次经过全部城市的路线)。（图1）
Adleman把上万亿条不同的DNA段放到试管中，几秒种以内就有了结果，但要清除“计算”中的错误要花一周多时间。目前为止，Adleman已经用他的“DNA计算机”解决了7个城市的哈密顿问题。他相信他的“DNA计算机”有能力解决200个城市的哈密顿问题，而现在最先进的超级计算机可以解决50个城市的哈密顿问题。
Adleman认为，节约能量是DNA计算机的一个主要优点。正常人把一公斤重物提高一米消耗的能量是一个焦耳，而一焦耳能量几乎可以进行无数次“DNA运算”。
成本低廉是“DNA计算机” 的另外一大优势。如果DNA用于存储信息。一克遗传物质的存储容量相当于一万亿张CD。
事实上，1994年至今，已经有几十个研究组织加入到DNA计算机的研究领域。加州理工学院的Erik Winfree在2000年获得了50万美元的奖金，因为他证明了一段非常微小的DNA就可以用于存储数据，同时还可以“编程”从而进行数学运算。
Adleman认为，现在还不是把PC扔掉的时候。DNA计算机虽然可以处理相当复杂的数学问题，但是将DNA计算技术用于实用领域仍然需要假以时日。Adleman断言，DNA计算机终将代替现在的计算机，同时还会促使新一代计算机科学家的诞生，他们将在生物和数学两个领域中建立新的交融学科。Adleman的野心是像达芬奇和伽利略那样开启科学史上的新纪元。
永不知足的“芯”
研究半导体应用技术的专家们一直有一个梦，他们期待着将第三代芯片用于仿生“耳”、方便残疾人使用的智能人行道以及可以测量体温的腕上电脑……
身高2米的Jack Kilby在半导体行业算是个巨人。1958年，不善言辞的Kilby研制出了世界上第一块集成电路(直径约1.5厘米，相当于一个美分大小)。78岁的Kilby现在是德州仪器(TI)研发专家，他在集成电路方面的巨大成就使他获得了2000年的诺贝尔物理奖。在半导体制造领域，他拥有60多项专利，被公认为现代半导体制造之父。
目前，最先进的集成电路应该是移动电话和手持电脑的“芯片”，这些芯片高效地支持它们正常工作。谈到“智能”芯片领域，我们必须提及德州仪器的另外一位大师Gene Frantz，他应该算是这个领域的先驱。Frantz与人共同开发了一种名为“识字宝”的玩具，这种玩具中采用了智能芯片，可以把文字信息准确地朗诵出来。这类智能芯片为TI带来了约3.8亿美元的收入。
53岁的Frantz因他的Gene定律而非常出名。Gene定律预言，每18个月，集成电路的功耗将降低一半。这样，使用集成电路的设备的尺寸会不断减小，而支持集成电路的电池的寿命会持续提高。在半导体制造行业，Gene定律与著名的Moore定律同等重要。
作为第一、第二次半导体技术革命的参与者，Kilby和Frantz预言，2010年，半导体技术的第三次技术革命将会到来。大到电脑，小到吹风机，现在我们已经可以看到智能芯片的踪影，而到那时，智能芯片将会被用来实现更复杂的功能。
Kilby认为最让人兴奋的是：在这个领域，技术创新仍然还有很大的空间。这可能就是他从TI退休以后还孜孜不倦地潜心于技术研究的原因吧。
现在，有的智能设备已经使Kilby和Frantz预言的第三次革命初现端倪。穿戴式电脑已经出现，而下一代的产品一定是轻便和无线的。你可以方便地把他们别在衬衣上或戴在手上而毫不显眼。
Frantz认为，得益于低功耗的智能芯片，这些穿戴式电脑可能依靠人体体热供能。这些未来的穿戴式电脑可以作为多功能通讯器：听写记录、发电子邮件、打电话，甚至可以管理家具，比如让椅子记住最适合主人的“姿势”。这一切将彻底改变我们生活的环境。
Frantz现在仍负责TI的一个部门，这个部门不断地为智能芯片寻找新的用途。从可以进行视频通话的办公设备，到可以随时记下创作灵感的电子板。也许有一天，Frantz可以弄出个什么新玩意儿来管理他多达10万张的棒球卡。
更人性化的IT设计
他设计的Palm V让人耳目一新，他预言，“人性化”设计将改变我们对高科技产品的看法。
在10岁那年，密歇根州的Dennis Boyle体验到了设计的乐趣。那一年，他设计一个帆船模型。一名摄影师把他和他那设计精巧的帆船拍成图片，并刊登在当地的一家报纸上。今天，Boyle还对童年的杰作津津乐道──“想到许多人能在报纸上看到自己的作品，那感觉棒极了！”。
Boyle的母亲是一名化学家，父亲是一名建筑师。他们喜欢鼓励孩子在动手制作模型之前，仔细思考整个制作方法，以便让整个制作的过程变得井然有序。父母的启蒙使Boyle选择了设计。在斯坦福大学攻读完设计学硕士学位后，Boyle加入了IDEO公司(IDEO是硅谷著名设计公司，1983年，它为苹果公司第一台使用鼠标的个人电脑设计出了鼠标。80年代，为GriD公司设计了美国第一台笔记本电脑“Compass(（图2）)”。今天，从BBC到Handspring，从3COM到罗技，IDEO的客户遍及高科技产业的各个角落)。
40年后的今天，作为IDEO的资深设计师，Boyle非常自豪，因为在过去20年中，许多高科技产品都有他的神来之笔，Palm V只是其中的一个例子。他一改手持式电脑笨重的外形，使玩家和高级白领对Palm V爱不释手。
在设计Palm V 原型机时，“瘦身”是Boyle解决的第一道难题。在产品实用性方面，Boyle也煞费苦心，日历功能是PDA用户最常用的功能之一，这一点似乎被以前的PDA设计者忽略。用户通常需要点击好几次屏幕才可能看到当前的日期。而Palm V在开机时就可以自动显示日期和时间。类似的功能改进使得Palm V 成为商店里最畅销的电脑产品之一。
Boyle认为：10年之内，便携式数字设备的强大功能将会让我们感到惊讶，但它们的体积会变得非常小巧。它们可以放在我们的钱包内、领带里，甚至可以夹在眼镜或手表带上。去年，IDEO和英国一家公司共同研究一种名为“ElekTex(（图3）)”的电子纤维。ElekTex可以把压力转变为电子脉冲，同时这种材料的性能非常稳定，在折叠、扭曲、洗涤后仍然可以正常工作。IDEO准备用这种合成材料来制作PDA键盘。用户只要把折叠式的ElekTex键盘从口袋中取出，便可直接与PDA联机使用。
好莱坞“巫师”的预言
他曾经被誉为好莱坞电脑图形“巫师”。虽然已经“退隐江湖”，但他还常对人讲，我们的事业才刚刚开始！
在电脑图像设计领域以外，Alvy Smith的名字鲜为人知。但提到Titanic号冰海沉船的悲壮场面，《魔鬼终结者Ⅱ》中死而复生的液态金属人，却无人不晓。这些仅是他杰作的代表。好莱坞的导演不得不承认，要是没有Smith的技术，他们的电影不可能给现代观众留下如此深刻的印象。Smith本人也因此获得两次奥斯卡奖。
现年58岁的Smith已经赋闲在家，舒舒服服地摆弄他的数字图片，专心致志地撰写学术论文。据说他正在整理的家族基因数据库已经有10800个人的数据。
得益于和爱迪生相似的好奇心，上个世纪70年代，Smith设计出了世界上第一个全彩计算机图形软件(可以调制出1600万种颜色，其分辨率超过了当时的录像机)。这个软件，使得计算机图片的画质第一次达到了好莱坞的要求。Smith的这项发明使现在如日中天的电脑特技初现端倪。
1977年，Smith发明了数字合成技术。数字合成技术是早期电脑特技的核心技术，这项技术可以把一辆奔驰跑车自动“放到”蒙古包旁，图像的明暗、光线的透视让人找不出一丝破绽。数字合成技术创造出许多在当时看来近乎神奇的图像效果。
70年代，特技效果的制作往往依赖于粘土模型。粘土飞船表现出的特技效果曾使乔治·卢卡斯的《星球大战》轰动一时，但《星球大战》的续集中，为了满足观众越来越高的要求，卢卡斯也开始逐渐使用电脑特技。
现在，电脑图形专家把目光集中在如何用动画技术再现真实的人体方面。Smith说：“和你我的身体一样，活灵活现的人体。”《最终幻想》(Final Fantasy)是一次尝试，但是并不成功。因为现在的图像技术创造的角色形象还不够逼真。但Smith相信，不久以后，计算机将可以用几百万个控制点来表现人体更细微的变化。到那个时候，电脑特技创造的人物角色将会栩栩如生，观众甚至可以看到“他们”每条皱纹。
谈到支持电脑图像技术的设备，Smith告诉我们：他的一家公司一共使用了250台Sun 4500企业级服务器。换句话说，有3500颗处理器，400万MB的内存。他认为，对于计算机图形技术来说，这只是个开始，今后20年内，并行处理技术将会大幅度提高图形运算能力，到那时，动画人物的活动姿势、面部表情将可“以假乱真”。