爱华网日本的研发实验室在为创造 21 世纪而忙碌。让我们做好准备，迎接机器狗、视像移动电话、电子墙纸和更多的发明吧。
如果你开始认为日本业已失去了在产品创新和全球销售方面的天赋，别忙，请再考虑一下。无论日本目前的经济状况下滑到了何种水平，其研发部门以及企业还远没有没落到这种地步。
尚处在研发阶段的日本发明创造，到 2010 年时将彻底改变我们的行为方式，包括做饭、看电视、上网、阅读杂志、选购灯泡以及看病。到 2020 年或 2030 年──日本研发界的一些权威人士已经在为这一天的到来积极备战了──发生的变化可能会让人为之瞠目：能够以微波形式放射电能巨型的轨道太阳能板；安装有高速磁悬浮电梯的 300 层摩天大厦；能够读取你大脑中存储的信息的计算机。全美日本问题研究会主席埃里克8226;布洛克（Eric Bloch）警告说：“在许多尖端技术领域，日本公司仍然与以前一样处于领先地位。如果美国骄傲自满，低估日本，我们会发现自己将再次陷入 80 年代初曾面临的困境，那个时候，举国上下自满情绪甚嚣尘上。”
在美国专利局可以找到日本人极富创新能力的迹象，1998 年，专利局共向日本人颁发了 32,119 项美国专利，这比日本前一年获得的专利数增长了 32％。德国人是仅次于日本人的外国专利申请积极分子，但日本人获得的专利数是德国人的三倍都不止。（美国人获得了 90,704 项专利。）
就在去年最後几个月，日本的公司和研究机构又宣布了多项产品和研究的重要突破。三菱公司（Mitsubishi）发明了世界上首例人造彩色视网膜：装配有这种视网膜的照相机为摄影师控制图像中所展现的内容赋予了前所未有的施展空间──例如，一张足球运动员踢球的照片可以被加工制作成一张只有足球的照片。日立公司（Hitachi）找到了将两片 256 兆的内存芯片摞在一个包装中的方法，这使得个人计算机、工作站和服务器的内存得到了极大的扩展。日本电气公司（NEC）首次展示了一项重要的电路装置，这是发展下一代超级计算机的第一块基石。再经过十年左右的发展，航天和其他高级科学研究机构使用当前的超级计算机花费数万亿年才能计算出的结果，未来的“量子计算机”只需几分钟便能完成。日本东北流体科学研究所正在设计一种利用太阳能发动的火车，但是必须等到 2020 年才能见到这种火车的样机。
本文中主要介绍的一些产品，如显示屏呈平面的电视机、视像移动电话等，只是刚刚推向市场，它们将是一长串令人为之心潮澎湃的新产品中的先行者。其他产品──如计算机化的电冰箱，它能在牛奶不够时通知你，然后向当地的超市发送一份牛奶定货单──都还只是发明家眼中闪现的亮点。发明家们不能保证这些产品在推出时不会失败。即便如此，文中所谈论到的新鲜玩艺儿和小发明都是些令今天的日本科学家和工程师们真正兴奋不已的东西。
要想理解日本对创新孜孜以求的态度，请到未来技术研究所（它的首字母缩写是 Iftech，“如果技术”。）来，这个研究所成立 28 年来尽管鲜为人知，但却极具影响力。在位于东京的一座不起眼的建筑物里，主管高桥菊田和 50 名员工一起进行调查，以帮助整个日本工业界对本国或全球的技术进步及其影响了然於胸。每隔四年未来技术研究所就要对全国 4,000 余名对象做一次调查，以确定各实验室可能会在哪一年取得研究突破，以及距离一项新产品的出现尚有多长时间，调查的对象包括日本的重要企业首席执行官、研发部经理、科学家、工程师以及一些五花八门的幻想家。有时这个智囊库也会失算。高桥菊田向《财富》杂志承认：“我们的预测中漏掉了互联网，在 1992 年的调查中我们甚至没有把它收入目录。”不过未来技术研究所的许多预测基本上还是准确的，它们为日本工业界和科学界描绘了未来 30 年的发展蓝图，其价值无法估量。
未来技术研究所的调查涵盖了诸多领域，如电子、信息、交通、保健、医疗和福利。尤其是福利方面的调查，极大的影响了日本消费性电子产品的开发。全日本 4,400 万个家庭中，约有三分之一的家庭中至少有一位成员的年龄在 65 岁甚至更大。这些家庭中几乎又有一半是完全由老年人组成。日本研发部门的工作人员正忙于为这个日益扩大的市场研制大量新产品。在美国，由于第一批战后生育高峰期出生的人也正一天天临近 60 岁，因此美国也有一块相类似的市场。
有许多产品都是将现有的装置重新设计，以适合老年人的需要，例如简化家庭用品的操作，加大它们的型号，但是，也有一些产品完全是新的发明创造。东京大学和位于横滨的生产商 Sivax，联合为腿部反应能力较差的司机研制出一种电动车：该车名为“卡普”（Kappo，日语为“走路轻快”之意），它的刹车和车挡均为手动操纵。在去年最後几个月中，一种可以为老年人充当伴侣的机器人热潮风靡日本市场，而且还有更多机器人尚处于研究生产当中。NEC 公司的 R100 机器人被称为是“具有态度的机器人”，它第一次与你见面时，便会给你拍摄 250 张照片并将之存储于数据库中，根据这一数据库 R100 就能在以后的会面中辨认出你来（R100 机器人另外还能记住九个人）。R100 机器人可以牢记你对它的态度──温和还是不友好──然后做出相应的反应。R100 机器人的数据库中还存有 100 余条会话短语，这使它能够进行简短的会话。
松下电子公司（Matsushita Electronic）正在开发一种名叫“塔玛”（Tama 是日语中一个常用的猫名）的机器人。与 R100 一样，塔玛能够根据主人对待它的态度培养出自己的个性。这个 11.8 英寸长的小家伙知道包括问候语在内的 55 条短语，它能报告天气和从当地社区收到的一些有用的信息，当其主人发生任何不测时，它还能向安全监视中心发出警报。塔玛要到 2001 年才会在市场上出售（估计在日本的零售价为 450 美元），不过，许多其他样式的机器宠物已经出现在日本国内市场。
去年 6 月，索尼公司（Sony）向公众展示了一只名叫“爱宝”（Aibo）的机器狗（这个名字的头两个字母代表人工智能之意，名字本身的意思是伙伴）。爱宝能说话，可以挥舞它的爪子，会踢球，而且与 R100 和塔玛一样，爱宝也能培养自己的个性。尽管爱宝的标价高达 2,200 美元，第一批在日本上市的 3,000 只爱宝机器狗在 20 分钟内就被抢购一空，同样一批在美国网上销售的爱宝机器狗吸引来无数访问者，以致服务器发生锁机而无法工作。索尼公司计算机科学实验室的主管土井藤氏说：“80 年代到 90 年代是数字计算机时代。现在我们即将跨入数字生物时代。”土井认识到，这些早期的“娱乐型机器人” 和其他一些产品最终会发展成为能够提供多种家庭日常服务的电子侍仆，它们尤其适合老年人使用。
日本年轻人的家庭同样不会被忽略。此刻，要了解年轻人如何在未来生活，最便捷的方法就是去参观松下集团设在东京的研发中心的宏伟大厅。这里展示的样板房有个不太雅致的名字：家庭信息基础设施。
这座设施的中枢是一台被松下公司称作家庭服务器的装置，它是下个世纪计算机化家庭中数据存储和检索的神经中枢。目前这座设施中所展示的还只是模型，松下公司真正的产品在近一年内还不会出现。但是，NEC 公司生产的一套相类似的系统 GigaStation，已于去年 9 月上市销售。该产品有 10G 的存储量，能够储存电视台、有线电视播出的或者是录影带上的电视节目，然后可根据需要重新播放。（GigaStation 在日本的零售价为 3,600 美元，目前 NEC 公司还没有在美国销售该产品的计划。）
大部分主要的消费性电子产品公司都在开发与家庭服务器和 GigaStation 相类似的盒子。夏普公司（Sharp）副总裁兼研发集团副总经理小林勉说：“毫无疑问，家庭服务器，不管各个公司如何称呼它，将成为下个世纪头十年中最具爆炸性的产品之一。”
当松下公司的家庭服务器在 2003 年出现时，它将比那些仅供娱乐的产品具备更多的信息存储和检索功能。这些产品和服务有一部分还会改变人们的生活方式──当然会增加一些费用，对于这些变化并不是每一个家庭都能接受的，但是松下公司似乎要致力于进军这片未知的市场。
家庭信息终端（HIT）。这台外形好像个人计算机的监视器可以显示所有重要的家庭事务：家庭成员的日常安排、健康记录以及银行账户。这台终端还与下述四台具有划时代意义的产品相连接:
“网络电冰箱”和“网络烤炉”。电冰箱将不再只是单纯的冷藏装置，它能够识读所有存储于其中的商品外包装上表示商品种类和数量的条形码，并且通过电冰箱与当地超市之间建立的数据连接自动定购新的物品。按下家庭信息终端上的几个按键，就能指示这种电冰箱（或者是同样与网络连接的烤箱）通知一个家庭烹饪网站冰箱里有哪些食品。几秒钟之后，家庭信息终端的监视器上就列出了所有可供烹调的菜谱。另外再按下几个按键，显示屏就指示你如何制备食物，帮你调控烤箱的温度，直至菜肴烹饪完毕。
松下公司的家庭信息终端和烤箱最早会在今年上市。不过夏普公司已于去年九月开始在日本销售它的 RE-M210（售价约 900 美元），据称这是“世界上首台与互联网相连接的微波炉”，它能够接入该公司的智能烹饪网站，获取其中的 400 余个菜谱。（该产品定价高是日本推出首批新产品的一般做法，在日本似乎总有一小部分富裕的消费者愿意负担高昂的费用，以获取成为一项新产品的最早使用者的特权。）
“网络马桶”和“网络医疗箱”。松下公司今年将上市销售这两款相关产品：健康监视马桶和计算机化的医疗箱 VitalSignal，它们可以向你当地的诊所和你的家庭服务器传输一连串的个人数据。马桶的坐垫能够读出你的体重、身体中的脂肪比率、体温和血压，到 2003 年它还能够检查小便中的蛋白质和葡萄糖含量。
VitalSignal 医疗箱放在家庭信息基础设施的卧室中，它其实是一个塑料公文包，里面装着大家熟知的物品，如血压仪和体温计。不过其中还放置了一些 21 世纪的小发明。把一个钢笔状仪器上附着的针头扎入你的手指，你便能读出自己的血糖含量，并将这一数据传给你的诊所。一个内置式的视像电话使你可以面对面看医生。假设你患了感冒，只需将一根顶端装有照相机的微型小棍放入口中，医生就能在数英里之外检查你的呼吸道。
视像电话和其他通讯器件是另一个日本生产厂商激烈竞争的领域。今年 7 月，京瓷公司（Kyocera）开始向市场出售世界上首部视像移动电话 VP-210，这款移动电话能够传送、接收通话者的影像。到 2001 年春天（这个时间至少比欧洲领先一年，比美国领先二至三年），日本将成为第一个普及使用“第三代”电话的国家。
第三代电话将使用一种称为 CDMA（码分多址）的新型无线宽频技术。大约在 2003 年或 2005 年，松下、三菱电气、NEC 和京瓷等公司将开始销售一种非常薄、外形象钱包的装置，其中包括一部普通电话（这部电话能举行多个用户之间的视像电话会议），一部传真机和一台与互联网相连、最快传输速度能达到每秒两兆的微型个人计算机。
在这个传输速度下，闪电式上网、多个频道的全息视像和即时数据下载都可以实现。换句话说，假如你是一位爱钻牛角尖的信息资料查询者，你可以在不到五分钟的时间里把全部 32 卷《大不列颠百科全书》下载完毕。研究人员预计，手表大小的第三代电话将于 2010 年上市。这种有史以来最小的显示器要求配以特殊的内容：日本移动通讯的巨擘 NTT 移动通讯和 CNN（《财富》杂志的母公司时代－华纳下属的公司）都已经开始测试第三代新闻服务，这种新闻服务能为新闻标题配以 20 秒种的电视画面。
如果日本的工程师们能够如愿以偿的话，那么人们很快就可以在超高清晰度的平面显示屏上欣赏系列剧《海岸警卫队》（Baywatch）了。平面显示屏的革命可以追溯到 70 年代初。那时候数字手表最多能闪现黑色和灰色两种颜色的数字。但是，当时在夏普公司任职的前大阪市立大学教授三户佐内仍在研究，手表上使用的液晶显示器（一种硅晶片与化学制品交成的“三明治”）能否改装而用来闪现其他影像呢。
现在几乎所有的笔记本计算机上都在使用三户佐内领导的液晶显示器（LCD）研究小组的科研成果。采用液晶显示器的笔记本计算机屏幕内存有化学物质，它们受电流影响后生成彩色影像。今天，世界上约 80％ 的笔记本计算机屏幕采用这种工作原理。三户佐内发起的这场轰轰烈烈的研究革命还远未结束：现在这项技术正在重新塑造电视机工业。
自从电视机于 30 年代出现以来，体胖身沉、耗电量大的阴极射线管（CRT）一直是标准技术。由于这种显像管要足够坚固以支撑其真空状态而不至于爆裂，并且还要频繁地向一英尺甚至更远处的一块厚的电视屏幕发射电子束，所以这种阴极射线管监视器显得笨重厚实。如果日本人在所谓的平面电视上的研究能一直保持目前的冲劲，笨重的阴极射线管很快便会成为历史。
在平面板的颜色变化、屏幕寿命以及侧面的可视性上，还有待开发者进行更多的改进，不过，平面显示屏的技术水平正逐步逼近阴极射线管。各家公司组成的联盟正致力于开发至少四种不同的可替代阴极射线管的平面板，其中一些较早的版本已在全球销售。富士通（Fujitsu）、日立、NEC 和松下在积极开发等离子显像板，经过电离的气体能在这种显像板上生成彩色影像。佳能（Canon）和东芝（Toshiba）倾向于场电流发光显示器，这种显示器上的数百万个微型电子枪使得电视屏幕上的画面栩栩如生。三菱电子和德州仪器（Texas Instruments）合作开发数字光学处理器，这种处理器利用超微型的镜子把数字化的光反射到平面显示屏上。夏普公司和索尼公司（还有荷兰的飞利浦电子公司（Philips））正在开发等离子液晶显示器，这项技术进步将会使液晶显示屏变得更大、更明亮。
日本不遗余力地推进研究与开发，目的就是想在不迟于 2003 年的时候生产出只有一英寸厚，甚至更薄的电视屏幕，其重量也将相应大为减轻。这一年也是日本推出数字式地面电视（即数字电视信号的传输是通过传统的天线而不是卫星或电缆）的时间。日本人坚持认为数字式电视将有助于增加平面显示屏的销量。生产商的基本思路是：既然你已经计划转用数字式电视，那为什么不买一台带平面显示屏的呢？这个计划会奏效吗？平面显示屏的日本生产商们信心十足，这种轻盈的新型电视将很快吸引数以百万计的旧式电视机使用者改用新产品，根本不需要强迫他们。夏普公司的小林勉说：“一旦你欣赏过采用平面板的超薄电视之后，你再也不会掂记着那些使用显像管的笨重电视了。”
然而，采用平面板技术的电视仅仅是个开始。你观看电视的方式和位置也将发生变化。奥林巴斯公司（Olympus）生产的头戴式电视监视器 Eye-Trek，可以通过装配在一个掌上照相机大小的调谐器上的天线来接收电视讯号。 Eye-Trek 可以像眼镜一样架在鼻梁上，它的两个微型显示屏可以展示与 62 英寸监视器一样的影像（Eye-Trek 电视监视器在日本和欧洲的售价为 800 美元左右，在美国还没有上市）。
Eye-Trek 成为了头戴式计算机的前身。但是，科学家们考虑的却更远。丹尼斯8226;诺迈尔（Dannis Normile）是派驻东京的一位工程师兼科普文章作者，他谈到头戴式计算机就像是一位“经验丰富、知识渊博”的家庭总管。例如，它能从你的谈话中感觉到你要吃午饭了。一个内置式的全球定位系统便会立即确定你目前的位置，随即计算机便将有关的餐馆信息轻轻送入你的耳中，或者在你的眼镜上予以展示。诺迈尔说：“尽管这种装置听起来像是科幻小说中的东西，但实际上它们已经在研制中了。这些装置装配到你身上的速度远比 50 年前真空显像管和用铜线连接的计算机走向办公桌的速度快得多。”
影像革命还将引发出版业的革命。夏普公司的小林勉预计，到 2005 年“纸张型计算机”（也有人称之为“电子纸”）便可问世，其塑料监视器的大小、重量、灵活性和清晰程度均可以与《财富》杂志媲美。计算机里的内容可以从互联网上下载，而且通过先进的平面板技术，下载的内容可以像今天的网络杂志一样重新播放，但其清晰度更接近印刷杂志。目前夏普公司正在研究的另一种技术（不过在 2005 年或 2010 年之前似乎还不会投入生产）是将杂志的页面内容下载到一台大小、外形都酷似一支巨大钢笔的投影机中。小林勉说：“你可以从笔的圆柱面中抽出屏幕（其方式就像抽出卷尺），装在这个装置侧面的镜头能将缩小的杂志页面投影到屏幕上。”
到 2010 年，一种称为有机电致发光材料可能会彻底改变屏幕生产技术。它的工作原理是这样的：当把电场分布到一张如卡片般厚薄的聚合纸上时，这张纸便能发光，从而产生影像，但不会散发热量。未来技术研究所的调查中提出一个可行的想法，叫做“情绪转换电视”（其实就是“电视墙纸”），它能够即时转换房间中的氛围。夏普公司一个促销电视片便以这种设想为主题（这种产品距离真正上市销售还有一段时间）：卧室的天花板变成了巨大的屏幕，上面展现催眠的图像，星星在夜空中闪烁，或者是大群的羊儿放牧在草场上，等你来数一数。日本、美国、英国的科学实验室都在争相改进这项技术。去年 9 月，三洋电子公司（Sanyo Electric）和柯达公司（Eastman Kodak）展示了两家公司联合开发的一项装置，这项装置所采用的技术使人们对超薄屏幕产品有了匆匆的一瞥：世界上首次使用全彩色有机电致发光显示器的数码相机和个人数字助理。由于驱动这种轻巧的屏幕只需极少的能量，因而它使用小号电池，这就进一步减轻了它的重量，这项技术是移动设备上的一大飞跃。
据说有机电致发光技术的一大障碍是要创造出各种不同的蓝色，不过随着科学研究的深入，这个难题一定会得到解决。毕竟，近期日本在解决这一电子学上难以处理的颜色的问题上传出了令人振奋的消息。这其中还包藏着一个故事，它涉及到另外一项正在改变我们的生活（包括我们的财务预算）的日本产品：世界上第一支散发鲜艳蓝色光芒的发光二极管。
爱迪生发明的白炽灯能够发光是因为它产生了高温。与白炽灯相比，发光二极管是可以集中、激活电子束的半导体，它是电致发光而非热力发光。发光二极管有各种不同的形状和型号，不过最常见的恐怕就是用来显示数字的仪器，如汽车的仪表板和航班起落显示屏。最先用来制作发光二极管的材料能够产生红绿光，但就是不能生成波长较短的蓝光，许多早期的科研努力都无法解决这一难题。一位年轻的日本科学家中村修二在 1989 年佛罗里达大学的休假期间开始进行科学试验，经过四年的努力，他终于从氮化镓制成的发光二极管中找到了答案。
中村修二是位于偏远的德岛县一家名为日亚化学品（Nichia Chemical）的小公司一名雇员。自从 1993 年中村修二宣布了他的发现后，由日亚公司申请了专利的氮化镓发光二极管逐渐风行全球。尽管如此，发光二极管还不至于在一夜之间取代爱迪生发明的已被广泛使用的白炽灯。发光二极管的生产成本依然很高：生产一个普通的交通用红绿灯需要 500 个发光二极管，甚至更多，它们的造价要 200 多美元，而使用普通的白炽灯只需两美元左右。不过发光二极管的使用寿命是普通白炽灯的十倍，而且耗电量极低，据说交通灯的成本在三年内就能收回。费城、斯德哥尔摩、悉尼和其他一些城市已经使用这项新技术。在 2000 年悉尼奥运会上，由成千上万个发光二极管组成的大灯将为体育场馆提供照明。由于发光二极管的发光强度可以强至日光都掩盖不住的程度，所有它们还被广泛应用在户外广告牌和高速公路的交通指示信号上。发光二极管的使用还被推广到彩色复印机、扫描机和打印机中。日亚公司希望，由於发光二极管的产量逐渐增加，大规模生产的经济效益很快将降低其价格。
最近出版的《我们在燃烧：日本的企业家和电子时代的塑造》（基础书屋，1999）是一部带有修正主义观点的历史书，它的作者鲍勃8226;约翰斯通（Bob Johnstone）说，中村修二和他聪明的发明不失时机地提醒了世人，日本工业界仍然充满了活力。约翰斯通坦言，在 90 年代初，他曾认为自 1945 年发展起来的技术创新精神只会出现在日本战后的一代人身上。“因为我收集到的有关科研领域突破性成就的故事大部分都发生在 70 年代至 80 年代，”约翰斯通说，“所以我就在想这种创新精神是否就此开始衰退了。”然而 1993 年鲜蓝色发光二极管诞生了，而且“完全是在日亚化学品公司自身的努力之下，没有接受任何形式的政府帮助。”这使得约翰斯通重新回到了他早期的观点上来：日本工业之所以能够成功是因为它创造出了一流的成员，而不是像别人常常指责的那样，日本工业界只是单纯的政府委员会下属的小组。
约翰斯通说：“日本的创新动力最重要的源泉是人，而并不是政策。”这些被列为 21 世纪日本第一批出口的产品令人为之振奋，因为它们说明，拥有类似于夏普公司的三户佐内和日亚公司的中村修二这样优秀人才的国家依然还很活跃，决不能将之忽视。事实上，技术创新上的迸发一定能帮助日本从长期的经济困境中解脱出来。约翰斯通提醒我们：“日本已经不止一次地展示了迅速复苏的力量，尤其是当他们身处绝境的时候。”
