作者：王月霞
出版社：远方出版社
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未来知识篇(下)试读：
前言
人类社会已经进入一个崭新的新世纪，科学技术正以人类意想不到的发展速度深刻地影响并改变着人类社会的生产、生活和未来。《科普知识百科全书》结合当前最新的知识理论，根据青少年的成长和发展特点，向青少年即全面又具有重点的介绍了宇宙、太空、地理、数、理、化、交通、能源、微生物、人体、动物、植物等多方面、多领域、多学科、大角度、大范围的基础知识。内容较为丰富，全书涉及近100个领域，几乎涵盖了近1000个知识主题，展示了近10000多个知识点，字数为800多万字，书中内容专业性强，同时又易于理解和掌握，每个知识点阐述的方法本着从自然到科学、原理、论述到社会发展的包罗万象，非常适合青少年阅读需求。该书是丰富青少年阅历，培养青少年的想象力、创造力，加强他们的探索兴趣和对未来的向往憧憬，热爱科学的难得教材，是青少年生活、工作必备的大型工具书。
本书在内容安排上，注意难易结合，强调内容的差异特点，照顾广大读者的理解力，真正使读者能够开卷有益，在语言上简明易懂，又富有生动的文学色彩，在特殊学科的内容中附有大量图片来帮助理解，具有增加知识，增长文采的特点，可以说该书在当今众多书刊中是不可多得的好书。
该书编撰得到了各部门专家、学者的高度重视。从该书的框架结构到内容选择；从知识主题的阐述到分门别类的归集；从编写中的问题争议到书稿最后的审议，专家、学者都提供了很宝贵的修改意见，使本书具有很高的权威性、知识性和普及性。
本书采用分级管理、分工负责的办法编写，在编写的过程中得到了国家图书馆、中国科学院图书馆、中国社会科学院图书馆、北京师范大学图书馆的大力支持和帮助，在此一并表示真诚的谢意！在本书编写过程中，我们参考了相关领域的最新研究成果，谨向他们表示衷心的感谢！
由于编写时间仓促，加之水平有限，尽管我们尽了最大努力，书中仍难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。本书编委会2006年1月
未来的饮食
人造食品与合成食品
据统计，全世界每年消耗的粮食总计达12亿吨，这等于在赤道上用粮食铺成一条宽17米、厚1.8米的环球公路。而且，人口的增长，又使这条“粮食公路”每年延长1000公里。这使人类面临食品短缺的严重局面。面对这一挑战，人类正在一方面控制人口，另一方面努力寻找食品的新来源——人造食品。
通过非农业途径生产单细胞蛋白，是解决人类对蛋白质需求的办法之一。单细胞蛋白，俗称“人造肉”，是一种微生物食品。微生物大多是单细胞，是核酸和蛋白质的实体。用发酵法生产这种单细胞微生物就可以得到极为丰富的单细胞蛋白。微生物的繁殖速度惊人，500公斤的活菌体，在合适的条件下，一昼夜可生产1250公斤的单细胞蛋白；而一头体重500公斤的牛，每天只能合成0.5公斤的蛋白质。“人造肉”的主要成分是蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质，营养价值可与牛奶、鸡蛋媲美。1吨微生物蛋白的营养价值，抵得上2.1吨精肉或3吨鸡蛋或12吨牛奶。它既可以做食品，也可以做饲料。
藻类是微生物世界的佼佼者，它可以像高等植物一样以二氧化碳为养分在太阳下进行光合作用，但生长速度比高等植物快几十倍。一亩地大小的湖泊中收获的藻粉，折合成浓缩蛋白，相当于5吨大豆，这为人类利用空气、水分和阳光制造粮食展示了广阔的前景。
将来走上餐桌的还有合成食品，它是利用遗传变异微生物或固定基酶制造出来的食物，与天然食品没有两样。还可以利用变异的真菌和酵母菌，把人们不爱吃的食物变成美食家所乐道的食品。比如，人们可以像处理合成纤维一样，把真菌生产出的菌丝按照某种纹理结构纺织、编结、成型，这样，就可以指定生产某种特殊的食品，如牛腿、牛里脊、牛肝、牛筋等。英国已把合成的牛肉食品推广到市场，供应合成牛肉汉堡包和冻“牛肉”馅。
久藏不腐的辐照食品
这是一种用放射线辐射处理过的食品，它可以在没有冷冻条件下贮存很长时间。美国曾上市一种用银箔包装的肉食，是专门为宇航员准备的带汁的鸡肉、牛肉和瘦猪肉，整整存放了六年之久，可是食品的色泽、香味、味道和营养如同新鲜的一样。
食品进行辐照处理时，要先把食品装入多层塑料薄膜袋中，并用真空泵抽出袋中的空气。然后放入液氮中降温冷却。这样做是为了尽量减少在以后处理中食品色泽、味道、肉质和营养成分的损失。
辐射处理是放在1.8米厚墙壁围成的巨大房间里进行的。常用的射线有伽玛射线和电子束。伽玛射线能使电子从食物分子或原子结构逸出，造成新离子。新产生的离子和细菌、霉菌或其他的虫卵中的蛋白质起反应，从而杀死这些微生物和虫卵，或者阻止它们生长。同时还能杀死病原体和引起肠胃病的细菌。
用不同的照射剂量，可得到不同的效果。小剂量照射，一般用来抑制植物发芽和过度成熟，以及用来杀灭病原和寄生虫等。中等剂量的照射多用于肉类、鸡蛋、鱼类、贝类、果品、蔬菜等延长保存期，杀灭沙门氏菌。大剂量的照射目的是完全灭菌，如极低温冷冻的肉类、鱼类、腊肉等。
食品辐射的用途极为广泛。蔬菜经过辐照处理后，可抑制腐烂，延长贮存期，延缓后熟期等，为淡季提供更多的蔬菜品种。肉类的辐照灭菌，可延长储存期和保鲜。香蕉、荔枝、柑桔等水果经射线辐照后，可延缓成熟过程，经长途运输而不腐烂变质。各种名酒用射线辐照处理，可以加速陈酿过程，提高品质，从而增加产量。
辐照食品不仅能在常温下久存，节省很多电能，安全性好，不带药物残余，不影响质量，而且能改进食品品质，是未来军事、医疗、旅游和野外工作者的理想食品。
未来世界食品如何保鲜
低温可以使食品细胞的呼吸作用减缓或停止，阻止进一步成熟或衰老。冰箱就是利用这一原理使食品保鲜的。这种方法称为冷藏保鲜技术。
但是，一些叶类蔬菜往往在0℃左右就会变味，西红柿、黄瓜在7℃以下就会褪色，出现皱褶、斑痕，如果再放回到较高的温度中就会腐烂。为了解决这个问题，科学家发明了气调塑料包装技术。
气调塑料包装是将食品封入装有一定气体的塑料薄膜袋内，并调节好密封塑料包装内的气体浓度，使它恰好能够维持食品组织的有限呼吸。袋内的食品既不致成熟、衰老，也不会发生无氧呼吸而发酵。经过实验，青椒在含3%氧气和3%二氧化碳气的塑料薄膜包袋内可保鲜三星期；半成熟的西红柿贮藏两周后，再打开包装仍然可以继续成熟。气调塑料包装也适用于鱼、肉等加工品，可使它们保持十足的鲜味和诱人的颜色。
国内外市场上已出现一种小包装速冻食品，它是采用快速流态冻结新技术制成的，这是继气调塑料包装技术之后发明的又一新技术。食品在流态冻结过程中，先冻结外壳，再全部冻结。如果食品需要久存，只要送到喷水管下喷水，使食品表面结成薄膜，防止干耗氧化，然后再包装贮存。
灭菌，是食品保鲜贮藏中一道重要的工序。传统的食品罐头一般是先包装再灭菌，这种技术将被无菌包装所代替。无菌包装是将超高温灭菌的食品，在无菌状态下装封在无菌的包装容器中，它可以最大限度地保存食品原有的营养成分、组织结构、色香味等。无菌包装的番茄汁，其中维生素C保存率达91-98%，而制成普通罐头，维生素C保存率仅为59-67%。
除加热灭菌外，微波灭菌是更先进的技术。它可以对塑料薄膜包装、纸盒包装的食品组织内部进行均匀、迅速的加热，破坏食品中微生物的蛋白质及其他成分，起到杀菌作用。
未来的炊具是什么样子
未来的炊具可以随身携带，它们不仅小巧，使用方便，而且人们不必为找不到能源而优虑。比如，一只加盖的杯子就是一个小型加热器。只要一拉杯子外面的手柄，杯子里面的咖啡、鸡汤等就会立即被加热，人们可以直接用杯子喝热咖啡、热汤，绝不会烫嘴，因为杯子的绝缘性能极好。
杯子加热的秘密，全在杯子底部底层内壁和外壁之间装有一种固态的化学药品和一颗充满液体的胶囊。当你一拉外面的手柄时，胶囊就破裂，两种化学药品混在一起，随即发生反应，产生的热量可以将杯子内的水烧开，煮咖啡、热汤或加热其他已烧制好的半成品的菜肴。这种加热杯是一次性的，吃完后扔掉杯子就行了。
根据类似的道理，可以制成饮料速冻罐。它是类似现在“易拉罐”的标准铝制罐头，里面有一个极小的冷冻装置，其中装有少量的高压液体。如果扳起盖子，高压液体就会自动蒸发，但化学药品丝毫不会接触饮料。90秒种后，饮料的温度就会下降到1～2℃人们可以立即喝到清凉可口的饮料。
未来世界如何解决饮用水问题
世界上有许多国家和海岛的人，生活在无尽的海水包围之中，却往往遭受无水之苦。
地球上97%的水都集中在海洋里，然而，海水既不能供人饮用，也不能直接应用。人饮用水的含盐量不得超过0.05%，海水的平均含盐量却为3.5%。用海水灌溉农田，农作物将被“咸死”；用锅炉烧海水，锅炉内壁会结成厚厚的锅垢，影响传热，甚至会引起爆炸。
科学的发展，为人类提供了淡化海水的可能性。现在常用的淡化海水的方法有蒸馏淡化法和太阳能淡化法，但蒸馏淡化法耗电量极大，成本很高，每吨水比普通自来水高几十倍，再加上长途运输和损耗，居民喝到的淡水每吨最高成本比石油还贵。阿拉伯半岛上的石油国靠着他们生产石油的雄厚实力，才有可能发展海水淡化工程，圆满解决用水问题。
未来海水淡化将向简便、低廉的方向发展，太阳能、原子能将被广泛用作淡化海水的能源。适用于远洋轮船、渔船和野外勘察队的小型淡化器将会产生，淡化海水的方法也会随着科学的发展不断改进。比如，使过滤的海水通过高压下的特制薄膜，析离全部盐分，剩下的净水进入贮水池，即可饮用。这种逆渗透式淡化法工艺流程简单，耗能很少，是今后淡化海水的方向。
此外，还有人正在研制仿鱼鳃的淡化器。海鱼生活在咸水中，为何鱼肉不咸呢？人们发现鱼鳃有“氯化物分泌细胞”那样的特殊组织。它像过滤器一样，将海水变为淡水供给体内需要。仿鱼鳃海水淡化器的研制已经取得了初步成果。
未来的农业如何提供食品
人造种子农业生产都要在作物成熟时选择优良的果实作为种子。这种传统的选种方式有两个弊端。一是在几代选择后，种子性能会发生退化；二是数量不足。现在，科学家已经找到一种人工合成种子的方法，一旦实践成功，可望解决上述矛盾。
世界上第一批人造种子已由法国农业专家研制出来，其中有小麦、水稻、苜蓿、胡萝卜和山茶等。这些人造种子和天然种子不同。天然种子形状各异如大豆种子是圆形的，小麦种子是纺锤形的，而人造种子都是球体胶囊，形状像蛙卵。不过，把它们播种到地里，都可以生根、发芽，生长成正常的作物。
人工制造种子，首先要筛选秧苗，从原来作物的植株上选切一块组织切片，然后把切片置入事先注满营养液的培养试管中。经过快速的无性繁殖，原植物的细胞发育成胚胎——种子，就可用于播种。
用人造种子繁育农作物，可以避免后代性能的退化。因为人造种子的优选非常方便，只要在优良的植株上切下一小片组织就可以了。这一小片组织细胞，经过营养液培养，就成为后代植物取之不尽用之不竭的种子源泉。由于培养的是优良品种，所以可以大大提高作物的产量。
现在，防治农作物的病虫害，主要靠使用大量的农药，虽然有一定效果，但也造成了环境污染。人造种子经过处理，可以消除种子上的病毒和细菌，还可以直接在培养箱中做专门的预防接种处理，这就从根本上提高了作物的防病、抗病能力。
人造种子还可制成具有不同功能的作物的品种。如现在的小麦，做面条、制面包都是同一种。将来生产的小麦就有不同的使用目的，有的专做面条，有的制成面包，还有的供牲口用等等。每种用途都是根据小麦的不同特性，如蛋白质的含量、含糖量和各种维生素的含量而定的。生产副食的农业工厂
这个工厂可以生产蔬菜、瓜果、药材和花卉等植物，所以称为“农业工厂”。
农业工厂全然不像农场和温室，它不用土壤种植，不需露天和耕耘。它很像现代化工厂，幢幢厂房内设有自动生产线，它们上下不停地循环、转动，生产秩序井然。从播种到收获，全采用电子计算机自动控制，光线、温度、湿度、肥力和二氧化碳浓度等都根据不同植物作适当调节，因此，不用“靠天吃饭”，天南地北的作用，不论东北的大豆、南方的榨菜、北京的西红柿、新疆的哈密瓜等，都可以在同一农业工厂中生产出来，而且按人们需要来生产。
农业工厂的生产流水线可以是立体的，蔬菜生产线的上层生产莴笋，莴笋上面可再生产瓜果，不受土地和光照的限制。因为玻璃厂房里用阳光和高压纳灯相结合的方法进行光照，甚至还可以直接给植物“注射”某种激索和它们所缺少的微量元素，使植株长得又快又好，比起田野的栽培植物成熟期要快十几倍。
农业工厂的厂房分成六个作业区。先是将种子播在铺有木屑和肥料的培育盘中，在没有窗户和照明的温室里发芽。等长出小芽后，被传送带送入玻璃温室。经过光照、根部加压，温度控制、气氛控制等栽培管理，第六天，蔬菜走完温室全程离开传送带到收获区时，已经长成翠绿的嫩菜，就可包装上市，供人们食用。这样，可以天天有播种，天天有收获，常年供应各种新鲜蔬菜和瓜果。
农业工厂所用的“肥料”是多种营养液，它不使用任何农药、除草剂和消毒剂，连空气也是经过严格过滤后通入的，因此不用担心农药中毒，也无需用水冲洗，而且生产的植物营养很丰富，外观诱人。
农业工厂的生产可以不受地点和气候条件的影响，人们可以在居民聚居区、旅馆、饭店、食品厂及超级市场附近建设，专门生产各自需要的作物。
人造食品与合成食品
据统计，全世界每年消耗的粮食总计达12亿吨，这等于在赤道上用粮食辅成一条宽17米、厚1.8米的环球公路。而且随人口的增长，又使这条“粮食公路”每年延长1000公里。这使人类面临食品短缺的严重局面。面对这一挑战，人类正在一方面控制人口，另一方面努力寻找食品的新来源——人造食品。
通过非农业途径生产单细胞蛋白，是解决人类对蛋白质需求的办法之一。单细胞蛋白，俗称“人造肉”，是一种微生物食品。微生物大多是单细胞，是核酸和蛋白质的实体。用发酵法生产这种单细胞微生物就可以得到极为丰富的单细胞蛋白。微生物的繁殖速度惊人，500公斤的活菌体，在合适的条件下，一昼夜可生产1250公斤的单细胞蛋白；而一头体重500公斤的牛，每天只能合成0.5公斤的蛋白质。“人造肉”的主要成分是蛋白蛋、脂肪、糖类、维生素和矿物质，营养价值可与牛奶、鸡蛋媲美。1吨微生物蛋白的营养价值，抵得上2.1吨精肉或3吨鸡蛋或12吨牛奶。它既可以做食品，也可以做饲料。
藻类是微生物世界的佼佼者，它可以像高等植物一样以二氧化碳为养分在太阳下进行光合作用，但生长速度比高等植物大几十倍。一亩地大小的湖泊中收获的藻粉，折合成浓缩蛋白，相当于5吨大豆，这为人类利用空气、水分和阳光制造粮食展示了广阔的前景。
将来走上餐桌的还有合成食品，它是利用遗传变异微生物或固定基酶制造出来的食物，与天然食品没有两样。还可以利用变异的真菌和酵母菌，把人们不爱吃的食物变成美食家所乐道的食品。比如，人们可以像处理合成纤维一样，把真菌生产出的菌丝按照某种纹理结构纺织、编结、成型，这样，就可以指定生产某种特殊的食品，如牛腿、牛里脊、牛肝、牛筋等。英国已把合成的牛肉食品推广到市场，供应合成牛肉汉堡包和冻“牛肉”馅。
太空食品
太空中所有的物品都失去了重量，变得可以随处飞扬，好像空气一样。这样，宇航员就不能像地球上那样可以随时取食，轻松地嚼咽，不然就会因食物不能下咽而卡在食道中间，危及生命。因此，科学家在研制宇宙飞船的同时，也研究制造太空食品。
经过许多次的太空实践，科学家发现，太空食品要求营养丰富、卫生、进食方便。
现在供宇航员食用的食品，各类繁多，不仅有新鲜的面包、水果、巧克力，也有装在太空食品盒里的炒菜、肉丸等，还有番茄酱等调味品。这些食品大多是高度浓缩的、流质状的。所以，宇航员吃饭时，只要“飘游”到厨房内，向食品盒注入一定的水，进行加热，然后就可以像挤牙膏似的把食物挤进嘴里美餐一顿。当然，如果要吃花生米类硬颗粒状食物，那就不能直接往嘴里送，否则会塞到鼻孔里。比较稳妥的办法是让花生米在空中飘着，然后张大嘴去捕捉。
因为太空食品具有进食量少、发热量高、营养极其丰富的特点，所以日本首先研制了这种常用太空食品，供地球上使用。新开发的常用太空食品有两种。一种是流质的，叫“营养补液”，专供医院病人用，进食时用一根一定直径的细管通人胃里，直接给食，比静脉点滴的效果还好。另一种是固体的“高浓缩营养胶囊”。这种外形像胶囊的太空食品，可以根据不同人的需要来制造。这种太空食品现在主要供病人、偏食的幼儿、饮食不规律的体弱者以及营养不足的运动员用，将来会成为人类最方便、营养价值最高的食品。
药物食品
中医学自古就有“药食同源”之说，许多中药既是药品，也是很好的食品。随着近代化学药物的大量使用，药物的毒副、作用逐渐被人们所认识。为了克服药物的毒副作用，减少或避免医源性疾病的发生，人们开始开发能代替药物的食品，到了21世纪能代替药物的食品将走进千家万户。
可使人聪明的食品。人脑的发育与饮食营养有着密切的关系，血脑屏障对药物进入人脑有一定的选择性。前人经过多年的积累发现，食物能够影响人的健康，不同体质的人对饮食的要求不同，长期食用某种食物会使人身产生一些不适的反映，有的食物还可以影响大脑。中医学著作《食疗本草》讲的就是如何利用食物治疗疾病。其中有些药性植物可做成食品，健脑益智作用很强，如剌五加皮、人参、黄精等。人们可以通过进食某种特殊的食物，来改善人的记忆力，增强学习能力。按照时间生物学的观点，人的精力以上午最强，于是，就设计一种早餐，唤起人们的注意力，提高人的创造力和分析力。含有某些促进神经活动的药物食品，能够按照人的意愿，使它对大脑的某一部位在特定的时间内产生效果。
促进睡眠的食物，高速发展的社会，大量可处理信息资料，使人们的大脑得不到充分的休息，睡眠障碍的患者将明显增多。到了就寝时间，吃点什么食物或饮料会使人引起睡意呢？酒虽然可以促进睡眠，但过多的饮用会引起酒精性肝炎脂肪肝和肝硬化。当然会有更好的食物或饮料会改善人的睡眠。γ-氨基丁酸（GABA），如果人们能够使用促进神经递质增加的物质，或前体（如色胺酸）等，或存在于食物中的促眠物质，将会通过某种途径，作用于人的大脑某一区域，从而使人很快入睡，且不影响睡眠——觉醒周期。这不仅适合于正常人，对精神病患者也非常有益。
戒毒食品。吗啡、可卡因、古可碱等都是能作用于大脑并影响大脑功能的毒品。长期吸毒的人，戒毒往往是很困难的，除了强制性的手段外，解毒药物也会有一定的副作用，要让那些吸毒的“瘾君子”回到社会，开发一种能逐渐解毒的食品或饮料，是非常重要的。阻断药物对大脑的作用，促进毒物从汗、尿、便中排出，食物当然是最好的。
改善时差不适和轮班不适的食品。经常乘飞机出国或长期倒班的人们，时差和倒班带来的不适常困扰着人们，尽管飞机上的饮品或工作餐会对人们有所安慰，而要重新拨动人的生物钟，最好的办法是睡觉。服用营养素，或含有某些中药成分的食品，将给经常外出的人带来舒适。
昆虫食品
昆虫具有很高的营养价值，其蛋白质的含量一般在30%～72%，所含的氨基酸超过联合国粮农组织规定的食品营养含量标准。拿蚂蚁来说，除了牛肉所含蛋白质（21.5%）超过蚂蚁（20.4%）外，鸡（20.2%）、鱼（18.9%），猪肉（18.5%）和蛋（6.4%）都不及它。至于维生素的含量，蚂蚁更是名列前茅。
昆虫的适应性强，世界上每一个角落，都有不同的昆虫生活，而且繁殖能力惊人。一对普通的苍蝇一年能产卵5.5亿个；埃及蝗虫每月平均产卵19.5万个；一只蚁王每天产卵340颗。源源不断的昆虫后代，为人类提供了丰富的食品来源。
昆虫食品并不是今天才有。我国向来有“北吃蝗虫南吃蝉”的习惯。蚁卵酱、炸蝉、炒蜂，是周朝帝王御膳的盘中餐。今日广东人吃虫胆量大，流行的名点有油炸土鳖卵鞘，盐炒金龟子幼虫、黄蜂蛹炒鸡蛋、炸蝗虫、炸蝼蛄等。广西有人用蚂蚁卵调面条，拌凉菜。哈尔滨流行蚕蛹食品多达四五种。
各国食虫的种类繁多，非洲南部的南非共和国、莫桑比克、津巴布韦等国家嗜好毛毛虫，这种虫是一种大帝蛾的幼虫，长达10厘米，可油炸、红烧、白焖，也可制成肉虫干。据说成年人一天吃20条虫，就能满足人体一天对钙、磷、铁、核黄素的需要。泰国首都曼谷各大酒家有一种叫“飞虾”的名菜，原来是蝗虫油炸而成。法国一家公司还在墨西哥，办起了昆虫罐头厂，专门收购蚂蚁卵、蜂蛹、龙舌头等昆虫，加工成罐头食品，运到法国再裹上一层巧克力就身价倍增。
全球昆虫总重量是人类的12倍。已知昆虫100多万种，现已查明的有500多种昆虫可食用，如蚂蚁、蝉、蝗虫、螳螂、蟋蟀、蝴碟等，其中十之八九是害虫。由于昆虫具有繁殖快、饲养成本低，便于人为控制、适合工厂化生产等特点，因此昆虫食品有着广泛的发展前景，这一取之不尽的人类食品新资源，有待人们去开发。
超高压食品
食品贮存技术越来越受到人们的重视，一些行之有效的方法，如风干法、冷冻法、罐头封装法等，都会使食品的鲜味受到不同程度的损害。现在出现了一种具有划时代意义的食品保存技术，就是超高压加工法，加工的食品为超高压食品。
超高压加工就是把食品置于数千个大气压之中，在不损害食品材料本质的情况下对其进行调合、加工，杀菌。食品材料，在超高压环境中，淀粉变成糊状，蛋白质变成凝胶状，类似蜂蜜。虽然淀粉和蛋白质失去了本来的面目，变得表面发光、质地细腻，但色香味都不失原有风味。对新鲜的鳕鱼加4000个大气压，就能变成新鲜鱼糕。把水果和砂糖装入塑料袋中，加高压能制成果酱。超高压加工食品，还会产生奇特的效果，比如对陈米加1000个大气压，它便具有新米的味道。
超高压食品不但无菌，保鲜时间长，而且还能使食品增添附加价值，成为人们理想的食品。
绿色食品
我们所食用的粮食来自绿色的世界，它维持着人类的生存，随着人口的不断增长，过去被人们少用的植物，将通过科学的方法，加工成新的绿色植物食品。
新的绿色植物食品被分成两大粪，一在是纯绿色植物食品，即用一种或几种野菜加工而成的。如蒲公英速泡菜、咸味蕨菜、芙蓉黄花饼等。一类是人工绿色植物食品，即通过生物工程学技术制造的各种转基因植物，这些植物通过细胞融合的方法可以在工厂里生产，如现在用马铃薯细胞直接生产的马铃薯、无土栽培的各种蔬菜等。还有许多新的绿色食品在开发中。
人类把纯天然的绿色植物经过科学的加工制造出许多高档的产品，在充分保留植物自身的营养外，又给它增加了新的价值。新型的植物食品，从种植、收获到加工成品出厂都完全是在工厂中进行的，这里有充足的自然光和人造光，有自动浇灌机、锄草机，有制作成品的各种设备，根据用户的需要加工成品、半成品、速食品，一种新的农业生产完全是靠高技术的支持，种植所需的各种条件都能明确地满足，气象资料可从中长期预见中得知，销售信息可从信息高速公路上获得，运输安排有汽车、飞机，只要用户一个电话，所需的绿色植物食品就可立即从货架上调出，运往世界各地。
辐照食品
这是一种用放射线辐射处理过的食品，它可以在没有冷冻条件下贮存很长时间。美国曾上市一种用银箔包装的肉食，是专门为宇航员准备的带汁的鸡肉、牛肉和瘦猪肉，整整存放了六年之久，可是食品的色泽、香味、味道和营养如同新鲜的一样。
食品进行辐照处理时，要先把食品装入多层塑料薄膜袋中，并用真空泵抽出袋中的空气，然后放人液氮中降温冷却。这样做是为了尽量减少在以后处理中食品色泽、味道、肉质和营养成分的损失。
辐射处理是放在1.8米厚墙壁围成的巨大房间里进行的，常用的射线有伽玛射线和电子束。伽玛射线能使电子从食物分子或原子结构逸出，变成离子。新产生的离子和细菌、霉菌或其他的虫卵中的蛋白质起反应，从而杀死这些微生物和虫卵，或者阻止它们生长。同时还能杀死病原体和引起肠胃病的细菌。
用不同的照射剂量，可得到不同的效果。小剂量照射，一般用来抑制植物发芽和过度成熟，以及用来杀灭病原和寄生虫等。中等剂量的照射多甩于肉类、鸡蛋、鱼类、贝类、果品、蔬菜以延长保存期，杀灭沙门氏菌。大剂量的照射目的是完全灭菌，如极低温冷冻的肉类、鱼类、腊肉等。
人类未来的粮食——石油蛋白
如今，世界人口已突破60亿，每年消耗的粮食总量达12亿吨。随着全球人口的不断增长，人类总有一天会因缺粮而难以生存。为此，科学家提出开发人工食品，其中很有发展前途的新的食物来源，是从石油中提取蛋白质。
石油之所以能够变成食品，全在于微生物的功劳。在自然界，生存着许许多多微生物，这些微生物中有一些靠“吃”石油为生，它们选定正构烷烃和甲烷作为自己的食物，从而可“生产”出人类大量需要的蛋白质。
在实验中，科研人员首先对这些微生物进行筛选、培育和繁殖，然后将它们接种到正构烷烃的液体石蜡上，由于具备氧气、水、温度和适当的酸碱度等微生物生长繁殖需要的条件，它们在对石油消化和分解后，可繁殖出新的一代，随着微生物的不断繁殖增多，使用先进的工艺技术，科学家可对这些微生物进行处理，从而生产出营养价值很高的石油蛋白质粉末。这种如同奶粉一样的“石油蛋白”，每100克中含有42克蛋白质、3克核酸和一些维生素，而人们今天经常食用的鸡蛋或瘦肉，每100克中仅含有蛋白质14～20克。
未来的建筑
未来的摩天大楼是什么样子
世界上最高的“摩天大楼”——美国芝加哥市的西尔斯大厦，有110层，高443米。俗话说“树大招风”。楼房越高，所承受的风压越大。一幢400多米高的大厦受到最大风力时，楼顶晃动的幅度将超过1米，如果不加以控制，窗上的玻璃就会弹出来，隔墙也会裂开。
科学家发现，圆形大楼在风力作用下的适应能力最好，它受到风的作用力只是矩形建筑的一半。经过对摩天大楼所受风力的分析，设计者们认识到，最适宜摩天大楼的建筑形式是圆管状形式，即整个建筑物形如一根插在地上的管子，大楼的重量集中于管边，中间是空心的，而且，圆管形建筑对风力有缓冲作用，可减轻楼房的摇晃，一般情况只有2-5厘米的晃动幅度，人们完全可以安心地工作。
未来的摩天大楼将是钢筋混凝土结构的整体管状建筑，像一座硕大无比的烟囱，筒壁上开挖一些孔洞作窗户。这座“烟囱”不一定要建成圆的，但至少要方的。“烟囱”内部加有支撑，然后一层一层地装设楼板。楼板的中央是空的，使整座大楼的中间形成大竖井般空心。这个内部空间可设计成露天中庭，种花栽树，好像室内花园，还可以设置电梯和行人的通道。
摩天大楼好像一座垂直城市。如美国的世界贸易中心大厦有110层，大楼内有5万名工作人员，每天要接待8万名顾客，大楼内办公、住房、市场和生活设施等一应俱全。大楼的交通主要靠电梯，有室内的，也有装置在大楼外的观赏电梯。摩天大楼的电梯像城市公共汽车一样，有常规的单层电梯，也有双层电梯；有只限在某些层次行驶的区间电梯，也有高速直达电梯。电梯的最大升降程度可达每分钟600米左右。
由于圆筒式摩天大楼结构的解决，未来的摩大大楼的高度还可以增高，建筑设计师已经设计出200多层的摩天大楼。日本一家公司已设计出将建造在人工岛屿上的火山形建筑，它的高度超过4000米（相当于1400层的摩天楼），可供70万人居住。离水面1公里处有天文台、能源工厂和其他设施，底层是一个海滨游览胜地。这听起来似乎不可思议，然而科学预言，有了圆管建筑结构这个法宝，大楼可以建造得很高很高，人们甚至可以到楼顶去“揽月”了。
新型的生态住宅环境
如今，可持续发展改变着人们的观念，在世界许多城市里，新型的生态建筑正呼之欲出。
生态建筑，就是综合地运用当代建筑学、生态学及其它技术科学的成果，把住宅建造成一个小小的生态系统，为居住者提供生机盎然、自然气息浓厚、方便舒适而又节省能源、没有污染的居住环境。
为了把这种设想变成现实，国外已有人着手进行试验。这些试验方案如下：利用太阳能发电、供暖和制冷，并供给照明、家用电器和通风用电；室内种植花木，阳光透过保温隔热性能良好的厚玻璃屋盖，使植物能充分实现光合作用，在自动调控温度和湿度的人工环境中茁壮生长，开出绚丽的花朵，结出丰硕的果实，并且散发出新鲜的氧气；雨水和浇灌花木渗透下来的水，通过管道系统收集起来，经过处理，可以用于冲洗便桶、养鱼或重复浇灌植物；收割后的植物秸秆和生活中排出的有机物可用来生产沼气，作为太阳能以外的第二能源；生产沼气后的残渣经过干燥处理，又可用作栽培植物的有机肥料，等。
当然，建成这样一个小小的生态系统，需要建筑、材料、能源、机械、给排水以及环境科学等多学科的合作，要解决一系列的技术问题，因此试验阶段需要有相当的资金投入。
目前，生态建筑已在许多国家试点。日本三泽住宅公司开发设计建造了一种生态建筑——太阳能住宅，它可以满足家庭中85%的能源需求。新住宅的隔热性能和密封性能良好，屋顶装有太阳能电池，太阳能电力多余时可卖给电力公司。
英国科学家建造了一种新的生态住宅区，它的特点是：室内空气中二氧化碳含量由于有自然通风设备而大大降低，并不再使用排放破坏臭氧层的氟里昂空调设备；屋顶和墙壁使用的绝热材料不破坏臭氧层；所使用的硬木来自于能维持生长的欧洲和非洲的温带森林；不使用有害人体健康的物质，例如石棉和含铅油漆等；热水只在需要时才供应，免去了储水塔；照明使用轻巧的荧光灯泡和高效能的不闪烁光源；辟有专门的吸烟室等等。
在我国广大农村，生态住宅的开发可以和庭院经济的发展结合起来，除了在房前屋后的空地种植蔬菜瓜果花木外、屋顶设置网箱养殖鱼虾和贝类的水池，室内也可以培植小型草坪，繁殖蟋蟀、蝈蝈之类的昆虫，墙面嵌进玻璃水箱，饲养并繁殖贵重的观赏鱼类，既美化了居住环境，又可为市场提供新鲜的绿色食物和观赏动物，并增加了农民的收入，可称一举多得的美事。
据介绍，农村采用生土砖盖房，其污染排放量只相当于普通砖的0.2%。在广大乡镇，泥土是最廉价、最方便、无须长途运输而且污染小的建材，虽然强度小，但经新技术制造，足以满足建造一般的低层住房的需要。
近年来，生态住宅的诞生，标志着世界建筑业正面临一场新的革命，这一革命以有益生态、有益健康、节省能源、方便工作和生活为宗旨，对建筑业的设计、材料和结构等方面提出了新的思路。生态住宅的诱人前景，鼓舞着有志于此的建筑师，他们正在为理想的实现而孜孜不倦地努力。
生态住宅虽然未必成为21世纪中期的住宅主流，但在我国住宅从小康水平向舒适水平过渡的阶段，把生态住宅的某些特色吸收过来，无疑将会使我国的城乡住宅更加接近于自然，使我们的住文化向世界高水平的方向发展。
电脑住宅
电脑住宅，该是多么诱人的住房啊。不久前，世界上第一栋综合型电脑住宅已在日本东京市的中心落成了。其建筑面积为370多平方米，共安装电脑100多台。住宅的设计师是东京大学教授坂村健。
让我们一起到电脑住宅参观一下吧。
住宅的大门外，有一根竖杆，上面安装着风向标。这个风向标是气象状态：的感知器，它同室内电脑相连，将室外的温度、湿度、风力、风向等数据输入电脑。电脑根据上述气象条件，控制室内的窗户和空调，为主人提供一个节能、舒适的居住环境。
工作人员在大门的暗锁上按了几个号码以后，大门便自动打开了。他解释说，门口安装的微型摄像机将来人的面孔全部输入电脑。如果电脑确认你是“未经登记”？的陌生人，你即使知道暗锁号码，也无法打开大门。只有住宅主人下达“同意人内”的指令后，大门才会开启。
走进室内，扬声器传来了轻松悦耳的乐曲。一楼的会客室与门厅相通。这里除了茶几和几张沙发以外，看不见其它家具。除了一些常用的必需品以外，其它用品都分门别类放在地下仓库指定的“集装箱”里。需要时，可操作电脑，将“集装箱”调运到一楼的“出口处”，以便从中取出或放回物品。
在一楼的厨房里，食品放在地下仓库的冷藏柜中。厨房中有一套教人如何做菜的电脑装置，电脑中储存了西餐、中餐和日本菜等的烹调方法，它可以告诉你如何备料、烹饪等，还有实际操作表演。烹炒的火候也由电脑根据炒菜步骤自动控制。
在二楼卧室的床头，有一个开关，上面写着“休息”二字。主人在睡觉前，只要按一下这个开关，整栋房子便进入“休息”状态。除必要的走廊等灯光以外，房子各处的电源全部关闭。走廊和厕所的灯光调到合适的亮度。空调系统减弱风力，没有关闭的窗户自行关闭，设置在房子四周的防盗报警装置进入工作状态。这一切都持续到第二天早晨主人起床为止。
在卧室边的厕所里，安装有体检装置。清晨，主人起床上厕所时，同抽水马桶连接在一起的体检装置即可自动检查和分析大小便的情况。旁边还有一个血压计，将食指伸人血压计的套中，液晶显示板便会出现血压和脉搏等数据。如果出现异常情况，电脑会提醒主人去就诊。
在一楼会客厅旁边，还有一个专供来客使用的“非接触式”厕所，以防止病菌接触传染。进入厕所后，一切无需用手触摸即可完成。抽水马桶盖在人到位后自动打开，马桶上垫有一层干净的卫生纸，至于冲洗和消毒等程序更是自动完成。在洗手池旁，只要将手伸到水龙头下，龙头会自动打开出水，移开后，水龙头自行关闭。
浴室最大的特点是，可以通过电脑“预约”洗澡时间，并设定水温等。下班前，可从单位打电话给住宅的电脑，指示电脑在什么时间准备好洗澡水。一回到家即可洗上舒服的热水澡。
室外的绿化用地，长满了郁郁葱葱的树木和花草。浇水、施肥等工作全部由自动机械完成。
住宅里的100多台电脑，分工负责，各司其职能，但同时又互相连接，以便对环境做出综合判断。所有电脑全部设在“暗处”，室内不见其踪影。电脑的工作程序设定好以后，一般无需调整。
海上城市
十多年前，国际海洋博览会在日本冲绳开幕了，谁能想到，中心会场不是设在陆地，而是在一座漂浮于海上的大型海洋建筑物里。日本民众和来自五大洲的海洋专家以及旅游者怀着浓厚的兴趣前往参观，在6个月的时间里，观众达200万人之多。
这个展览馆长104米，宽100米，高32米，位于离岸400米的冲绳海滨，通过海桥与陆地相连。展览馆是一座半潜式海洋建筑物，有水下和水上两大部分，中间用大型立柱联接，排水量高达28100吨。水下船体能提供巨大的浮力，支撑着庞大的水上船体。展览馆还设有水中观察窗，配上明亮的海中照明，观众可以观赏美丽的水下世界。
展览馆内十分宽敞，能同时接待2000多人，冷暖空调设备齐全，馆内气候如春，舒适宜人。另外还有发电、供水、污水处理以及其它生活服务设施。观众无不赞叹：这是当前举世无双的海洋建筑，简直是一座独立的海上小城市！
随着海洋开发的扩大，人们不仅要在深海建设矿山、开采石油，大型核电站和海水淡化联合企业也将建在海底。但是这些厂矿企业的工作人员，如果每天上下班时需要往返于陆地和近海，甚至远洋深海之间，那该多么麻烦和浪费时间啊！
再说，海洋企业开采的原料、生产的货物，也应有个中转站，然后源源不断地运往陆地。于是科学家们就产生了建立海上城市的设想。
第一种设想是在水下矿山附近建一个城市，它的直径约1000米。每座楼房中的一部分建筑建在水上，另一部分建在水下。整个城市能居住5000～10000人。城市中央，除了绿树成行、花草吐芳的绿化区以外，还有港口码头供运输船舶停靠，远处的平台可供直升飞机起降。
海上城市的另一种设想，是建在离海岸较远的公海上。它是直径约800米的圆形建筑物，周围有坚固的混凝土防波堤，以阻挡海浪冲击。水上部分除道路、花园、电影院、体育场之外，还有商店和工厂。深海开发出来的矿物、海上收获的水产品，就在这里加工或装船外运。但居住区很特别，是圆形的多层建筑，在水面以下，直到30米深处，每幢“楼房”的中央都有电梯和楼梯通往城市的水上部分。
目前，美国正在离夏威夷群岛不远的太平洋上修建一座海上城市，它将建在高70米、直径27米的钢筋混凝土“浮船”上。“浮船”内计划设立发电站和淡水装置，上面有一个平台是直升飞机停机坪。这座“海上城市”竣工以后，将有10多万居民乔迁“新居”。
日本也准备建造海上住宅，并提出了“云霄都市2001”的海上城市计划。建造地点计划在千叶县的东京湾。内，这是一栋地上500层、高2001米，可以容纳30万人的海上城市。它的总建筑面积为1100万平方米。由于这座海上城市与内陆隔离，那里的水电、下水道以及其它公共设施，都将自给自足，其中自来水将以海水淡化等方式供给。与外界的联络将通过海底的隧道铁路、公路以及航行于海面的高速轮渡解决。
目前，一些发达国家的建筑学家和海洋专家，正在制定许多宏伟、新奇的海上城市规划。有人预计，到21世纪中期，世界人口将有1/10住在海上建筑物之中。
历史悠久的中华民族有着许多离奇动人的神话和传说，而海上城市和建筑的发展，将使“海底龙宫”的幻想变成现实。
地下城市
近10年来，世界各国的大都市地产高涨，人满为患，已到了寸土寸金的程度。住房紧张，土地剧减，使得各国政府伤透了脑筋。为此，科学家们想出建造地下城市的绝招，地下城市成了人们争夺的又一空间。
地下城市是未来城市的组成部分。人们按深度把地面以下的地层分为5层：地表层，深5米；地浅层，深10米；地中层，深30米；地深层，深100米；超深层，深100米以下。地表层、地浅层和地中层已得到广泛的发展利用，如地下街道、地下铁路、地下发电站、地下粮库、地下放射性废弃物处理场等等。人们正把目光投向地深层和超深层。
地下城市的优点是恒温、隔热、密封、安静，不受气候和其他自然条件的限制，比地面建筑能更好预防可能发生的灾害，减少地震破坏。若地上已有城市，同时又开发地下城市，那么城市的空间将得到很大的拓展，地面的拥挤也将得到缓解。
目前，世界上的地下城市主要是由地铁连接起来的配套网络，基本上属于交通的范畴。欧洲国家的城市设计人员车把注意力转向地下。横穿英吉利海峡、连接英国和法国的海底隧道已建成并开始运营。西班牙和摩洛哥正在研讨在直布罗陀海峡兴建一条连接两国的海底通道。德国和丹麦正在商谈在费马恩海峡建造一条连接两国的铁路隧道。瑞士工程师研究在阿尔卑斯山下建造一个大城市的可行性。
岛国日本，为了争取更多的生存空间，早些时候就提出建设地下城市的方案。日本通产省拟订了一项“大深度地下空间开发技术”，准备地下挖一个30万立方米的大洞，在那里建造拥有办公楼、音乐厅、运动场等设施的地下城市，大断面的隧道把各地下城市连接起来，用悬浮列车和无人驾驶地下飞机运送人和物。
日本政府和一些主要建筑公司准备在2020年建成一座小型地下城市。日本富田公司已拟定了地下城的方案。这个地下城市位于地下200米深处，用直径200米的管道建成，呈六边形，通过电脑和其他高科技手段，再现地面的自然环境：昼夜更替、四季变化，阴晴雨雪。
1994年，日本在海平面40米以下，建造了3座大型地下贮油罐；他们在规划中还有17项较大的地下交通运输项目，其中包括一条造价120亿美元的横穿东京湾的高速公路；日本的新宿已建成了千个巨大的地下城市，地下住宅星罗棋布，地下交通四通八达，有按文艺复兴时期建筑风格建造的意大利城堡，有花木繁茂、虫歌鸟鸣的森林公园，有琳琅满目的购物中心，还有宽广豪华的地下广场。
然而，建造地下城市要耗费巨大的人力、物力和财力，其成本难以事先准确估算。此外，地下城市的空气保鲜，地下水的防渗，长期地下生活对人们心理和生理的影响等等，还需要科学家和工程技术人员进行深入的研究和探讨。
宇宙城市
天文学家这样描绘道：当太阳最终成为一颗白矮星时，地球及附近的星体将被太阳所吞噬。那是多么可怕的情景！不过在这之前，也许人类早已离开曾经哺育自己的摇篮，飞向遥远的太空。宇宙城市就是在这样的背景下构想的。
这种构想共分三步来实现。
第一步，建立宇宙空间站。科学家预想，由发达的西方国家联合研制一座永久性民用载人空间站，在新世纪开始时投入使用。它耗资数百亿美元，使用寿命达20～30年。这个空间站是人类迈向宇宙的第一步，是一项划时代的宏伟工程。人类可利用这个空间站观测、研究太阳系乃至整个银河系，进行多学科综合研究，并利用这一空间站作为飞向宇宙的中转站。
第二步是飞向月球，建立月球观测站。通过对月球的研究，实验、观测地球，提取月球土壤中的水、氢、氧、氦，试验食物生产，探讨月球资源开发。利用登月车及月球表面飞行行器对月球进行普查，并进而建造基地及天文观测台、科学实验室等。人类是否能在太空生存，这是最重要的一步。
第三步，建立永久性月球基地。将地球上的生活模式搬往月球，建立工厂、医院、学校、图书馆、娱乐设施等。拓展月球城市。
美国天文物理学家奥尼罗在《宇宙殖民地》中这样描绘道：宇宙岛是个直径和长度分别为数公里的环形建筑，有一个巨大透明光罩，人类可在其中利用太阳能种植、生产、生活。宇宙岛将定点在太阳、地球和月亮的重力衡线上，即距离地球38.4万公里的地方，因为在那里地球和月球的引力相等。
构想中的宇宙岛是一个直径500米的空中巨球，球内设有人类居住区、生产区、生态区。它每分钟自转两周，在“赤道”处产生近似地球的引力，这样生活在“岛”上的居民就会感到像在地球上一样。“宇宙岛”内的天气可以按人们的意愿自由调节，真正实现“风调雨顺”。
这样一个“宇宙岛”可以容纳1万人。它的基本任务是建造与地球同步的能源设备，把充足的太阳能以定向微波辐射的形式传播到地球，以解决地球的能源和环境污染问题。
世界上的天文学家无不把眼光投向月球和火星。这两颗星离地球最近，都有充足的阳光和矿藏资源，除了水和空气，地球上所有的矿藏，月球上几乎都有。而正因为没有空气，人类可利用太阳及月球资源来冶炼高纯度的金属和晶体。
金星的自然条件较月球更适合人类。美、俄两国科学家已提出共同改造金星的计划。即用地球上的藻类洒满金星稠密的碳酸大气层，使其吸服并排出氧气，以降低其表面高达500℃的高温，为人类居住做好准备。然后以核动力分解金星极地的固体冰，形成金星大气层，人类适合的生态系统也就逐渐形成了。
天文学家预测，到新世纪末，人类可望乔迁太空，并在那里生存发展。那是人类迈向太空的重要一步，是一个美丽的梦想，无数的科学工作者都在为这一梦想而努力着。
塑料房屋
多少年来；人们居住的房屋，大多是用木料、土坯或石料建造起来的。在现代建筑中，取代传统建筑材料的是坚硬沉重的钢筋水泥结构，是目前房屋建造的主要材料。可是，科技的发展同时在创造着神话，如今轻巧的塑料也能用来造房子！
最近，美国的一家塑料制品公司，为了向人们展示塑料的多功能和塑料产品的多用途，用了凹吨塑料材料，建造了一座塑料房屋。这座房屋的屋顶，是由塑料树脂和玻璃纤维合成的盖板，它不但重量很轻，而且拼接安装十分简单，还具有极好的防火性能。
屋子的墙面材料，是由聚氯乙烯塑料压制而成的墙板，外面上了一层高性能树脂，以耐受风吹雨淋。这种墙面不但色彩多样，十分美观，还富有弹性，具有极大的强度和承受重压的能力，并且更换方便。
房子里用塑料制造的各种建筑材料，更是琳琅满目。室内的墙板，是由塑料树脂和木质纤维化合制成的一种波纹板。波纹板的外面覆有一层漂亮的泡沫塑料，它具有很好的绝热和隔音效果，并能加强墙体的牢固程度。这种内墙材料不必再涂刷涂料，当然也不用再粘贴壁纸了。地板材料选择了硬质的塑料，既具有木质地板的弹性，又绝不会出现裂缝或凹凸，平整耐磨，用水擦洗也不会有腐烂之虞。
室内设施也选择了多种性能不同的塑料。如各种管线采用了聚丁烯管道，它的特点是柔韧性极好，可以方便地自由安置，还不会有普通自来水管锈蚀、渗漏的烦恼。厨房里的装置全部采用了具有防火特性的塑料，而卫生间的浴具，则由塑料通过吹模法一次成型，轻巧牢固，而且成本比目前的玻璃钢材料低得多。
用塑料来建造房屋的形式虽然尚未普及，但新型塑料所具有的各种特性，使建筑师们在考虑房屋建造的方式时，多了一种选择。其多功能、低成本的特性，对于建筑临时性建筑或装饰性强且低成本是十分有利的。
合成纸屋
中国人常说，“低褙的”，意即不牢固。纸张大多又薄又软，不近水火。这样的材料如何造得了房屋呢？
其实，用来建筑房屋的纸，并非平时用作书写、印刷和包装的普通纸张，而是一大类新颖的合成纸。合成纸的原料并不是天然纤维素，而是以合成树脂为原料，因而在强度、柔韧性、耐水性、耐折性、耐光性、耐高温性及耐腐蚀性等方面，都比普通纸强。从本质上来说，合成纸实际上是一种具有纸张形式和功能（如书写、印刷）的薄膜。
20世纪70年代以后，国外出现了用纸造的房屋。这种纸屋的板壁，是经过特殊处理的波纹状或夹层式纸板，厚度约为5厘米。纸板外涂有合成树脂和玻璃纤维，使其强度大大超过了同样厚度的木板，而且能耐受高温、虫蛀和水浸。
科学家还在空心的纸夹板外涂上聚氨酯涂层，用它做的墙壁，保温隔热性比砖墙还好；合成纸中加入芳香族聚酰胺，不但比重轻，而且绝缘性极好，熔点也高达400℃以上；纸板用料中加入硫以后，既能增加强度，也提高了防水性能；用乙烯材料、普通纸、铝箔制成的多层复合型合成纸，具有出色的保温性，用它做房屋的墙壁，能节约20%的空调能耗。
美国一家造纸公司建造的一间“纸屋”，有效使用面积为6.1×6.2米，整个纸屋重量仅为204公斤。安装时，不需使用钉、铆、焊、栓，只需用胶粘剂粘结就能解决问题了，三人仅花了5个小时就安装完毕；拆卸后，纸板可被装在两个大纸盒里，搬迁十分方便。
一种用聚氨酯做夹心的合成纸房屋，其外壳结构预先折叠成型，造屋过程十分简单，只要把纸房拉开就行了，当然，搬迁时也只要把它推紧缩拢，就可以装车运走。
据测算合成纸屋的使用寿命可长达10年以上。它建筑方便，成本低廉，非常适合林场、牧区、旅行或野外工作者居住，也适合作临时仓库、售货亭之用，当遇到自然灾害如水灾、地震时，还能用纸屋来解决一时的住房问题。
这真是既经济又方便的建筑，作为临时性的过渡住房，它的前途大有可为。
垃圾建筑
用垃圾来建筑，真是匪夷所思，可世上却真有这样的事。当今世界，人口越来越多，自然资源日渐枯竭，而由工业和生活过程产生的垃圾却与日俱增。“变废为宝”已从一种口号变成人们的实际行动。
90年代后，废品的回收利用又有了新的发展。人们用以工业废物和汽车废弃零件制作高尔夫球，用回收的空罐头来生产制动器部件和离合器杆。如今，回收的垃圾在建筑房屋中又派上了用场，这就是所谓的“垃圾建筑”。
美国爱达荷州一家小型的建筑和房地产开发公司，用回收的废物建造了一套能够利用太阳能的房屋：墙壁是用回收的轮胎和铝质罐头建筑的；屋架所用的大部分钢料是从破旧的汽车和桥梁上回收来的，这样配减少了木料的使用，而且更加坚固安全，并可避免招引白蚁；铺面用的不是胶合板，而是锯末和碎木加上20%的聚乙烯制成的；有趣的是，废报纸成了屋顶的主要原料，还作为墙面的绝缘体，使房屋能更有效地利用能源。
垃圾住房的屋外草坪下还埋了一些废弃的铜片，用以吸收地热，有利于在冬天保持建筑周围的温度。建筑师们在330平方米的地面上建筑起了这栋垃圾建筑，包括四间住房、两间浴室以及宽大的停车房，室内的设施非常齐全。
这栋新式房屋引起了人们的广泛兴趣，并荣获了美国住宅营建商协会颁发的“住宅风格奖”，被正式命名为“资源保护室”。用回收的垃圾来建筑住宅，不但积极地利用了废弃的金属、纸板和木料等，而且开创了节俭住宅风貌，这对贫困的国家和地区来说，意义尤为重大。
仿生建筑
自然界的生物经过数十万年的衍变，形成了适应环境的能力，其进化而来的居住结构往往令人类叹为观止：蜂巢轻巧而牢固，蜘网精细而柔韧，鸟巢简单而功能齐全，水獭窝则秘密而安全……
大自然永远是人类的老师，生物的奇妙构造给建筑设计无限的遐想和启迪。于是，仿生建筑诞生了。
仿生建筑是建筑设计师模仿自然生物的形态、构造而新创的一种新型建筑，这些建筑从外形到结构、功能都与某些生物有相似之处。
建筑师模仿王莲的叶脉结构，在跨度约100米的屋顶纵肋之间，设计了波纹形的横隔，形如网状，使建筑物大厅顶面结构牢度大大加强。
英国曾试制成功了一种蜂窝墙壁，中间填充着树脂和硬化剂合成的六角形泡沫状物质。这种墙壁不但大大减轻了整个建筑的重量，而且具有很好的保暖性能，使住宅变得冬暖夏凉。
建筑学家还从轻巧省料、牢固完全的观点出发，建造出一大批薄壳建筑。薄壳建筑常见于一些大跨度的体育馆、展览厅，根据精确计算和精心施工而成的薄壳屋顶，厚度虽然仅数厘米，却能承受风吹雨打，这都得归功于蛋壳的奇妙特性所给予的启迪。
蜘蛛网精妙绝伦的悬索结构引起了建筑师的高度兴趣。他们模仿蜘蛛网建造出大跨度桥梁和大跨度屋顶，利用建筑的几何形状和力学特性使得这些建筑轻巧而精美。
人们还根据洞穴建造出窑洞，模仿蛙囊造出充气建筑，蛛网演化出悬索大桥，蜂巢变化成网状钢梁……这是大自然给人的奇思妙想，而这些奇思妙想便是许多仿生建筑的生命所在。
节能建筑
地球上的资源是有限的，而20世纪却是大量开发、使用能源的时代，随着城市人口的急剧增长，一幢幢高楼大厦的能源消牦也在大幅度上升，并影响到周围环境。如何才能避免这种状况呢？
世界环保组织最近指出：发展“节能建筑”应成为一个国家制订能源总政策的重要组成部分。这是一个建筑趋势。
20世纪90年代以后，不少发达国家认识到了能源的有限性和节能的重要性，把发展“节能建筑”与推广“智能建筑”结合了起来，通过“智能建筑”来达到节能的目的。
随着电脑及自动化控制技术的日臻完善，人们已经完全有条件对建筑物的节能进行综合管理并获取最佳效果了；各种新型的节能手段，如节能灯的广泛普及，太阳能、生物能以及风能的推广运用，使设计节能建筑已不是很困难；大量节能建材进入市场，使城市建筑物的设计出现了根本性的变革。
根据世界环保组织的调查，发达国家发展节能建筑的成绩相当显著，在已经推广节能建筑的城市中，就建筑物本身来说，单位建筑面积耗能下降了25%-35%，有的甚至达到40%以上；就整个城市而言，仅美国所拥有节能建筑的城市，能耗普遍下降了3%～6%，这意味着城市每年可以节省能源开支数亿美元。以此类堆，所有的节能城市将给世界节能数量可观。
以色列曾经推出一种节能建筑，屋顶及墙面采用隔热保湿材料，局部安装太阳能电池板，这样屋里的所有用电均能通过太阳能自给；门窗采用特殊玻璃，这种玻璃可隔热，冬季采光性能好，夏季则可反射阳光。室内所用均为节能灯具，因此可尽量合理循环。屋子周围的花圃采用滴灌技术。整栋建筑形成一个和谐的整体，有效地节省了能源。
太阳能建筑
对于资源短缺而阳光充沛的地区而言，太阳能是再好不过的能源了。事实上，从环保的角度着眼，世界上许多发达国家都把眼光投放到太阳能住宅上。
英国一位建筑学家提出了一种称为“21世纪太阳城市”的构想。他认为，要想为日后的人类和动植物留下未受污染的土地、空气、水以及各种自然资源，人类必须最大限度地利用清洁的太阳能来建筑“太阳城市”和“太阳建筑”，用“太阳时代”取代“机器工业时代”。
这位建筑专家已将有关的理论付诸于实践。他在法国的波尔多港建筑了一幢新型建筑，建筑内部的全部能量都来自于太阳能装置，并且，整幢大楼没有空调设备，而是用一条通往瀑布的通风管道来代替空调器的作用。此外，他还在日本东京设计了另一幢建筑，同样无须使用电能的空调器，就能使整个建筑内部凉爽如春。
太阳能建筑的主要特征是，将太阳能集热板安装在建筑物的外面，利用收集到的太阳能为建筑物内的设施和人员所利用。换句话说，太阳能建筑中的人员，所使用的能源主要是太阳能。
在太阳能建筑方面，走在最前面的是德国。德国每年将在建筑上新增15万平方米的太阳能集热板。1993年12月，德国弗登堡市建成了一座造型独特的“太阳能建筑”：屋顶上共安装了50平方米的太阳能集热板，足以为住宅供应所需的全部电能，包括照明、热水、取暖、空调和其他家用电器用电。该住宅面积为100平方米，造价150万马克，考虑到政府的补贴和优惠，一般市民就买得起这种住宅了。
1994年，德国有12个城镇对安装太阳能集热板的住宅实施优惠政策。德国亚琛市政府规定，凡积极利用太阳能的居民，政府负责其太阳能集热设备费用的一半，而且由政府免费安装；波恩市政府也公布了一个《千户家庭太阳能电站计划》，对拥有太阳能发电设备的住宅，由政府安装与公共电网相连的线路，对住宅多余的太阳能屯力，政府全部收购，而且免收税金。由于这些举措深得人心，居民对使用太阳能建筑表现出很大的热情。
目前，德国正在实施一个宏大的计划：到21世纪初，全国城市住宅有30%以上主要依靠太阳能来供电。
值得一提的是，科学家还根据向日葵的向日特性，设计出高效利用太阳能的住宅。这种新颖的住房最特别的地方，就是能像向日葵一样，“追随”着太阳旋转，因而能最大限度地利用太阳能。它建造在一个钢筋水泥的平台上，而水泥平台则安置在能转动的转向架上。转向架的基座位于地下室内，由6根支撑的柱子组成环形轨道。6个驱动头使整幢住宅每天随太阳转动180°，晚上又返回到初始位置。
这种住房的设计，不仅使房间能始终充满阳光，而且，安装在房顶上的太阳能电池和聚光镜，也能均匀地受到太阳光的照射。成排的太阳能电池板上的光电池，会将太阳能转变成电能。整个建筑由电子计算机来操纵控制，所有的驱动和电脑操纵所需的能源，以及照明、供暖和生活用电，也都是由太阳能提供的。
太阳能是一种廉价而又干净的可再生能源，它取之不尽，用之不竭。假如能将太阳能收起来供人们日常生活使用，那样不仅能节约大量不可再生的能源，而且也避免了其他能源形式可能造成的污染，保护了自然环境。
生命建筑
如今，建筑物智能化、仿生化的程度越来越高，学术界新近出现的生命建筑构想就是其中的佼佼者。
何谓生命建筑？1994年，15个国家的科学家在美国聚会，提出运用新材料和新技术，建筑与生物界相仿的、能感受外界和自身变化并作出反应的建筑物，这就是生命建筑。
生命建筑的基本特征有：
生命建筑具有“肌肉”，对外界变化能很快作出反应。桥梁损坏的主要原因，是车辆在行驶中产生的共振，损坏的薄弱环节是用不同材料合成的梁。而用能自动收缩和舒张的智能材料，如电热控制的记忆合金，就可改变梁内部的力和形状，使梁的振动频率变化，使桥梁承受振动的能力增高10倍。正在研究中的其他“肌肉”材料还有压电陶瓷、磁致伸缩材料、电磁流变液体等，它们已经在一些建筑上试验成功。
生命建筑有能获得“感觉”的“神经”。加拿大和美国科学家将光纤维或压电聚合物制成厚仅200～300微米的压力感应薄膜，并把这种“神经”埋在房屋、道路、桥梁中。这种“建筑神经”不仅能“感觉”到整座建筑或桥梁内部的受力变化，甚至能感应检测到一辆汽车开过时，桥梁所受的震动和桥的变形。如果桥梁产生裂缝，“神经”信号就会中止，从而便于预防，并能及时查出建筑的隐患所在。
生命建筑要有能自动调节控制的“大脑”。在一座大型生命建筑或桥梁内，会有许许多多的“神经”和“肌肉”材料埋在关键部位，它们之间的相互作用也十分繁复，需要有一个控制和协调的中心，这就是生命建筑的“大脑”——一台大型电脑，它具有能判断、决策并进行协调的程序，对重要程度不同的部位所传递的信息，作出迅速的反应和处理。
这便是由系统控制、人工神经网络和大脑所代表的未来生命建筑的主要特征。建筑设计师指出，如果没有人工生命的控制中心，由无数光纤传感器、驱动执行器堆砌起来的建筑很可能是一座“代价昂贵，行为愚蠢的结构”、“像一个患脑溢血的病人”。
当地震和风暴造成建筑物大幅振动进而摧毁建筑物时，生命建筑就能在灾害发生时保护自己，生存下来。近年来，日本发展了智能化的质量阻尼技术。地震发生时，生命建筑中的驱动器和控制系统会迅速改变设在建筑物内的阻尼物（如流体箱）的质量，从而改变阻尼物的振动频率，以此来抵消建筑物的振动。这种方法也可以减小超高大厦和悬挂式桥梁因风力引起的摇摆。
美国正在研究地震发生时怎样让生命建筑之间能自动伸出各自的驱动阻尼器，并连接在一起，就像人在摇晃的船甲板上手拉手一样，不易倾倒。
地震造成的建筑振动往往有若干个振动周期，美国科学家用化学混沌动力去干扰和破坏这样的周期振动，使建筑物的破坏性大幅振动转变为无序的能量分散的混沌运动。这如同一个振动着的音叉与一个率乱运动的小物体相遇，音叉的有序振动会变成杂乱无章的振动。这是一种以少量能量去影响和减少巨大能量对结构破坏的有效途径。
生命十分可贵，康复对于生命而言十分重要。美伊利诺斯大学已研制出生命建筑自我康复的方法。它的执行元件是充有异丁烯酸甲酯粘结剂和硝酸钙抗蚀剂的小管；当生命建筑出现裂缝时，小管断裂，管内物质流出，形成自愈的混凝土结构。这个方法已获成功。这完全像人体血液中的血小板，能够自动堵塞创口，使肌体康复。
生命建筑是模拟生命而设想的，它具有生命的基本模式和功能，是一种地地道道的未来建筑。
智能大厦
“智能大厦”，在美国称为“聪明大楼”或“头脑大楼”，亦有人译为“智慧型大楼”。它是在情报通讯系统高度智能化的基础上，确保传递情报迅速、安全、可靠，室内环境舒适，节能的新型建筑物。1981年，世界上第一幢智能大厦在美国康涅狄格州的哈特福德市诞生了，这就是名为“城市广场”的38层商业办公大厦。
在美国，智能大厦是在过剩的办公大楼和繁荣的商品房市场中，为人们开展经贸活动的需要而兴建的。从使用的第二天开始，人们就享受到了那里“智慧而方便”的各种服务，这种服务主要是指情报通讯和办公自动化方面的各种服务。例如，利用程控交换网的高功能通讯服务；为顾客提供从多个市外电话局中，自动选择最佳线路的功能；由多个数据库提供的科技情报服务等等。
那么，智能大厦是怎么产生的呢？信息与电子技术的飞速发展，是促进智能大厦产生的主要原因。70年代中期，世界性的能源危机之后，美国纷纷追求办公室的工作高效率。由于智能大厦使用了高效率的通讯设备，因此使办公效率大大提高。智能大厦实际是办公室自动化的产物。此外，建筑业本身的竞争以及建筑结构和形式的不断翻新，也是促成智能大厦产生的原因之一。
智能大厦具有以下特点和功能：
情报通讯功能：除电话、电报等传统通讯工具以外，还有数据交换机及增值通讯网络，利用数字显示的程控交换网和卫星通讯系统等
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