未來(lái)15年的五大技術(shù)變革,新計算機架構居首

　　據國外媒體報道，今日《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)，它們是新型計算機架構、基因組學(xué)、納米技術(shù)、儲能技術(shù)以及機器人技術(shù)。文章指出，隨著(zhù)這些技術(shù)相輔相成，共同發(fā)展，人類(lèi)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)手機已經(jīng)普及，但僅限于打電話(huà)發(fā)短信，智能手機的普及還很遙遠;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。

　　1.新的計算機架構

　　1965年戈登·摩爾(Gordon Moore)提出了著(zhù)名的摩爾定律，預測芯片處理速度每18個(gè)月便會(huì )翻番。50年來(lái)，工程師們在不斷力踐著(zhù)芯片行業(yè)的這條發(fā)展定律。然而現在，摩爾定律行將終結，人們還在試圖通過(guò)3D堆疊以及FPGA芯片技術(shù)延續定律的生命周期，但其效果有限。如若從根本上延續芯片行業(yè)的發(fā)展速度，我們需要開(kāi)發(fā)新的計算機架構。

　　其中之一是量子計算，使用量子力學(xué)中的重疊以及纏結效應，開(kāi)發(fā)出性能百萬(wàn)倍于現在的計算機芯片;其二是開(kāi)發(fā)模仿人腦的神經(jīng)學(xué)芯片，其運行處理速度將比現有的計算機快上數十億倍。

　　這兩種新型計算機實(shí)現商業(yè)化還需要數年時(shí)間，但目前已經(jīng)有相應的工作原型。最早在十年之內，我們就可以看到這些新架構將完全改變電腦行業(yè)。

　　2.基因組學(xué)

　　2003年人類(lèi)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(lèi)基因組測序技術(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)應用于癌癥治療等醫療領(lǐng)域，通過(guò)患者的基因構成來(lái)治療乳腺癌等病癥。到2030年，基因組學(xué)將與免疫療法相結合，通過(guò)激發(fā)人類(lèi)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)，能夠讓工程師對基因實(shí)現精確編組，在細胞工廠(chǎng)中合成各種功能的有機體。譬如在細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·費曼(Richard Feynman)提出了納米技術(shù)的概念——在原子級別實(shí)現材料生產(chǎn)——當時(shí)這聽(tīng)起來(lái)無(wú)疑是科幻小說(shuō)。而現在這已經(jīng)成為現實(shí)，諸如石墨烯以及量子點(diǎn)為人類(lèi)打開(kāi)了新材料的大門(mén)。

　　未來(lái)納米技術(shù)的應用更是不勝枚舉。但目前在分子水平上實(shí)現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計。

　　此外，根據費曼的設想，相關(guān)技術(shù)還將產(chǎn)生納米級藥物。醫生將通過(guò)比人類(lèi)頭發(fā)寬度更小的設備對單個(gè)病變細胞進(jìn)行治療，使得醫療效果更為有效。

　　到2030年，納米機器人將能夠直接進(jìn)入血液尋找病變細胞、病原體或對特定細胞進(jìn)行修復。

　　4.儲能技術(shù)

　　在過(guò)去的40年中，儲能技術(shù)在不斷進(jìn)步。1970年，鋰離子電池面世，相應的儲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)入智能手機時(shí)代以來(lái)，移動(dòng)設備的革命化推動(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Argonne National Laboratory實(shí)驗室的研究人員正在著(zhù)手打造新一代電池技術(shù)，其容量將是現有鋰離子電池的五倍，同時(shí)成本僅僅是現有的五分之一。

　　5.機器人技術(shù)

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

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

　　過(guò)去的15年，很大程度上由數字技術(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。

　　性能更為強大的計算機架構將為人類(lèi)在基因組以及分子級別的工作創(chuàng )造條件，最終開(kāi)發(fā)出智能機器。新的能源，以及新的儲能技術(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。