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50年、100年和150年之後，人類世界會變成什麼模樣？

自從1845年起，Scientific American就開始為讀者介紹科學與科技的最新發展。如今，每每回顧過去50年、100年和150年前科學家撰寫的內容，我們看到的都是科學和科技的新里程碑。就以一個例子來說，1962年10月號SA的特別報導介紹了DNA結構的發現者之一克里克（Francis Crick），並說明這種奇妙分子的意義。另外，心理學家費斯丁格（Leon Festinger）也撰文介紹他提出的「認知失調」這個名詞的意義。

成果豐碩的過去是展望未來的良好基礎。基於這個想法，我們請專家發揮想像力，想像50年、100年和150年後的世界會是什麼樣子。汽車能飛上天空嗎？電腦是否還存在？如果存在，電腦又將擁有哪些能力？核子武器是否會消失？科技是否能讓人類躲過氣候變遷，或是會讓狀況變得更糟？在這顆越來越擁擠的行星上，老虎和其他野生動物未來面臨什麼命運？人類掌握基因及消弭疾病的能力會發展到什麼程度？如果人類離開這顆行星，這趟旅程將帶給我們哪些改變？

你可以在以下的文章中找到答案，不過那不是標準答案。我們不是憑空預測，而是在進行一項思想實驗，以科學事實為基礎，觀察現在的世界，思考未來的面貌。（甘錫安　譯）

車子飛上天

汽車可以飛行了，而且還能自動駕駛，你可以一邊開車一邊吃早餐囉。

1956年，美國民用航空管理局核准飛天車（Aerocar）��路時，至少在航太工程師的心目中，典型市郊農莊式平房的車房裡，不久後一定會有飛行汽車，不過最後事與願違。外形像汽車的飛天車具有機翼，只需很短的跑道就能起飛，但價格太高，難以大量生產。最後飛天車國際公司只生產了六輛飛天車，美好前景沒有實現，充其量只存在卡通「摩登家庭」裡。

50多年後，飛行汽車捲土重來，目前已有兩款車型完成至少一項的飛行測試。美國麻州Terrafugia公司的「變形飛車」（Transition）是一款機翼可收摺的輕型運動飛機，可乘載兩名乘客和行李。這輛飛行汽車需要有傳統跑道才能起飛，所以必須先開到機場才能飛上天空。另一款車型是荷蘭PAL-V Europe公司推出的「個人空中及地面載具一號」（PAL-V ONE），只需要略長於200公尺的跑道就能起飛，這輛飛行汽車外形像三輪車和直升機的合體，推力來自裝置在車尾的螺旋槳，升力則由車體上方的旋翼提供。這兩款汽車的巡航速度都低於100節，加滿一次油的續航力還算不錯（變形飛車為720公里，PAL-V的最大航程則多出約1/3）。

然而這兩款車都無法實現把飛行汽車推廣到一般大眾的美好前景。即使製造商能把這兩款車型的預估價格從30萬美元降到大眾較能接受的水準，但由於有許多私人飛機都可從公路起飛或降落，因此市場有限。另外，現今的機場要協調幾千架次的噴射機起降已經很吃力了，如果每輛汽車都能飛行，天空將陷入一片混亂。

想要駕駛飛行汽車的人目前可選擇較新的輕型運動飛機。只要持有駕照以及運動飛行員證書（僅需接受20小時訓練）、沒有重大疾病，就可駕駛這種飛機。僅限運動飛行員駕駛顯然可以防止空域過度擁擠，同時限制飛行僅可用於個人用途，不可使用這種執照進行任何商業行為。

這種以證書制量的方法目前仍能發揮作用，因為駕駛個人交通工具飛行的人還算少，如果打算在空中飛翔的駕駛人很多，擁擠就會帶來危險。飛行汽車將持續供應小眾利基市場，直到真正成為美國空域的一部份為止。

要達成運輸上的突破，讓每個人的車庫裡都有飛機，我們必須捨棄控制慾，讓飛機代替我們來自主飛行。個人和商用空中載具將變得更像無人空中載具（UAV）或無人飛機。

在軍中，不具有合格飛行員資格的人也能操作無人飛機。的確，無人飛機最具吸引力的特質，就是可以讓軍方不需投下大量資源訓練飛行員。

現在的無人飛機已經有能力自行前往預定目的地，目前正在進行的研究可讓它們擁有類似人類的推理能力，自行應付緊急狀況。Google的無人汽車未來也會朝相同的方向發展。由於駕駛人往往容易分心，又有許多人喜歡在開車時（以及開飛機時）聊天、傳簡訊和吃東西，因此能自動駕駛並飛行的汽車，或許是比較安全的未來運輸方式。

價格親切的商品化載客無人飛機要真正問世，還有許多技術挑戰有待突破。我們必須建立安全可靠的通訊網絡和堅固耐用的飛行控制裝置，引導飛行汽車在空中沿著既定路線行進。

我們必須將這幾項條件整合到美國的空中交通管制網絡中。如果要建立全美國的個人空中運輸系統，這可能是最難克服的障礙，因為目前已有許多次行動試圖重新整頓現有的空中交通系統，但都沒有成功。然而，最基本的技術條件其實已經存在。近年來全球各地管制無人飛機起降的經驗，或許可為未來50年的個人空中旅行提供模範。現在我們必須設法整合這些技術。

2010年，美國國防高等研究計畫署（DARPA）開始執行「變形金剛」計畫，建造能夠垂直起降、可供四人乘坐的載具（也就是載運人員用的無人飛機）。不具飛行背景的一般士兵也能輕易操作這架飛機，甚至比操作目前的無人飛機技術更加簡單。DARPA預計在未來數年內，原型機就可開始試飛。無人飛機技術有了這項新進展，再加上目前最先進的空中與公路載具技術的實際產品——變形飛車和PAL-V等商品化個人飛機，未來50年內，我們或許很有可能看到每家車庫裡都有一架飛機。50年後，「摩登家庭」裡的爸爸或許將會改開無人飛機。（甘錫安　譯）

核武無蹤影 如果有這麼一天，真的可以天下太平？

撰文／羅森邦（Ron Rosenbaum）

當我們在2063年8月8日的核子武器裁減決定日（NDDD）回顧從前時，仍不會清楚2024年第一場「小規模」核子戰爭是怎麼發生的，但我們知道，一旦戰爭真的發生，世界就澈底改變了。倖存者知道核子戰爭不再是遙不可及的想像，下次的核子滅絕也不再不可能發生。實際狀況是威嚇可能無效、意外可能發生、恐怖份子可能竊取核子彈頭，來路不明的核彈可能會引爆，引發一場大火，10億人因此喪命。

要脫離這個似乎難以避免的結果，裁減核子武器是唯一的方法。如果再次發生核子戰爭，代表地球將發生「滅絕事件」。

50多年前，一群核子戰略專家（包括季辛吉在內）拋開傳統，呼籲全世界一起廢除核子武器，或是後來所稱的「核子歸零」，讓許多人驚訝。這項行動花費了50多年，但現在一切終於就緒，只需數分鐘就可決定它是否真的能夠實現。

近10年來所謂的「最終處置」程序以及所有檢查及執行協定，為求完整、澈底與同步，已經發展到鉅細靡遺的程度，以確保任何一方都無法退出、保留或使用剩餘的核子武器，企圖藉此威脅其他遵守條約裁減武器的國家。

其中仍有「未知的未知」必須克服。裁減程序是否萬無一失？各方是否都能信任？即使有十分先進的全球衛星偵察及偵測系統，可用於製造武器的核子原料是否仍有可能躲過監控？是否會有國家把核子武器分解，以便隨時再組裝起來，而出現大家最擔憂的「脫序」狀況？

目前已知的核武國家，都將在2063年之前將武器數量裁減到最低程度。程序中所謂「最終繳械」的時刻已經來到，到了這個時間，已知核武國家將在仔細監控下同時拆解、銷毀並處置剩餘的所有核子武器。

2011年，一位悲觀人士寫道：「要讓全世界覺醒並領悟到我們必須放棄核子武器，唯一的方法就是改變人類的天性，甚至來一場小規模（如果人類幸運）核子戰爭。」

戰爭果然發生了，而且人類確實很幸運，這場戰爭規模不大。但人類的天性是否會因此改變？

隨著時間慢慢接近，全世界的螢幕都播映著「最終會議控制台」和已知的核武國家領導人入座，有些出席者回想著半世紀以來帶領人類走到這一刻的里程碑。這段歷史的開端應該是這樣：

2018年2月5日：於2011年通過的新戰略武器裁減條約（新START條約）中的核武裁減條款，終於在美國和俄羅斯兩國正式執行，將雙方的核子彈頭數量減少到各1550枚。

但其他已知核武國家的進一步裁減協商，卻因為其他問題而失敗，包括反彈道飛彈系統的重要性、美國參議院的反START條約鷹派國會議員希望保留人造衛星上的「星戰」系統、俄羅斯國防部的反START條約鷹派官員希望建造新一代多彈頭飛彈、新核武國家則希望繼續增加核武存量。

兩大核武國家不再尋求透過條約進一步裁減武器，或協商縮短預警時間，讓井式飛彈脫離「一觸即發」、「先下手為強，後下手遭殃」、「接獲預警即發射」等極易擦槍走火的態勢，防範核子警報與意外引發戰爭，反而花費數十億美元發展反彈道飛彈防衛系統。這類嚇阻手段包括配備核子武器的人造衛星和「衛星殺手」：對美國而言位於東歐，對俄羅斯而言則位於北極圈。

2021年8月8日：發生了最讓人擔憂的狀況：「匿名4.0」。國際無政府主義份子「黑帽」集體入侵美國蒙大拿州和俄羅斯海參崴半島冰封荒原上某個核子飛彈發射井的指揮管制系統。

兩地各有一枚飛彈發射。沒有人知道這兩枚飛彈是否接收到引爆指令，但後來它們落在大小與美國德州相仿、位於太平洋北部海域的「垃圾海」中，並未引爆。更令人困擾的事還在後頭：人造衛星上的反飛彈攔截裝置沒有擊中這兩枚飛彈，而且差距高達數公里。這次事件的結果是：現在沒有一個國家能確定是否可以信任自己最重要的指揮、管制及通訊技術。

一場災難隱約浮現在世人眼前。

2024年8月：災難降臨。大家都以為戰爭會發生在中國與台灣、伊朗與以色列或是南北韓之間。但在本世紀稍早出現數次瀕臨開戰邊緣的危機之後，戰爭還是發生了，不過是發生在印度與巴基斯坦之間。一枚來路不明的核彈（只有一封無法追蹤來源的電子郵件，但真實性未曾確認）在孟買引爆，印度政府認為這次事件是巴基斯坦恐怖份子所為，導致雙方都決定先發制人。

我們終於了解核戰的真實面貌，而且比想像中更可怕。熔化的屍體、被輻射線灼傷的嬰兒哭號使大眾極度震驚。2010年一篇關於印度和巴基斯坦間發生「小規模」核戰（50~100枚威力相當於廣島原子彈的飛彈對打）的文章，早已描繪了這恐怖景象：爆炸、無法控制的大火及輻射傷害，將造成2000萬人立即死亡。（請見2010年2月號〈一地核戰，全球急凍〉）。

整個地球因為區域核子戰爭而陷入核子冬天（曾經受到質疑，近來SA又有許多作者在文章中提及的世界末日景象）的預言，現在看來真實得可怕。爆炸和大火造成的黑煙直衝上層大氣，在地球上空宛如一層棺罩，使大量糧食作物凍傷或歉收，近10億人將死於饑荒。

此外，在上層大氣爆炸造成可怕的電磁脈衝（EMP）效應，破壞電力網絡，使三個大陸陷入黑暗的後續影響下，數百萬人將因此喪生。全球秩序大亂，隨之而來的是傳染病、暴民統治，以及許多面積遼闊的地區回歸黑暗時代。
2031年：在重重困難下，人類文明開始恢復正常。受到核子創傷後壓力症候群的影響，人們紛紛表示，如果政府不全力支持廢除所有核子武器的條約，政府也不可能延續下去。

但這樣真的有用嗎？人類的天性改變了嗎？

2035年3月：依據早在2010年「全球零核」行動訂定的四階段計畫，所擬定的第一個全球核子武器裁減條約正式通過。當然魔鬼總在無形中，輻射和傳染病也是可怕的魔鬼，這次大眾寧願選擇相信條約能發揮作用、它必須發揮作用、它能遏止欺瞞行為，而且這種信任禁得起考驗。

檢查、監測和執行各方面技術都有相當進展：核子從業人員體內植入高精密度大腦掃描裝置，偵測任何不軌的念頭；人造衛星監視和擊落等反飛彈能力已經證實有效；星戰計畫實現了，但必須確保沒有漏網之魚。

2049年6月：全世界所有已知的核武國家都把彈頭存量裁減到12枚以下，並申報可用於製造核彈的放射性燃料持有量。這些燃料都將送往「世界核子銷毀委員會」，該委員會擁有嚴格先進的檢測技術及強大的傳統武力執行力量。

原本的計畫是在2055年前把剩餘的核子武器減半，並在2060年前再減半，但當時因為檢查和執行問題而未達成協議。

2056年12月：最後的缺口終於補滿。人造衛星無法偵測潛伏在海洋深處的核子潛艇，一直是絆腳石。現在，人造衛星上的新型雷射裝置終於實現「把海洋變透明」的夢想，潛艇已無法再隱而不見——至少我們這麼希望。

全球偵察及執行系統是否能發揮作用？這套系統是否能及早展開行動，不讓任何國家有機會藏匿可能造成危害的資源？銷毀核子武器是否反而更容易造成傳統戰爭，並使傳統戰爭中居於劣勢的一方轉而使用核子武器？

2063年8月8日：我們終於有機會知道答案了，這是史上賭注最大的牌局。坐在控制台前的核武國家領導人只要按下按鈕，就能啟動「最終處置」程序（每一位都必須按下所有按鈕才能最終處置剩餘的彈頭）。他們每個人都帶著微笑。

早晚有一天，我們會知道他們是否笑裡藏刀。一段時間之後，可能是好幾年，也可能是永遠，我們將會知道這套系統是否萬無一失，人類的天性是否可能改變。（甘錫安　譯）

驗基因來治病 基因決定了你的命運，但也能用來治病。

撰文╱路易斯（Ricki Lewis）

現在是2063年。你走進診間，護士會採取唾液、血液或者胎兒的細胞，放在手持裝置裡一個文字大小的微晶片上。幾分鐘後，機器輸出檢驗結果。螢幕上各種顏色的螢光訊號組合，代表其中是否有導致或影響1200多種單基因疾病的DNA序列。幸好衛生當局已經核准每一種疾病的治療方式：基因療法。

基因療法利用病毒原本的生物機制，攜帶正常的基因進入細胞核，替代導致疾病的突變基因。1953年DNA結構解開之後，科學家就有這個構想，不過實際發展的過程卻數度中斷。早期的試驗偶爾才出現正面結果。1999年，研究人員利用一種攜帶基因的病毒治療一名18歲的代謝疾病患者，卻因為病毒分子引發肝臟免疫細胞反應而死亡。同一年，兩名罹患先天免疫缺陷的嬰兒接受經由反轉錄病毒（retrovirus）載入基因，這些基因卻轉變成導致癌症的基因而造成白血病。

種種挫敗使基因療法的發展陷入困境，究竟哪些病毒（身懷基因的細胞侵入者）可以做為安全的載體，至今仍有爭論。

在辛苦的起步之後，基因療法終於取得重要成果。歐盟執行委員會在2012年首次核准脂蛋白脂酶缺乏症的基因療法，該疾病會影響脂肪分解。

之後，美國食品及藥物管理局（FDA）在2014年核准利用基因療法，治療一種遺傳的失明疾病（李柏氏先天性黑矇症）、一種免疫缺乏症（腺苷脫胺酶缺乏症），以及一種腦部遺傳疾病（腎上腺腦白質病）。這些雖然是罕見遺傳疾病，卻比較容易治療。

這些核准也肯定腺相關病毒（AAV）可做為載體。大部份人的身體細胞中都有這種病毒，我們的免疫系統不會攻擊它們。相較之下，雖然研究人員設計出能自我毀滅的反轉錄病毒，之前卻在有免疫缺陷的嬰兒身上導致癌症。而FDA核准慢病毒（lentivirus）後，卻由於病人不願施打人類免疫不全病毒（HIV，屬於慢病毒）而失敗，儘管這些病毒已移除與愛滋病（AIDS）相關基因。

2016年，基因療法被運用在B型血友病，證實了這項技術的經濟價值，一次三萬美元的基因療法，勝過終生注射凝血因子，後者總共需要花費2000萬美元。

能控制載體引發的免疫反應，即克服了大部份技術障礙，這種送進病人體內的化學裝置不但能提供替換的基因，也能誘發部份對抗癌症和感染的免疫反應，以及壓抑對病毒載體的排斥反應。

如今基因療法之門大開，因為視網膜沒有免疫系統，所以首先考慮約100種造成失明的疾病。2019年，10多名罹患巨大軸突神經病變的兒童，首先接受脊髓基因療法，接著是肌萎縮性偏側硬化症（ALS）和人類脊髓肌肉萎縮等脊髓損傷疾病。攜帶基因的AAV由靜脈注射進入，能夠通過血腦障壁，因此能預防帕金森氏症和其他腦部疾病，而不需要像本世紀初期一樣在頭骨上鑽洞。

隨著時間過去，研究人員了解，基因療法並非治療某些疾病最好的方法。對於囊腫性纖維化，因為肺部和氣管細胞存活時間比較短，因此用可以解開錯誤蛋白質結構的藥物治療比較好。而重新啟動裘馨氏肌營養性萎縮症患者被抑制的基因，比把治療基因送進兒童全身肌肉細胞容易。

這些成功表示未來有更多發揮空間。本世紀中期，不只罕見、單基因突變疾病的新基因療法成形，也開始涵蓋一般遺傳或環境危險因子造成的疾病，例如精神疾病、糖尿病和心臟病。

到了2060年，利用基因檢驗預測病人未來的健康狀況到達前所未有的精準，伴隨遺傳介入療法，獲得豐富的成果。由於疾病的發展受阻，人們越來越長壽並健康，醫療照護的支出也跟著下降。（林雅玲　譯）