西班牙《消息報(bào)》網(wǎng)站3月6日刊登題為《未來十年將為世界帶來驚喜的八大科技里程碑》的文章稱，全面破譯人類大腦、開發(fā)石墨烯、與機(jī)器人共同生活、非洲電力化、太陽能商用飛機(jī)……這些只是科學(xué)即將面臨的部分挑戰(zhàn)。氣候變化的影響及一些對健康有影響的領(lǐng)域，如個(gè)性化醫(yī)療和針對老齡化社會的各種研究則是目前最能引發(fā)科學(xué)界注意力的領(lǐng)域。以下為讀者介紹未來將給世界帶來驚喜的幾項(xiàng)科技進(jìn)步：
開發(fā)石墨烯
石墨烯是一種獨(dú)特的材料，由蜂窩網(wǎng)狀排列的碳原子層構(gòu)成，其厚度大約只有0.335納米。這種獨(dú)一無二的特性賦予了石墨烯各種可以大加利用的優(yōu)勢。英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家因在石墨烯領(lǐng)域的開創(chuàng)性研究而獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
在短短4年時(shí)間里，西班牙已經(jīng)成為石墨烯的主要生產(chǎn)國之一。2013年10月，歐盟委員會宣布啟動一項(xiàng)有關(guān)石墨烯的宏大科學(xué)研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目資金規(guī)模達(dá)10億歐元，將有數(shù)百位來自歐洲多個(gè)國家的科學(xué)家參與研究。
全面破譯人腦
“人類腦計(jì)劃”旨在從技術(shù)上復(fù)制人類大腦的所有特征。瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家亨利·馬克拉姆是這項(xiàng)研究計(jì)劃的負(fù)責(zé)人之一。該計(jì)劃還得到了歐盟大約10億歐元的贊助。
其他一些類似計(jì)劃也在同時(shí)開展。美國國家衛(wèi)生研究院下屬58個(gè)研究機(jī)構(gòu)都在參與美國的“腦計(jì)劃”研究。這是一項(xiàng)在前總統(tǒng)奧巴馬推動下展開的科研項(xiàng)目，試圖開發(fā)用于研究人類大腦的新技術(shù)。預(yù)計(jì)未來12年將會獲得45億美元的資金。
歐盟的“人類腦計(jì)劃”尋求的目標(biāo)是為全世界科學(xué)家擴(kuò)充關(guān)于神經(jīng)科學(xué)、信息學(xué)和腦醫(yī)藥領(lǐng)域的知識搭建基本架構(gòu)。
重寫基因組
基因研究給人類提出了另一大挑戰(zhàn)。過去兩年來，這方面的研究已經(jīng)取得了質(zhì)的飛躍。能夠?qū)崿F(xiàn)重寫人類基因組的技術(shù)已經(jīng)誕生。通過規(guī)律成簇間隔短回文重復(fù)系統(tǒng)（CRISPR）對基因進(jìn)行編輯。
2016年11月，注定引發(fā)醫(yī)學(xué)界革命的CRISPR系統(tǒng)首次通過人類測試。專家指出，這一進(jìn)步將會引發(fā)一場競賽，嘗試將編輯細(xì)胞作為一種基因療法。這場競賽將類似于歷史上美蘇之間圍繞太空展開的競爭。
會學(xué)習(xí)的電腦
人工智能的下一步被稱為“深度學(xué)習(xí)”或“機(jī)器學(xué)習(xí)”。換句話說，就是讓科學(xué)的其中一個(gè)環(huán)節(jié)致力于讓機(jī)器具備學(xué)習(xí)的能力，這意味著人工智能又往前了邁進(jìn)了一步。這些技術(shù)能讓電腦學(xué)習(xí)人的行為，適應(yīng)各種變化的場景。最終目標(biāo)是讓機(jī)器具備人類語音識別、視覺和運(yùn)動監(jiān)測程序。
全球最大的技術(shù)類咨詢公司高德納咨詢公司預(yù)計(jì)，2020年數(shù)字化將日益變得更加智能。各種虛擬助手和能夠與人互動的機(jī)器人將會占據(jù)主導(dǎo)，同時(shí)各種應(yīng)用程序也可以完成更為復(fù)雜的任務(wù)。
商用太陽能飛機(jī)
2016年，世界上第一架完全使用太陽能的飛機(jī)完成了首次環(huán)球飛行，這期間沒有使用一滴液態(tài)燃料。雖然距離我們真正搭乘太陽能商用飛機(jī)環(huán)球旅行還很遙遠(yuǎn)，但“陽光動力二號”已經(jīng)證明科技正在朝著可再生能源交通的應(yīng)用發(fā)展。
多倫多大學(xué)航空航天研究院的克雷格·斯蒂夫斯指出，“陽光動力”太陽能飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了幾年前還不敢設(shè)想的技術(shù)進(jìn)步，并為未來奠定了方向。
波音公司最近也公布了太陽能無人機(jī)的開發(fā)計(jì)劃，這種無人機(jī)可以持續(xù)保持高空飛行，還可以以固定姿態(tài)保持懸停狀態(tài)，因此可以作為地面通信網(wǎng)絡(luò)的中繼站，或者成為高成本的衛(wèi)星通信的替代品或補(bǔ)充。
智能農(nóng)業(yè)
智能農(nóng)業(yè)代表著信息和通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，這已經(jīng)逐漸成為“第三次綠色革命”的主導(dǎo)力量。世界糧食產(chǎn)量必須在未來十年實(shí)現(xiàn)年增長1%才能滿足日益增長的人口的需求。然而目前已經(jīng)不能獲得更多的可耕地，因此不得不利用更加高效的種植系統(tǒng)來減少對環(huán)境的影響。
但是，氣候變化正在影響世界許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為此，科學(xué)界正在致力于“每一滴水更多產(chǎn)量”的研究。利用土壤和植物傳感器、從衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)的計(jì)算以及水平衡模型來嚴(yán)格每一滴水的利用率。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)將日益完善，實(shí)現(xiàn)節(jié)水15%的目標(biāo)。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中自動化技術(shù)的應(yīng)用、自動化控制系統(tǒng)和人工智能，包括使用農(nóng)業(yè)無人機(jī)等都將在未來幾年實(shí)現(xiàn)。
永不停止的太空競賽
太空競賽沒有過時(shí)：殖民火星和建立月球基地是人類長期抱有的野心。奧巴馬在結(jié)束總統(tǒng)任期之前宣布，美國將在2030年送人類上火星。太空探索技術(shù)公司的埃隆·馬斯克制定了一個(gè)近期目標(biāo)：5年。人類也將在5年內(nèi)重返月球并探索它的暗面。中國、俄羅斯和歐洲都制定了類似的太空任務(wù)。
非洲電力化
目前至少6億非洲人享受不到電力服務(wù)，這嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。非洲電網(wǎng)的發(fā)電量可達(dá)16萬兆瓦，其中三分之二在北非和南非地區(qū)。其他地區(qū)只能享受到5.3萬兆瓦的電力。
獲得可持續(xù)能源是2015年聯(lián)合國通過的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一。這也被認(rèn)為是本世紀(jì)最大的挑戰(zhàn)之一。