從小世界發掘大未來 — 決勝二十一世紀經濟的新科技

　今年五月，美國EntreMed公司宣布治癌藥的新突破，以蛋白質消滅老鼠身上的腫瘤，登上以嚴謹著稱的《紐約時報》頭版。隨後引起電台、網路熱烈的討論，病人尋求試驗新藥的電話佔滿了醫生的電話線。EntreMed的股票價格在新聞出現的一週內，從十二美元一路飆到八十五美元，最後以三十三美元收盤，上漲一七七％。
　今年夏天，一組荷蘭研究人員將五萬支疊起來才相當於一根人髮寬度的碳毫微管（carbon nanotube），做成可以在室溫下運作的單分子電晶體，突破了一般矽晶片無法突破的障礙。
　跨過即將到來的千禧年，美國國家衛生研究院結合電腦、量子與生物分子的知識，預計在二○○五年前，解開人體所有基因的密碼。
　在金融問題、貨幣貶值、全球性經濟不景氣等令人沮喪的討論焦點之外，科技的進展正以史無前例的速度向前推進，開啟下一世紀的經濟成長。
　美國《商業週刊》在最近描繪二十一世紀經濟的專題報導中指出，科技創新是二十一世紀經濟成長的關鍵。

科技是經濟大躍進的原動力

　傳統經濟學家認為，促進長期成長的最佳方式，就是抑制消費、增加儲蓄。但是要創造大幅的經濟成長，必須仰賴科技。《商業週刊》報導指出，從歷史上看，社會對研究發展的投資，至少有三○％的報酬率，而購買設備的報酬率只有八∼一○％。
　回溯過去的重大科技創新，也的確如此。一八九○年代的鐵路，一九五○、六○年代的電視與噴射機等新科技問世，都大幅提升生產力，造就了經濟與生活水準的大躍進，使每人平均所得上升四倍。
　近年資訊科技發展掀起經濟浪潮，是大家感受最深的例子。資訊科技讓美國打破景氣循環，創造連續七年成長，單是九七年，對美國經濟成長就有一個百分點的貢獻。
　但是，如果你認為矽晶片、網際網路等資訊科技對經濟的貢獻，就是科技發展最豐碩的果實，那可錯了。更大的科技改革浪潮，還沒開始呢。
　人類在二十世紀各領域的研發投資，即將進入豐收階段。過去十年來，電腦能力每十八個月增加一倍，網際網路用戶每年擴充一倍，分析出的DNA數目每兩年增加一倍。這些新科技並非只在數量上驚人，更結合成開啟二十一世紀革命的重要力量。
　下一波大革命，是在過去人類無法了解的微小世界中，發掘大未來。
　其中，生物科技與微細科技（nanotechnology）就是最佳範例。

發現DNA開啟生物科技影響力

　如果二十世紀是矽晶片的世紀，二十一世紀就將是基因的世紀。
　眺望未來科學發展的《Next：財富、生命與智慧在未來二十年及之後的面貌》（Visions: How Science Will Revolutionize the 21st Century）一書指出，解開DNA之謎是二十世紀的大革命。而電腦在八g年代加入DNA的研究，將DNA排序過程自動化，不僅加速找出DNA序列的進展，更增加人類操縱基因的能力。
　這大幅改變二十一世紀的產業、生活與生命。
　我們可以從最近攝護腺癌治療的研究發現，嗅出DNA的影響力。
　最近研究顯示，攝護腺癌早期病患可以藉由吃大量的大豆食物，大幅減緩癌細胞發展的速度。美國國家癌症中心除了贊助臨床實驗，讓攝護腺癌病人吃一定劑量的大豆萃取物，也嘗試分析大豆分子，找出分子抑制腫瘤生長的祕密。未來，生物工程師可以切出抑制腫瘤化學物的大豆基因，將它們放入小麥、玉米，從土壤中栽種出抗癌的穀物。
　人類對基因的掌控，改變了醫療方法和作物栽培，也改變了我們對食物與藥物、自然與人造的概念。
　美國《時代雜誌》報導指出，科學家目前已找出超過三十種與癌症病變相關的基因，積極針對基因，開發藥品。未來人類對抗生命大殺手癌症的方式，不再是同時破壞好壞細胞的化學療法，而是以癌細胞的基因為目標，瞄準不良的蛋白質，破壞、阻止它生長，就像雷射光一樣準確。
　報導指出，如果這種抗癌新藥研發成功，二十一世紀的癌症治療藥物將是針對各種腫瘤量身訂做。人類也不再泛泛地以癌症所侵犯的部位來描述癌症，而可以用它們的基因，更精確的描繪癌症。
　此外，資訊科技晶片與生物科技DNA結合，大幅提升醫療檢驗速度。
DNA晶片在肉眼之下毫不起眼，只有指甲大小，但是卻可以蝕刻多達幾萬種的DNA序列，就像將整個DNA實驗室，縮小到一個小晶片上。這將大幅提升檢驗遺傳性疾病、癌症、愛滋病的速度，也降低花費。

農業、食品、藥品界限漸模糊

　人類操控基因的能力，對農業的改變，也同樣深遠。經過基因工程育種，未來大豆、玉米不僅生長快、可以抵抗病蟲害，棉花還可以有顏色。
　先進育種公司（Pioneer Hi-Bred）是全世界最大的基因工程種子公司。它改變玉米的基因，讓玉米不僅能抵抗天候與病蟲害，產量也能加倍。未來二十五年全球人口雖將增加四○％，但玉米價格還能維持今天的水準。
　先進育種公司也嘗試在玉米中加入其他基因，增加玉米的營養價值。未來以玉米為飼料的養豬戶，就再不需要以高價買磷添加在飼料中，而且豬的排泄物對環境的傷害也較小。
　玉米與攝護腺例子，也顯示出控制基因、分子的能力，已成為產業的新關鍵能力。擁有控制基因能力的企業，能打破產業疆界，橫跨農業、化學、食品、藥品，發展出新天地。《財星雜誌》最近的報導也指出，生物工程逐漸消弭藥品與比藥品大五倍的食品市場的分野。
　原來分屬食品與藥品重量級廠商的家樂氏與默克藥廠，因為同樣銷售分子，竟有了交集。現在，超級市場裡的加鈣柳橙汁，可預防骨質疏鬆症；含抗氧化劑的花草茶，能降低罹患癌症的危險；至於添加萃取自魚類脂肪酸的蛋，則有避免心臟病的效用。
　報導也指出，這些經由製造商增加健康元素的機能性食物（functional food），是個急速擴張的市場，保守估計美國每年有兩百九十億的商機。
　在化工業舉足輕重的杜邦，今年五月中宣布轉售旗下獲利頗豐的石油事業康諾可公司，將資金移向結合農業、化學與製藥的生命科學。杜邦已收購分析大豆的蛋白質科技公司（Protein Technologies），並投資先進育種。
　經營逾百年的杜邦，追上了下一個世紀的科技浪潮。現在，杜邦的生物學家以生物工程改變植物，讓植物可以吸收與分解土壤中被地下油槽污染的油污。研究員還將蜘蛛的基因放入細菌，產生類似蜘蛛網的聚合體，未來可能做成像尼龍一樣的紡織品。

比髮絲細的科技改變力量大

　基因成為產業的關鍵能力後，就衍生了像Perkin-Elmer這樣專門尋找、分析基因的公司，再將資訊賣給大製藥廠、新興生化公司，以及農產公司。過去五年中，幾十家這種公司在美國冒出頭來，獲利豐厚。
　未來，生物科技還將與資訊科技做更深的連結。《美國新聞與世界報導》指出，學術研究室已經建立初具雛形的DNA電腦，處理簡單的運算。
　另一個由微小世界發現大未來的是結合化學、物理、生物、電機發展出來的微細科技（nano-technology）。
　《Next》一書指出，由於科學技術已能操縱單一原子，而有微細科技的出現，可望研發出迷你的分子機器，只有千萬分之一公尺的大小。
　一九九六年的諾貝爾物理獎得主史麥里（Richard Smalley）操控原子，做出不存在於自然界的碳毫微管，五萬支才等於一根人髮的粗細，硬度卻是鋼的一百倍。
　微細科技仍在發展階段，但是其中的微電機系統（microelectro-mechanical systems）已經展現改變未來的潛力。《商業週刊》報導指出，微電機系統這個新領域，將成為改變整個產業的工具。
　微電機系統是利用微機械系統所製作出來的機械元件與電子元件，組合而成微細整合系統。科學家可以將微小的感應器和馬達蝕刻進矽片，取代幾百萬片的矽晶片。
　已經有許多高科技公司以微電機系統研發出令人讚嘆的微小發明。像汽車安全氣囊的自動加速計，就是微機電系統應用極成功的例子。
　有些發明則可改變現在的資訊科技。像IBM與史丹福大學以微機電系統，研發出原子力顯微儀（atomic force microscope）應用在電腦磁片上，儲存量可增加一百倍。
　對壓力敏感的微電機系統，可以用在鋼鐵和其他建材中，偵測壓力變化，警示地震的發生。微電機系統也可以用在醫療設備上，監測病人的情況。目前朗訊科技的貝爾實驗室正在研究將微電機系統應用在通訊上，如果發展成功，未來的通訊成本將降低到零，對人類溝通開會、資訊交流、金融交易都有極大的影響。
　《Next》指出，微電機系統已創造二十二億美元的營業額，預計到下世紀初，將超過一百五十億美元。

科技帶動成長也帶來隱憂

　微電機系統不僅應用廣泛，還打破傳統科技研發應用的經濟規則。
　《商業週刊》報導指出，由於微機電系統的晶片電路比記憶晶片與微處理器少，因此它們可以以較低的成本、在較老的晶片生產線上製造。過去，重大突破的新科技總是在一出現時特別昂貴，只能少量應用。但是，貝爾實驗室物理研究室主任莫瑞指出，微機電系統一開始時就能以低廉的價格大量生產，與過去大不相同。
　雖然，種種新科技將在下一世紀開花結果，創造另一波成長，但是未來的路未必一帆風順。
　科技雖然可以帶動成長，卻不能終止經濟蕭條、金融危機。相反地，每一波創新的浪潮，都會為個人與組織帶來適應困擾，甚至會引發新的經濟與社會問題。
　無論如何，另一波革命即將到來。
　三百年前，牛頓說自己像個在沙灘玩的孩子，偶爾發現一顆光滑的石子或美麗的貝殼，但在他面前的大海，卻蘊藏著無邊且未經發掘的真相。
　人類向無邊未知的探索，將再次掀起大浪。下一波大浪就要打上岸來，只有站在浪頭，才能成為贏家。