一、未来15年五大技术将彻底改变我们的生活

近日《福布斯》撰文展望了未来15年影响世界的主要五大技术，它们是新型计算机架构、基因组学、纳米技术、储能技术以及机器人技术。文章指出，随着这些技术相辅相成，共同发展，人类将开始掌控物理世界。

回望十五年前，那时的世界互联网普及率还仅仅只有5%，网络速度也非常缓慢，而目前已经发展到了50%；那时手机已经普及，但仅限于打电话发短信，智能手机的普及还很遥远；谷歌还仅仅是一家初创企业。

即便能够上网，也仅仅是收发电子邮件或提供一些基本信息服务。视频网站YouTube刚刚诞生五年时间，人们还不知道电子商务是一个可行的商业模式。许多人还不认为亚马逊能够生存下去。社会化媒体还尚未普及。

从那时开始，科学技术的进展令人难以置信。展望未来15年，科技的发展变化会更加让人匪夷所思。过去15年，技术的发展主要限于虚拟世界；而到2030年，我们将看到技术对物理世界产生的变革。

1.新的计算机架构

1965年戈登·摩尔（Gordon Moore）提出了著名的摩尔定律，预测芯片处理速度每18个月便会翻番。

50年来，工程师们在不断力践着芯片行业的这条发展定律。然而现在，摩尔定律行将终结，人们还在试图通过3D堆叠以及FPGA芯片技术延续定律的生命周期，但其效果有限。如若从根本上延续芯片行业的发展速度，我们需要开发新的计算机架构。

其中之一是量子计算，使用量子力学中的重叠以及缠结效应，开发出性能百万倍于现在的计算机芯片。其二是开发模仿人脑的神经学芯片，其运行处理速度将比现有的计算机快上数十亿倍。

这两种新型计算机实现商业化还需要数年时间，但目前已经有相应的工作原型。最早在十年之内，我们就可以看到这些新架构将完全改变电脑行业。

2.基因组学

2003年人类基因组首次被解码，其相关开支超过30亿美元。到2030年，人类基因组测序技术将日趋完善，成本也将低于100美元。

目前，我们已经将基因组学应用于癌症治疗等医疗领域，通过患者的基因构成来治疗乳腺癌等病症。到2030年，基因组学将与免疫疗法相结合，通过激发人类自身免疫来抗击癌症，使得癌症成为可治愈的疾病。

3.纳米技术

早在1959年，物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）提出了纳米技术的概念——在原子级别实现材料生产——当时这听起来无疑是科幻小说。而现在这已经成为现实，诸如石墨烯以及量子点为人类打开了新材料的大门。

未来纳米技术的应用更是不胜枚举。但目前在分子水平上实现新材料依旧处于起步阶段。但到2030年，我们能够以今天下载软件一样普及的方式下载新型物理材料的新设计。

此外，根据费曼的设想，相关技术还将产生纳米级药物。医生将通过比人类头发宽度更小的设备对单个病变细胞进行治疗，使得医疗效果更为有效。

到2030年，纳米机器人将能够直接进入血液寻找病变细胞、病原体或对特定细胞进行修复。

4.储能技术

在过去的40年中，储能技术在不断进步。

1970年，锂离子电池面世，相应的储能密度以及成本都在不断上升，看看你的笔记本电脑，电池甚至占到了重量和体积的90%。

进入智能手机时代以来，移动设备的革命化推动了电池技术向体积更小成本更低的方向发展。然而正如芯片行业的摩尔定律一样，目前锂离子电池已经接近了技术饿理论极限。

研究人员正在努力寻求替代技术，美国Argonne National Laboratory实验室的研究人员正在着手打造新一代电池技术，其容量将是现有锂离子电池的五倍，同时成本仅仅是现有的五分之一。

5.机器人技术

机器人技术是另一个快速发展的技术领域。在过去，几乎所有的机器人都被应用于重工业，为保证安全其往往远离人类作业。而现在，无论是在战场还是在工厂，机器人开始与人类并肩工作。

到2030年，机器人将会在日常生活中发挥更大作用。新一代机器人将采用纳米材料，重量更轻，也更为坚固；配置性能强大的神经学芯片，运行先进的深度学习算法，能够以自然的方式与人类互动。

过去的15年，很大程度上由数字技术的发展来定义。而未来的15年，将是各种技术的深度融合。

2018年，我们已经掌控了信息化的虚拟世界。而到2030年，我们将开始掌控物理世界。

二、改变生活的八大黑科技

人工智能的突飞猛进，生物科学技术的不断革新，交通通信技术的颠覆式发展。这些科技，让人们的生活变得更智能、更有趣、更美好。

1.AR

AR，简单来说，就是全息投影，即增强现实，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。因此颇受大众瞩目，如果你亲自体验过增强现实，才会感觉到它无限的魅力所在。

2.360度摄影

你想像一下，在你面前放置一个三脚架或者自拍杆，然后上面放着一个特殊的相机，就能给你拍摄一个360无死角全景照片或视频。

3.无人驾驶技术

科技对人类生活产生的最大影响，衣、食、住、行是四个最为基础和重要的方面，而无人驾驶技术则为人们的生活带来众多的改变。它对改善城市的交通拥堵、提高空气质量、挽救生命、解决酒驾问题等，有着现实意义。

令人兴奋的是，作为国内无人车的领军企业，百度在该领域进展神速，其研发的无人驾驶汽车在国际通用KITTI数据集车辆检测准确率达到92.65%，位列世界第一。

截止到2016年11月底，百度自动驾驶技术专利申请数量达到605项，包括无人车的智能感知与控制、智能检测与定位、高精地图等国际领先技术。按照规划，百度将在三年内实现自动驾驶汽车的商用化，2021年实现大规模量产。

4.超级电池

当前移动互联网蓬勃发展。大家看到的常常是通信技术、芯片技术的发展。一个不太为人注意的重要支柱就是电池能力的大幅提高。没有小而高能的电池，移动终端设备只能停留在科幻。电池“能量体积比”存在一个和摩尔定律类似的快速发展规律。

超级电池，将真正让物联网、智能设备、智能生活跳出科幻成为现实。当然，超级电池也会让安全攻击能力、网络战装备出现飞跃。

5.隔空取电技术

不用数据线，直接在空中就能够充电，在现今充电全是有线时代，无疑是个福音，它极大地解放了人们取电的空间限制。

目前，华盛顿大学的研究人员已经将此“想象”变为现实。他们利用周边的无线电信号Wi-Fi，让无电池装置与传统设备(如电脑和智能手机等)连接。他们其中的一项技术，名为无源Wi-Fi(passiveWi-Fi)，正由一家衍生公司JeevaWireless 商业化。《麻省理工科技评论》认为，此项技术是2016的突破性技术。

6.3D打印

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其它领域都有所应用。

7.病毒抗癌技术

癌症，是威胁人类健康的重要杀手。长期以来，科学家们都在积极研发治疗癌症的药物。此前，他们已经知道病毒可以触发免疫系统攻击癌症，然而，改造病毒而不影响人类对病毒的抗体，这花费了大量的时间和精力。不过欣慰的是，这项以毒治毒的方式终于有了进展。

2015年末，皮肤癌治疗产品Imlygic获得美国食品药品管理局(FDA)的批准。其实，Imlygic是一种病毒，存活且具有传染性，它可用于治疗不能经手术完全切除的黑色素瘤病灶，杀死癌细胞。该技术被美国《大众科学》评选为2016年最重要的12项医疗创新之一。

8.VR

VR：一种虚拟现实技术，是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment，简称VE)。虚拟现实技术实现的载体是虚拟现实仿真平台。

三、未来五大科技将改变人类生活

来源：科普时报、悦智网

3月，2018年度世界级科技大会（IBM）在美国拉斯维加斯举行，除了展示目前世界上最小的电子计算机——容纳近100万个晶体管、大小与粗盐粒相仿、运算能力等同于上世纪90年代的x86位计算机，还预测改变人类未来生活的5项新技术，分别是加密锚和区块链技术、格密码技术、人工智能机器人显微镜技术、“零偏见”人工智能技术以及量子计算机技术。

这五项黑科技将怎样改变人类生活呢？让我们来逐一解读。

显微镜网络实时观测水体环境

水是人类生存至关重要的自然资源之一，但据联合国统计，全球目前约有11亿人生活缺水，这一数字还在不断增加。在开源难以解决的情况下，如何监测水域、保证水质便显得尤为重要。各国科学家为了监控各大水体的实施情况、检测水中的特定化学物质和环境条件，在江河湖泊投放了数以万计的传感器，但这仍不能保证获得水体实时基础数据，如传感器偶尔会错过流入水体的入侵物种和新的化学物质。同时这只能针对陆地内的水域，对于覆盖地球表面70%的海洋，传感器仿佛蚍蜉之于大树，更是毫无办法。

IBM正在研制构建小型3D显微镜网络，这一系统监测对象并不是水，而是水中的浮游生物。浮游生物是水体健康的天然检测器，该系统一方面能够通过其行为获得水域的细微变化，另一方面也能为浮游生物自然栖息地的科学研究提供数据。小型自主显微镜不是传统印象中的显微镜的微缩版，它没有镜头，其成像依靠微型芯片，可以捕捉浮游生物在芯片上游动的阴影，生成生物样本。

目前，该小型自主显微镜可以在水中识别不同浮游生物物种并跟踪其三维运动，这些数据能够有效帮助研究人员应对从温度到石油泄漏等造成的水体变化，借此可以轻松预测相应灾害如赤潮等。

人工智能助力客观决策

在大多数人眼中，智能机器人总是机械式的甚至是冷冰冰的，能够客观、公正、冷静地判断、处理各色事务，并可以基于真相地学习外界内容。

但事实上，智能机器人也有人类的“情感”。此前，美国研发的一款颜值测评软件。人们使用后普遍发现，它对白种人测评分数更高，亚洲面孔分数偏低，黑色肤色甚至无法识别，引发了对软件是否存在种族歧视的讨论和抨击。另一个聊天机器人Tay拥有在同人类交互中学习的能力，在微软将其上线不到24小时内，便因为社区用户在同它交互过程中不断表达歧视性言论，最终变成一个攻击性极强的种族主义者而被微软关闭。再一个便是人们经常浏览的微博，微博智能推送并不会将用户关注列表中的每日更新按照时间线逐一排列，而是更倾向于将用户喜欢的内容优先推送。

IBM 正在研发一种方法来减少训练数据集中可能存在的偏见，这样利用该数据集进行学习的AI 算法就能尽量保持公平。IBM科学家还设计了一种方法来测试 AI 系统，即使没有训练数据也可以使用。这项研究提议设立一个独立的偏见评分系统来确定AI系统的公平性。AI的最终用户能根据每个系统的偏见水平来确定它的可信度。

这样一个“零偏见”人工智能系统可以帮助人类指出偏向性，从而让我们采取更公正或平等的观点，同时在认识到偏见和向人工智能系统教授人类共同价值观后有可能进一步改善自己。

全新一代抗量子加密技术

从实体到电子数据流，实时的数据交互给人类的生产、生活带来极大便利同时，也为非法窃取信息的黑客提供了方便之门。

有项统计显示，2016年有超过40亿条数据被非法盗取，每条数据的保险费估价在158美元左右。而日前发布的《中国互联网站发展状况及其安全报告（2018）》显示，2017年我国境内被篡改的网站数量为20111个（去重后），较2016年增长20.0%。在网站漏洞方面，高危漏洞数量占比显著增加，已达到新增漏洞的35.2%。同时，网站安全受境外安全风险影响的程度正在逐渐升高IBM研究人员正在开发一种新的加密方法，该方法建立在称为网格加密的基础架构之上，该架构将数据隐藏在称为格的复杂数学问题（代数结构）中，不仅可以阻止未来的量子计算机，也是另一种被称为全同态加密（FHE）的加密技术的基础，允许在不解密数据的情况下对数据进行分析和访问，解决了信息在解密阶段被黑客获取的问题。例如，消费者信用报告机构可以在不解密个人数据的情况下分析和产生信用评分。初级保健医生可以与专家，实验室或基因组学研究人员和制药公司共享患者医疗记录，使每一方都能够访问相关数据，而无需透露患者的身份。

数字指纹破解假冒伪劣

自比特币产生以来，经历了跌宕起伏式发展，今天已成为不可忽视的经济新体系，其依赖的技术便是区块链。从1.0到3.0，区块链技术逐渐应用到各个行业中，日益成为最热门的科学概念和投资概念。

区块链是基于网络的数据库存储系统，通俗地讲便是分布式的公共账本。它有别于传统依据中心思想构建起来的体系，最显著的特点是“去中心”。运用区块链可使传统网络购物流程大大简化、避免第三方平台的中介：顾客选定商品、提交订单，钱款进入商家账户，向全区块播报信息；商家处理订单、发货，向全区块播报信息；顾客确认收货，向全区块播报，交易完成。交易中的所有信息将被区块链的每一个节点验证、记录、监督，避免了流程中的信息造假。

据统计，假冒伪劣产品每年使全球经济损失超过6000亿美元，甚至在部分国家的医药领域，70%以上高效药物都是假药。区块链技术引入后，由多个国家的数十个供应商组成的区块链，可以保证在任何环节假冒伪劣产品都无法进入产品流通渠道。但是区块链无法防止源头性造假，这就需要加密锚技术的帮助。加密锚则是一种防篡改数字指纹技术，可以嵌入到产品或者产品的某一部分内，通过加密锚和区块链的结合可以对产品进行溯源性真伪验证，避免假冒伪劣带来的高昂损失。

量子计算机将成主流

IBM认为，随着人们对量子技术的不断深入了解，未来五年量子计算机将走出实验室，并触及每个行业和领域，解决曾经无法解决的难题。目前，IBM已经通过量子计算机成功模拟出氢化铍(BeH2) 中的原子键合，这是通过量子计算机模拟出来的最复杂的分子。

人们当下使用的计算机被称为经典计算机，同一时间只能进行0或者1的运算，而量子计算机能依据量子逻辑同时处于0和1两种状态，拥有更强的计算能力。传统经典计算机虽然创造了诸多惊人且伟大的东西，但仍有诸多问题无法快速解决，这些问题通常涉及到较庞大的变量，如大规模优化或者化学模拟。量子计算机便可完美破解这一问题。

传统计算机的信息量单位是“比特”，量子计算机为“量子比特”。一台50量子比特的量子计算机，在特定问题上的计算能力可以超过目前世界上计算能力最强的“神威·太湖之光”。

 (编辑：未平) 

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