基因改造、太空电梯、超人类?盘点那些未来百年会被应用到生活中的科技

未来我们将会怎样生活？人类会如何演化？这对我们来说是两个重要的问题。对于未来可能发生的很多事情，我们感到既害怕又担心。

纵观人类发展史，高级人类文明的发展从来没有像现在这样悬而未决。尽管如此，我们仍然可以通过研究已然面临的挑战、下一代科学技术和流行趋势来洞察未来大概的样子。换句话说，我们可以把对未来的视角作为一种工具，来塑造我们的未来。在今天的推文中，我们只列出《你一定爱读的极简未来史》中的主要脉络和基本事实，就像作者之一克里斯托弗·巴纳特说的那样：希望它们能够启发你的想象力。

01

下一个工业浪潮

3D打印技术

第一台3D打印机是查尔斯·赫尔（Charles Hull）在1984年发明的。当时，赫尔使用专门的紫外线灯来硬化被称为“光固化聚合物”的液体塑料树脂。赫尔意识到，这在固化液体塑料树脂容器的特定部件方面存在着巨大潜力，由此促成一个3D物体的成型。

查尔斯·赫尔（Charles Hull）

2014年8月建于上海张江高新青浦园区的3D打印房屋

虽然使用3D打印机可以提高效率，但在许多最终产品通过3D打印制作出来之前，3D打印革命将不会在公众中产生广泛的影响力。这种“直接数字制造”（DDM）已不再是空穴来风，一些富有开拓精神的公司已经站在推倒传统制造的边缘。事实上，2011年2月，《经济学人》（The Economist）报道称，3D打印输出的物品中，约有20%是最终产品。

纳米技术

纳米技术的未来前景是创造各种新的、改进的材料和产品。

莲叶表面覆盖着无数尺寸约10个微米突包

世界上最著名的纳米技术研究人员之一是拉尔夫·默克尔（Ralph Merkle）认为，纳米技术将允许我们创造大量的其他物质，这些物质在物理上是可能存在的，只是我们还没有弄清楚如何制造它们。

基因改造

基因改造（GM）将一个物种的基因引入另一个物种的DNA。1973年，斯坦利·科恩（Stanley Cohen）和赫伯特·波伊尔（Herbert Boyer）创造出第一个转基因生物（GMO）——一种新型大肠杆菌。他们的工作也开启了基因工程的新科学。

赫伯特·波伊尔(左)和斯坦利·科恩(右)

1974年，斯坦福大学的斯坦利·科恩（Stanley Cohen）和加州大学旧金山分校的赫伯特·博耶（Herbert Boyer）宣布，他们成功把来自青蛙的基因片段拼接到了大肠杆菌当中。

我不想轻易打消那些转基因反对者的忧虑。遗传筛查和基因医学产生的伦理问题，以及使用其他技术改变人类的潜在的、更广泛的意义将留待后人讨论。

合成生物学

如果说传统的基因改造涉及现有物种间个体基因的转移，那么合成生物学则致力于从一组标准化但不一定是自然的基因组件中组装新的生命系统。

2017年3月10日出版的《科学》杂志封面

举个例子，基因工程师可能会决定对一个橡子进行基因改造，使之长成一棵更好的橡树。然后，这棵树将被砍伐，成为木屋的横梁和木板。未来的合成生物学家可能只是决定人为地重新规划一个橡子的基因编码，这样它就会直接生长成他们预期的生物建筑。这种更激进的方法，在生物上改变了橡子的自然有机体以行使不同的功能，从而消除了传统的砍伐、锯切和其他建筑麻烦。

考虑到橡子可以长成一棵树，那么它被人为地改造成某种木质建筑至少在理论上存在可能性。

垂直农场

未来更多的粮食将不得不在大多数人居住的地方生产。为了实现这一目标，我们需要在城市地区开始种植大量的农作物。因此，至少未来一些农场将不得不建在摩天大楼上，而不是田野里。

美国国家馆“垂直农场”展示

Vincent Callebaut为法国翁热构思的概念设计

02

为第三个千年加油

电动汽车

我们大多数人将在未来几十年内体验从传统汽车逐渐过渡到电动汽车，电动汽车将是最明显的变化之一。

1832-1839 年之间，罗伯特·安德森给四轮马车装上了电池和电动机，发明了世界上第一台机动车。

风能、波浪能和动能

我们现在不仅需要新的能源生产方法，还需要新的能源理念。

苏格兰的波浪能发电阵列

不要忽视小型替代能源，在不久的将来，我们将需要利用一切可能的动力形式，哪怕是现在看起来十分“鸡肋”替代能源。

太阳能

随着化石燃料供应的减少，我们越来越有可能采用一系列新技术帮助我们从太阳那里直接获得越来越多的能量。首先，我们将通过捕获和引导太阳辐射为建筑物照明和供暖；其次，我们将利用光伏电池将太阳能转化为电能；再次，集中的太阳能发电站将把阳光直射到接收器上，以便使用蒸汽涡轮或热机发电；最后，我们甚至可以在太空中建造太阳能卫星，将能量传送到地球。

新疆的太阳能光伏发电项目

核聚变

今天，所有的核电站的建造都是基于核裂变过程。然而，转换到另一个被称为核聚变过程的潜在可能性是存在的。这恰好推动了向太阳索取能量的机制，这种机制有可能成为人类未来更安全核能的来源。

用于进行可控的核聚变实验装置：托卡马克系统

太空旅行

对于太空旅行，我们设想过许多方案，其中最典型的例子就是航天飞机和太空电梯。提到航天飞机的探索，就不得不提及维珍银河公司的宇宙飞船计划，他们的首批宇宙飞船“太空船2号”航天器和“白骑士2号”运输机已经建成。同时，新墨西哥州建设了世界上第一个商业太空港。但14年，因为事故，维珍银河公司这一计划遇到了阻碍，目前进展十分缓慢。

太空电梯的设计已经提出一个多世纪了。具体地说，可以用碳纳米管制造出一种太空电梯缆绳。未来太空旅行者可能会通过太空轨道直接爬上太空。事实上，齐奥尔科夫斯基早在1895年就提出了一个从地球表面到地球静止轨道的独立的塔。

03

计算科学和无机生命

云计算

计算科学正在经历一场革命，被称为“云计算”，是在互联网上访问软件应用程序、处理能力和数据存储的地方。

云计算除了允许人们随时保存个人和公司数据之外，还促进了数据共享。

网络专家蒂姆·奥莱理（Tim O’Reilly）是最早描述互联网如何被用来“汇集集体智慧”的人之一。随着云计算革命的加快，这也为我们所有人提供了一个机会。接受云计算意味着我们都要舍弃一点自己的东西。然而作为回报，我们有机会成为一个单一的、伟大的数字实体的一部分，这个实体可以形成必要的集体智慧以应对本书第一部分所概述的那些关键性挑战。

人工智能

关于人工智能的讨论，相信不少人也在一些关于未来的影视中见到过。这里要介绍的是“蓝脑计划”（Blue Brain Project）。

在计算机中模拟有机大脑。15年1.5万次的实验提供了有关针头大小的单个新皮质柱的显微解剖、遗传和电性的情况。在这个信息的基础上，该项目的第一阶段就是将这一小块脑细胞一个一个地复制到计算机软件中。

首张小鼠大脑每个细胞的数字3D图谱

目前，蓝脑计划正在使用8000台超级计算机处理器模拟1万个大脑神经元。项目主管亨利·马克拉姆（Henry Markram）的说法，建造一个模拟人脑不仅是可能的，而且可以在2019年前实现。

增强现实

在20世纪90年代中期，虚拟现实（VR）是下一个前沿领域。每日的旅行都被预设进了3D图形世界，今天，人们继续开发虚拟现实制作视频游戏和一系列工业应用，一个新概念“增强现实（AR）”开始风生水起。增强现实整合了真实世界和网络空间，或将成为下一次网络革命。

虚拟现实开发者大会VRDC上，75%的专业人士认为，从长远来看，AR将超过VR。

增强现实会在任何现实中添加额外的信息，只要信息被证明有用。因此，对于大多数人来说，增强现实的导航效果自然比虚拟现实更高效。

量子计算

设想一台计算机，它可以在一秒钟内破解任何互联网密码或数据加密代码，或者能够精确模拟地球气候，甚至能够监控世界上所有闭路电视监控系统摄像头并跟踪我们所有人。

去年3月8日，百度正式宣布成立量子计算研究所

这是因为原子大小的电子元件的性质将由量子力学完全不同的定律决定，这意味着量子规模的电路将不会像传统的硅芯片那样运作。

机器人

今天，在笨拙的本地计算时代结束时，我们的机器人人口已经接近900万。考虑到智能进步、云计算的产生，如果在几十年的时间里，世界上没有成千上万的机器人将是不可思议的事情。

汽车制造业中使用的工业机器人

04

“人类2.0”

遗传医学

人类基因组计划是未来所有基因医学的基础。这一公共资助的国际合作计划于1990年正式启动，以确定、储存和公开人类DNA中已经确定的信息。

人类基因组计划

未来有一天，我们也许能够实现选择或改变健康人类的基因组。例如，父母将越来越能够选择他们孩子的一些生理或心理特征。人们也可能会选择修改他们的基因代码以延长他们的寿命或改变他们的生理或心理特征。我们已经习惯了安装应用程序来升级我们智能手机的功能。几十年后，我们可能同样期待医生用遗传疗法通过注射的方式来改变我们身体的参数。

生物打印

生物材料的3D打印目前有各种各样的名称，其中包括“人体组织打印”“器官打印”“添加细胞组装”和“生物打印”。

科学家使用打印机打印出移植在烧伤患者身体上的人造皮肤

将来，医生将会使用生物打印来帮助修复受损的组织，或者创造一个替代的合成器官。

控制性增强

在世界范围内，每年有数百万人在白内障手术中接受人工晶体植入、骨头上有金属钉、置换人工髋关节，或在心脏中植入塑料瓣膜。有些人还接受了更为复杂的技术，包括耳蜗植入和起搏器植入

自然和人工融合的生物，在技术上被称为半机械人。

科学家使用打印机打印出移植在烧伤患者身体上的人造皮肤

到21世纪下半叶，大多数人的身体里可能会拥有相当复杂的控制性增强装置。随着科技的进步和人们观念的改变，一些人甚至可能开始积极主动地寻求“升级”他们的血肉之躯。

延长寿命

多年来，人类的平均寿命一直在增加。早在1900年，大多数人的寿命都在35岁左右，婴儿死亡率非常高。到20世纪末，全球人平均寿命几乎涨了一倍，达到67岁。近年，世界银行报告说，日本人的预期寿命是83岁，英国是80岁，美国是78岁，中国是73岁，印度是64岁。预期寿命最低的国家是津巴布韦，仅为44岁。

展望未来，我们很可能处在另一场生命延长革命的边缘。可供选择的方法包括饮食抗衰老、生活方式最优化、疾病治疗和预防、生物重新编程及器官修复和更换。

超人类

我们的祖先通过进化变得更加聪明，并且发明了越来越复杂的工具，这些都是人类兴旺起来的原因。今天，我们需要再次通过发展更高层次的智力和创造下一代技术来提高我们的生存质量。

阿尔科生命延续基金会将“患者”低温保存，寄望于以后的复活

如今摆在我们面前的最大问题可能是我们将以什么方式进化。数百万年来，我们的进化一直是一个超越个人控制的无意识过程。诚然，一些伟大的思想家和发明家在促进人类进步方面发挥的作用比大多数人更大。然而，还从来没有人能做出一个有意识的决定，从根本上改变我们未来的身体或心理形态。

有了机械外骨骼，将会帮助到非常多骨骼受伤的人

“超人类主义”这个词是由生物学家朱利安·赫胥黎（Julian Huxley）在1927年提出的。赫胥黎在他的著作《没有启示的宗教》（Religion without Revelation）中写道：“人类如果愿意，就可以超越自己。”他接着说：“我们需要给新的信仰起一个名字。也许‘超人类主义’正合适：人类还是人类，但通过实现新的可能性而超越自我。”

虽然超人类主义可能提倡最大限度地利用所有新技术，但目前许多人认为我们不应该“干预自然”或“扮演上帝的角色”。一场意识形态之战已经打响。日渐高涨的超人类主义辩论的焦点将是：我们应该在哪里划定界限，以及我们应该采取何种程度的主动进化。

道德上的争论一直是不容易解决的。但如今，在某个国家可能被禁止的活动可以在另一个国家轻易地继续下去。更重要的是，曾经存在于不同技术发展领域之间的界线正开始消失。