科技狂想三部曲 -- 50、100、150年後的未來
"驗基因來治病 基因決定了你的命運，但也能用來治病。"
想像未來
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）
50
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。
撰文／康明斯（Mary Cummings）
1956年，美國民用航空管理局核准飛天車（Aerocar）上路時，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。 （甘錫安 譯）
50
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?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?脫胺?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）
