《麻省理工科技评论》2018年十大科技突破

《麻省理工科技评论》(MIT Technology Review)每年会评出十大科技突破，按照主编大卫.罗特曼(David Rotman)的说法，上榜的技术不仅要是“硬”科技，还必须对人类社会的发展产生深远的影响。而其中的某些科技突破甚至引发了普遍的社会忧虑，到底最终会演变成天使还是魔鬼，现在还很难做出判断。

1. 3D金属打印

3D打印并不是什么新进的科技突破，几乎所有的人都认同这项技术的潜力巨大，但我们之前看到的大多数应用还主要用于制造一次性的原型产品，比如塑料3D打印，打印些人偶或者旅游纪念品之类的。这更像是科技爱好者手中哗众取宠的玩具。

但这项技术的进步并没有停滞，3D金属打印技术将应用到现实。一旦这项技术能够用于制造复杂的金属制品，将彻底的颠覆整个制造业。传统的制造业普遍使用的是切割法，比如在长方形的金属板上切割出圆形的形状。这意味着原料的浪费。相比传统的做法，3D金属打印技术将使制造业拥有梦寐以求的能力。第一，因为没有原料的浪费，制造的成本会极大的降低。第二，打印的速度很快，所以有希望摆脱库存的束缚，做到随需生产；第三，意味着有能力制造更复杂，更精密，更轻，更高性能的零部件。

2. 人工胚胎

科学家在不使用卵子和精子细胞的情况下，只是利用干细胞，就已经能够培养出类似胚胎的结构，为创造人造生命提供了一条全新的途径。所谓干细胞（Stem Cells），简单来讲，就是一类具有再生各种组织器官潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。医学界称为“万用细胞”，也叫“起源细胞”。

短期来看，借用人工胚胎这个工具，将有助于科学家揭开生命生长的秘密。

在此基础上，可怕的是，研究人员将有能力在实验室里，在只使用干细胞的情况下，就能像造物主一样，使用非自然的手段创造生命。这让我想到了一个词“克隆”。

说到这，就不得不提一部让我印象深刻的电影。2005年梦工厂拍摄了一部科幻片，名叫《逃出克隆岛》。影片的主角就是一名克隆人，他存在的意义就是为本体提供新鲜健康的器官。现实的技术发展貌似让我们能够窥见一点类似于影片的未来轨迹，只是生命真的能够这么践踏吗？

3. 感知城市

在多伦多滨河区（Waterfront），谷歌的母公司字母表公司（Alphabet）正在尝试利用传感器和大数据技术，来探索如何构建和运营未来的城市。该项目的目标是试图把最新的科技成果融入到城市设计当中，使城市能够更智能、廉价、宜居和环保。

早在2009年，IBM就率先提出，并致力于推进智慧城市（感知城市的概念与智慧城市一脉相连）的畅想。虽然智慧城市的概念非常吸引人，但是现实的进展却并不如人意，这里面有技术成熟度的问题也有城市管理者观念转变的问题。 随着各种基础技术的稳步发展（云，AI, IOT, 无人驾驶等等），人们的期待也发生了巨大的变化，现实也渐渐地丰满起来。谷歌的进场尝试，无疑给智慧城市的发展注入一剂强心剂，必将掀起新一轮的智慧城市发展的狂潮。我们期待谷歌以及其他的技术先驱们能为我们打开未来的大门。

4. 人工智能的云服务

人工智能正向着民主化的趋势狂奔而去，这里面的推动者包括IBM，谷歌，微软，亚马逊以及国内的BAT。所谓的民主化就是把复杂的神经网络搭建，数据科学建模，数学公式推演的繁重任务交给云服务提供商，从而打造成为较为通用的人工智能云服务，变成云基础设施的不可或缺的关键组成部分。而客户只需要带着自己的数据，就能轻易地使用这些云服务来创建智能的应用，并使其产品化，并通过持续的运营来收集消费者的行为数据，形成反馈闭环，从而不断迭代和改善产品的智能。这将极大地降低创建人工智能应用的门槛（包括财务的和技术的门槛），人人都可以创建自己的人工智能将不再仅仅是一句口号。

5. 对抗性神经网络（Duelling Neural Networks）

从阿法狗和李世石的世纪大战，我们学到了一个词：强化学习。传统的机器学习都是数据导向的，智能的程度不能超越数据能够赋予的极限。也就是说光靠机器学习，阿法狗充其量也就是历史上所有围棋大师合体，在与人类的对抗中能够更快速更高效地的运用这些高手的妙手。这样虽然还是能够击败人类棋手，但远远达不到完全跳出人类的桎梏，接近围棋上帝的地步。

而强化学习则不同，它使用对抗性神经网络，赋予了机器“想象的能力”。通过机器之间的相互对抗，机器能够创造超越现实的围棋下法，绘画作品或者音乐旋律，而这些创造是机器预先完全没有“见到过的”（没有相关的数据输入，所以超越数据提供的现实）。

我不知道你怎么想，反正我有点发毛。机器未必能到达盖茨和马斯克担心的威胁人类生存的地步，但使用这样有想象力的人工智能实施某些难以想象的犯罪活动是完全可以想象的。

6. 巴别鱼（Babel fish）耳塞

《圣经·旧约·创世记》第11章记载，人类本来说的是同一种语言，当时人类联合起来兴建希望能通往天堂的高塔，被称为巴别塔，或者通天塔（Babel Tower）；为了惩罚人类并阻止人类的计划，上帝让人类说不同的语言，使人类相互之间不能沟通，计划因此失败，人类自此各散东西。此事件，为世上出现不同语言和种族提供解释。

而在科幻经典《银河系漫游指南》（The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy）中，描述一种神奇的巴别鱼（Babel fish），把它放入耳朵中，能够让主角立刻拥有理解不同语言的能力。你注意到吗？作者使用了同一个词“Babel”，他隐含的意思呼之欲出。我虽然没有看过这部经典，但是却比较熟悉机器猫，这让我想起了当年无比羡慕的那个万能翻译软糖，特别是学英语学郁闷的时候......

技术的进步正让幻想变为现实。谷歌的一款名为Pixel Buds的耳塞，真在尝试使用即时在线翻译技术，来帮助人类实现更好的沟通。想象这样的场景，在一个阳光明媚的下午，你和一位英国绅士在愉快的喝着下午茶。不同寻常的是，你们都带着这样的耳塞，你说的是中文，对方说的是英文，而双方的交流却没有任何的障碍。当然现有的技术的还不能达到这样理想的程度，但其发展的速度已足以引起我们强烈的期待。

7. 零碳排放天然气

深入研究全球变暖问题的人，几乎没有人再反对全球在变暖这个结论了。仍然质疑的民众可能会把一些极端天气，比如XX年一遇的低温和降雪误认为是全球变暖的反例。但这些只不过是通过局部的，短时间的，甚至是体感得到的结论。事实上，全球变暖是一个总体长时间的变化。有些地方虽然是短时间里更冷，但是在全年，全世界范围还是更热的。

控制全球变暖的一个最直接的举措就是控制温室气体的排放。最近美国退出《巴黎协定》的事件闹得沸沸扬扬。虽然美国作为世界第一大国，做出了非常不负责任的决定，但值得欣慰的是，其他的协议缔约国还是坚定地团结在一起，为人类的未来而继续努力。《巴黎协定》指出，只有全球尽快实现温室气体排放达到峰值，本世纪下半叶实现温室气体净零排放，才能降低气候变化给地球带来的生态风险以及给人类带来的生存危机。

在美国，32%的用电量是使用天然气发电来提供的。而单单天然气发电的碳排放量就占到整个电力部门碳排放量的30%（更不用说还有很多国家和地区仍然在使用更低效，碳排放量更高的煤）。新的工程技术手段将能够回收再利用天然气燃烧过程中产生的碳排放，从而避免温室气体的排放，实现温室气体净零排放的目标。这将是一项利在千秋的技术变革。

8. 不断完善的在线隐私

欧洲刚刚在5月25号生效了史上最严的数据隐私法案：GDPR(General Data Protection

Regulation)。我们可能都遇到这样的情况。租房找中介，提供了电话号码。几天之后，就会收到一堆你要不要贷款？你需不需要学英语？之类的不知道从哪个犄角旮旯冒出来的人的打来的推销电话。而这种情况当然不只是发生在中国，欧洲人民也是深受其害，所以就有了这个法案。而上面例子中的中介在GDPR的框架内将受到重罚，违规处罚罚款为2230万美元或者处罚前一个财年全球收入的4%，以较高者为准。

法规的限制为技术发展套上了紧箍咒，但束缚也经常能促进创新的发展。一种基于区块链的隐私保护系统将为防止隐私泄露保驾护航。这要归功于一种新的工具。这种工具被称为零知识证明，这将意味着在不泄露你出生日期的前提下，判断你已年满18岁，或者证明你在银行里有足够的钱可供金融交易，而不会透露你的余额或其他细节。这就限制了隐私泄露或身份盗窃的风险。

9. 遗传预测

随着对基因研究的不断深化，通过分析基因数据，科学家拥有了疾病预测的能力，比如判断癌症的发病的几率甚至是人类的智商，而这将开启潘多拉的魔盒。如果分析一个人的基因表明，TA罹患癌症的几率高于常人，是否保险公司应该拒绝向其提供保险服务呢？如果分析一个人的基因表明，其智商水平普通，公司是否就应该拒绝向其提供工作机会，或者给与较低的工资待遇？而我们又将如何保证社会的公平性呢？

进一步推演，基因预测的实现，必将进一步刺激基因编辑技术的发展。而最近形成突破的基因编辑技术CRISPR/Cas9已经让人类进入了神之领域。虽然最初的设想是治疗疾病，但是就像当初发明了原子弹一样，技术的发展的路线往往有违初心。一方面，通过修改基因，让我们变得更强壮，健康，更符合大众的审美。另一方面，在较小的时间跨度上，我们无法完全掌握修改基因可能造成的潜在危险，短视的基因修改可能隐藏着致命的长期隐患。同时，对美好事物的同质化需求，很可能会破坏生命的多样性，而生命多样性在进化中起到至关重要的作用，这也将人类物种生存置于危险的境地。

10. 材料的量子跃迁

可能很难想象，现今最强大的传统计算机（相对于量子计算机而言）也无法模拟最简单的化学分子结构。即使是在一个相对简单的分子中尝试模拟电子运动，运算的复杂性都已经远远超出当今计算机的能力。而利用IBM研制的7个量子比特位的量子计算机，哈佛大学的科学家们已经成功的模拟出一个简单的分子结构。

而量子计算机的发展也是突飞猛进。2017年底，IBM向外宣布，成功地创造了50个量子比特位的量子计算机的原型，标志着量子霸权的形成（到达50个量子比特，在某些问题上，量子计算机的计算能力将超过目前最强大的传统计算机）。而今年早些时候，Google把边界推进到了72量子比特，树立了新的量子霸权。

你可能要问，那又如何？

这就意味着科学家能够使用量子计算机来设计和模拟全新的材料，并定制其属性参数。这将大大的提高科学家探测的效率，很有可能创造出很多神奇的材料，比如更高效的太阳能电池，更好的催化剂来创造清洁能源以及更有效的作用于人体的药物。