世界科技未来发展，将进一步为人类创造无限美好的前景。展望，关键是要能设想到，有目标，再向这个目标飞去。这里需要的是大胆设想和实事求是。把这两者统一起来，就是科学的态度，就会勾画出未来科技发展的美好蓝图。
（1）科学控制人的睡眠
中国古代传说，道家陈抟老祖入武当山“学神仙道养之术”，常常“小则亘月，大则几年方一觉”。这只是传说而已。然而，人为地控制人的睡眠，却是现代科学正在研究的一个课题。
研究这个课题有其现实意义。人在被病魔折磨时，如能深深睡去，让人体慢慢增强抵抗力，就能避免痛苦。进行手术时，让病人进入梦乡，就可以实施无痛手术。北极的白熊在冬眠时分娩，这是一种无痛分娩。如果能控制人的睡眠，生育就没有痛苦了。如果患了绝症，暂时还无法治疗，不妨先让病人长眠几年，待有了新的疗法，再唤醒他。长眠法让人醒醒睡睡，寿命可以延续几个世纪。更重要的是，长眠法可以使宇航员节约更多的精力，使宇宙飞船飞得更远。
睡眠与清醒是受大脑控制的。鸡叫三遍天亮，大雁清晨起飞。人们日落而息，鸡鸣而起。这都是生物体内的生物钟在起作用。生物钟在哪里？美国哈佛大学医学院的科学家已经发现它隐藏在下丘脑的一小串神经细胞中。这些神经细胞向脑的其他部分输送时间的信息，脑再根据这些信息发出睡眠或清醒的指令。这些信息又是由化学物质传递的。当这些神经细胞分泌某种物质时，人就昏昏欲睡；当睡到一定的时候，这些神经细胞又分泌另一类物质，人就苏醒过来。如果能分离出传递睡眠或清醒的信息的物质，进行人工合成，就可以人为地输送睡眠或清醒的信息，人就可以想睡就睡，想醒就醒。
生物界有许多冬眠的动物。蛇、刺猬、熊、田鼠，都有冬眠的习惯。冬天来临前，这些动物忙于觅食，在体内积累了大量脂肪。冬天到了，它们钻入地下，躲进洞里，静静而睡，滴水不进，点食不吃。如果揭开了动物冬眠之谜也就可以拧紧或放松生命的发条，人为地控制睡眠与清醒，让生命按照人所需要的节奏进行。
这个谜已经揭开了。美国坦普尔大学的科学家马克利斯发现，是动物大脑内的β-内啡肽的变化导致了身体机能的改变。冬天来临前，β-内啡肽使动物食欲增加了，以便积蓄能量，应付冬眠停食的考验。β-内啡肽还使体温降低，心跳变慢，使肾脏能浓缩尿液以保持水分。科学家也已经搞清，大脑中还分泌一种对抗β-内腓肽的物质，它使冬眠动物逐渐苏醒。如果把这种物质注入正在冬眠的田鼠体内，田鼠会很快地清醒过来，呼吸、心跳都会恢复正常。
科学家们现正努力合成这些控制睡眠和清醒的物质，深入研究它们的作用机理。不远的将来，人类将掌握开启生命发条的钥匙，人的睡眠和清醒可以方便地加以人为控制。
（2）动植物的杂交
30多亿年前，动物、植物还没有分家。一种生物可能既是植物又是动物。生存到现在的低等生物眼虫就是这样的“两性”生物。它既能以捕食微生物为生，又能靠身上的叶绿体进行光合作用制造养料为生。
后来，这两种功能分化了。一支生物，靠吃别的生物为生，发展成动物。另一支生物，专靠光合作用制造养料为生，发展成植物。这两支生物分别进化成今天的高等植物和高等动物。
现在，科学家正在进行动、植物的杂交试验，创造动、植物杂交的新品种。人体所需要的20种氨基酸中，有8种氨基酸是植物无法制造的，只能从动物中取得。如果动植物杂交成功后，植物就能制造出人体所需要的全部氨基酸。动物也由于含有植物的叶绿素基因，不用放牧，只要让它们晒晒太阳或吃少量食物就能膘肥体壮。这是多么奇妙的前景！
但是，生物种间差别越大，杂交就越困难。科学家们正研究用细胞杂交法和遗传工程法创造动植物杂交的品种。
细胞杂交法是细胞水平的嫁接。科学家分离出单个细胞后，用酶把细胞壁溶解掉，让它只剩下一个光秃秃的细胞核体。在一定的条件下，两个细胞核体能融合在一起，形成一个异核体。这个异核体放在适当的培养液中，会重新长出细胞壁来，形成一个新细胞。这个新细胞包含了两种生物的遗传信息，是一个杂种细胞，将成为未来杂种生物的胚胎。
从单个细胞培养出植物或动物的难关已经开始突破。20世纪初，德国植物学家哈勃兰特就预言，高等动物的离体细胞能长成一株植物，就像一小段柳条能长成大柳树一样。因为每个细胞中包含着后代发育的全部遗传信息。美国科学家斯图华从一株胡萝卜的根上分离出单个细胞，在培养液中培养成一株红橙橙的胡萝卜。以细胞培植人参、云杉、兰花、甘蔗等也均已获得成功。动物的细胞繁殖也已初见成效。科学家格登用细胞核移植培育了一只青蛙。因此，只要把动植物的单个细胞融合在一起，以这个杂种细胞就能培养成像植物的动物或像动物的植物。在70年代，美国科学家卡尔森就曾把两种不同品种的烟草成功地进行了细胞杂交，创造出一种新烟草。也有科学家把番茄和土豆进行细胞杂交，创造了又似番茄又似土豆的新生物。这些细胞杂交试验的成功预示着动植物杂交生物产生的曙光。
另外，通过把植物基因嫁接到动物基因进行拼接，形成杂种DNA分子，也有可能创造动植物的新品种。因为高等动植物的基因比较复杂，所以这种方法还需要较长时间的摸索，才能获得成功。
（3）电子监视独领风骚
如果你想了解未来的监视手段，不妨看一看最适用监视的对毫米波敏感的摄像机。在毫米波摄像机面前，人身上的衣物不见了，人成了毫无特点、只具有人的形状的发光体。在人体轮廓的映衬下，人身上的钱币、纽扣、钢笔、钥匙等物明显可见。汽车成了面目可怖的物体，但汽车的散热器却成了明亮的物体。只有混凝土中的钢筋可以看见，因此，建筑物看上去不像是居住或办公场所，而像是用铜管和电缆线编织成的笼子。
毫米波摄像机用毫米波摄像机观察世界，世界上毫无隐私可言。起居室、卧室、浴室、盥洗室全都暴露无遗。人们坐在笼子里看发热的方盒子，或者悬空睡在离地板几厘米的空中。
上述景象是对崭新的数字式电子监视技术最恰当的比喻。这是个任何物体在任何地方都无处隐藏的世界。目前已经开发出一些装置，可以穿过墙壁隔着一段距离寻找可疑对象，透过其衣服看到其身体内部。它可以根据每个人的独特气味加以区分和追踪，即在某个人尚未完成犯罪行动之前即通过电子手段将其“识别”。由于有了廉价的摄像机和功率强大的寻觅规则系统，每个人都受到计算机的跟踪，即使在拥挤的人群中也无处藏匿。
毫米波的用途之广令人难以想象。毫米波可以穿透任何绝缘材料——包括几乎各种布料和大多数种类的建筑材料。金属的发射性能差，而塑料、陶瓷、塑料炸药、粉状炸药等电介质材料处于两者之间。这些材料发射的毫米波射线的量的多少，取决于各自的温度。
同可见光和红外线一样，毫米波也可以聚集起来形成图像。摄像机可以在明亮的背景中轻而易举地找出人身上藏匿的金属刀和枪。如果物体的温度已知，也可以通过估计图像的亮度来确定物体是由何种材料制成的。
除了毫米波摄像机能穿透衣物以外，微波成像装置可以看到藏在人体内更隐秘部位的违禁品。这种装置具有巨大的监视价值。它可以对物体作彻底的检查。经过训练的操作人员可以轻而易举地发现藏在人体内的物体，如同在体外一样容易。由于微波很容易穿透墙壁和门窗，这种装置也可以用于秘密监视行动。目前，用于监视的雷达的体积只有一块肥皂那么大，还可以将其体积大大缩小。
电子鼻“人工鼻”（亦称“电子鼻”）是可以根据各人的气味来辨别人的一项电子新技术。这种能辨别气味的传感装置有朝一日将同近年来安装在街头、路口、商场、机场、铁路车站的摄像机一样广泛应用。电子鼻可以监视某个人去某家商场的频率，对记录在案的扒手进入商场时将其辨认出来并在必要情况下向商场保安人员发出警报。这种装置可以发现潜入办公室的窃贼，甚至可以辨认出窃贼的身份。
目前，有些国家的警方已建立了取自犯罪现场的气味数据库。由于有了电子鼻，每个人的气味都可以存入计算机。今后，气味可以像今天的指纹和脱氧核糖核酸测试一样用于鉴定一个人的特征。
每个人除了具有独特的气味以外，还能根据刚刚吃过的食物、健康状况以及所承受的压力程度等生理因素产生不同的气味。肺癌、精神分裂症、糖尿病、十二指肠等疾病都可以根据气味诊断出来。气味甚至可以用来判断某人是否在说谎。
电子鼻的体积只有计算机芯片那么大，而且同计算机芯片一样便宜，可以批量生产。
电子眼和电子耳目前，电子鼻还没有研制出来，但电子眼和电子耳已经研制出来了，并向其操作者提供信息。
在伦敦的盖特威克机场的停车场使用的由24架数字摄像机组成的新的监视系统，每天可拍摄两万幅图像，记录下进入停车场的每辆车和司机以及车的注册号码。监视系统拍摄的数据被存入计算机系统的磁盘。如果想知道出入车场的某辆车的情况，只需向计算机输入这辆车驶入或驶出的时间就可以把储存的图像调出来。
随着数字式摄像机的广泛使用，利用计算机在浩瀚的录像信息中查找所需要的资料已成可能。
（4）物理学蓬勃发展
物理学不论现在还是将来都要蓬勃发展，在一段时期内，物理学的发展主要是实际应用已经取得的研究成果。其后，在它的基础研究方面，必将有新的突破。
在理论物理方面，除了建立统一的基本粒子理论外，将逐步对一系列假说（其中包括夸克假说和非局部场假说）进行验证。在本世纪末，我们可能会查明基本的相互作用（万有引力、电磁力、强核力及弱核力）的特性和它们的内在联系。在利用电子束和正电子束碰撞的加速器研究方面将取得丰硕成果。
在量子理论、相对论等基础物理理论中，存在着不同的论点。今后，物理学家们将继续为建立统一的物理理论而进行工作，以便把不同的学派统一在共同的基础上。这种理论将把引力、电磁力、场力等结合起来。
在计算物理的基本常数和初始常数方面，我们完全可能得出肯定的结论。测量的精确度将提高三个数量级。在高能物理方面，有很多疑难问题。普遍的物质理论有助于这些问题的解决。
80年代固体物理领域，在纯科学和应用科学的边缘取得了重大成果。人们可能还会利用新型的设备来研究晶体的中子扩散。研究的深度足以使我们更全面地了解金属和合金的性状。同时反物质在宇宙中的扩散程度也将获得解决。
（5）数学研究获得创新突破
纯粹数学和应用数学从现在到下世纪初叶可望获得长足进展。数学将不断向生物学、化学、经济学、语言学、地质学、社会学，以及许多其他学科渗透。具有外部曲率有限正部分的曲面的研究可取得重大成果。
在概率论方面，一个重要而现实的课题是求出位相空间最普遍的马尔可夫过程。与此相关的问题是求解使正半群从普通连续函数的巴拿赫空间变为位相空间的全部算子。后一个问题在势论、扩散理论、热传导等理论方面的应用意义很大。关于极值问题和变分法的相互关系问题的研究将深入地进行下去。
在纯粹数学领域里，代数学和位相学将取得有价值的成果。关于在位相空间的情形下，度量空间理论的总结过程将完成。
在分析数学方面，L-函数理论将得出重要结论。研究工作将沿着新的途径（利用现代化的数学手段）进行。数学家将在普通复空间的基础上，对微分式理论的综合进行大量的工作。
在基本粒子和量子场论的数学方法方面，我们可能将建立起为生物研究所专用的数学方法，还将建立某些新的数学领域，以便解决生物学的各种问题。这些新领域与控制论及普通系统理论相近，但更多地考虑了生物学的特点。
（6）太空科学前途无量
到下世纪初叶，人类可能会在月球上建立起永久性的基地，并将环绕火星和金星进行驾驶飞行，将开始利用轨道站来研究木星。
人类将成功地试用月球上的原材料在月球上进行土木施工、发电或利用月球岩石中的结晶水来制取饮用水。如果能发现碳化钙的话，人类则有可能在那里利用太阳能装置来制造氧。
人类将开始用月球上的原料来生产火箭发动机用的燃料。在火星和金星的周围以及木星的卫星上，将建立永久性的研究站。大概在21世纪，人类可能将试行在其他行星上居住，将制成“人造月亮”来解决广大地区的照明问题，并将开始制订飞往其他恒星的计划。实现这一预测的必要条件是首先要研制成光子火箭。光子火箭以接近光速的速度到达最近的恒星也要几年的时间。在以后的几十年内，宇宙航行将使用小推力的电热、离子或磁等离子体发动机。
宇宙研究能促进星体演化的研究，特别是关于最近几个演化阶段的研究，从而洞悉太阳系的奥秘。
在今后的50年中，关于物质在宇宙开始膨胀到现有相位的最大密度的前期状态，以及膨胀宇宙的初始物质结构问题，例如，它是否是均质的，是否含有相同数量的粒子、反粒子，磁性和温度特性如何等等将获得解决。
宇宙开发方面有两个问题有待解决：是否能建立星际无线电通信，是否能通过宇航员来查明行星外的文明。
人类关于太阳系的其他星球上可能存在某种生命形态的知识还是很肤浅的。某些科学家断然宣称，在太阳系的其他行星上根本没有任何形态的生命，宇航员在那里只能产生返回地球的强烈愿望。但是，越来越多的科学家对探索行星外的文明（利用无线电和激光）发生了兴趣，科学家们甚至已经制订了详细的计划。据预测，人类和地球以外的文明社会建立联系的时日可能不迟于公元2050年。
航空和宇宙航行的预测表明，在驾驶飞行方面，我们的主要注意力将集中于建立永久性地球轨道站。另一个方向是，在现有的月球站方面，将继续进行研究，包括研制地球——轨道——月球间的运输飞船。
为月球站建站的运输飞船可能将采用液体喷气发动机和核发动机。
（7）核能动力潜力无穷
原子物理、核物理、基本粒子等方面的基础研究将推动发电技术的发展。到本世纪末下世纪初，主要使用快中子反应堆的原子能发电站将在世界动力工程中占据优势地位。
受控热核反应是很有发展前途的，普通的水将成为能源。从水中取得的每克氘的理论发电量比每克煤多1000万倍。现在世界上的许多国家都正大力加速受控热核方面的研究。第一批工业试验反应堆将很快建成。
热核发电并不排斥原子能发电。它只是科学技术发展的一个新阶段。科学家认为，10～20年以后，大多数反应堆将使用快中子，从而使发电成本降低50%—70%。廉价的电能可能导致化学和冶金工业的革命。例如，炼钢时，为了排除矿物中的杂质，需要焦炭，而当有廉价的电能时，则可用电化学方法清除它。我们还可以直接用空气生产氮肥，建造经济的海水淡化装置。这种淡化水的费用可以和天然水源的水费不相不下。
（8）计算机成为科技的主力
未来的计算机系统将采用组件式结构。这种结构可以在保持其他部件不动的情况下更新某些个别部件。因此，这种系统可以随意局部地引进新的技术成果而不致影响整个系统。特别是，这种系统要作此改变时不需要重新设计新程序。
电子数字计算机的逻辑元件的运算速度大约每10年提高一个数量级。随着集成电路、特别是大规模集成电路的出现，逻辑电路的价格急剧下降。据预测，未来10年内，计算系统的总效率将提高100倍。
20世纪90年代的一种稳步发展着的趋势是各种半导体材料的逻辑电路化工作时间在逐渐缩短。锗晶体管就其特性而言，已经接近于理想的晶体管了。金属氧化物半导体晶体管的价格将降低88%～90%，高速集成电路的价格要降低50%。成批生产的小密度的集成电路的价格要大幅度降低。
软件是自动控制系统最重要的组成部分之一。在近10年中，完成电子计算机一个指令的费用却增加了50%。软件的编制人员在不断增加。编制程序的时间比在计算机上计算的时间长30～50倍。而且，每个标准程序在一年内就会变得陈旧了。因此，在改进软件方面的总趋势是研制自动化的程序系统。
（9）激光大显神威
现代物理学告诉我们：各种发光物质的原子也同其他物质一样，是由原子核和若干个电子组成的。电子运动的轨道挺像洋葱头，是分层排列的。在外来能量的作用下，原子内层轨道上的电子能吸收外来的能量跳到外层轨道上，由低能级电子变为高能级电子。这种高能级电子面临着两种命运：一种是自行跳回低能级，把从外界吸收的一份能量以光子形式释放出来，发出我们常见的普通光；另一种则是从外界射入一个光子，从电子身上打出一个与其一模一样的光子，并使电子跳回低能级，同时发出一种特殊的光——激光。前一种情况是辐射理论中的自发辐射过程，像太阳光、各种灯光一类的普通光都属于这种自发光过程。而后一种情况则是美国物理学家爱因斯坦所提出的受激辐射理论，这一理论为激光器的诞生奠定了理论基础。
1960年，美国物理学家梅曼就是在爱因斯坦受激辐射理论的启迪下，发明了世界上第一台激光器。梅曼以及其后继者发明了多种激光器。
与太阳系的光明使者太阳所发出的自然光相比，由激光器所发出的激光具有三种奇妙的特殊性能。一是能量高度集中，亮度极高，其单位亮度超过100万个太阳；如果将激光束汇集到一点上，可达到几千万度的高温。二是方向性强，发散的角度极小，比最好的探照灯要精确1000倍，甚至可以从1600公里以外来烧沸一壶咖啡。三是颜色最纯，它比现在最纯的单色光源——氪灯光还要纯10万倍。神奇的激光，其作用可与原子能、电子计算机和半导体相媲美，因而被誉为当今20世纪的四项重大发明之一。
继梅曼的第一台激光器问世以后，20多年来又涌现出许许多多的后起之秀。各种用途的激光器已有上百个品种和上千个型号，能发射出几百种不同波长的激光。从近紫外线、可见的七色光、红外线波段直到其长度短于一个原子振动的脉冲，应有尽有。激光已广泛地用于工农业生产、文教卫生、科研和军事国防等各行各业。
科学家惊奇地发现，由激光器发出的光束，频率单纯，相位一致，恰好是电子学在光频段所寻求的一种非常理想的正弦波电磁振荡。科学家几乎可以像处理无线电波一样地处理光波，传统的电子技术，如放大、振荡、调剂、调解、通信、雷达、计算机和信息处理等，几乎都可以延伸到光频波段。可以说，激光是电子学攻占光频段的开路先锋，将给现代通信技术带来一次划时代的变革。
与现有的无线电通信相比，激光通信有两大长处。一是激光通信具有惊人的通信容量。从长波到微波的无线电频率范围是从10千赫到30万兆赫，而光波段的频率则是从300万兆赫至150亿兆赫。两者相比，光谱频带要比无线电频带宽5万倍。用一根像头发丝那样粗细的光导纤维，就可以同时传输100亿路电话、1亿路可视电话或1000万路电视。也就是说，传送全世界现有的全部通信量，只要用一根很细的“玻璃丝”就能解决问题。二是可使通信设备做到微型化。比如，微波通信要用直径7米的抛物面天线，而激光通信只要用一个直径5厘米的透镜作天线即可达到同样目的。
激光器和光导纤维，为通信现代化开辟了广阔的道路。目前，许多国家都已开始采用光导纤维进行长途大容量通信、军用保密通信、计算机通信和数据通信。在这方面，走在前头的美国电话电报公司，正在用光导纤维缆铺设两条超级光通信电路，把东海岸和西海岸上众多城市连在一起。我国在北京、上海、武汉和南京等地的市话通信、专用通信和电视传输中，也已试用光纤通信，并计划逐步用它来替代电缆通信。展望21世纪，亿万台激光器将把世界联系起来，形成一个巨大的信息网，各国人民之间的联系交往将超越地理限制，就如同住在一个村子里那样方便。
