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2016 科技之巅 洞见未来

1 纳米飞船 20%光速驶入宇宙深处

茫茫宇宙里,数千只宇宙飞船组织的一只舰队,以20%的光速,扬帆向间隔太阳系近来的恒星半人马座阿尔法星进发,并回传图像。想想,真是件蔚为壮不雅的场景。

不过,组成这只“巨无霸”舰队的都是小个子。它们是直径约10厘米、重几克的新型“纳米飞船”。4月12日,俄罗斯亿万大亨尤里·米尔纳和闻名科学家斯蒂芬·霍金发布,将联袂启动又一个1亿美元的项目——“冲破摄星”计划(Breakthrough Starshot),旨在研制这种“纳米飞船”,将它们送往太空。

项目团队的设想是,使用传统火箭发射母体太空船,将数千个配备太阳帆的“纳米飞船”带往地球的高空轨道。随后,飞船开帆,一个长约1公里的光束枪发射高机能激光,在数分钟内将“纳米飞船”加速到20%的光速,驱动其飞向目标。

“纳米飞船”颠末约20年飞行后,将到达间隔太阳系近来的恒星——半人马座阿尔法星,传回在其内拍摄的行星图像。

天文学家们觉得,半人马座阿尔法星的“宜居带”内可能存在类似地球的行星。但其距地球约40万亿公里,纵然乘坐本日最快的太空船,飞抵那儿也需3万年。米尔纳说:“55年前的4月12日,苏联宇航员尤里·加加林首次进入太空;本日,我们筹备迈出下面的一大年夜步——走向星际空间。”

2 复制大年夜脑 实现数字化永生不老

想要永生不老,无需借助灵丹仙丹。扫描特定个体的大年夜脑,在数字天下里将其复制一件备份,当斯人逝去,开启数字备份,让它在虚拟天下与世长存,这在未来学家看来是可行的。

事实上,扫描复制大年夜脑并非停顿在观点层面。一些相关钻研正在深入进行中,比如日今大年夜阪大年夜学的石黑浩教授钻研组,就致力于使机械人成为某个生物人的复制品。

“复制一小我的大年夜脑,你毋需以单原子的正确度扫描所有地方,然则你的设备最少得捕捉到神经元、突触、神经通报素的种类,以及神经通报素被合成和二次接受的速度,”美国普林斯顿大年夜学生理学和神经科学副教授迈克尔·格拉齐亚诺在《大年夜泰西月刊》上撰文说:“这统统可能吗?弗成能,不过这听起来像是几个世纪后的科技可以实现的。”

据预计,人类大年夜脑堪比全部互联网所有内容的繁杂程度,1000亿个神经元纷纷繁杂地相互连接。不过,模拟千亿个神经元,如今看起来只是光阴问题。未来,量子谋略会带来谋略能力的数量级式的飞跃,能够显明加速这一历程。信托不久之后,谋略机科学家就能冲破制造千亿神经元的极值。

3 超级高铁 在真空管道里穿梭

从北京到上海,间隔将近1500公里。搭乘最快的一班京沪高铁,走完全程仅需4小时48分。然而,这还远非高铁时速的极限。未来,搭乘时速1125公里以上的超级高铁,从北京到上海仅需1个多小时车程。

5月11日,美国创业公司Hyperloop One(超回路1号)对超级高铁技巧进行了首次公开测试。该公司CEO自大地传播鼓吹,可能在2019年推出货运超级高铁,并在2021年实现客运。

回偏激来看这场测试,彷佛与超级高铁相差甚远,但媒体所言的“Hyperloop的一小步,未来交通的一大年夜步”,大概并不夸诞。业内人士指出,超级高铁是相符物理道理的,技巧层面是可行的。列车高速行驶历程中70%以上的阻力来自空气摩擦,而超级高铁便是要模拟出一种高空情况,就像飞机在天上飞一样,阻力小很多。

事实上,超级高铁面临的最大年夜阻力之一,在于若何维持其运行所在的真空管道不“漏气”。终究真空管道很长,高铁运营情况繁杂,材料又有必然寿命,维持真空情况绝非易事。

4 未来食品 植物也能变成“肉”

人造肉、干细胞肉、酵母菌挤出的奶以致各类各样的昆虫……未来,喂养牲畜的粮食可能越来越不敷用,而为了办理地球人对肉食的需求,科学家给出了不少替代规划。至于它们的味道怎么样,你可得脑洞大年夜开一下。

斯坦福大年夜学教授帕特里克·布朗就和他的小伙伴们另辟途径,花了5年和8000万美金,用植物造出了媲美牛肉的人造肉。布朗的人造肉从光彩、纹理来看都像绞碎的真牛肉。食客还可以遴选薄厚、半熟、八成熟等等。

之以是像真肉,由于人造肉里有血红素。布朗用植物亚铁血红素替代动物亚铁血红素,使人造肉出现了肉的淡血色。

许多医学家钻研用干细胞天生人类器官供移植。但也有人想用它临盆肉。荷兰马斯特里赫特大年夜学教授马克·波斯特就成功在实验室里培植出“干细胞肉”。他从牛的身上提取组织,分离出干细胞;将之浸泡在糖、氨基酸、油脂、矿物质和多种物质的混杂液中,让细胞接受营养,发展分解,初步长成带有黏性的物质;着末再让它赓续膨胀,并拉伸成了肉条。

5 火星移夷易近 一场有去无回的旅程

“汉子来自火星,女人来自金星”是夷易近间传布甚广的一种说法。假如有时机移夷易近火星,你可乐意一试?

6月6日,荷兰一家非营利机构“火星一号”发布,将在2026年前后实现火星移夷易近。它强调,这是一趟“有去无回”的旅程,各批次宇航员必要在火星上设法生计。

“火星一号”激发了诸多争议,但依然有来自140个国家和地区的20万自愿者报名介入这一计划。继“火星一号”之后,太空探索技巧公司(Space X)CEO埃隆·马斯克也在9月尾公布了具体的火星移夷易近计划。

星际旅行,首先碰到的现实问题是航程与给养。火星间隔地球近来点5500万公里,2003年发射的“勇气”号(Spirit)探测器,耗时7个月才抵达火星大年夜气层相近。假寓火星,空气和水也是不得不斟酌的问题。

纵然斟酌全面,筹备充分,星际旅行也充溢弗成测身分。太阳风可能破坏与地球的通讯,骤发的伟大年夜太阳辐射大概会毁坏飞船船体,就算能安然抵达火星相近,一点点谋略掉误都可能导致着陆时发生危险。宇宙那么大年夜,你筹备好去看看了吗?

6 人造血液 让“血荒”成为历史

时时见诸媒体的“血荒”,让患者眷属揪心,也让医者尴尬。未来,是不是可以有人造血液来破解“血荒”难题?此外,对付拥有罕有血型的人来说,人造血液也可能是赞助他们的有效道路。

英国国夷易近康健办事体系(NHS)6月25日发布,计划于2017年开始进行人造血液的人体临床试验,这类试验在世界上尚属首次。

据《新科学家》杂志报道,英国这次将试验的人造血是基于实验室中培养的真正的红血细胞制成的。

血液替代品是否管用?Ocata医疗公司首席科学官罗伯特·兰扎觉得,应该能起感化。2008年,他和同事首次在实验室中大年夜规模培植出红血细胞。2011年,巴黎第六大年夜学吕克·杜埃的团队用这种红血细胞,对人类自愿者实施了第一例少量输血手术。

不过,还有一个障碍有待降服——产量。杜埃在2011年曾表示,要让这一技巧规模化,临盆出足够多的人造红血细胞以满意按期输血的需求,是一个伟大年夜的寻衅。他们在实验中曾将100亿人造红血细胞注入自愿者体内,但这只相称于2毫升血液。

7 脑机接口 用意念与天下交流

用意念节制机械,你必要的或许只是一个“脑机接口”(Brain-Computer Interface,BCI)。片子《阿凡达》中的场景,正在一步步走近现实。

今年4月,美国佛罗里达大年夜学举办了一场意念节制无人机的大年夜赛。16位选手们用意念启动和操纵小型的旋翼无人机,使它们升空、并且飞行过一个篮球场的间隔和撞线。他们用的脑电识别设备,原先是用于身段残障者的实验。

10月8日,瑞士的苏黎世举办了一场“半机械半人”大年夜赛,此中一个项目便是脑机接口比赛:运动员佩戴脑电图识别设备,用意念向导屏幕上的赛跑者加速冲向终点,并翻越障碍。

美国国防部高档钻研计划局(DARPA)也在BCI技巧上投入巨资研发。DARPA的一种超前钻研,是用植入体修补损伤的大年夜脑区域。植入大年夜脑外面的电极或光纤,可以读取神经元的电旌旗灯号,并发送光脉冲,刺激“掉联”的大年夜脑区域。

8 强人工智能 和机械人谈场恋爱

对广大年夜“独身单身汪”来说,“双11”抢购一个机械人女(男)友,在未来或许是脱单的精确要领之一。片子《我的机械人女友》里,寥寂的大年夜门生次郎就和标致的机械人女孩谈了一场逾越存亡与人机隔阂的爱恋。

有感情、会思虑的机械人,听上去有些魔幻现实主义的调调。可它真的是人类想要的吗?一方面,工业机械人和人类还没达到真正的“协作”,人类盼望工业机械人的材料能够更软,相应速率能够更快,系统可以更安然和更靠得住,终极达到“人机共融”的境界。另一方面,人们也会担忧,假如人工智能比人类智能更强,人会不会变成人工智能的仆从?

乐不雅的科学家觉得,假如人工智能真的有了自我意识,它们就会明白,它们不是零丁的个体,不是宇宙中独一的存在;它们会知道自己生活在一个充溢多样性的社会。以是,人工智能足够智能,反而使它们能够和人类折衷共处。

真正的问题在于,人工智能还不敷强。深度进修和中世纪的“点金术”类似——把一堆器械凑在一路,加加温,变出些什么新器械。但直到有了化学之后,人才在合成物质时,有了科学指示。或许,深度进修的“化学”呈现了,人工智能的冲破才会真的到来。

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