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本世纪末的10个不可思议黑科技:吓傻啦!

2018-08-07 06:38 大数据实验室

在科技飞速发展的今天,能够做到紧跟时代潮流已经算是不易,若能预测未来就显得更为困难。就好像在莱特兄弟发明飞机之前,我们只能幻想着嫦娥奔月这样浪漫的传说,万户也只能是献身于火箭和烟雾中。如此说来,未来几年里会有什么科技奇迹发生我们也无从得知,更不用说八十年后了,但这并不妨碍我们发挥丰富的想象力,下面就让我们一起看看2100年10项最有可能实现的超级先进技术吧!

虽然这些技术还只是停留在想象的层面上,但是我在做出这些预测时相当有信心。就像已经存在的先进科技一样,现在我们或许觉得理所当然,发明之前人们可能觉得这只是异想天开。我相信,到了22世纪,即使这十项超级先进技术不会全部研发成功,但是大部分还是可以的。这里有一个活生生的例子——超人工智能(Artificial superintelligence),在计算机发明之前,我们根本无法想象如今这般庞大的信息网络。计算机科学家古德(I. J. Good)曾在20世纪60年代很贴切地形容“第一台超级智能机器问世,这是人类有史以来最不可能完成的发明”。

一旦研发出超人类智能的机器(最早在21世纪50年代),那么智能机器将取代人类,并作为设计师和工程师,帮助我们实现科技之梦,甚至包括一些我们还没有想到的技术。以下我们将介绍十项几乎可以改变一切的技术。

1.脑机连接虚拟现实

像Oculus Rift(一款为电子游戏设计的头戴式显示器设备——虚拟现实设备)这样的可穿戴设备都非常精致先进,但是无论这些小玩意配置多么复杂且精妙,现实生活中的那种真真切切的感觉依然遥不可及。我们需要的是那种能够给予我们更真实的感官冲击力的虚拟现实设备,或许到了22世纪初,研究人员就能成功研发这种设备,在体验虚拟现实时,感受会真实到让我们无法分辨出虚拟与现实。令人难以置信的是,信息直接由人体的感受器传递给大脑,不同于普通的感官输入模式,这样我们的感受就更加真切了。

感觉这种东西真的很奇妙!说它是有形的吧,有时却只可意会不可言传;说它是无形的吧,我们又能真真切切地感受到自己情绪的变化。要想知道感受到底在我们生活中是个怎样的存在,还必须从源头——人类的大脑开始了解。事实上,大脑(在所有器官中)是一种感觉处理器,它对于所有事物的感受都有规律可循,无论是对于玉米饼的味道,还是电脑屏幕上刺眼的光线,都是如此。正如墨菲斯(Morpheus)在电影《黑客帝国》( The Matrix)中所说的:“到底什么是真实的?如果你指的是那些你能感受到的东西,或者是你可以品尝的,亦或是你闻得到的、看得见的东西,那么抱歉,这些所谓的‘真实’不过只是你大脑处理的电信号而已。”

《奇点临近》(The Singularity is Near)的作者雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)是一位未来主义者,他在书中的问答部分解释了这是怎么发生的。

“我一开始了解的是可以植入我们体内和大脑中的纳米机器人(这是一种在纳米尺度上应用生物学原理,研制可编程的分子机器人),它可以帮助我们保持身体健康,在实现神经系统范围内的全浸入式虚拟现实技术方面也起到一定作用,还能通过互联网直接实现大脑间的沟通交流。另外,纳米机器人还能拯救我们的智商!不过请记住,我们的生物智能(biological intelligence)自出生以来几乎保持不变,但是非生物智能(nonbiological intelligence)却可以每年成倍增长!等到了21世纪30年代,我们的非生物智能将占智能的主导地位。”

虽然库兹韦尔给出的这个时间表未免有点太乐观,但他的观点却是合理的。我们正在努力研究,试图找到突破血脑屏障的新方法,并发明可在人体内自由移动的微观机器。与之同样重要的是,我们正在创建一个详细的大脑网络图,包括负责处理接收到的感觉信息的区域。

一旦墨菲斯的纳米机器人植入大脑,它就会找到大脑接收到的各种感官输入的信息并阻止信息进一步传递(例如,拒绝接收有视网膜、耳朵收集到的电子信号),这可以让我们完全不知道自己周边的实际环境(完美地屏蔽了外界信息),而此时,纳米机器人便取代那些丢失的信号,通过无线传输将一些人工模拟的感受信号传递给大脑皮层区域,这将是一种全新的主观体验。对于一个人来说,或许他们会觉得自己来到了另一个世界。

2. 实用雾

纳米技术先驱约·斯托尔斯·霍尔(J. Storrs Hall)曾设计了一种实用雾( utility fogs),实则是一群纳米机器人或者可以说是“小雾块”,它可以复制任何实物的真实形状,也能在移动的过程中改变形状。斯托尔斯从未来安全带的概念中获得启发,假如保护我们的安全带不再是静态的也不再是充气气囊,而是彼此之间相互联系的呈雪花状智能雾块,随着周围环境的改变如乘客的座位移动,它们也变换自己的形状,从而保护大家。

这种实用雾要求研究人员要拥有较丰富的想象力来实现复杂的技术。每个小雾块大概只有10微米长(大概跟一个人类细胞的大小差不多),它的运动一般由一个可随车携带的微型电脑控制,也就是通过人工智能系统从外部控制。同时还配置有十二个伸缩臂,可向外挤压成一个十二面体的形状。两个小雾块相遇时就会形成一个电路,如此便可实现这个网络能量和信息的传递和有效分布。但是这些小雾块并不能自由浮动,当他们在十二个方向互相连接时会形成晶格结构——八位组桁架。

实用雾使用起来就像程序化的物质,可以在一个物体或者人的周围四处移动,也可以包围住他们,甚至可作为一种运输工具。更让人激动的是,实用雾还可以为我们创造一个虚拟的世界,甚至在一个人身处纳米雾中的时候主导他的思想(类似于沃伦·埃利斯(Warren Ellis)的《穿越大都市》(Transmetropolitan)一书中描写的小雾块)。

3. 太空太阳能

目前我们一直努力减轻气候变化对全球生态环境和人类生活造成的影响,并试图过渡到一个更加可持续发展的能源经济社会。从目前看来,地球上的现有资源永远无法满足我们无休止的能源需求。自20世纪60年代以来,太空太阳能这个想法就不断有人提起,称其可以一次性解决所有能源问题。

大概60年前,皮特·格拉泽(Peter Glaser)设想太阳能卫星能够将其捕获的太阳能通过微波的形式传输到地球表面的接受盘上。从这以后,相关研究人员相继提出很多不同的方案,日本首先为此做了一个完整的实施计划——SBSP系统,其实就是日本太空轨道电站在赤道上方约22400英里的固定轨道运动,然后通过激光束将能量传递到地球上。每个卫星都对应有一个1.8英里宽的接收站,其接收到的太阳能能够产生十亿瓦特的电力,这足以供五十万套住房用电了。当然,为了安全起见,接收站应该建在远离人类居住区的地方,比如沙漠或者岛屿上。

4. 意识上传

到了22世纪,每个人的存在都可以用以纯粹的数字形式表示出来,不受任何生物学的限制。所谓的思想上传(mind uploading),或者称为全脑仿真(whole brain emulation),这都需要我们掌握并复制现有生物大脑的所有细节。扫描仪器能够捕捉到大脑的每一个精确到分子水平的细节,包括记忆、联想甚至一个人的性格怪癖。

虽然未来学家也并不完全知道到底应该怎样获取人类思想意识方面的信息,但是关键的一步还是要保证能够很好地复制大脑的重要区域,尤其是那些与个人认同感【即海马旁回(位于枕叶和颞叶下方的内侧)和扣带皮层(位于扣带回的大脑皮层)】相关的信息。这个过程可能有点“破坏性”,为了能够更好地记录大脑的状态和记忆,最好将大脑切片或者以其他方式分开(只是模拟操作),这有利于记录各个细节方面的信息。另外,我们还可以用一个功能足够强大的大脑扫描仪来拍摄大脑的快照,然后将其传到电脑,再由电脑将照片上的信息通过分析翻译成一个正常思考运转的大脑。为了让上传的人的各个功能行为表现地正常点,一个虚拟的身体和环境也必不可少。

但是,有一个重要的科学和哲学问题,这是否能代表真正的思想意识的转移,而不仅仅是简单地复制一个人的大脑?同时,清晰的自我意识到底能不能在数字基板上复制这一点也还不是完全很清楚。令人恐惧的是,每个上传的人在某种意义上或许并不能真正地称之为“人”,说得更直接点,就是如同行尸走肉般,其行为表现都是按照已存在的人的思想进行的,实际上称其为“脚本驱动的机器人”或许更合适。

5. 控制天气

到21世纪末为止,我们还是不可能完全控制天气,但是至少我们可以试着利用科技,让天气按照我们所想的变化。目前,我们已经可以利用由特殊粒子(如干冰)制成的云块来刺激降雨,常年缺水的加利福尼亚(California)已经人工降雨将近五十年了。在2008年北京奥运会期间,中国政府在风暴前向北京上空发射了1100枚火箭实行人工降雨,甚至试图通过向雷云层发射激光脉冲以可控制的方式来触发闪电以达到降雨的目的。

展望未来,气象工程师可以建造一个巨大的墙状结构的建筑,以防止破坏性龙卷风的形成。同时,为了从飓风中捕获可用能量作为清洁资源供社会使用,也可以建造一个体型巨大功率强大的海上涡轮机阵列。2014年的一项研究表明,风能发电厂一般包括成千上万的涡轮机,这样能够将高峰风速减小到92英里每小时(即148公里每小时),同时风暴潮也减少百分之二十一。实际上,这会使得飓风的能量减小一个数量级,当然,减少的能量可转化为可供人类利用的能量。

更激动人心的是,最终我们可以研发一个天气机器,它可以通过编程模拟大气环境。目前有一个特别有趣的计划,主要是利用透明的小型气球拼成全球云区,然后上升到平流层,从而在一定程度上阻止太阳光入射。在每个气球里面放上一面镜子,同时还配有GPS(监控位置)、执行器(控制方向)以及一个微型电脑,然后在氢气的帮助下向上移动,这个具有编程功能的的温室气体在到达离地面大约二十英里的位置后会停下来。当数以万计的镜子正面背对地球表面时,阳光通过镜面反射返回太空。这个系统由人工智能操纵,对全世界的天气模式都会产生一定影响,并将无人居住区变为宜人居住的温带区域。

6. 分子装配机

3D打印机很神奇?比它更神奇的还在后面,那就是分子装配机(Molecular Assemblers)。这是纳米技术之父埃里克·德雷克斯勒(K. Eric Drexler)在其著作《造物引擎》( Engines of Creation)中提设想出的一种装配机。德雷克斯勒描绘出的这种设备可以将单个原子组装成任何你想要的样子。《星际迷航》(Star Trek)中有一集,一名船员用一种复制机打印出了一杯热气腾腾的伯爵茶,如果你看过这里,那基本上就会明白这种分子装配机如何工作了。很多未来学家也将它称为fabricators,简称fabs。

《星际迷航》中出现的复制机基本就相当于一部分子装配机。

德雷克斯勒认为,生物装配机早已存在,它可以生成很多复杂且精妙的生物结构,比如细菌、树木,甚至你和我。而以相同的逻辑来看,我们最终也能深入了解到极小物质的力学性能,从而利用相似的原理制造出任意大小、形状和密度的物体。

fabs有望为世界开启一个“固有的富足”的新纪元(译者注:Radical Abundance《固有的富足》是德雷克斯勒一本书的名字)。它可以让我们制造出用其它方式无法制造的物品和材料,完全从无到有,或者更确切地说,从分子开始。但是,这样的设备只能用于制造我们熟悉的东西,比如食物。如果制作一块牛排,首先,分子装配机会采集原材料,包括碳、氢、氮等,接着将它们制成氨基酸和蛋白质,最后再做成牛排的形状。

7. 地理工程学

很遗憾,气候变化所带来的负面影响似乎已无法逆转。从现在起到2100年,无论我们怎样努力,大气中大量的温室气体都会继续让地球变暖。

一搜无人驾驶“造云船”的概念图,这艘船正在制造云层,并将阳光反射回太空。

从海平面上升和特大干旱再到超级风暴和物种灭绝,气候变化带来了各种环境灾害,为了阻止这种危害继续蔓延,我们不得不开始小心翼翼地运用地理工程学来拯救地球。

有一些呼声较高的解决方法,包括通过卷云造雨来降低反射率、在平流层注入微粒进行太阳辐射管理、通过注入硫气溶胶减缓全球暗化,以及基本地通过热带造林恢复碳平衡。此外还有一些其它方法,比如布置一个巨大的太空反射镜(虽然可能到了2100年我们的技术能力也无法到达这个水平),或是给海洋施肥用以消除大量水华,以及增强海洋碱度来降低海水酸性。很显然,解决办法层出不穷,我们并不需要局限于某一个。

然而,地理工程学存在的问题在于,如果这些办法朝着错误的方向发展的话,那么我们可能会变成打着科学的名义将地球破坏得更严重。此后我们对这些方法只会越来越依赖,无法再回头。但是非常时期就需要有非常手段,也许为了确保最终结果的安全性和功效,我们除了依靠复杂的气候模型和超级计算机也几乎别无他法。

8. 心灵感应

目前,通讯技术和神经科学领域取得的一系列成果,让人与人之间的心灵感应成为可能。

《攻壳机动队2:无罪》

人与人之间实现心灵感应,这不仅拉近了彼此的距离,无疑也促进了“蜂巢思维”早日到来。“蜂巢思维”是指在未来,每一个分散的个体的思维都可以通过互联网连接在一起。那时我们会发现,个体的力量逐渐消融,而群体意识的力量却不断壮大。

值得注意的是,这样的情景会比我们想象的来得更早。早在2014年,一个国际研究团队就展示了一个完全非侵入式脑对脑交流系统,这算得上是人类首次直接通过大脑收发信息。在这项实验中,两名志愿者相隔几百英里,却通过脑海中的念头进行了交流。一年以后,另一个研究团队也取得了一项突破性进展,他们让两个志愿者合作去玩同一个电脑游戏,其中一方通过互联网将脑中的信号传递给另一方,并指挥他做出动作。这些系统虽然都处于起步阶段,却指明了未来行业发展的方向,未来我们可以仅仅通过意念就与另一个人进行交流,还可以通过“意念取物”来控制我们周围的智能设备。

9. 聚变能量

今年年初,德国的物理学家们用2兆瓦特的微波脉冲加热氢气到8000万度,最后其转化为一种密度极低的氢等离子体。整个实验没有产生任何能量,并且整个过程只持续了1/4秒,但是它却让人们在实现终极目标的道路上又迈进了重要的一步,也就是实现能量产生的方式:核聚变。

加热、加热、再加热:氢等离子加热至8000万度

核裂变又称核分裂,指由重的原子核,主要是铀核或钚核,分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式,而与之不同,核聚变指的是两个质量较小的原子核发生聚合作用最终生成一个质量更重的原子核。科学家们认为,核聚变最终的结果是释放出巨大的能量,这也将成为未来切实可行的清洁能源的来源。最终,聚变能量可以代替化石燃料和传统的核反应堆。

但是为了实现这一目标,科学家们还需要找到更加安全可靠的方法,尤其是针对太阳进行实验时。其中的难度在于,聚变等离子体很难“装在一个容器里”,因为这些质子流和电子流很难控制。太阳因为有巨大的引力足以将离子体约束在一起,但是我们在地球上,所以必须要依靠磁体或激光约束的方法来达到相同的效果。一旦有一个极小的等离子分离出来,机器壁都会有所损坏,致使核反应堆停止运作。

10. 人工生命

未来的科学家们并不会满足于基因工程,而是从无到有设计和制造新生命 ——从最微观的合成细菌到《银翼杀手》(Blade Runner)里重新设计的与人类有相同感觉的复制人。这门新兴的学科就是人工生命(artificial life)也叫Alife,它指的是通过计算机和其它合成生物学技术人工改造生物。

JCVI-syn3.0,由473个基因构成的人工合成细菌

科学家们对于合成生命形式的探索早已经展开。今年年初,合成基因组学公司(Synthetic Genomics )和美国克雷格·文特尔研究所( J. Craig Venter Institute)的研究人员们成功制造出了一个合成基因组,这种细菌只有473个基因,比目前已知的任何其它细菌的基因都要少。未来,该领域取得的进展将帮助生物学家探索生命的核心功能,以及给细胞内最重要的基因分类。研究人员还能够以此为基础制造出自然界中不存在的有机体,比如吃塑料和有毒垃圾的细菌、以及有一定药效的微生物。

与此相关的还有另一项重大突破,哈佛医学院(Harvard Medical School)的乔治·丘奇(George Church)同时也是这项新计划的组织者之一,他正在尝试合成人类基因组。研究人员称,他们的目标只为合成一个细胞里的完整人类基因组。但是一旦成功,这项技术也会应用于合成人工有机体,甚至是合成人。

以上列举出的任意一项科技都有可能重塑人类的文明历程。只是目前我们还不清楚,这些不凡的成就将来要如何相互协作,不同的科技融合所产生的叠加效应总是难以预测。比如,脑机连接的虚拟现实、意识上传和人工智能三者的融合可能会产生一种可能,那就是以计算机为基础的世界同真实世界的人相融合,仿真大脑和人工智能同时存在。而未来的地理工程学系统则会同时融合气候控制系统和人工纳米颗粒(engineered nanoparticles),诸如此类。

我们对未来科技的预测越多,未来真实的样子就越显得扑朔迷离。




来源:黑科技精选

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