还记得十年前的世界是什么样的吗？ 你得摇转曲轴才能启动汽车，得买冰块来保鲜食物，还得在更换手动打字机的色带时忍受弄脏手指。好吧，这可能有点夸张，但过去十年里技术创新的数量简直令人惊叹——从便携式手机到万维网。就连如今常见的电子游戏也加载了复杂的软件。如今在台式电脑上就能流畅运行的精细战斗场景，在十年前需要地球上最强大的计算机才能实现。
“技术创新发现奖”现已步入第十个年头，旨在表彰那些鲜为人知的奇才——他们是在资金不足的实验室里，那些睡眼惺忪的发明家，用神秘的炼金术将手绘草图转化为未来不可或缺的工具。回顾过去十年的《Discover》杂志，可以看出我们评选决赛入围者的方式以及我们所赞扬的技术，都既有远见、出人意料，又充满想象力，有时还带着点奇特。
许多最有趣的发现都需要很长时间才能走出实验室并找到实际应用。三年前，本刊增设了一个名为“新兴技术”的新类别，以突出那些仍处于边缘领域的新想法。第一个获奖者看起来很像果冻，但它能根据温度或光线的微小变化膨胀或收缩千倍。这些智能水凝胶是由麻省理工学院物理学教授田中丰市（Toyoichi Tanaka）开发的。它们看起来仍然像一团粘稠物，但有一天可能会被用来制造人造胰腺或防止褥疮的柔软床垫。
我们也了解到，并非每一个有前途的入围者最终都能取得成功。《Discover》的编辑们会咨询九个技术领域的专家小组，以确保我们能够选出最重大的应用，但即使是专家也没有水晶球。例如，1994年，一架飞行汽车曾是航空航天类别的决赛入围者。听起来很棒，但事实证明它过于昂贵和危险，无法成功制造。同样，1993年在环境类别中获奖的33M-VS风力涡轮机也曾被寄予厚望，但它无法与廉价的化石燃料竞争。安息吧，3DO互动游戏系统，1993年在计算机硬件和电子产品类别中的决赛入围者，其视频显示速度比竞争对手快50倍。但它输给了更便宜的世嘉和任天堂系统。你可能会在车库里找到一个，就在那个老式Betamax录像机旁边。
尽管如此，我们在计算机和电子领域并没有走太多弯路。你可能还记得，曾经大多数个人电脑都使用微软笨拙的磁盘操作系统，也就是 MS-DOS。20世纪80年代初，苹果电脑推出了计算界的象形文字——诸如垃圾桶、文件柜和放大镜之类的可爱图标。微软非常喜欢这个主意，于是创建了自己的图形系统，名为 Windows。Windows 3.0 于1991年获得了发现奖，并一炮走红。现在，世界上90%的个人电脑都运行在微软的操作系统上，该公司在软件市场上的垄断地位已引起联邦政府的反垄断诉讼。
而那个与电脑对话而非敲击键盘的古老梦想？它已经实现了。我们在1994年预见了这一点，并授予了IBM的个人语音识别系统——一款早期的语音识别程序——软件类的最高发现奖。1997年，一款能够识别中文的语音系统也进入了决赛。
有人期待，也有人恐惧，一种足够强大到能够进行智能思考的计算机的出现。Nestor公司和英特尔公司通过Ni1000计算机芯片迈出了微小的一步，这款芯片在1994年获得了发现奖。该芯片包含1024个互连单元，粗略模仿了大脑神经元的连接方式。这种并行处理允许同时计算，这使得该芯片的速度比标准计算机芯片快约1000倍。尽管Ni1000尚未进入台式系统，但它已被商业化用于监测汽车交通流量和股市趋势等模式。
有一台电脑已经超越了人类的心智：深蓝（Deep Blue），1998年的发现奖决赛入围者。由C. J. Tan领导的IBM团队开发的深蓝，集成了32个处理引擎，每秒可以进行2亿次国际象棋的计算。世界国际象棋冠军加里·卡斯帕罗夫以2比1输给了深蓝。
与此同时，互联网正在形成一种更集体的智能。随着网络的兴起，万维网也随之出现，并于1991年正式亮相。Java是一种由James Gosling开发、Sun Microsystems于1995年发布的计算机语言，它通过提供一种简单灵活的方式来跨网络运行软件，从而帮助互联网变得更加实用。举个小例子，许多网站使用Java来传输可以在你的电脑上播放视频动画的程序。它肯定不是电视，但它确实互动性很强。1996年，《Discover》（此时已有自己的网站）将Java评为获奖者。
今年，我们在新类别“互动”中的获奖者是Jini，它建立在Java的成功之上。Jini编程可以嵌入到日常设备中——汽车、咖啡机、录像机——然后通过无线网络进行控制。Jini设备包含一小段软件代码，告诉其他Jini设备它们的位置和功能，这就意味着你的家用电器很快就会比你更智能。一个Jini驱动的家庭会显示在你的网页浏览器或PC桌面上，并显示其功能，例如开灯、查看冰箱里是否有足够的牛奶，以及检查电话留言。
人们仍然需要相互交流，而手机让这一点几乎在任何地方都成为可能。1990年，摩托罗拉的MicroTAC手机在《Discover》首届奖项评选中获得最高排名。工程师Robert Weisshappel领导的团队缩小了手机的内部元件，取消了笨重的手柄和独立的组件盒。结果是第一款足够小的手机，可以放进口袋或手提包里。
技术也帮助那些因残疾而难以进行简单日常交流的人们。一些最显著的进展深入到神经系统，甚至大脑本身，以帮助连接内在和外在的世界。
例如，1991年，加州耳科研究所的Robert Shannon因发明了听觉脑干植入物而获得发现奖。他的努力目标是那些患有罕见神经肿瘤的人，这种肿瘤需要外科医生切断通常传递声音信息的神经。Shannon的设备使用一个微型麦克风、一个声音处理器和一个位于耳外的发射器，以及一个连接到听觉脑干的电极。这些组件将声音转换为电信号，直接传输到大脑。在1991年的试验中，13人中有11人恢复了听力；其中一人能够听懂人话。临床试验至今仍在继续。
今年，Neural Signals公司的Philip Kennedy将这一理念推向了更远。他领导开发了一种不同类型的大脑植入物，允许“闭锁综合征”患者——即思维仍然清晰但全身瘫痪的患者——仅凭思想就能控制电脑。这种微小的玻璃锥形植入物能够检测大脑运动皮层特定区域的电活动。然后，该模式被解读为控制电脑光标的移动，光标会移动到激活电脑说常用短语和输入名字的图标上。
《Discover》遇到的许多最引人入胜的技术都始于政府或军方资助。例如，1991年，Ralph Eschenbach和Trimble Navigation公司因找到全球定位系统（GPS）的消费用途而获得发现奖。美国国防部在20世纪70年代开发GPS是为了让军事人员能够知道他们在地球上的确切位置（和时间！）。如今，有人需要为GPS寻找消费用途，这似乎很可笑。现在它无处不在，从徒步旅行者的背包到火车、飞机和渡轮的导航系统——更不用说家用汽车了，家用汽车也得到了《Discover》评委们的广泛关注。
多年来，我们认可了如今已成为成功产品的项目，例如更坚固的轮胎、侧面安全气囊和更好的催化转化器，以及在市场上表现不佳的替代能源汽车。这并非因为缺乏有前景的设计，例如由飞轮驱动的汽车（克莱斯勒-SatCon的混合动力汽车，1995年获奖者）、天然气汽车（本田，1997年获奖者）或多燃料燃料电池汽车（1998年获奖者）。但由于汽油价格处于历史低位，很少有人渴望替代品。今年入围的丰田汽车则通过其半电动半汽油的普锐斯（Prius）来分散风险。
今年的交通运输类获奖者是微等离子体燃料转换器，这是一项使普通汽油发动机变得更加清洁的巧妙尝试。
每个车库里都有一台微等离子体燃料转换器？这听起来就像，哦，离子推进发动机取代火箭一样不太可能。等等，去年这居然真的发生了。NASA发射了“深空一号”（Deep Space 1），它将前往拜访一颗小行星和两颗彗星；该探测器确实是由离子流驱动的。
这台离子发动机符合NASA局长丹·戈尔丁（Dan Goldin）的格言：“更好、更快、更便宜”。这让我们想起Clementine，它在1995年获得发现奖，耗时22个月建造，耗资仅5500万美元——对于太空项目来说是零头。它原本计划绘制月球地图，并作为拦截核弹头的预演访问一颗小行星，但未能实现——软件故障干预了。
但观点已经明确，Clementine背后的理念催生了火星探路者（Mars Pathfinder）及其机器人伙伴Sojourner。这对组合在1998年获得了发现奖，预算为2亿美元，与电影《未来水世界》（Waterworld）的成本差不多。但与那部电影不同的是，探路者获得了观众如潮的好评。
虽然《Discover》的航空航天类别涵盖了宏伟的事物，但在尺寸的另一端也发生了很多事情。我们新兴技术奖的一些更有趣的候选者来自纳米技术领域——制造非常、非常小的东西。
去年，《Discover》奖项的决赛入围者Nanogen公司开发了DNA光存储介质。如果成功，它将使CD-ROM能够存储千倍的信息。在CD上，每个数字位都表示为刻在光盘上的一个点。但这个点的大小不能小于读取它的激光束，大约是百分之四万分之一英寸。为了克服这个限制，Nanogen公司的Michael Heller构建了合成DNA，其中包含发色团（chromophores），这些分子在激光照射时会发光。发光的存在或缺失就代表了二进制数据中的1或0。发色团对特定频率的激光有反应，因此许多不同的点可以被 packed 到一个点中，并由单独的激光闪光分别读取。
从外太空到内在宇宙，过去十年《Discover》奖项所涵盖的范围之广令人瞩目。你可能会忍不住摇头惊叹我们取得了多大的进步。但这正是为未来做准备的绝佳时机。把电子游戏丢开，把那台老旧的Betamax扔掉。然后，在你的桌子上清理出一个硬币大小的空间。这应该足够容纳即将到来的分子计算机了。
