最近《賽博朋克2077》這款游戲頗為火爆，游戲劇情劇情設(shè)定在充滿高科技的2077年未來世界。
事實上，賽博朋克的并非不可能，人工智能技術(shù)、4D打印、神經(jīng)形態(tài)硬件、腦機接口等各種技術(shù)目前正在快速發(fā)展中，未來我們會處于一個怎么樣的世界呢?
本文中，分享了20個可能將在2050年改變世界的技術(shù)。雖然預(yù)測這不一定會實現(xiàn)，這些的確是未來科技發(fā)展的方向。下面一起來看看都有哪些即將成真的“科幻”技術(shù)吧!
1. DNA計算
注:DNA計算
生命遠比人類創(chuàng)造的任何技術(shù)都要復(fù)雜得多。因此，利用生命的基礎(chǔ)來創(chuàng)造一種全新的計算能力是非常有意義的。
DNA計算，是指基于大量DNA分子自然的并行操作及生化處理技術(shù)，通過產(chǎn)生類似于某種數(shù)學(xué)過程的一種組合結(jié)果并對其進行抽取和檢測來完成問題求解的過程。
DNA計算的理念是人類可以用生物學(xué)而不是硅來解決復(fù)雜的問題。當一條DNA鏈與另一條DNA鏈連接時，會產(chǎn)生一種改變另一條短DNA序列的反應(yīng)。這并不是一個愚蠢的想法:我們大多數(shù)的計算機都是用來反映人類非常有機的思考方式的。
人類現(xiàn)在離任何DNA計算的應(yīng)用還很很遙遠:我們只能創(chuàng)建最基本的圖靈機，這需要創(chuàng)建一套規(guī)則，不斷的輸入，并根據(jù)已定義的規(guī)則得到一個特定的輸出。目前DNA計算研究已涉及許多方面，如DNA計算的能力、模型和算法等。
2.智能塵埃
智能塵埃是一個令人難以置信的具有電腦功能超微型傳感器，可以在大范圍內(nèi)收集大量信息（光、振動、溫度……）。這樣的系統(tǒng)理論上可以通過無線計算機網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器或分析系統(tǒng)進行通信來傳輸上述信息。
智能微塵的遠程傳感器芯片潛在的應(yīng)用包括:檢測老化管道是否泄漏腐蝕，跟蹤城市中的群眾運動，甚至監(jiān)測大范圍的氣候變化。
這種技術(shù)潛在的一些問題是，這些傳感器可能造成的生態(tài)危害，以及它們被用于不道德行為的可能性。
3.4D打印
注:手指溫度和按壓會改變物體的形狀
4D打印這個名詞可能會讓人混淆，這并不是暗示人類將能夠創(chuàng)造和進入另一個維度。簡而言之，4D打印產(chǎn)品是一種3D打印的物體，當外界施加特定的刺激（水下、加熱、搖動等等），發(fā)生形狀或者結(jié)構(gòu)的改變。直接將材料與結(jié)構(gòu)的變形設(shè)計內(nèi)置到物料當中，簡化了從設(shè)計理念到實物的造物過程，讓物體能自動組裝構(gòu)型，實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計、制造和裝配的一體化融合。
4D打印應(yīng)用仍在討論中，但已經(jīng)可見一些非常有前景的行業(yè)，包括:醫(yī)療保?。ㄖ挥性谏眢w達到一定體溫時才能激活的藥丸）、時尚(在低溫下會變得更緊的衣服)和家居制作(在一定刺激下會變得僵硬的家具)。
這項技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)顯然是找到所有類型用途的相關(guān)組件。在這個領(lǐng)域雖然有一定的進展，但是目前甚至沒做好面向市場的準備，也還沒有掌握某些材料的可逆變化。
4. 神經(jīng)形態(tài)硬件
這項技術(shù)可以說是滿滿的科幻感。從生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和電子工程中汲取經(jīng)驗，神經(jīng)形態(tài)工程旨在制造硬件來復(fù)制神經(jīng)元對感覺輸入的反應(yīng)。DNA計算的目的是用有機物重建計算機，而神經(jīng)形態(tài)硬件的目的是用硅重建神經(jīng)元和突觸。
我們不確定這個想法能走多遠，但對該技術(shù)的探索對于人工智能理論研究是很有幫助的。
5.納米級3D打印
注：納米級3D打印，圖片來自YouTube截圖
3D打印仍然是一個有待解決的問題。這在一定程度上是因為3D打印機對于普通老百姓來說仍然過于昂貴，而對于大型制造公司來說，其技術(shù)和速度也不夠先進。
這種情況在未來幾十年里可能會改變:研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，使用激光來確保微小結(jié)構(gòu)能夠以更快的速度（快1000倍）3D打印出來，同時還能保證良好的建造質(zhì)量。這種方法被稱為“飛秒投影雙光子光刻3D打印”。
目前的應(yīng)用案例主要集中在柔性電子學(xué)和微光學(xué)方面，但在材料（液體和固體）方面的快速發(fā)現(xiàn)使研究人員認為，在不久的將來，他們將能夠建造小型但令人難以想象的結(jié)構(gòu)。有人可能會認為醫(yī)學(xué)界可以使用這樣的東西。
6.“數(shù)字化雙胞胎”是指
與本文中討論的其他一些技術(shù)不同的是，這項技術(shù)可能不會對大家?guī)碇苯拥臓I銷，并且已經(jīng)在實施中。
從本質(zhì)上講，數(shù)字雙胞胎集成了人工智能、機器學(xué)習和軟件分析，以數(shù)字化方式拷貝一個物理對象，模擬對象在現(xiàn)實環(huán)境中的行為，對產(chǎn)品、制造過程乃至整個工廠進行虛擬仿真，從而提高制造企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、制造的生產(chǎn)效率。
據(jù)估計，到2021年，全球?qū)惭b350億件聯(lián)網(wǎng)物品，在不久的將來，數(shù)字雙胞胎將出現(xiàn)在數(shù)十億件物品上。即使只是在維護和維修方面，也能節(jié)省數(shù)十億美元的?？梢远嚓P(guān)注制造業(yè)、汽車和醫(yī)療保健行業(yè)的重大新聞。
7.全息圖
全息圖是一種三維圖像，它與傳統(tǒng)的照片有很大的區(qū)別。傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實的物理圖像，而全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息。這些信息儲存在一個很微小但卻很復(fù)雜的干涉模式中。這個干涉模式是由激光產(chǎn)生的。
全息技術(shù)是全息圖實現(xiàn)真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。該圖像稱作全息圖。和其他三維“圖像”不一樣的是，全息圖提供了“視差”。視差的存在使得觀察者可以通過前后、左右和上下移動來觀察圖像的不同形象——好像有個真實的物體在那里一樣。
8. 腦機接口（BCI）
腦機接口，有時也被稱為神經(jīng)控制接口，指在人或動物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接，實現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。在單向腦機接口的情況下，計算機或者接受腦傳來的命令，或者發(fā)送信號到腦（例如視頻重建），但不能同時發(fā)送和接收信號。而雙向腦機接口允許腦和外部設(shè)備間的雙向信息交換。
除了在假體（醫(yī)學(xué)上稱修復(fù)體）領(lǐng)域有明顯的作用，醫(yī)療方面將是最具變革性的。植入大腦的芯片可以幫助預(yù)防暈動病，檢測和診斷癌細胞，幫助中風患者康復(fù)。它還可以用于市場營銷、娛樂和教育目的。
當然，這項技術(shù)在廣泛使用之前，仍有幾十個，甚至上百個技術(shù)挑戰(zhàn)需要解決。首先，我們需要找到合適的材料，保證不會傷害大腦;其次，需要更好地了解大腦是如何工作的。
9.零知識證明
計算機科學(xué)家正在完善一種加密工具，可以在不泄露證據(jù)背后信息的情況下證明某些東西。這聽起來很難以置信，但如果弄懂了零知識證明這個概念，就不會覺得復(fù)雜了。
零知識證明（Zero—Knowledge Proof）指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。零知識證明是證明者向驗證者證明并使其相信自己知道或擁有某一消息，但證明過程不能向驗證者泄漏任何關(guān)于被證明消息的信息。
大量事實證明，零知識證明在密碼學(xué)中非常有用。如果能夠?qū)⒘阒R證明用于驗證，將可以有效解決許多問題。
10. 飛行自動汽車
注:圖片來自飛行汽車初創(chuàng)公司Joby Aviation
這個技術(shù)就很容易理解了，它一直是大家想象的一部分。
顯然，這個科幻的想法有很多問題。很多人已經(jīng)在努力阻止自動駕駛汽車，所以飛行自動汽車是否會成為現(xiàn)實還不得而知。
另一個問題是，我們這個世界的大部分地方都是為傳統(tǒng)汽車建造的。道路、建筑、停車場、保險、執(zhí)照……這一切都會被摧毀和重建，飛行自動汽車在未來要推出有很多的阻礙。
當然，目前已經(jīng)有很多科技公司在研究開發(fā)飛行自動汽車。比如我國電動汽車初創(chuàng)企業(yè)小鵬汽車就曾展示了電動飛行汽車原型。另外，飛行汽車PAL-V Liberty已獲得批準，可以在歐洲道路上行駛，這是全球第一臺獲批上路的飛行汽車。
11.智能機器人
多年來，這也是科幻的主要內(nèi)容。想象一下，把機器人技術(shù)與人工智能結(jié)合起來，讓數(shù)字世界變得具象化。
在這一切發(fā)生之前，我們需要改進機器人技術(shù)（機器人現(xiàn)在的動作仍舊不是很自然），并創(chuàng)建一個人工智能研究的新分支，以探索這種技術(shù)在操作上各種反應(yīng)。另外，這需要續(xù)航持久性能強悍的電池，因此目前正加強鋰硅技術(shù)的研究。
雖然現(xiàn)在還看不到終結(jié)者，但我們已經(jīng)開始看到物流倉庫中可以幫忙揀貨的機器人人，甚至還有機器人餐廳。
12.安全量子互聯(lián)網(wǎng)
量子互聯(lián)網(wǎng)是一種運用量子力學(xué)原理傳輸信息的互聯(lián)網(wǎng)，能夠使絕對安全的網(wǎng)絡(luò)通信成為可能。由于對量子體的任何測量行為都是對量子體的一次修改，所以任何窺探量子信息的企圖都會留下馬腳，可以被量子信息的接收者監(jiān)測到。
在量子互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，用戶將有望在一個絕對安全的通訊網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息。
13.個性化醫(yī)療
這是另一項正在蓬勃發(fā)展的技術(shù)，但仍有很長的路要走。超級個性化醫(yī)學(xué)的核心是為單個病人設(shè)計的基因藥物，這使得治療那些曾經(jīng)無法治愈的疾病或那些太罕見而不值得治愈的疾病成為可能。
2019年，一位名叫Mila Makovec的小女孩患上了一種罕見而致命的遺傳性腦疾病，醫(yī)生為她提供了一種特制療法（名為Milasen），以恢復(fù)失敗基因的功能。雖然她還沒有痊愈，但她的病情已經(jīng)穩(wěn)定下來，這是一個很大的勝利。
測序和基因編輯技術(shù)的快速發(fā)展使這種個性化藥物的開發(fā)成為可能。然而，開發(fā)一種藥物仍然需要大量資源和專業(yè)團隊。因此，成本問題可能會限制此類治療的推廣。
14. 生物技術(shù)/人造組織/生物印刷
3D生物打印，是利用類似于3D打印的技術(shù)，將細胞、生長因子和生物材料結(jié)合在一起，以制造出xxx程度模仿自然組織特征的生物醫(yī)學(xué)部件。通常，3D生物打印利用逐層方法來沉積稱為生物墨水的材料，以創(chuàng)建類似組織的結(jié)構(gòu)，隨后將其用于醫(yī)學(xué)和組織工程領(lǐng)域。生物印刷涵蓋了廣泛的生物材料。
在這條路的前面有許多挑戰(zhàn):我們對人體的了解還不足以安全采用這些技術(shù)，價格非常昂貴，細胞在打印出來后壽命不長……而這還沒有提到這項技術(shù)帶來的所有倫理問題。
盡管如此，仍有許多潛在的應(yīng)用案例值得我們?nèi)ソ鉀Q:除了允許我們?yōu)榻刂咦鲆浦?，它還可以幫助我們創(chuàng)造“植物肉”，使肉類產(chǎn)業(yè)更人性化、更生態(tài)。
15. 抗衰老藥物
幾種減緩或逆轉(zhuǎn)衰老的治療方法目前正處于試驗階段。它們可以阻止與年齡有關(guān)的細胞老化，并減少導(dǎo)致有毒物質(zhì)積累或退行性病變（如阿爾茨海默氏癥、癌癥或心血管疾病）的炎癥。簡而言之，我們不是試圖“治愈衰老”，而是尋求改善老年人的免疫功能。
許多研究正在進行中。例如，2019年6月，美國初創(chuàng)企業(yè)Unity生物技術(shù)推出了一項膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)炎藥物測試。研究人員已經(jīng)測試雷帕霉素，一種免疫抑制劑，作為抗衰老治療許多，許多年。后者實現(xiàn)了能提高20%的免疫功能。
當然，阻礙也有很多:除了科學(xué)成本之外，還需要對關(guān)鍵參與者施加政治壓力，以改變我們所知道的醫(yī)療規(guī)則。
16.微型人工智能
由于人工智能的復(fù)雜性，訓(xùn)練人工智能算法和創(chuàng)造突破所需的計算能力每3至4個月就會翻一番。此外，專用于這些程序的計算機需要消耗巨大的能量。
數(shù)字巨頭現(xiàn)在正在努力使人工智能技術(shù)小型化，使其對公眾開放。谷歌助手和Siri因此將語音識別系統(tǒng)集成到智能手機芯片上。人工智能也用于數(shù)碼相機，例如，能夠通過刪除令人討厭的細節(jié)或提高對比度來自動修飾照片。本地化人工智能更有利于隱私，并能消除信息傳輸中的延遲。
顯然，因為這個領(lǐng)域是不斷發(fā)展的，所以很知道到未來幾年的發(fā)展情況。
17.超級高鐵
注:馬斯克介紹超級高鐵
Hyperloop一般指超級高鐵。是一種以“真空鋼管運輸”為理論核心的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪聲小、污染小等特點。因其膠囊形外表，被稱為膠囊高鐵，也稱飛行鐵路、飛速鐵路（簡稱“飛鐵”），其列車稱為飛行列車。采用磁懸浮+低真空模式。
然而，這項技術(shù)需要建造廣泛的隧道，有的是在城市下面。造價相當高:每公里造價約為7500萬美元。其他問題還包括建造一條筆直的隧道，清除管道中的所有空氣，以及在發(fā)生事故時的處理。這使得一些交通專家聲稱超級高鐵沒有未來。
2018年馬斯克宣布，旗下“超級高鐵乘客艙”將進行測試，目標運行速度為音速的一半，并在1.2公里內(nèi)完成剎車。
18. 太空采礦/小行星采礦
小行星擁有巨大的礦產(chǎn)資源。太空采礦背后的想法是，我們可以前往這些小行星，提取礦物（尤其是稀有的礦物!），然后把它們帶回地球出售。
事實證明，這是相當復(fù)雜的。面臨的困難包括太空探索的高成本，尋找合適合適的小行星難度也很高。而這還沒有討論兩個國家或公司盯著同一塊太空巖石可能導(dǎo)致的貿(mào)易和太空戰(zhàn)爭。
19. 軌道太陽能
軌道太陽能電站，太陽能衛(wèi)星或空間太陽能發(fā)電站將是建造在高軌道上的人造衛(wèi)星，它將使用微波或激光能量傳輸將太陽能發(fā)送到地球上的一個非常大的天線。這些能源可以用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染能源。
在軌道上放置一個太陽能發(fā)電廠的好處是，太陽能電站設(shè)置在赤道平面內(nèi)的地球同步軌道上，不會受到晝夜循環(huán)、天氣和季節(jié)的影響，使太陽能電池陣始終對太陽定向。
這個想法從1968年就誕生了，但我們還有很長的路要走。需要克服的主要問題有空間站的組建、太陽能發(fā)電設(shè)備、電能的儲存以及傳輸?shù)取?/p>
目前來看，建造成本非常高，除非找到降低發(fā)射成本的方法，否則這項技術(shù)將無法與當前的能源競爭。我們也可以發(fā)展太空工業(yè)，用來自其他行星或低重力小行星的材料來建造這種類型的發(fā)電廠。
20.量子態(tài)隱形傳送
老實說，關(guān)于量子態(tài)隱形傳送過于晦澀難懂!
人類很早就開始想象實現(xiàn)瞬間移動，或者說從一個地方消失，然后立即在另一個地方出現(xiàn)的科學(xué)。
量子態(tài)隱形傳送名詞形象解釋為:存放著機密文件的保險箱被放入一個特殊裝置之后，可以突然消失，并且同一瞬間出現(xiàn)在相距遙遠的另一個特定裝置中，被人方便地取出。
量子態(tài)隱形傳輸利用的就是量子的這種特性，我們首先把一對攜帶著信息的糾纏的光子進行拆分，將其中一個光子發(fā)送到特定位置，這時，兩地之間只需要知道其中一個光子的即時狀態(tài)，就能準確推測另外一個光子的狀態(tài)，從而實現(xiàn)類似‘超時空穿越’的通信方式。
這里討論的是整個分子的構(gòu)成，在21世紀初，科學(xué)家們能夠在短距離內(nèi)傳輸光粒子（質(zhì)量為零）。量子糾纏的進一步實驗成功地實現(xiàn)了第一個完整原子的隱形傳輸。緊隨其后的是由多個原子組成的第一批分子。
那么，從邏輯上講，我們可以預(yù)期第一個復(fù)雜的有機分子，如DNA和蛋白質(zhì)，將在2050年實現(xiàn)量子態(tài)隱形傳送。
結(jié)論
科技發(fā)展往往是有兩面性的，它反映出其創(chuàng)造者的偉大和邪惡。重要的是要記住，技術(shù)往往是價值中立的，重要的是人類是怎么使用它的。
那么問題來了，對于未來科技你是心生恐懼還是向往呢?
注:文章由編譯自thepourquoipas，原文標題《Tech's "Next Big Thing" :20Technologies that will change your life by2050》。編譯內(nèi)容有大幅度改動。
