人類開始掌控物理世界？未來15年的五大技術變革

知識 08-13

網易科技訊8月13日消息，據國外媒體報道，今日《福布斯》撰文展望了未來15年影響世界的主要五大技術，它們是新型計算機架構、基因組學、納米技術、儲能技術以及機器人技術。文章指出，隨著這些技術相輔相成，共同發展，人類將開始掌控物理世界。

回望十五年前，2001年的世界互聯網普及率還僅僅只有5%，網路速度也非常緩慢，而目前已經發展到了50%；那時手機已經普及，但僅限於打電話發簡訊，智能手機的普及還很遙遠；谷歌還僅僅是一家初創企業。

即便能夠上網，也僅僅是收發電子郵件或提供一些基本信息服務。視頻網站YouTube剛剛誕生五年時間，人們還不知道電子商務是一個可行的商業模式。許多人還不認為亞馬遜能夠生存下去。社會化媒體還尚未普及。

從那時開始，科學技術的進展令人難以置信。展望未來15年，科技的發展變化會更加讓人匪夷所思。過去15年，技術的發展主要限於虛擬世界；而到2030年，我們將看到技術對物理世界產生的變革。

1.新的計算機架構

1965年戈登·摩爾（Gordon Moore）提出了著名的摩爾定律，預測晶元處理速度每18個月便會翻番。50年來，工程師們在不斷力踐著晶元行業的這條發展定律。然而現在，摩爾定律行將終結，人們還在試圖通過3D堆疊以及FPGA晶元技術延續定律的生命周期，但其效果有限。如若從根本上延續晶元行業的發展速度，我們需要開發新的計算機架構。

其中之一是量子計算，使用量子力學中的重疊以及纏結效應，開發出性能百萬倍於現在的計算機晶元；其二是開發模仿人腦的神經學晶元，其運行處理速度將比現有的計算機快上數十億倍。

這兩種新型計算機實現商業化還需要數年時間，但目前已經有相應的工作原型。最早在十年之內，我們就可以看到這些新架構將完全改變電腦行業。

2.基因組學

2003年人類基因組首次被解碼，其相關開支超過30億美元。到2030年，人類基因組測序技術將日趨完善，成本也將低於100美元。

目前，我們已經將基因組學應用於癌症治療等醫療領域，通過患者的基因構成來治療乳腺癌等病症。到2030年，基因組學將與免疫療法相結合，通過激發人類自身免疫來抗擊癌症，使得癌症成為可治癒的疾病。

此外，名為CRISPR的基因組技術，能夠讓工程師對基因實現精確編組，在細胞工廠中合成各種功能的有機體。譬如在細菌和微生物中插入合適的基因組，甚至能夠讓其生成塑料等物質。

3.納米技術

早在1959年，物理學家理查德·費曼（Richard Feynman）提出了納米技術的概念——在原子級別實現材料生產——當時這聽起來無疑是科幻小說。而現在這已經成為現實，諸如石墨烯以及量子點為人類打開了新材料的大門。

未來納米技術的應用更是不勝枚舉。但目前在分子水平上實現新材料依舊處於起步階段。但到2030年，我們能夠以今天下載軟體一樣普及的方式下載新型物理材料的新設計。

此外，根據費曼的設想，相關技術還將產生納米級藥物。醫生將通過比人類頭髮寬度更小的設備對單個病變細胞進行治療，使得醫療效果更為有效。

到2030年，納米機器人將能夠直接進入血液尋找病變細胞、病原體或對特定細胞進行修復。

4.儲能技術

在過去的40年中，儲能技術在不斷進步。1970年，鋰離子電池面世，相應的儲能密度以及成本都在不斷上升，看看你的筆記本電腦，電池甚至佔到了重量和體積的90%。進入智能手機時代以來，移動設備的革命化推動了電池技術向體積更小成本更低的方向發展。然而正如晶元行業的摩爾定律一樣，目前鋰離子電池已經接近了技術餓理論極限。研究人員正在努力尋求替代技術，美國Argonne National Laboratory實驗室的研究人員正在著手打造新一代電池技術，其容量將是現有鋰離子電池的五倍，同時成本僅僅是現有的五分之一。

5.機器人技術

機器人技術是另一個快速發展的技術領域。在過去，幾乎所有的機器人都被應用於重工業，為保證安全其往往遠離人類作業。而現在，無論是在戰場還是在工廠，機器人開始與人類並肩工作。

到2030年，機器人將會在日常生活中發揮更大作用。新一代機器人將採用納米材料，重量更輕，也更為堅固；配置性能強大的神經學晶元，運行先進的深度學習演算法，能夠以自然的方式與人類互動。

過去的15年，很大程度上由數字技術的發展來定義。而未來的15年，將是各種技術的深度融合。

性能更為強大的計算機架構將為人類在基因組以及分子級別的工作創造條件，最終開發出智能機器。新的能源，以及新的儲能技術，將使得這些技術更為使用、安全、高效。

2016年，我們已經掌控了信息化的虛擬世界。而到2030年，我們將開始掌控物理世界。（晗冰）

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