新計(jì)算機(jī)架構(gòu)/機(jī)器人等五大技術(shù)將改變我們的生活

　　2016年8月13日《福布斯》撰文展望了未來(lái)15年影響世界的主要五大技術(shù)，它們是新型計(jì)算機(jī)架構(gòu)、基因組學(xué)、納米技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)。文章指出，隨著這些技術(shù)相輔相成，共同發(fā)展，人類將開(kāi)始掌控物理世界。

　　回望十五年前，2001年的世界互聯(lián)網(wǎng)普及率還僅僅只有5%，網(wǎng)絡(luò)速度也非常緩慢，而目前已經(jīng)發(fā)展到了50%；那時(shí)手機(jī)已經(jīng)普及，但僅限于打電話發(fā)短信，智能手機(jī)的普及還很遙遠(yuǎn)；谷歌還僅僅是一家初創(chuàng)企業(yè)。

　　即便能夠上網(wǎng)，也僅僅是收發(fā)電子郵件或提供一些基本信息服務(wù)。視頻網(wǎng)站YouTube剛剛誕生五年時(shí)間，人們還不知道電子商務(wù)是一個(gè)可行的商業(yè)模式。許多人還不認(rèn)為亞馬遜能夠生存下去。社會(huì)化媒體還尚未普及。

　　從那時(shí)開(kāi)始，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展令人難以置信。展望未來(lái)15年，科技的發(fā)展變化會(huì)更加讓人匪夷所思。過(guò)去15年，技術(shù)的發(fā)展主要限于虛擬世界；而到2030年，我們將看到技術(shù)對(duì)物理世界產(chǎn)生的變革。

　　1.新的計(jì)算機(jī)架構(gòu)

　　1965年戈登·摩爾（Gordon Moore）提出了著名的摩爾定律，預(yù)測(cè)芯片處理速度每18個(gè)月便會(huì)翻番。50年來(lái)，工程師們?cè)诓粩嗔`著芯片行業(yè)的這條發(fā)展定律。然而現(xiàn)在，摩爾定律行將終結(jié)，人們還在試圖通過(guò)3D堆疊以及FPGA芯片技術(shù)延續(xù)定律的生命周期，但其效果有限。如若從根本上延續(xù)芯片行業(yè)的發(fā)展速度，我們需要開(kāi)發(fā)新的計(jì)算機(jī)架構(gòu)。

　　其中之一是量子計(jì)算，使用量子力學(xué)中的重疊以及纏結(jié)效應(yīng)，開(kāi)發(fā)出性能百萬(wàn)倍于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)芯片；

　　其二是開(kāi)發(fā)模仿人腦的神經(jīng)學(xué)芯片，其運(yùn)行處理速度將比現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)快上數(shù)十億倍。

　　這兩種新型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還需要數(shù)年時(shí)間，但目前已經(jīng)有相應(yīng)的工作原型。最早在十年之內(nèi)，我們就可以看到這些新架構(gòu)將完全改變電腦行業(yè)。

　　2.基因組學(xué)

　　2003年人類基因組首次被解碼，其相關(guān)開(kāi)支超過(guò)30億美元。到2030年，人類基因組測(cè)序技術(shù)將日趨完善，成本也將低于100美元。

　　目前，我們已經(jīng)將基因組學(xué)應(yīng)用于癌癥治療等醫(yī)療領(lǐng)域，通過(guò)患者的基因構(gòu)成來(lái)治療乳腺癌等病癥。到2030年，基因組學(xué)將與免疫療法相結(jié)合，通過(guò)激發(fā)人類自身免疫來(lái)抗擊癌癥，使得癌癥成為可治愈的疾病。

　　此外，名為CRISPR的基因組技術(shù)，能夠讓工程師對(duì)基因?qū)崿F(xiàn)精確編組，在細(xì)胞工廠中合成各種功能的有機(jī)體。譬如在細(xì)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(zhì)。

　　3.納米技術(shù)

　　早在1959年，物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）提出了納米技術(shù)的概念——在原子級(jí)別實(shí)現(xiàn)材料生產(chǎn)——當(dāng)時(shí)這聽(tīng)起來(lái)無(wú)疑是科幻小說(shuō)。而現(xiàn)在這已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，諸如石墨烯以及量子點(diǎn)為人類打開(kāi)了新材料的大門(mén)。

　　未來(lái)納米技術(shù)的應(yīng)用更是不勝枚舉。但目前在分子水平上實(shí)現(xiàn)新材料依舊處于起步階段。但到2030年，我們能夠以今天下載軟件一樣普及的方式下載新型物理材料的新設(shè)計(jì)。

　　此外，根據(jù)費(fèi)曼的設(shè)想，相關(guān)技術(shù)還將產(chǎn)生納米級(jí)藥物。醫(yī)生將通過(guò)比人類頭發(fā)寬度更小的設(shè)備對(duì)單個(gè)病變細(xì)胞進(jìn)行治療，使得醫(yī)療效果更為有效。

　　到2030年，納米機(jī)器人將能夠直接進(jìn)入血液尋找病變細(xì)胞、病原體或?qū)μ囟?xì)胞進(jìn)行修復(fù)。

　　4.儲(chǔ)能技術(shù)

　　在過(guò)去的40年中，儲(chǔ)能技術(shù)在不斷進(jìn)步。

　　1970年，鋰離子電池面世，相應(yīng)的儲(chǔ)能密度以及成本都在不斷上升，看看你的筆記本電腦，電池甚至占到了重量和體積的90%。

　　進(jìn)入智能手機(jī)時(shí)代以來(lái)，移動(dòng)設(shè)備的革命化推動(dòng)了電池技術(shù)向體積更小成本更低的方向發(fā)展。然而正如芯片行業(yè)的摩爾定律一樣，目前鋰離子電池已經(jīng)接近了技術(shù)餓理論極限。

　　研究人員正在努力尋求替代技術(shù)，美國(guó)Argonne National Laboratory實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在著手打造新一代電池技術(shù)，其容量將是現(xiàn)有鋰離子電池的五倍，同時(shí)成本僅僅是現(xiàn)有的五分之一。

　　5.機(jī)器人技術(shù)

　　機(jī)器人技術(shù)是另一個(gè)快速發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域。在過(guò)去，幾乎所有的機(jī)器人都被應(yīng)用于重工業(yè)，為保證安全其往往遠(yuǎn)離人類作業(yè)。而現(xiàn)在，無(wú)論是在戰(zhàn)場(chǎng)還是在工廠，機(jī)器人開(kāi)始與人類并肩工作。

　　到2030年，機(jī)器人將會(huì)在日常生活中發(fā)揮更大作用。新一代機(jī)器人將采用納米材料，重量更輕，也更為堅(jiān)固；配置性能強(qiáng)大的神經(jīng)學(xué)芯片，運(yùn)行先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)算法，能夠以自然的方式與人類互動(dòng)。

　　過(guò)去的15年，很大程度上由數(shù)字技術(shù)的發(fā)展來(lái)定義。而未來(lái)的15年，將是各種技術(shù)的深度融合。

　　性能更為強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)架構(gòu)將為人類在基因組以及分子級(jí)別的工作創(chuàng)造條件，最終開(kāi)發(fā)出智能機(jī)器。新的能源，以及新的儲(chǔ)能技術(shù)，將使得這些技術(shù)更為使用、安全、高效。

　　2016年，我們已經(jīng)掌控了信息化的虛擬世界。而到2030年，我們將開(kāi)始掌控物理世界。
??本文由網(wǎng)易科技晗冰編譯。