重寫基因組破譯人腦 八大科技未來給世界帶驚喜

西班牙《消息報》網站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、開發石墨烯、與機器人共同生活、非洲電力化、太陽能商用飛機……這些只是科學即將面臨的部分挑戰。氣候變化的影響及一些對健康有影響的領域，如個性化醫療和針對老齡化社會的各種研究則是目前最能引發科學界注意力的領域。以下為讀者介紹未來將給世界帶來驚喜的幾項科技進步：

開發石墨烯

石墨烯是一種獨特的材料，由蜂窩網狀排列的碳原子層構成，其厚度大約只有0.335納米。這種獨一無二的特性賦予了石墨烯各種可以大加利用的優勢。英國曼徹斯特大學的兩位科學家因在石墨烯領域的開創性研究而獲得了2010年諾貝爾物理學獎。

在短短4年時間里，西班牙已經成為石墨烯的主要生產國之一。2013年10月，歐盟委員會宣布啟動一項有關石墨烯的宏大科學研究項目，該項目資金規模達10億歐元，將有數百位來自歐洲多個國家的科學家參與研究。

全面破譯人腦

“人類腦計劃”旨在從技術上復制人類大腦的所有特征。瑞士洛桑聯邦理工大學的神經科學家亨利·馬克拉姆是這項研究計劃的負責人之一。該計劃還得到了歐盟大約10億歐元的贊助。

其他一些類似計劃也在同時開展。美國國家衛生研究院下屬58個研究機構都在參與美國的“腦計劃”研究。這是一項在前總統奧巴馬推動下展開的科研項目，試圖開發用于研究人類大腦的新技術。預計未來12年將會獲得45億美元的資金。

歐盟的“人類腦計劃”尋求的目標是為全世界科學家擴充關于神經科學、信息學和腦醫藥領域的知識搭建基本架構。

重寫基因組

基因研究給人類提出了另一大挑戰。過去兩年來，這方面的研究已經取得了質的飛躍。能夠實現重寫人類基因組的技術已經誕生。通過規律成簇間隔短回文重復系統(CRISPR)對基因進行編輯。

2016年11月，注定引發醫學界革命的CRISPR系統首次通過人類測試。專家指出，這一進步將會引發一場競賽，嘗試將編輯細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。

會學習的電腦

人工智能的下一步被稱為“深度學習”或“機器學習”。換句話說，就是讓科學的其中一個環節致力于讓機器具備學習的能力，這意味著人工智能又往前了邁進了一步。這些技術能讓電腦學習人的行為，適應各種變化的場景。最終目標是讓機器具備人類語音識別、視覺和運動監測程序。

全球最大的技術類咨詢公司高德納咨詢公司預計，2020年數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器人將會占據主導，同時各種應用程序也可以完成更為復雜的任務。

商用太陽能飛機

2016年，世界上第一架完全使用太陽能的飛機完成了首次環球飛行，這期間沒有使用一滴液態燃料。雖然距離我們真正搭乘太陽能商用飛機環球旅行還很遙遠，但“陽光動力二號”已經證明科技正在朝著可再生能源交通的應用發展。

多倫多大學航空航天研究院的克雷格·斯蒂夫斯指出，“陽光動力”太陽能飛機實現了幾年前還不敢設想的技術進步，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的開發計劃，這種無人機可以持續保持高空飛行，還可以以固定姿態保持懸停狀態，因此可以作為地面通信網絡的中繼站，或者成為高成本的衛星通信的替代品或補充。

智能農業

智能農業代表著信息和通信技術在農業生產中的應用，這已經逐漸成為“第三次綠色革命”的主導力量。世界糧食產量必須在未來十年實現年增長1%才能滿足日益增長的人口的需求。然而目前已經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來減少對環境的影響。

但是，氣候變化正在影響世界許多地區的農業生產。為此，科學界正在致力于“每一滴水更多產量”的研究。利用土壤和植物傳感器、從衛星獲取的數據的計算以及水平衡模型來嚴格每一滴水的利用率。精準灌溉系統將日益完善，實現節水15%的目標。

農業生產的各個環節中自動化技術的應用、自動化控制系統和人工智能，包括使用農業無人機等都將在未來幾年實現。

永不停止的太空競賽

太空競賽沒有過時：殖民火星和建立月球基地是人類長期抱有的野心。奧巴馬在結束總統任期之前宣布，美國將在2030年送人類上火星。太空探索技術公司的埃隆·馬斯克制定了一個近期目標：5年。人類也將在5年內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。

非洲電力化

目前至少6億非洲人享受不到電力服務，這嚴重制約了經濟發展。非洲電網的發電量可達16萬兆瓦，其中三分之二在北非和南非地區。其他地區只能享受到5.3萬兆瓦的電力。

獲得可持續能源是2015年聯合國通過的可持續發展目標之一。這也被認為是本世紀最大的挑戰之一。