「科技過於融入世界,以致於感受不到它的存在。」小說家馬克斯‧弗里施(Max Frisch)。

網路眼鏡和隱形眼鏡
今天,我們可以用電腦和手機與網際網路溝通,但在未來,網際網路將會無所不在──在牆面的螢幕、傢具、廣告板、甚至在我們的眼鏡和隱形眼鏡裡。只要一眨眼,我們就已上網。

我們可以用數種方式將網路置於鏡片上。影像可以直接從眼鏡送出,透過水晶體到達視網膜。

影像也可以把水晶體當成螢幕直接投射。或者可以將小珠寶似的鏡頭附在鏡框上。當我們往眼鏡中看去,我們會像看電影螢幕一般看到網際網路。於是我們就能以手持的器具,透過無線連結去操控電腦。由於電腦認得出手指揮動時的位置,所以也可以僅僅在空中比畫手指來控制影像。

例如,自一九九一年以來,華盛頓大學致力改進虛擬視網膜顯示(Virtual Retinal Display, VRD)。這種顯示方式,是將紅、綠、藍色的雷射光直接對著視網膜閃動。VRD的視角為一百二十度,解析度為1600×1200像素,能製造與電影院同樣的影像。它的影像可以透過頭盔、護目鏡或眼鏡產生。

在二○一○年,為了我所主持的「科學頻道」特別節目,我旅行到喬治亞州的本寧堡(Fort Benning)去驗證美國陸軍最新的被稱為「陸地勇士」的「戰場網際網路」。我套上一個特別的鋼盔,旁邊附加著一個迷你型的螢幕。當我將螢幕翻轉到眼前時,突然看見了令人訝異的景象:一個以x記號標示友軍與敵軍的整個戰場。令人印象深刻的是,所謂「戰爭的迷霧」被移開了,全球定位系統(Global Positioning System, GPS)的感應器可以正確地標示出所有軍隊、坦克和建築物的位置。只要按下一個按鈕,影像就會迅速改變,戰場不見了,代之以氣象資訊、友軍和敵軍的部署、戰略與戰術。

有一個更加先進的版本,會先將晶片和LCD植入塑膠鏡片,讓網際網路直接閃現在隱形鏡片上。在西雅圖的華盛頓大學的巴巴克.帕維茲(Babak A. Paviz)和他的團隊,已經在進行網路隱形眼鏡的基礎工作,並設計出產品原型,以期日後可以改變我們進入網際網路的方式。

他已經預見到,此一技術可以立即用來幫助糖尿病人掌控他們的血糖指數。此一鏡片將可以即時顯示體內的狀況。但這只是開始。帕維茲預期,我們終將可以下載任何電影、歌曲、網站或網際網路裡的資訊片段,進入隱形眼鏡。當我們悠閒地享受著完整影片時,鏡片中將會有一個完整的家庭娛樂系統。我們也可以通過這個鏡片,直接用這個系統連接到辦公室的電腦,然後操作在眼前閃現的檔案。

如果把某些辨識軟體置入網路眼鏡,它們將可辨識物體甚至人臉。現在已有一些軟體程式可以辨識預先儲存的臉部圖像,正確度達百分之九十以上。當你說話的時候,不僅僅是對談者的名字,連他的傳記也都會閃現面前。在集會中,偶然遇見某個認識的朋友,卻一時想不起名字的尷尬場面就可以避免。這種功能在雞尾酒會中也可發揮重要的作用。在很多陌生人中,某些人非常重要,但你不知道他們是誰。未來,即使在你跟陌生人談話時,也能立刻知道他們是誰,並了解他們的背景。這有點像《魔鬼終結者》(The Terminator)中的機器人所見的世界。

你的眼鏡框架若裝上錄影機,也可以錄下周邊影像,然後直接傳送至網際網路。全世界的人都可能同步分享你的經驗。不管你在看什麼,其他千萬人也都看得到。

帕威茲已經能夠將電腦晶片縮小,將它放進隱形眼鏡的聚合物薄層中。他也已經成功地將一個發光二極體(LED)放入隱形眼鏡,而他目前正在測試一個8×8陣列的LED。他的隱形眼鏡能作無線遙控,他聲稱,「那些零件最終將包含數百個LED,可以在眼前形成影像,如文字、圖表和照片。多數硬體都是半透明的,所以穿戴的人可以在生活環境中遊走,而不致碰到東西或迷失方向。」他的最終目標,是創造出三千六百像素的隱形眼鏡,每一像素不超過十微米厚。這個目標,仍需好幾年才能達到。

網際網路隱形眼鏡的優勢之一,就是使用的電力極小(只需幾個百萬分之一瓦),所以能源需求極為經濟,不易耗盡電池。另一優勢是,眼睛和視覺神經,從某些方面來說,是人類大腦的直接延伸,所以我們無需再行植入電極就能和大腦接觸。眼睛和視覺神經以超過高速網路的速度傳遞訊息。所以,一個網際網路隱形眼鏡可能提供最快、最有效率的大腦通路。

透過隱形眼鏡將影像投射進入眼睛,比起透過網路眼鏡略為複雜。一個LED可以製造一個光點(或像素),但是你必須增加一個微鏡頭才能聚焦至視網膜。最後的影像將會浮現在眼前兩呎外。帕維茲正在考慮一種較先進的設計,使用微雷射將特別明晰的影像直接送至視網膜。我們也能使用與晶片工業蝕刻微細電晶體的相同技術,蝕刻出同樣微細的雷射機,成為世界上最小的雷射裝置。使用這種技術,基本上有可能製造出大約一百個原子寬的雷射機。如同電晶體,我們有可能將數百萬個雷射機裝入指甲大小的晶片中。

無人駕駛汽車
在不久的將來,你將能一邊開車,一邊安全地經由隱形眼鏡在網路上漫遊。上班的路不再是令人煩心的事,因為汽車會自動駕駛。現在的無人駕駛汽車,已經可以用GPS精確定位(誤差在數英尺內),行進數百英里。五角大廈的「國防先進研究計畫署」(DARPA)所支持的「DARPA大挑戰」,邀請國內實驗室提交無人駕駛汽車,參加橫渡莫哈威沙漠比賽,獎金一百萬美元。DARPA一向持續其傳統,以經費支持危險但有遠見的科技。

五角大廈支持的計畫很多,其中就有網際網路和GPS系統。網際網路原本是為了在戰爭中和戰後,讓科學家與官員互相聯繫,而GPS原來是為引導ICBM飛彈而設計。但這兩者在冷戰結束後解密,交給了公眾。

五角大廈的目標是:在二○一五年之前使三分之一的地面部隊自動化。這將被證明是一種救命的科技,因為最近多數美軍的意外事故都是來自路邊炸彈。未來,許多美軍車輛都將不需駕駛員。而對於一般消費者來說,那意味著只要按下開關,汽車就會自己行進,駕駛員可以工作、放鬆、欣賞風景、看電影或上網。

為了製作「Discovery頻道」的電視特別節目,我曾有機會駕駛一輛這樣的汽車。那是一輛光鮮的跑車,經過北卡羅來納大學工程師改裝,它變為完全自動化。它的電腦運算力相當於八部個人電腦。對我而言,要進入車中有點困難,因為內部已經被塞滿了。在車內各處,都可以看到複雜巧妙的電子零件堆疊在座位和儀表板等處。當我抓住駕駛盤時,我發現它是以橡皮纜線與一個小馬達相連。透過控制馬達,電腦可以轉動駕駛盤。

我轉動鑰匙,踏上加速板,把車子開到公路上以後,輕拍一個開關,讓電腦取得控制。我將手從駕駛盤放開,於是車子自己前進了。我對這輛車子有完全的信心,它的電腦經常透過駕駛盤上的橡皮纜線進行微調。剛開始時,看到駕駛盤和加速踏板自己在動,感覺有點詭異。彷彿那裡有個像幽靈般的隱形駕駛人在控制著,但過了一會兒,我習慣了。事實上,因為可以在一輛能夠自動以超人的精確和技術駕駛的汽車上放鬆,沒多久就變成了樂事。我已經可以放鬆地向後靠坐,享受搭乘的樂趣。

無人駕駛汽車的心臟是GPS,它讓電腦知道自己的位置,誤差只有數英尺。工程師對我說,GPS系統對汽車位置的斷定,誤差可以降至數英吋。GPS系統本身是一種神奇的現代科技。環繞地球軌道運行的三十二顆GPS衛星,不斷地散發無線電波,我車子上的GPS接收器可以收到這些電波。每一個衛星的訊號都會因為通過不同軌道而略為變形。這種變形被稱為「都卜勒頻移」(Doppler shift)。

例如,如果衛星向你移動無線電波會壓縮,遠離你時會伸展。分析三至四個衛星的頻率的細微變形以後,汽車的電腦可以正確地斷定我的位置。

這輛汽車的擋泥板上也有雷達可以察覺障礙。這一點在未來至關重要,因為一旦偵測到即將發生的意外,每一輛汽車都應自動做緊急處置。現在,美國每年有將近四萬人死於車禍。未來,「車禍」一詞,將會逐漸消失。

塞車也可能成為過去式。一個中央電腦透過與每一輛無人駕駛汽車的通訊,可以追蹤路上所有的車子的移動。如此將很容易找出公路上的塞車地點和瓶頸。在聖地牙哥以北的十五號州際公路上,有一個實驗性措施。晶片置於路面,使得中央電腦可以掌控路上的汽車。當交通阻塞發生時,電腦的控制權將超越駕駛員,以便使交通恢復暢通。

未來的汽車還能察覺其他的危險。未來的電腦可以聚焦於你的眼睛,分辨出你是否昏昏欲睡。電腦會以程式發出聲響,把你叫醒。如果叫不醒,電腦會接管汽車。電腦也可以辨認出汽車中過量出現的酒精,使每年因酒後駕車而發生的大量傷亡得以減少。

汽車轉變為智慧汽車的事將不會立即發生。軍隊會率先部署最新設計出來的車種。然後無人駕駛汽車才會進入市場,且首先出現在長程而又乏味的州際公路。然後它們才會出現在郊區和大城市,但駕駛人在緊急時將隨時可以否決電腦。最終,我們將會懷疑,如果沒有它們,日子該怎麼過。

四面牆都是螢幕

電腦不僅僅能解除交通負荷和降低汽車事故,它們也能幫我們與朋友及認識的人連結在一起。過去,曾有人抱怨說,電腦革命降低了人性也孤立了人們。事實上,它使我們的朋友圈和認識的人呈現指數性增長。當你孤獨或需要同伴時,你只需要求牆壁上的螢幕,為你與世界上其他寂寞的個人設定一個橋牌牌局。當你需要某些助理為你計畫一次休假、設計一趟旅行或找一個約會時,你將會透過牆面螢幕去執行。

未來,一個友善的臉(可以隨時更新,以配合你的品味),將會首先浮現在螢幕上。你可以要求它計畫一次休假。它知道你的偏好,會在網路搜尋出一份清單,並為你列出價格最合理的最佳選擇。

家庭聚會也可能透過牆面螢幕進行。你的起居室的四面牆,將會有落地螢幕,因而你會被遠方親戚的影像環繞。未來,也許某一親戚無法出席許某個重要場合。取而代之的是,家庭成員聚集在螢幕旁邊,一起慶祝部分真實、部分虛擬的重聚。或者,透過你的隱形眼鏡,你可以看到所有你喜歡的人的影像,即使他們遠在數千英里之外,也是跟真的一樣。

遠距會議將被遠距出席(telepresence)取代──與會者以完全的3D影像與音響出現在你的眼鏡或隱形鏡片中。例如,在會議中,每個人都將圍著桌子坐下,例外的是有些與會者僅僅出現在你的鏡片中。若無鏡片,你會發現環繞桌子的某些椅子是空的。有了鏡片,你看到每個人都坐在椅子上的影像,好像他們就在那兒。(這意味著所有的與會人員,都將圍坐在類似的桌子邊,由特殊的攝影機錄影,然後把影像送到網際網路。)

在《星際大戰》的電影中,觀眾驚奇地看到3D影像出現在空中。但使用電腦科技後,未來我們將可以用隱形鏡片、眼鏡或牆面螢幕看到3D影像。

剛開始,對著空房間談話也許有點奇怪。但請記得,當電話剛出現時,也有人批評它,說人們要與脫離肉體的聲音對話。他們抱怨電話將會逐漸取代人與人之間的面對面接觸。批評者說對了,但現在我們已經不在乎對著脫離肉體的聲音說話,因為它已經大大地擴充了我們的接觸面,也豐富了我們的生活。

軟性電子紙
平面螢幕電視的價格曾經高達一萬美元,十年內降低五十倍。未來,覆蓋整片牆的螢幕的價格也會急遽下降。這些使用有機發光二極體(organic light-emitting diodes, OLEDs)的牆面螢幕,將會柔軟又超薄。除了因為使用可以排列成聚合物的有機化合物,顯得有彈性,他們與一般的發光二極體相似。在柔軟的螢幕中的每一像素,都與一個控制了光的顏色和強度的電晶體相連。

亞利桑那大學軟性螢幕中心的科學家,已經與惠普公司及美國陸軍合作,繼續精進此一技術。

日後市場的力量會把此種技術的成本拉下來,提供給大眾。價格下降後,牆面螢幕的價格最終會接近平常的壁紙。所以,人們未來在貼壁紙的時候,也可能同時把牆面螢幕貼上。當我們希望改變壁紙的類型時,我們只需按一個按扭。重新裝潢就是這麼簡單。

這個軟性螢幕科技,也會使我們與可攜式電腦的互動徹底改變。我們將不需用力搬運隨身的沉重電腦。膝上型電腦可能只是一片OLED,我們會將它折疊起來,放進皮夾。手機內可能含有一個軟性螢幕,可以像捲軸一般拉出來。然後,你不需在小鍵盤上彆扭地打字,而可以拉出一個你所需要的軟性大螢幕。

此一科技也可能使個人電腦螢幕變成透明。在最近的將來,我們可能從一個窗子外望,然後揮揮手,窗子突然變為個人電腦。或者出現任何我們所要的影像。我們可以從數千英里之遙的窗子向外眺望。

今天,我們有小紙片可以打草稿,然後丟掉。未來,我們會有沒名字的「小片電腦」,我們在上面打草稿,然後丟棄。今天電腦是我們辦公室的重心,我們把它安放在桌子和傢具的旁邊。未來,桌上型電腦將會消失,而檔案將會跟隨著我們,從一個地方到另一個地方,從一個房間到另一個房間,或者從辦公室到家裡。這將給我們無縫隙的資訊,任何時間,任何地點。今天,你會在機場看到千百個旅客帶著可攜式電腦。到了旅館,必須和網際網路相連。一旦回到家,他們必須將檔案下載到桌上型電腦。未來,你將不再需要提著電腦到處走,因為不論任何轉角、牆壁、圖畫與傢具,都能幫你連上網路,即使你在火車或汽車上也一樣。

虛擬世界

「無所不在的運算」的目標,是要把電腦帶進我們的世界:晶片隨處有。而虛擬實境的目標剛好相反:它是把我們放進電腦的世界。美國軍方於一九六○年代首先用模擬的方式將虛擬實境引進飛行員和士兵訓練。飛行員可以透過觀看電腦螢幕和移動控制桿,練習在航空母艦的甲板上降落。如果發生了核子戰爭,將軍們和政治領袖們,可以隔著遙遠的空間在虛擬世界祕密開會。

今天,由於電腦的運算力呈指數性增長,人們可以生活在模擬的世界中。在其中,你能控制一個化身(一個代表你的動畫影像),也能與其他的化身會面,探索想像世界,甚至墜入情網,並且結婚。你也能夠以虛擬貨幣購買虛擬物品,然後又將虛擬物品兌換真正的錢幣。到二○○九年為止。

最著名的網站之一「第二生命」(Second Life)有一千六百萬人註冊。那年,有一些人靠「第二生命」每年賺了一百萬美元以上。(不過,你所賺的利益將被視同真正的收入,美國政府要課稅。)

虛擬實境已是電子遊戲的主體。未來,在電腦運算力繼續擴充過程中,你將可以造訪並非真實的世界。例如,如果你想去購物或訪問一個奇異的地方,你會先進入虛擬實境,在電腦螢幕中漫遊,如同真的到了那兒。就這樣,你可以在月球漫步,在火星上渡假,在遠方的國度購物,參觀任何博物館,並且自己決定要往哪兒走。

在某種程度上,你也有能力在虛擬世界中感受碰觸物體的可能。所謂「觸覺科技」(haptic technology)可以讓你感受由電腦生成的物體的出現。這種技術,當初是由必須用遙控機器人手臂控制高度輻射物體的科學家,和希望能讓飛行員在模擬飛行中感受到控制桿阻力的軍方所研發。

為了複製觸覺,科學家製造了一個儀器,附加在發條和齒輪上,當你以手指向前推動此一儀器具時,他會倒推回來,模擬了壓力的感覺。例如,你將手指移動通過一張桌子時,這個儀器可以模擬出堅硬木質平面的感覺。用這種方式,你可以感覺到在虛擬實境眼鏡中出現的物體,將會完成你身處異地的幻覺。

為了創造質感,另一個儀器讓你的手指通過一個包含數千細針的表面。當你的手指移動時,每一細針的高度由電腦控制,所以它能模擬堅硬表面、柔軟衣服、或粗糙的沙紙的質地。未來,經由穿戴特殊手套,有可能在接觸各種不同的物體和表面以後,給予真實的感覺。

我在製作「科學頻道」的節目時,曾有機會訪問新澤西州羅灣大學(Rowan University)的「洞穴自動虛擬環境」(cave automatic virtual environment, CAVE)。我進入一個空房間,被四面牆包圍,每一面牆都由投影機照亮。3D影像可以投射到牆上,使人產生移動到另一個世界的錯覺。在一次示範表演中,我被巨大、兇猛的恐龍所包圍。透過搖動控制桿,我可以騎到暴龍的背上,甚至進入牠的口中。其後,我又訪問了在馬里蘭州的阿伯丁試驗基地(Aberdeen Proving Gound),在那裡美國軍方設計了最先進的全像甲板,我的頭盔和背包上裝了感應器,讓電腦知道我身體的正確位置。然後我走上一部全方位跑步機(Omnidirectional Treadmill),這是一部精緻的跑步機,容許你走向任何方向,而身體仍在原處。突然之間,我發現我已身處戰場,不斷閃躲敵人狙擊手的子彈。

我可以向任何方向逃跑,躲在任何小巷,在街道中奔跑,而牆面的3D螢幕也在瞬間改變。我甚至可以平躺在地板上,螢幕也隨之改變。我可以想像,未來你可以體驗到完全的臨場感,諸如參與對抗外星人太空船的格鬥、逃離暴烈的怪物或嬉戲於荒島,而這些都會發生於你舒適的起居空間裡。(摘錄整理自第一章)


2100科技大未來──
從現在到2100年,科技將如何改變我們的生活
加來道雄(Michio Kaku)/著
張水金/譯
時報文化出版
售價:400元

《作者簡介》
加來道雄﹙Michio Kaku﹚

他是紐約市立大學理論物理學教授,「超弦理論」奠基者。他同時是Discovery頻道《科幻成真》(Sci Fi Science: Physics of the Impossible)的節目主持人。他還主持了兩個廣播節目:《探索》(Explorations)和《奇幻科學》(Science Fantastic)。著有《穿梭超時空》(Hyperspace)、《愛因斯坦的宇宙》(Einstein's Cosmos)等書。目前定居紐約巿。


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