《麻省理工科技評論》2018年十大科技突破

《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review)每年會評出十大科技突破诬乞,按照主編大衛(wèi).羅特曼(David Rotman)的說法,上榜的技術(shù)不僅要是“硬”科技,還必須對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響晒喷。而其中的某些科技突破甚至引發(fā)了普遍的社會憂慮委可,到底最終會演變成天使還是魔鬼,現(xiàn)在還很難做出判斷租幕。

1. 3D金屬打印

3D打印并不是什么新進的科技突破舷手,幾乎所有的人都認同這項技術(shù)的潛力巨大,但我們之前看到的大多數(shù)應(yīng)用還主要用于制造一次性的原型產(chǎn)品劲绪,比如塑料3D打印男窟,打印些人偶或者旅游紀念品之類的。這更像是科技愛好者手中嘩眾取寵的玩具贾富。

但這項技術(shù)的進步并沒有停滯歉眷,3D金屬打印技術(shù)將應(yīng)用到現(xiàn)實。一旦這項技術(shù)能夠用于制造復(fù)雜的金屬制品颤枪,將徹底的顛覆整個制造業(yè)汗捡。傳統(tǒng)的制造業(yè)普遍使用的是切割法,比如在長方形的金屬板上切割出圓形的形狀畏纲。這意味著原料的浪費扇住。相比傳統(tǒng)的做法,3D金屬打印技術(shù)將使制造業(yè)擁有夢寐以求的能力霍骄。第一台囱,因為沒有原料的浪費,制造的成本會極大的降低读整。第二簿训,打印的速度很快,所以有希望擺脫庫存的束縛,做到隨需生產(chǎn)强品;第三膘侮,意味著有能力制造更復(fù)雜,更精密的榛,更輕琼了,更高性能的零部件。

2. 人工胚胎

科學(xué)家在不使用卵子和精子細胞的情況下夫晌,只是利用干細胞雕薪,就已經(jīng)能夠培養(yǎng)出類似胚胎的結(jié)構(gòu),為創(chuàng)造人造生命提供了一條全新的途徑晓淀。所謂干細胞(Stem Cells)所袁,簡單來講,就是一類具有再生各種組織器官潛能和自我復(fù)制能力的原始的未分化細胞凶掰,是形成哺乳類動物的各組織器官的原始細胞燥爷。醫(yī)學(xué)界稱為“萬用細胞”,也叫“起源細胞”懦窘。

短期來看前翎,借用人工胚胎這個工具,將有助于科學(xué)家揭開生命生長的秘密畅涂。

在此基礎(chǔ)上港华,可怕的是,研究人員將有能力在實驗室里毅戈,在只使用干細胞的情況下苹丸,就能像造物主一樣,使用非自然的手段創(chuàng)造生命苇经。這讓我想到了一個詞“克隆”赘理。

說到這,就不得不提一部讓我印象深刻的電影扇单。2005年夢工廠拍攝了一部科幻片商模,名叫《逃出克隆島》。影片的主角就是一名克隆人蜘澜,他存在的意義就是為本體提供新鮮健康的器官∈┝鳎現(xiàn)實的技術(shù)發(fā)展貌似讓我們能夠窺見一點類似于影片的未來軌跡,只是生命真的能夠這么踐踏嗎鄙信?

3. 感知城市

在多倫多濱河區(qū)(Waterfront)瞪醋,谷歌的母公司字母表公司(Alphabet)正在嘗試利用傳感器和大數(shù)據(jù)技術(shù),來探索如何構(gòu)建和運營未來的城市装诡。該項目的目標是試圖把最新的科技成果融入到城市設(shè)計當(dāng)中银受,使城市能夠更智能践盼、廉價、宜居和環(huán)保宾巍。

早在2009年咕幻,IBM就率先提出,并致力于推進智慧城市(感知城市的概念與智慧城市一脈相連)的暢想顶霞。雖然智慧城市的概念非常吸引人肄程,但是現(xiàn)實的進展卻并不如人意,這里面有技術(shù)成熟度的問題也有城市管理者觀念轉(zhuǎn)變的問題选浑。 隨著各種基礎(chǔ)技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展(云蓝厌,AI, IOT, 無人駕駛等等),人們的期待也發(fā)生了巨大的變化,現(xiàn)實也漸漸地豐滿起來。谷歌的進場嘗試谓罗,無疑給智慧城市的發(fā)展注入一劑強心劑今膊,必將掀起新一輪的智慧城市發(fā)展的狂潮。我們期待谷歌以及其他的技術(shù)先驅(qū)們能為我們打開未來的大門狐粱。

4. 人工智能的云服務(wù)

人工智能正向著民主化的趨勢狂奔而去舀寓,這里面的推動者包括IBM,谷歌肌蜻,微軟互墓,亞馬遜以及國內(nèi)的BAT。所謂的民主化就是把復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建蒋搜,數(shù)據(jù)科學(xué)建模篡撵,數(shù)學(xué)公式推演的繁重任務(wù)交給云服務(wù)提供商,從而打造成為較為通用的人工智能云服務(wù)豆挽,變成云基礎(chǔ)設(shè)施的不可或缺的關(guān)鍵組成部分育谬。而客戶只需要帶著自己的數(shù)據(jù),就能輕易地使用這些云服務(wù)來創(chuàng)建智能的應(yīng)用帮哈,并使其產(chǎn)品化膛檀,并通過持續(xù)的運營來收集消費者的行為數(shù)據(jù),形成反饋閉環(huán)娘侍,從而不斷迭代和改善產(chǎn)品的智能咖刃。這將極大地降低創(chuàng)建人工智能應(yīng)用的門檻(包括財務(wù)的和技術(shù)的門檻),人人都可以創(chuàng)建自己的人工智能將不再僅僅是一句口號憾筏。

5. 對抗性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Duelling Neural Networks)

從阿法狗和李世石的世紀大戰(zhàn)嚎杨,我們學(xué)到了一個詞:強化學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)都是數(shù)據(jù)導(dǎo)向的氧腰,智能的程度不能超越數(shù)據(jù)能夠賦予的極限枫浙。也就是說光靠機器學(xué)習(xí)刨肃,阿法狗充其量也就是歷史上所有圍棋大師合體,在與人類的對抗中能夠更快速更高效地的運用這些高手的妙手自脯。這樣雖然還是能夠擊敗人類棋手之景,但遠遠達不到完全跳出人類的桎梏,接近圍棋上帝的地步膏潮。

而強化學(xué)習(xí)則不同锻狗,它使用對抗性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),賦予了機器“想象的能力”焕参。通過機器之間的相互對抗轻纪,機器能夠創(chuàng)造超越現(xiàn)實的圍棋下法,繪畫作品或者音樂旋律叠纷,而這些創(chuàng)造是機器預(yù)先完全沒有“見到過的”(沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入刻帚,所以超越數(shù)據(jù)提供的現(xiàn)實)。

我不知道你怎么想涩嚣,反正我有點發(fā)毛崇众。機器未必能到達蓋茨和馬斯克擔(dān)心的威脅人類生存的地步,但使用這樣有想象力的人工智能實施某些難以想象的犯罪活動是完全可以想象的航厚。

6. 巴別魚(Babel fish)耳塞

《圣經(jīng)·舊約·創(chuàng)世記》第11章記載顷歌,人類本來說的是同一種語言,當(dāng)時人類聯(lián)合起來興建希望能通往天堂的高塔幔睬,被稱為巴別塔眯漩,或者通天塔(Babel Tower);為了懲罰人類并阻止人類的計劃麻顶,上帝讓人類說不同的語言赦抖,使人類相互之間不能溝通,計劃因此失敗辅肾,人類自此各散東西队萤。此事件,為世上出現(xiàn)不同語言和種族提供解釋矫钓。

而在科幻經(jīng)典《銀河系漫游指南》(The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy)中浮禾,描述一種神奇的巴別魚(Babel fish),把它放入耳朵中份汗,能夠讓主角立刻擁有理解不同語言的能力盈电。你注意到嗎?作者使用了同一個詞“Babel”杯活,他隱含的意思呼之欲出匆帚。我雖然沒有看過這部經(jīng)典,但是卻比較熟悉機器貓旁钧,這讓我想起了當(dāng)年無比羨慕的那個萬能翻譯軟糖吸重,特別是學(xué)英語學(xué)郁悶的時候......

技術(shù)的進步正讓幻想變?yōu)楝F(xiàn)實互拾。谷歌的一款名為Pixel Buds的耳塞,真在嘗試使用即時在線翻譯技術(shù)嚎幸,來幫助人類實現(xiàn)更好的溝通颜矿。想象這樣的場景,在一個陽光明媚的下午嫉晶,你和一位英國紳士在愉快的喝著下午茶骑疆。不同尋常的是,你們都帶著這樣的耳塞替废,你說的是中文箍铭,對方說的是英文,而雙方的交流卻沒有任何的障礙椎镣。當(dāng)然現(xiàn)有的技術(shù)的還不能達到這樣理想的程度诈火,但其發(fā)展的速度已足以引起我們強烈的期待。

7. 零碳排放天然氣

深入研究全球變暖問題的人状答,幾乎沒有人再反對全球在變暖這個結(jié)論了冷守。仍然質(zhì)疑的民眾可能會把一些極端天氣,比如XX年一遇的低溫和降雪誤認為是全球變暖的反例惊科。但這些只不過是通過局部的教沾,短時間的,甚至是體感得到的結(jié)論译断。事實上,全球變暖是一個總體長時間的變化或悲。有些地方雖然是短時間里更冷孙咪,但是在全年,全世界范圍還是更熱的巡语。

控制全球變暖的一個最直接的舉措就是控制溫室氣體的排放翎蹈。最近美國退出《巴黎協(xié)定》的事件鬧得沸沸揚揚。雖然美國作為世界第一大國男公,做出了非常不負責(zé)任的決定荤堪,但值得欣慰的是,其他的協(xié)議締約國還是堅定地團結(jié)在一起枢赔,為人類的未來而繼續(xù)努力澄阳。《巴黎協(xié)定》指出踏拜,只有全球盡快實現(xiàn)溫室氣體排放達到峰值碎赢,本世紀下半葉實現(xiàn)溫室氣體凈零排放,才能降低氣候變化給地球帶來的生態(tài)風(fēng)險以及給人類帶來的生存危機速梗。

在美國肮塞,32%的用電量是使用天然氣發(fā)電來提供的襟齿。而單單天然氣發(fā)電的碳排放量就占到整個電力部門碳排放量的30%(更不用說還有很多國家和地區(qū)仍然在使用更低效,碳排放量更高的煤)枕赵。新的工程技術(shù)手段將能夠回收再利用天然氣燃燒過程中產(chǎn)生的碳排放猜欺,從而避免溫室氣體的排放,實現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標拷窜。這將是一項利在千秋的技術(shù)變革开皿。

8. 不斷完善的在線隱私

歐洲剛剛在5月25號生效了史上最嚴的數(shù)據(jù)隱私法案:GDPR(General Data Protection
Regulation)。我們可能都遇到這樣的情況装黑。租房找中介副瀑,提供了電話號碼。幾天之后恋谭,就會收到一堆你要不要貸款糠睡?你需不需要學(xué)英語?之類的不知道從哪個犄角旮旯冒出來的人的打來的推銷電話疚颊。而這種情況當(dāng)然不只是發(fā)生在中國狈孔,歐洲人民也是深受其害,所以就有了這個法案材义。而上面例子中的中介在GDPR的框架內(nèi)將受到重罰均抽,違規(guī)處罰罰款為2230萬美元或者處罰前一個財年全球收入的4%,以較高者為準其掂。

法規(guī)的限制為技術(shù)發(fā)展套上了緊箍咒油挥,但束縛也經(jīng)常能促進創(chuàng)新的發(fā)展。一種基于區(qū)塊鏈的隱私保護系統(tǒng)將為防止隱私泄露保駕護航款熬。這要歸功于一種新的工具深寥。這種工具被稱為零知識證明,這將意味著在不泄露你出生日期的前提下贤牛,判斷你已年滿18歲惋鹅,或者證明你在銀行里有足夠的錢可供金融交易,而不會透露你的余額或其他細節(jié)殉簸。這就限制了隱私泄露或身份盜竊的風(fēng)險闰集。

9. 遺傳預(yù)測

隨著對基因研究的不斷深化,通過分析基因數(shù)據(jù)般卑,科學(xué)家擁有了疾病預(yù)測的能力武鲁,比如判斷癌癥的發(fā)病的幾率甚至是人類的智商,而這將開啟潘多拉的魔盒蝠检。如果分析一個人的基因表明洞坑,TA罹患癌癥的幾率高于常人,是否保險公司應(yīng)該拒絕向其提供保險服務(wù)呢蝇率?如果分析一個人的基因表明迟杂,其智商水平普通刽沾,公司是否就應(yīng)該拒絕向其提供工作機會,或者給與較低的工資待遇排拷?而我們又將如何保證社會的公平性呢侧漓?

進一步推演,基因預(yù)測的實現(xiàn)监氢,必將進一步刺激基因編輯技術(shù)的發(fā)展布蔗。而最近形成突破的基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9已經(jīng)讓人類進入了神之領(lǐng)域。雖然最初的設(shè)想是治療疾病浪腐,但是就像當(dāng)初發(fā)明了原子彈一樣纵揍,技術(shù)的發(fā)展的路線往往有違初心。一方面议街,通過修改基因泽谨,讓我們變得更強壯,健康特漩,更符合大眾的審美吧雹。另一方面,在較小的時間跨度上涂身,我們無法完全掌握修改基因可能造成的潛在危險雄卷,短視的基因修改可能隱藏著致命的長期隱患。同時蛤售,對美好事物的同質(zhì)化需求丁鹉,很可能會破壞生命的多樣性,而生命多樣性在進化中起到至關(guān)重要的作用悴能,這也將人類物種生存置于危險的境地揣钦。

10. 材料的量子躍遷

可能很難想象,現(xiàn)今最強大的傳統(tǒng)計算機(相對于量子計算機而言)也無法模擬最簡單的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)搜骡。即使是在一個相對簡單的分子中嘗試模擬電子運動,運算的復(fù)雜性都已經(jīng)遠遠超出當(dāng)今計算機的能力佑女。而利用IBM研制的7個量子比特位的量子計算機记靡,哈佛大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)成功的模擬出一個簡單的分子結(jié)構(gòu)。

而量子計算機的發(fā)展也是突飛猛進团驱。2017年底摸吠,IBM向外宣布,成功地創(chuàng)造了50個量子比特位的量子計算機的原型嚎花,標志著量子霸權(quán)的形成(到達50個量子比特寸痢,在某些問題上,量子計算機的計算能力將超過目前最強大的傳統(tǒng)計算機)紊选。而今年早些時候啼止,Google把邊界推進到了72量子比特道逗,樹立了新的量子霸權(quán)。

你可能要問献烦,那又如何滓窍?

這就意味著科學(xué)家能夠使用量子計算機來設(shè)計和模擬全新的材料,并定制其屬性參數(shù)巩那。這將大大的提高科學(xué)家探測的效率吏夯,很有可能創(chuàng)造出很多神奇的材料,比如更高效的太陽能電池即横,更好的催化劑來創(chuàng)造清潔能源以及更有效的作用于人體的藥物噪生。

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