2012年改变世界的新技术概念

2012年改变世界的技术概念

全同态加密、无线空白电视信号频段、飞轮储能、光遗传学……以前的人们尚有权利不了解这些拗口的词汇，但从今起，你再不能说从未听闻过它们了。美国《大众机械》杂志在线版近日将十组科技名词连同其发展近况一一列出，并指出：这就是2011年人们必须知道的科技概念。

1 名词：飞轮储能

概念：指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。如果要重组我们的电网以便吸收更多的可再生能源，其前提是必须找到更好的储存能量方式。而一种已被谈论了数十年的解决方案如今正开始博取眼球——它就是飞轮储能。儿时玩过回力玩具车的人们可能会更好理解这种技术的基础原理——飞轮储能器中没有任何化学活性物质，也没有任何化学反应发生，旋转时的飞轮是纯粹的机械运动。当然一套飞轮系统要比回力车复杂得多了，它主要包括三个部分：储存能量用的转子系统、支撑转子的轴承系统以及转换能量和功率的发电机系统。与其他形式的储能技术相比，飞轮储能具有使用寿命长、储能密度高、不受充放电次数限制、安装维护方便、对环境危害小等优点。说起来，飞轮储能技术的起点可不算成功，且“一误经年”。但就在2011年，首个大型“飞轮计划”即将展开——Beacon Power 公司的“20兆瓦计划”将于纽约装置200个飞轮，每一个飞轮的磁悬浮球（转子）转速达到每分钟1.6万转。值得一提的是，飞轮储能在技术领域大受关注，还有一部分得益于动能回收系统在世界一级方程式汽车大赛（F1）上的运用。现在的F1赛事中，又再允许各个车队采用动能回收系统。这一部分的工作原理，是通过技术手段将车身制动能量存储起来，并在赛车加速过程中将其作为辅助动力释放利用。这种系统中，刹车时的动能回收后可以选择储存在飞轮或电池。而从技术上讲，相对于锂电池的长期能量储存，飞轮则更适合吸收汽车大力制动下释放的巨大能量流。作为世界最顶尖技术集成的体育项目，为赛车打造飞轮动能回收系统的FB公司，早在2008年公布的技术参数中飞轮转速就能达到每分钟64500转。很多人认为F1引入动能回收系统是为增加超车机会、提高比赛兴奋度，那就大错特错了。F1在领悟全世界汽车工业产业发展与保护环境这对矛盾时，毫不逊色于任何行业。国际汽联主席马克思﹒莫斯利在2006年就曾说过：

“世界的趋势正在发生改变……如果现在我们不改革，必将错过这一趋势，F1将变得落后，并最终死亡。”其实，该原则也同样适用于其他所有行业。

2 名词：无线空白电视信号频段

概念：空白电视信号频段（white space），是指各电视频道之间的无线传输节目的频段。这些无线频谱的设计初衷，是为了防止无线传播的电视信号之间的干扰。如果我们能看到电磁谱在空间中的状态，必然会为它们的拥挤不堪而大惊失色。早在2008年，在美国无线频谱拍卖结果公布不到一周之后，互联网搜索引擎巨头谷歌公司就向FCC（美国联邦通信委员会）提出一项建议，建议其将闲置的电视频段开放用于无线宽带接入。谷歌希望政府能够开放闲置的电视频段，用于无线网络的接入服务，以扩大无线网络的覆盖范围。据称，谷歌并不是为了发展某一任何特定业务而要求推动空白波段的使用。当时他们认为利用空白波段有多种商业模式可以应用，例如构建小型对等网络，或者建立选择性全国范围的无线载波。谷歌早已看到，很大范围的频谱范围没有被利用，或者利用并不充分。而与其他的自然资源不同，这种频谱不会消耗，如果不充分加以利用将会是一种巨大的浪费。而更妙的是，空白电视信号频段利用的是短波，相对于我们熟悉的无线网络（WIFI）来讲，它在面对长距离以及墙体、树木等障碍物的阻隔时，表现得会更出色。现在，有先见之明的谷歌，已在美国俄亥俄州的一家医院与Spectrum Bridge公司共同协作一个试点项目，建成了一种类似“智能网格”的系统，据悉，在微软公司的企业园区，也已经有了一个运用该技术而成的无线网络覆盖区。

3 名词：水力压裂法

概念：又称水压致裂法，是一种绝对地应力测量方法。或许所有的美国人都在受益于“水力压裂法”，尽管半数以上的人可能没有听说过这个名词。在今时今日，美国各级政府、企业对页岩油产业的发展寄予了厚望。美国页岩油资源极其丰富，在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州，被锁在页岩之中的油存量达上万亿桶以上，而正是凭借“水力压裂法”，以前根本不可能企及的大量页岩油正在被开采。这种技术方法，在测量时首先取一段基岩裸露的钻孔，用封隔器将上下两端密封起来；然后注入液体，加压直到孔壁破裂，随之记录压力随时间的变化，并用印模器或井下电视观测破裂方位。根据记录的破裂压力、关泵压力和破裂方

位，利用相应的公式算出原地应力的大小和方向。该方法于20世纪50年代就被科学家在理论上进行论证，60年代加以完善，在分析了压裂液渗入的影响后，开始作出大量野外和室内实验工作。由于水力压裂法操作简便，且无须水力压裂法知道岩石的弹性参量，而得到广泛应用。由于页岩油在美国的战略资源地位和自身需求，美国已进行很多水力压裂法地应力测量，德国、日本和中国现在也已相继开展此项工作。资料显示，目前利用此法已能在5000米深处进行测量。

4 名词：医用同位素匮乏

概念：同位素是一种放射性元素，它是核医学显像研究中应用最广泛的放射性元素，可检测癌症、心脏病以及其他多种疾病在患者体内的扩散程度。作为核医学显像研究中应用最广泛的放射性元素，医用同位素仅在美国，每天就要应用于至少5万项医疗程序。2011.No7 全世界约三分之一的医学影像用“万能核素”——锝99m，都是由加拿大乔克里弗核反应堆提供的。锝99m由于能够在人体内迅速衰变，而产生的辐射剂量却很小，成为了很多核医学检查的理想核素，如监测心血管血流以及癌细胞在骨组织中的扩散。不过，在2009年，乔克里弗核反应堆因发生重水泄漏需要关闭一段时间，加拿大政府于当年6月曾宣布其要停止乔克里弗核反应堆的运行，同时退出医用同位素生产领域。当时他们认为，其东部安大略省的乔克里弗核反应堆已经有50多年的历史，正常运行已经难以保证。在那一年宣布“罢工”之时，却没有另一座替代核反应堆的出现。加政府的资金只好先用于乔克里弗核反应堆的维修，期望延长其寿命。此时已有人们担心，加拿大最终关停这一核反应堆、彻底退出医用同位素生产领域后，可能导致全球性医用同位素供应短缺，从而引发医疗危机。尽管维修过程进展缓慢，但在2010年，这座反应堆经过15个月的停堆维修后，重新启动运行。这使那些严重依赖核医学的医疗机构得以暂缓一口气。然而，核医学界已发出严重警告，乔克里弗反应堆最终将于2016年彻底关闭，而目前，尚无替代方案。

5 名词：复合事件处理

概念：可看作一种处理串流（Streaming）的数据库处理。在关系数据库中所处理的资料是有许多行（Row）的数据表（table），复合事件处理将事件串流当作是数据表来处理，事件类型里的属性相当于数据表的字段。对于政府和企业来讲，处理包含海量信息、图片的庞大数据，已是例行公事。但现在，这一模式