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简单的技术改良甚至可以拯救生命

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我们这个系列演讲的主题是“发明的故事”,在此,我想与大家分享一下我最为感到自豪的一个项目,它对于整个社会将产生极大的影响,它能帮助我们走出儿童第一杀手的威胁——它不是水源污染而生的疾病、腹泻或营养不良——而是在室内烧饭时吸入过量的浓烟而导致呼吸道感染并引致死亡。你也许不敢相信,而我自己则感到非常吃惊,甚至是害怕。我们是否能够做出更好的炉子?或者更优的燃料?每一年全世界因此疾病而死亡的人数达两百万!昨天,Bill Joy 跟大家谈过碳纳米管,我今天就讲讲碳微型管——就是木炭。

这是海地(中美洲国家)农村的图像,那里有98%的地方都因过度砍伐树木而导致田地荒芜,并带来了各种各样的环境问题。几年前,那里有一次大洪水,淹没了全国大部分地区,就是因为山上没有植被涵养住雨水,雨季来临,雨水直接从山上流下来,就发生洪灾了。

其中一个导致林木被过度砍伐的原因是他们都要煮饭,并且需要木炭,所以就大量砍树,并由木材生成木炭。可不是说那里的人不知道这么做的环境代价,他们皆心知肚明,可是那里没有化石燃料,太阳能又不能满足他们特定的煮饭的方式的需要,所以常常会见到一家大小跑到林子里砍树,然后将其做成木炭。当然,很多人都想帮助他们寻找一种可替代的能源。四年前,我带着一班MIT 的学生来到海地,并且和 Peace Corps 组织的志愿者合作,他们在当地收集起废纸,然后将其压缩,并制成型煤,这样的东西可以用来当燃料用。但是他们做的装置效率极低,我们的学生来到以后就对其进行改良,并成功的将其工作效率提升到原本的三倍。学生们当然感到很自豪,于是把型煤带回MIT做测试,结果令人失望,因为那型煤根本就不能燃烧。

这 些是Peace Corps 的成绩,他们把政府部门用过的废纸从八百公里以外带到乡村里,虽说也是很好的资源再利用,但是……于是我们决定要寻找一种能在当地很容易获得的能源。图片上看到的是海地当地人做的制蔗糖的机器,他们把糖提取出来以后,剩下一种叫做bagas 的东西,那东西没有多大的营养价值,他们也不会拿来喂牲畜,只是搁在那里,过一段时间后就烧掉。于是我们想利用这些甘蔗渣,希望能废物利用,做成一种像木炭那样的高效的燃料。我和我的学生就在随后的几年里对此进行研究,并获得了成功。整个制作过程是这样的:把甘蔗渣放到废弃的桶里,加热,一段时间后盖上盖子,不要让氧气跑到桶里,再加热一段时间就能得到一种由碳构成的燃料。可问题是这样提取出来的燃料不能直接用于烧饭,因为它过于纯净,烧得太快了。我们就想办法将其变为型煤。刚好我们有一位来自加纳的学生,他记得在家里的时候,妈妈做过一款很稠的粥,那是因为她在粥里加了木薯根,而我们发现,在海地也有木薯——事实上很多地方都有种植,不过是各地的叫法不一而已。那是一种淀粉含量很高的植物,可以用来煮粥,也可以用来把型煤这种燃料包起来。所以我们就开始做,看这是“木炭学院”的第一批毕业生(笑声),所以说我既是MIT 的老师,也是CIT (Charcoal Institute of Technology) 的老师,这就是我们制得的型煤。

好了,让我们再去印度看看。

这是印度当地最常见的烧饭用的燃料,其实就是牛粪。用这样的东西来烧饭你真的会被薰倒,比海地那里的要可怕多了。而妇女和儿童往往又是最容易受感染的,因为她们通常就在炉子附近。我们就希望能在当地寻找一种像木炭那样的燃料。可惜那里没有甘蔗,也没有木薯,可是我们有别的办法。我们寻找当地可利用的生物材料,那里有芦苇秆,有水稻秆,可以烧制成型煤。至于印度的木薯?我们用的是一种当地人常用的植物来把型煤包起来。我们做了对比测试。

图上看到的是改良的木炭炉子与牛粪炉子。我们的装置更为清洁,也烧水也烧得更快。我们当然很高兴,可是再和木炭燃料做对比测试,我们发现这样的燃料不比木炭烧得持久,而且型煤燃烧的时候还会收缩起来,这样就导致能量的损耗。我们决定要对此进行改良,就把型煤带回MIT,通过实验探究施加怎样的压力才能使之成为更有效的能源。

而与此同时,我们在海地的合作伙伴也在努力的改良他们当地的装置,使之能够为更多农村地区的人服务。经过一段时间的实验,我们探索出一种轻便的压缩方式,可以使得做成的燃料比木炭烧得更久,更清洁。我们得到的实验结果要比你在海地市场上买到的木炭要便宜,单是在海地一地,每年有三千万棵树被砍伐。通过使用这种更为清洁便宜的能源,我们不但可以拯救那里的森林,每一年在市场上出售这一新型燃料还能获得两亿六千万美元的收入,这对于这个人口仅仅八百万,人均年收入低于四百美金的国家来说已不是一个小数字了。

我们一直都在推进这一木炭项目。我有一位加州大学的朋友,他在做风险评估的研究,他比较燃烧木材与燃烧木炭的差别,发现燃烧木炭的话,每一年在全球范围内可以把一百万人从死亡边缘挽救过来。可是以前要烧木炭的话只能是砍树,而现在我们可以通过利用弃置的植物来获得能源。

上个月我刚去了加纳一趟,那里发生的事情让我非常兴奋。大家看,这是什么?

这是由玉米棒子做成的木炭,它不需人工制作,非常容易获得。这是我的“一百美元电脑”项目。在印度的木炭项目中,你还得告诉人们怎么去制作型煤,而你们现在看到的这个是不需经过制作型煤的环节,直接就能用来烧饭。看,这就是我自认为我一生中最值得骄傲的事情,可能你们有人会觉得不过如此,但我确实非常自豪。 Robert Wright 昨天讲过一个“非零和游戏”的理论,我们的木炭项目不仅给当地带来健康以及环境上的好处,而且还伴随有经济上的好处。人们用自家的弃置植物就能做成燃料,由此而节约了燃料的支出,他们甚至还能把自己做成的清洁燃料拿到市场上卖,获得额外的收入。看,你们曾听说过几个此类的健康和经济、或环境与经济双赢的项目吗?我对于这个项目感到无比自豪,

我们今天讲“我们要创造一个怎样的未来”,就必须明白我们生活在一个怎样的世界里。注意,我不是说我们这些生活得体面的人的生存状况。我指的是生活在贫穷地区的人们,那里的妇女每天要花两三个小时研磨做菜的谷物,那里所谓的高级建筑材料是指手工制作的水泥砖瓦屋顶,即使你一天工作十个小时,一个月还是仅能赚个六十美金,妇女和孩子每一年花在提水上的时间为四千万小时,打个比喻就是加州所有的劳动人口一连工作三百六十五天全部工作时间都用来提水。又比方说,假如我们现在是在印度,在这个会堂里只有三个人拥有汽车,假如这里是阿富汗,这里只有一个人懂得上网,要是这里是赞比亚,这里会有三百个农民,三分之一的人会感染艾滋病,半数以上的人每天的生活费用将低于一美元……这些是我们要应对的问题,我们培养我们明天的设计师、工程师、企业家,要让他们去解决这些问题。

有 几个问题我认为要得到足够的重视,其一是促进小额贷款的发展。这样那些生活在贫困线以下的人就有可能找到脱贫的办法,而不是继续干制陶器、织篮子等活计。我们有许多新的科技新的产品是可以小规模生产的,他们可以做这些。还有一点,就是我们应当发展新技术,让农民有可能提升自家的农作物的附加值。还有,我们的发展战略也要作出调整,不要再搞什么脱贫速成班,鼓吹什么走出农业发展老路的思想,我们要指引他们通过农业走向富裕。

我们要和当地的百姓合作,给予他们必要的工具和资源,让他们解决自己的问题。并且要尽快做到。我认为只是最佳的办法,因为我们不能只是在千里之外空谈发展。我们要的是这样的未来,我们要从现在开始行动。

谢谢大家。

鸟类专用自动售货机

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这里有多少人看过希区柯克的电影《鸟》?是不是为那片子太过离奇了?要是那样的话,你现在可以走了。(笑声)

大 家看到的是一台专门为乌鸦设计的自动售货机,过去几天,人们都在问我同样的问题:你怎么开始搞这玩意的?有什么吸引你的地方吗?说实话,那是10年前的一 次鸡尾酒会上,朋友跟我抱怨说他院子里满是乌鸦,闹得一团糟的。他那时很认真的跟我说,我们得想办法消灭这些鬼东西,否则我们就不会有好日子过。我跟他 说,那才是坏主意呢,咱们为何不训练它们,让乌鸦帮我们人类做一点有意义的事情?他丢给我一句“那不可能”。

听到不可能这几个字我感到很烦恼,于是决定用10年的时间在我的业余时间专门研究乌鸦。现在10年过去了,我妻子说,是时候做你一直都在叨唠的事情了——为它们做一台自动售货机,于是我就做出来了。

我 们大家都在说由于人类的肆意扩张,物种灭绝,却没有人想到要关心那些还活在世上的动物。这里我指的是那些长期与人共处,并适应了人类生态系统的动物。这样 的动物包括老鼠、蟑螂、乌鸦。而假如你仔细观察的话,你会发现所有的这类动物都已经对人类社会产生了高度的适应性,并通过演化,保留与人共处的诸多特征。 而我们人类呢,则为它们的生存提供了上佳的处所,简直是让它们寄生在我们的社会当中。比方说,老鼠的生育能力超强,而蟑螂嘛,逮过蟑螂的人都知道,它们已 经不在乎我们的“诱饵”了。

于是我想,为何不制造出一些能让我们人类和这些“寄生虫”共同受益的东西?以此和这些动物建立一种新型的关系?这就是我制作动物专用自动售货机的理由。

可 要是你懂得一点关于乌鸦的知识的话,你会发现这比你想象的有趣得多。乌鸦不但学会了在人类的生态系统里求得生存,还“鸦丁兴旺”呢!你在地球上任何一处角 落——除了两极和南美至南端——都可以见得到乌鸦,通常它们的栖息地离人类居所不出5公里。虽然你也许不会想到这一点,可是它们确确实实一直都这么活着。 这也不奇怪,我们的地球上人口暴涨,其中有半数以上居住在城市,而90%的人口增长就都发生在城市里——乌鸦的家族也在经历同样的发展。此不足为怪也。

但令我感到吃惊的是这些鸟儿竟然学会了通过一些奇特的方式在我们的社会里求得生存。大家看看下面的例子:

[短片:一只乌鸦发现一个瓶子,里头有食物,它找来了一根铁线,希望能把食物挖出来,可未能成功。]

它 的名字是Betty,它是一只New Caledonia(北美地名)的乌鸦。在森林里,它们会用树枝从林木里挑出虫子和其他食物。此时它正尝试用铁线取出瓶子里的那块肉。以前它还没有做过此 类的尝试,显然它的第一番尝试不甚了了。于是它变得机灵起来了——要知道,之前没有任何人或者别的乌鸦告诉过它可以这么做,它也没有看到过别的乌鸦这么 做。

[乌鸦取出铁线,靠在岩石边上把铁线弄弯]

看,它竟懂得这么做哩!记得它以前从没有学过的,这完全是它自己想出来的办法。

[乌鸦用弯曲的铁线从瓶子里取出了一块鱼肉]

挺神奇的吧?(掌声)

研究人员就是觉得这样的事情不可思议。

我 们发现越来越多的证据表明乌鸦的确是聪明的,它们的大脑占躯体的比例和大猩猩相当。大家也可能听过各种各样的关于乌鸦的趣闻吧。在瑞典,那里的乌鸦会趁渔 人往冰隙里放钓钩的时候守在一边,渔人走了,它们就飞过去拉起钓钩,吃掉钩上的鱼或钓饵。这可是搞得那里的渔人很烦恼。

而 在华盛顿大学,那里的研究员几年前做了一个截然不同的实验,他们在校园里捉来一些乌鸦,在实验室里加以标记、称量,然后把它们放走。而随后的那个星期,那 些被放走的乌鸦在校园里一见到那些捉过它们的学生,就会飞到他们身边,作哀愁态,以后几个星期也是如此。甚至到了夏季学期结束,他们毕业离校了。等到他们 再次回到学校的时候,竟然发现那些乌鸦还记得他们!所以嘛,那些主张杀个清光的人士,你们怎么就看不到乌鸦人性的一面?正是这样的缘故,现在华盛顿大学做 乌鸦研究的学生都带上巨大的假发,还套上脸罩。也够意思的。

以上说的无非是要证明乌鸦是非常聪明的,但我研究得越是深入,越是觉得它们的智慧要比我们想象的高出一个层次。

[影片:乌鸦在飞……

旁述:现在,大城市里的乌鸦变得越来越适应城市的生存环境了。这是一座日本城市,这里的乌鸦发明了一种吃果仁的办法——把坚果丢到车道上。

乌鸦从天而降,把一个坚果丢在马路上,然后飞走,等待汽车开过

旁述:乌鸦和路人一样,在马路边等待绿灯,绿灯亮了,乌鸦就飞到马路中央衔走那颗果仁——而不需害怕往来的车辆。]

这是真实发生的,是不是挺有趣的?

不 过,有趣的倒不是借助过往车辆压开果核的做法,事实上,乌鸦老早就学会了这门手艺了。刚才大家看到的景象发生在10年前东京市郊的一家驾驶学校附近,从那 时开始,附近的乌鸦也学会了这样的吃坚果的方式。那里方圆5公里的乌鸦通过互相学习,都掌握了这种技巧。研究人员甚至发现,那里的乌鸦爸爸还教会自己的孩 子这样的技巧呢。这是向同伴学习,也向它们的敌人学习。它们学会了适应不同的生态文化,这点对于它们的生存至关重要。

好了,我们都知道我们的城市里有大量的乌鸦,它们很聪明,还懂得相互间分享生存的秘诀。当我知道这一切以后,我决定要专门为它们做一台自动售货机。并且真的这门做成功了。这就是乌鸦专用自动售货机:

我 们用Skinnerian训练法来训练乌鸦。其实也很简单。首先,我们把这样的机器放到田野或者乌鸦经常出没的地方。在机器的底部放上一大堆的硬币和花 生。乌鸦来了,吃掉机器上的花生,并且习惯于机器的存在。吃光了地面的花生以后,它们发现在售货机的出货口那里也有很多花生,于是就跳到上面,也同样尽享 美味。每一天,那机器上都会放满了硬币和花生。嘿,要是当那样的一只乌鸦也不错哟,每天都不愁吃的。

我们等到乌鸦都习惯于机器的声音时,就把花生盖在硬币底下,它们飞过来,掀开硬币,也能吃得到花生,也挺开心的。这时,我们决定给它们制造一些困难。

我 们开始了第三阶段的训练。我们只把一枚硬币留在机器上,此时乌鸦飞过来,看到没有食物,自然觉得很泄气——我们人也一样嘛。这个时候,乌鸦站在机器上,用 它的喙在机器上扫来扫去,不经意的把硬币碰到硬币口里去了,于是它获得了一颗花生。于是它们也学会了,每次都来这里,只要把机器上的硬币丢到硬币口,就能 吃得到花生,也就心满意足了。

于是我们进入训练的最后一个阶段,此次,它们来到机器旁边,却发现什么也没有。注意,就是这个关键的地方可 以看出乌鸦是多 么聪明。要是一只松鼠,它来到机器旁,寻找花生,找不到,就回去,隔天再来,又是没有,又跑回去。如此反复五六次,它们也就觉得没意思了。而乌鸦则不一 样,它们要寻找出一个究竟。它们已经知道那台机器在跟它们开玩笑,并且这样的玩笑越开越大。它们又是用头撞,又是用嘴咬。忽然,一只乌鸦发现地面有一大堆 的硬币——从第一阶段训练开始,地上一直都有很多硬币。于是它们跳到地面,衔着硬币,把硬币放到硬币口——它们发现了怎么吃得上花生了!这样的技巧先是为 第一批到来的乌鸦所垄断,可慢慢的别的乌鸦也学会了……故事到此为止。

从这个故事我们得出结论:我们可以训练乌鸦,让它们通过售货机吃上花生。你知不知道,我们每一年都有价值2.16亿的硬币丢在大街上。可是我们的眼光还是要放远一点:

我 认为我们可以训练乌鸦,让它们做别的事情。比如,为何不可以通过训练,让乌鸦给体育馆捡垃圾?或者让它们帮助我们从大堆的废弃电子元件里头挑出有用的部 件?又或者让它们参与搜救工作?我这个演讲的主要的一个观点是,我们可以寻找到一种与此类动物共存的途径,可以跟它们实现共赢,而不需伤害它们。

谢谢大家。

题图照片:

来自Flickr,由law_keven上传于2008年11月8日,原作者选用的CC协议为”署名-相同方式共享“。

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