《麻省理工科技評論》：2017年十大突破性技術
原創 2017-09-20 今日乾貨分享
讀後感/ 科技之巔
《麻省理工科技評論》的10大突破性技術已經評了17年。每年10項，迄今也已經盤點了100多項科技突破。2001年剛經歷20世紀末的互聯網泡沫破滅，2017年則正好見證了2016年人工智慧的狂飆突進。每年入選的項目連綴在一起，就構成了近20年科技突破的具象圖景。
科技突破是艱難的，既需要皓首窮經的耐心，也需要光彩奪目的天分。但是更艱難的，是針對科技突破對於人類的影響做好政治、經濟、社會等全方面的調整跟進，因為這需要的是從頂層設計到福斯認同的複雜工程。對科技的期望總是讓人充滿陽光，但是科技的後果卻並非陽光普照。當我們處在科學革命的大潮中，往往過於樂觀和熱忱；等到變革席捲了我們，才有人開始反思科技的兩面性，意識到其他方面的滯後所帶來的頭重腳輕的危險。很多時候，對於科技突破的頌揚往往出自對科技的一知半解。所以我們要時刻留心自己葉公好龍的心理，真正去理解科技的影響，將每年的科技盤點作為未來預案的素材。
因為歷史，總是在於事無補時，才給我們最深刻的啟示。
1.360° 自拍
突破技術
商品型360°全景相機，能保存更加真實的景象與故事
重要意義
我們如今所有的照片和影片的形式將得到改變
技術成熟期
現在
主要研究者
-理光（Ricoh）
-三星（Samsung）
-360Fly
-JKImaging（柯達Pixpro相機的製造廠商）
-ICReal Tech（ALLie相機的製造廠商）
-Humaneyes Technologies（全景相機Vuze的製造廠商）
能拍攝球狀影像的全景相機已經變得很廉價，新的攝影時代即將來臨。
360°全景相機與手機聯動的強大功能也是其設計別具匠心的一點，用戶能夠十分方便地在手機端進行取景、拍攝、修圖、發布照片影片，甚至直接與網路直播平台相連進行實時直播。與其說這是一款專業或特種的相機，不如將其歸類為手機端的外設或是虛擬現實技術的重要組成部分。在智能手機席捲全球之後，在虛擬現實的風潮正在掀起的同時，依託這兩者的360°全景相機是否能借力上位呢？
2.基因療法2.0
突破技術
美國即將批准首個基因治療技術，更多的基因療法正處於開發與批准的進程中。
重要意義
很多疾病都是由單個基因突變導致的，新型的基因療法能夠徹底治癒這些疾病。
技術成熟期
現在
主要研究者
-Spark Therapeutics
-Bio Marin
-Blue Bird Bio
-Uni Qure
-Gen Sight Biologics
基因治療是人類醫療史上偉大的革命，因為它向最困難、最致命而且還有可能貽害後代的一大類疾病發起了有效的衝擊。雖然真正進入市場發揮治療作用的基因療法仍然屈指可數，但是已經獲得了初步的成功。
DNA承載著生命的密碼，使得物種得以延續。如果說DNA的發現讓人類能夠讀懂「上帝的密碼本」，那麼基因治療是人類開始根據這個神奇的密碼本將錯誤的編碼修正。從廣義上來講，所有在DNA水平所採取的治療手段都可以稱為基因治療，可以是體內對個人的基因進行糾正、置換、增補、失活，也可以是體外引入外源的具有正常基因的細胞，甚至可以重編碼患者的免疫細胞，使得其具備針對性的防禦功能。目前，基因治療技術已在治療腫瘤、罕見病等領域取得了可喜的進展，雖然目前還沒有廣泛應用於臨床，但各界人士都開始相信並期待基因治療技術可以從根源上去修正一些遺傳缺陷，甚至可以賦予生命一些新的能力。基因治療技術能夠登上2017年《麻省理工科技評論》10大突破性技術榜單也恰恰證實了這一點。
但是挑戰依然存在。基因治療技術涉及多層次多領域，我們看到目前在療效的考場上交上的最好成績單的幾類疾病都是單基因病，原因是單基因病的遺傳缺陷明確而單一；而對於那些多基因調控的複雜疾病的認知還不足，即便有了很好的對基因進行操作的技術，卻無用武之地。DNA的變異是無意識的，絕大部分變異並不與疾病相關，在上游從海量的突變中找到真正與疾病和表型相關的部分也是至關重要的一環。而下游基因治療技術本身也存在著很多關鍵的技術難題，有待突破。外圍的資本和監管也與基因治療的推進和發展密切相關，美國Spark公司在2017年有一項針對罕見病的基因治療技術有望獲得FDA批准，而在我國紅紅火火的精準醫療市場上，大部分企業都在上游。基因治療技術的開發和獲益的周期長，風險大，資本市場的觀望和目前監管的不健全都在一定程度上限制了技術的發展和應用。
我們看到基因治療已經向世界展現了可行性，市場和患者的需求也十分強烈，基因治療技術一定會給人類打開一扇全新的大門。這是一個了不起的時代，我們從未如此接近生命的密碼。相信隨著身處其中的各界人士的共同努力，中國的相關研究和應用也會穩步前進。
3.太陽能熱光伏電池
突破技術
一種可以讓太陽能電池效率翻倍的技術。
重要意義
這項新設計可能會催生出在日落後依然可以工作的廉價的太陽能發電技術。
技術成熟期
10～15年
主要研究者
-大衛·畢爾曼（David Bierman）、馬林·索爾賈希克（Marin Soljacic）、艾芙琳·王（Evelyn Wang），麻省理工學院
-弗拉基米爾·沙拉耶夫（Vladimir Shalaev），普渡大學
新的太陽能裝置通過將熱量轉換為聚焦的光束，可以產生便宜且持續的電力供應。
太陽能光伏電池已經發展了許多年，近些年的發展形勢更是突飛勐進。在發展形勢最好的德國，太陽能發電已經可以超過總發電量的50%［1］，而現在全球發展速度最快、裝機容量最高的中國市場，太陽能實際發電量也已經超過了1%［2］。然而，在繁榮的背後，光伏組件的效率越來越接近其無法被突破的理論極限，不穩定的光伏發電也給電網帶來了嚴重的問題，「棄光」（明明可以發電，卻因電網無法承受而不得不放棄）現象頻頻發生。太陽能能否成為未來人類能源供應的主要形式，進而為人類爭取一個清潔、永續的發展未來，成了未知數。不過，來自麻省理工學院的一個研究小組為這些難題給出了一個了不起的解決方案。
與常規太陽能光伏電池直接把光轉化為電不同，麻省理工學院副教授艾芙琳 · 王（Evelyn Wang）領導的這個團隊設計了一種創新性的裝置，可以先把太陽光轉化為熱量，再把熱量變回特定波長的光，而這種特定波長的光的波長几乎可以全部被光伏電池利用。這項名為「太陽能熱光伏電池」的技術第一次超過了常規光伏電池的效率，為太陽能發電效率突破光伏電池理論極限甚至翻倍提供了可能。更難能可貴的是，由於利用太陽光之前先把光能轉換為了熱量，而熱量是可以被儲存的，使得太陽能熱光伏電池在陰雨天與夜間也可以發電。因而，這一技術的突破有望實現高效、穩定、持續、廉價的太陽能電力供應。
4.細胞圖譜
突破技術
這是人體中各種細胞類型的完全目錄。
重要意義
超精確的人類生理學模型將加速新葯的研發與試驗。
技術成熟期
5年
主要研究者
-布羅德研究所（Broad Institute）
-桑格研究所（Sanger Institute）
-陳-扎克伯格的Biohub（Chan Zuckerberg Biohub）
當你凝視腳下的方寸土地，是否曾經好奇過生命的起源？鷹擊長空，魚翔淺底，萬類霜天競自由，這一切都源於35億年前混沌海洋中的生命微光。當時的地球表面遍布著頻繁活動的火山，向外不斷地噴吐出火山灰和岩漿；空氣中的一氧化碳和氫氣在電離子風暴的作用下形成了簡單的有機物，這些物質在原始海洋中不斷地堆積，在洪荒之初發生了複雜的化學反應，構成了生物大分子，逐漸演變成最初的生命。
昔日原始海洋中的滄海一粟，是如何變成今日的勃勃生機的呢？通過化石記錄的證據，我們可以確定生命起源於35億年前的原核細胞生物。在生命出現後的最初的15億年間，原核細胞是唯一的生命形式，它們個體渺小但數量巨大，有些通過光合作用產生氧氣，徹頭徹尾地改變了地球的模樣。原核細胞並沒有細胞核，構成其核物質的是直接與細胞質接觸的單個染色體。我們熟悉的藍藻、各類細菌都是原核生物，構成這種古老生命形式的原核細胞，依舊滲透在我們生活的每一個部分。
大約在21億年前，原始海洋中的有機物逐漸被消耗殆盡，大氣中積攢了部分原核生物通過光合作用產生的氧氣，原始海洋中逐漸演化出真核細胞。與原核細胞不同的是，真核細胞的內部具有核膜包被的細胞核。最初的真核細胞是單細胞的真核生物，又叫原生動物，僅一個小小的細胞就具有完整的生命代謝體系。後來，細胞之間產生了分工與合作，不同的細胞各司其職，進化出了多細胞生物。植物、動物、真菌等均屬於多細胞的真核生物。
與細胞的漫長進化史相比，人類在地球上生活的時間可謂流光瞬息。儘管我們使用高級的工具改變了地球的環境，創建了發達的文明，但人類的本質是一種靈長目人科人屬的直立行走物種。人類是多細胞生物，人體內的細胞之間相互協作，通過發生驚人的化學反應，使我們的生命得以延續。
而我們在很長的一段時間內，對此一無所知。
5.自動駕駛貨車
突破技術
可以在高速公路上自動駕駛的長途貨車。
重要意義
這項技術的發展將幫助貨車司機更高效地完成運輸任務。但這一崗位的薪酬可能會因此下降，貨車司機最終也將失業。
技術成熟期
5～10年
主要研究者
-Otto
-沃爾沃
-戴姆勒（Daimler AG）
-皮特比爾特（Peterbilt）
-百度
未來，自動駕駛貨車將在高速上與其他車輛並駕齊驅。那麼，美國的170萬名貨車司機將何去何從？
近年來，自動駕駛貨車產業得到了迅勐發展。使用這種貨車運送物資安全、節能，並能節省很多司機成本，有望在未來徹底顛覆傳統運輸產業。但技術往往是一把雙刃劍：這一技術的發展將會帶來一系列道德和倫理上的問題，政府和公眾也因此對該技術保持警惕。
在美國的得克薩斯州，貨車司機歐曼·馬格里耶夫（Oman Mugriyev）正駕駛著18輪長途大貨車在雙向高速公路上平穩行駛。這時，對面的一輛汽車不知為何駛入了他所在的車道，朝他沖了過來。馬格里耶夫的右邊是溝，左邊行駛著很多車輛，無法躲閃的他只得緊急剎車並連續按喇叭。這位司機事後回憶道：「開車教練曾經對我說，開車的第一要素就是不要傷到他人。」
遺憾的是，這輛偏離正軌的汽車最終還是和貨車的前部相撞了——貨車的前軸徹底損壞，汽車緊緊地卡在了貨車上，馬格里耶夫最終費了九牛二虎之力才將失控的貨車穩住。這時候馬格里耶夫發現，汽車上的司機已經喪生了。這場事故不禁讓我們想到，比起人，自動駕駛汽車能在危機關頭做出更好的選擇嗎？還是說，會出現更糟糕的情況？如今，已經有好幾家公司正在測試自動駕駛貨車，在未來的幾年內我們有望找到問題的答案。
儘管還有很多技術難題沒有解決，但支持者認為自動駕駛貨車更安全、成本更低廉。「自動駕駛貨車常常比我自己的開車技術要好。」從業40年的貨車司機格雷格·墨菲（Greg Murphy）說。他現在是自動駕駛公司Otto的備用司機，在對自動駕駛貨車的測試中，他負責在車輛出錯時予以糾正。
乍一看，自動駕駛貨車所面臨的機遇和挑戰與一般的自動駕駛汽車沒有什麼不同，然而事實遠非如此——貨車不僅僅是「加長版」的汽車這麼簡單。使用自動駕駛貨車在經濟上的合理性可能更甚於普通的自動駕駛汽車。
6.刷臉支付
突破技術
人臉識別技術如今已經十分精確，可以被網路交易以及相關領域所應用。
重要意義
該技術提供了一種安全且快捷的支付方式，但是也許存在隱私問題。
技術成熟期
現在
主要研究者
- Face++
- 百度
- 阿里巴巴
-騰訊優圖
得益於網路支付平台的興起，現在的支付方式已經變得越來越便捷，特別是手機端的支付寶和微信支付，讓手機成為另一個可以傍身的錢包。在吃完飯準備買單時，或是在超市買完東西付賬時，店家刷一下消費者手機中的二維碼，消費者輸入密碼確認轉賬信息後，就可以將錢付給店家。支付過程只不過幾秒鐘，是不是很方便？但是在方便的同時，我們也在擔心密碼的安全級別，誰也不希望別人不經過自己的同意就從自己的錢包裡面掏錢吧。所以除了增加密碼的複雜度，指紋識別等生物識別技術也出現在網路支付環節中。因為生物識別技術的識別對象往往具有個體差異性，比如指紋、虹膜甚至聲波都是每個人特有的，如此一來就能夠保證支付的安全性，遠比單純由數字和字母組成的密碼要安全。另外，手機端支付的指紋識別也在實際應用中將支付行為進一步簡化。相信大家都或多或少地使用過指紋識別進行支付，或者解鎖手機鎖屏。這已經不是一項新技術了，投入市場應用已經有幾年的時間了，的確改變了我們的支付行為。而隨著近幾年人工智慧技術的興起，又一項生物識別技術也達到了相當精確的程度，並融入到網路支付中，這就是「刷臉支付」，就像阿里巴巴CEO馬雲在2015年的漢諾威消費電子、信息及通信博覽會上展示的一樣。這項嶄新的支付認證技術由螞蟻金服與Face++ Financial合作研發，在購物後的支付認證階段通過掃臉取代傳統密碼。
那麼你也許會擔憂，人臉識別精確嗎？人臉識別技術發展了這麼多年，也只是作為計算機端的登錄工具，現在作為金融服務的支付密匙能提供相對應的安全性嗎？答案是肯定的。螞蟻金服與Face++合作開發的人臉識別機器人在電視節目《最強大腦》中與人類同台競技，就人臉識別能力進行PK，最終的結果是機器人以2∶1戰勝了人類代表「水哥」王昱珩。可見其準確度已經超越了大部分人類。
7.用型量子計算機
突破技術
製造出穩定的量子比特。比特是傳統計算機中的信息單位，而量子比特是量子計算機的信息單位。
重要意義
在運行人工智慧程序以及處理複雜的模擬和規劃問題時，量子計算機的速度可能是傳統計算機的指數倍，而量子計算機甚至能製造出無法破解的密碼。
技術成熟期
4～5年
主要研究者
- 荷蘭量子技術研究所QuTech
- 英特爾
-微軟
-谷歌
-IBM
量子通信衛星「墨子號」的成功發射，在全世界範圍內再次掀起了一股量子信息研究的熱潮。量子信息是以量子物理學為基礎的新一代信息科學技術，它包含兩個方面：一方面是信息的傳輸，即量子通信；另一方面是信息的處理，即量子計算。量子通信屬於量子信息領域中最先實用化和產業化的方向，「墨子號」就是量子通信實用化的典範。相比之下，目前的量子計算就像一頭蹣跚學步的小獅子，要想成為真正的百獸之王，它還有很長的一段路要走。但是，千萬別輕視這個小生命，假以時日，它必將震撼世界。
8.神奇的「量子計算」
量子計算的潛力到底有多大？打個比方，如果把量子計算機的運算速度比作長征五號運載火箭的話，那麼今天的超級計算機的速度只能是一輛摩拜單車。
按照中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心張文卓的話說：「如果一台量子計算機的單次運算速度達到目前民用計算機 CPU 的級別，那麼一台 64 位量子計算機的速度將是目前世界上最快的『天河二號』超級計算機的545 萬億倍。」換句話說，如果按照這樣的運算速度求解一個數億變數的方程組，「天河二號」需要 100 年，而萬億次的量子計算機理論上只需要0.01秒。
9.治癒癱瘓
突破技術
無線腦——體電子元件可繞過神經系統的損傷來實現運動。
重要意義
全球有數百萬人被癱瘓所折磨，無時無刻都渴望著擺脫疾病的困擾。
技術成熟期
10～15年
主要研究者
-洛桑聯邦理工學院（EPFL）
-韋斯生物和神經工程中心（Wyss Institute at Harvard）
-匹茲堡大學（University of Pittsburgh）
-凱斯西儲大學（Case Western Reserve University）
10.殭屍物聯網
突破技術
可以感染並控制攝像頭、監視器以及其他消費類電子產品的惡意軟體，可造成大規模的網路癱瘓。
重要意義
基於這種惡意軟體的殭屍網路對互聯網的破壞能力將會越來越大，也將越來越難以阻止。
技術成熟期
現在
主要研究者
-Mirai殭屍網路軟體的創造者
-任何使網路有安全隱患的人——其中有你嗎？
這是黑客史上新的一頁。
2016年10月21日清晨的美國東海岸，平靜得就像人們以往生活中的任何一天。上班族們像往常一樣從睡夢中醒來，像往常一樣吃過早飯，像往常一樣拖著仍有倦意的身體前往辦公室，像往常一樣打開計算機，卻驚訝地發現自己往常使用的網站大大咧咧地顯示著「無法訪問」。而還打著瞌睡、一臉懵懂的白領們中，大概很少有人意識到自己正在經歷一場世界級的大規模網路癱瘓，而即使是少部分意識到發生了什麼事的人，也絕對無法想像這次可能創紀錄的網路癱瘓所造成的巨大後續影響。這一次的黑客攻擊行為是如此劃時代的，完全改變了人們對網路攻擊的現有認識。可以說這次網路癱瘓猶如一個巨大的霓虹燈標語，插進了人類科技史的洪流中，向所有的人宣告著：黑客攻擊的歷史掀開了新的一頁。
今天問題
同學們看了十大科技，你最看好哪個？歡迎在評論區寫下你的看法，和大家一起過過招！
點擊展開全文
TAG:看劇吧 |