7.创建粒子物理学模型

　　粒子物理学的标准模型是当前我们理解物质亚原子粒子行为的最好的理论框架，它将所有主要的粒子家族及其相互作用都放在一个体系内。然而，实验证明，标准模型无法解释极端高能现象，比如引力以及宇宙在加速膨胀这样一个事实。

　　创建一个可用物理学来解释、适用于所有现象的模型是一个重大突破，可与相对论或量子理论的提出相提并论。这一模型必然会在现实世界有重要应用，不过在知道细节前，很难猜测到底有什么实用价值。比如，量子理论对于激光、微电子技术、超精密钟表和无法破解的密码等至关重要，但在这种理论提出前，这些几乎都是无法想象的。

　　那么，现实与标准模型的预测到底偏离多少呢？你可能期待用大型强子对撞机进行的实验能够给出答案。毕竟，它是高能运转的。不过大型强子对撞机撞击的粒子类型(质子)不对。更好的一个选择是撞击电子和正电子，因为这种撞击要纯粹得多，更容易使基础物理学精益求精。

　　问题是你无法通过大型强子对撞机发送电子和正电子，因为它们会沿着其环形轨道损失掉全部能量，即所谓的同步加速辐射。解决办法是利用所谓的“直线加速器”，使之在直线上加速。国际未来加速器委员会仍在起草建造这种长达50公里加速器的初步计划，定于今年底完成设计。国际直线对撞机可能在10年内投入运行。

　　6.在培养皿中研究阿尔茨海默氏症

　　全世界有超过2600万人罹患阿尔茨海默氏症，仅英国，就有80万患者。而且这些数字到2050年估计将增加一倍多。这种疾病的特点是丧失记忆力和认知功能，其根源仍然不得而知。现在没有治愈办法，姑息疗法也很少。

　　问题是，你不能对活着的患者进行感染脑细胞取样用于研究。同时，动物样本的用途有限，因为人类是已知可患这种疾病的唯一物种。这就是英国剑桥和美国加州两所大学的研究人员分别进行的工作可能非常重要的原因所在。

　　他们在实验室培养脑细胞已经获得成功，然后观察到这些细胞染上阿尔茨海默氏症。这对该病是如何形成的提供了有意义的线索。

　　研究小组首先从已知易得这种疾病的患者身上取皮肤细胞，并从中获得干细胞，然后诱使其长成脑细胞。剑桥研究小组的里克·利夫西博士说：“通过在实验室培养这种疾病，可以让我们搞清楚如何开发新药来对付它。我们乐观地认为，在三五年内，我们将会开发出在患者身上进行试验的药物。”

　　5.发现地外生命

　　自1995年发现第一颗围绕类似太阳的恒星运转的行星以来，已经发现了760颗这样的类地行星。随着已知行星数量的增加，人们认识到，如果发现一颗与地球十分相似的行星，那将很有希望找到地外生命。不过有一个问题，除了最近的恒星，以近似日地距离环绕恒星运转的行星可能被埋没在恒星的光辉中。

　　科罗拉多大学的天体物理学教授韦伯斯特・卡什提出了一个“遮星伞”方案，这种航天器可以盘旋在太空望远镜的前面，挡住那颗恒星的光芒，使望远镜敏感的装置能够观测到可能存在的任何行星。重要的是，有可能对来自这些行星的光线进行光谱学研究，从而让天文学家推断出其化学组成。

　　发现地外生命将表明生命是较为普遍的，这对于地球上物种起源的理论是一个重要信息。更不用说会让我们的视野发生彻底转变。遮星伞可以置于现有的太空望远镜前，或独立飞行。

　　4.开发单级入轨太空飞机

　　从地球的表面到达环地轨道是一个巨大的挑战。这意味着速度要达到音速的25倍。过去，需要庞大的多级火箭，而这种一次性发射的庞然大物必须携带大量燃料，一旦爆炸，其威力堪比一枚核武器。除了危险大，耗资也大――被推入轨道的有效载荷每公斤耗资数万美元。

　　这种情况可能会发生变化，因为在风景如画的英国牛津郡乡间，有一个科技园正在进行一项研究。一家喷气发动机公司正在开发可完全重复使用的航天器，能够从跑道上起飞，然后飞向轨道，不需要额外的发动机或外挂油箱――一种单级入轨太空飞机。这可能使进入近地轨道的费用大降50%。这种“云霄塔”飞机的核心是全新的“佩刀”――协和吸气式火箭发动机。燃烧需要氧气。传统火箭的液态氢燃烧很快，因此需要携带沉重的液态氧。然而，“佩刀”发动机从空气中提取它所需要的氧气。它利用一种全新的冷却系统，将吸入的温度高达1000摄氏度的空气降到零下140摄氏度，加以压缩，大大提高氧气的密度。这样一直到达28千米的高空，由液态氧接替。

　　设计者们希望减轻重量能够让“云霄塔”将最多15吨的有效载荷单级送入轨道。该公司预期这种无人航天器在21世纪20年代初可投入使用。

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