新生命、新智能 2017年被寄予厚望的科技进展

一个基因组全部由人工设计的小宠物,陪着你坐在自动驾驶的车辆里,在太阳系边缘的星球上欣赏异星风光……如此科幻电影般的场景,可能会在未来成为现实。而这些未来科技的基础,就是2017年被寄予厚望的那些科技进展。

创造新生命

 

英国《自然》杂志公布的2017年重点关注科学家名单中,基因编辑领域著名人物杰夫·伯克赫然在列。2014年,这位美国科学家成功合成酵母基因组中一条染色体。2017年,伯克如果能够合成整个酵母基因组,将是科学界首次人工合成一种真核生物的基因组,这将是人造生命体研究向前迈出的一大步。以此为基础,未来也许可以实现完全的“按需设计”基因,从而创造出最令人满意的宠物。

美国《科学》杂志认为,人工培育人类胚胎的时间能否突破14天,将是2017年最受关注的热点之一。长期以来,科研伦理规范将培育人类胚胎的时间限定在2周。然而,2周之内,胚胎尚未形成神经系统,因而在很多人看来还不能算是“人类生命”。过去,人工培育胚胎的时间只有几天,直到2016年,才有研究者在实验室中让胚胎发育至接近2周。科学界正在讨论:能否让胚胎在实验室中发育到开始出现器官的4周?关于这个问题,2017年可能会有新的动向。

相比这两项或将面临伦理争议的研究,生物领域另一些研究则受欢迎得多,比如再生医学。在比利时法语布鲁塞尔自由大学医学院再生医学方向研究员林雄晖看来,再生医学将是2017年热点研究方向:比如研究用它治疗糖尿病,将患者体细胞变成诱导多功能干细胞,再培育成胰岛素分泌细胞移植到患者体内;比如研究用它治疗心脏病,先在体外培育心脏细胞,再将其注射或移植到心脏病变部分,取代失活细胞。

开发新智能

在美国硅谷,自动驾驶技术被普遍看好将在2017年实现更大发展。特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克宣布,到2017年年底,所有新出厂的特斯拉电动汽车将配备自动驾驶所需的软硬件,自动驾驶程度将达到无需人工干预的级别。按照马斯克的说法,一辆特斯拉电动汽车可以将某人从位于洛杉矶的家中送到纽约时报广场,并自动停车入位,“无需按键,无需充电,它就能做到这些”。

在德国,无人驾驶技术备受业界重视。德国科学赞助者联合会发布报告称,2016年,德国汽车领域研发投入达217亿美元,无人驾驶技术和电动汽车是重要研发方向。2017年,德国汽车企业将在这两个方向持续发力,比如宝马公司将在德国南部城市加尔兴进行无人驾驶测试,奔驰公司则计划在澳大利亚进行无人驾驶测试。

谈起新智能,不能不提到人工智能。2016年,在一场震惊世界的围棋“人机大战”中,人工智能程序“阿尔法围棋”战胜人类顶尖棋手。据英国《新科学家》杂志报道,开发这一程序的“深度思维”公司联合创始人德米什·哈萨比斯暗示,2017年,人工智能程序的目标是征服著名即时战略游戏《星际争霸》。与围棋对弈双方都能看到所有棋子不同,这款游戏的玩家只能根据有限的视觉信息,猜测对手行动,因此决策更加复杂,而这也将对人工智能提出更大挑战。

增强现实技术将成为2017年IT行业的另一个热点。2016年,使用增强现实技术的“口袋妖怪”游戏风靡全球,微软的增强现实眼镜HoloLens也开始向市场出货。《新科学家》杂志预言,2017年,增强现实技术将迎来实质性发展,超越此前火热的虚拟现实技术。

发现新星体

目光投向太空。2017年,太阳系这个家庭的成员可能又会有变化。2006年,冥王星遭“降级”后,太阳系只剩下八大行星。不过,2016年,天文学家发现,有证据显示可能存在新的“第九行星”——一颗如海王星大小的行星,其轨道周期为1.5万年左右。如同当年海王星和冥王星是“笔尖上的发现”,科学家尚未直接观测到这颗行星,而是通过太阳系边缘一些冰冻天体轨道所受的引力推算得出这一结论。

“第九行星”如能确认无疑是大事,《自然》杂志和《科学》杂志在对2017年全球科技进展进行展望时指出,多个科研团队利用大型望远镜搜寻这颗行星,相关报告或能在2017年发布。

天文学家对于2017年的期待,不止于发现太阳系中的“第九行星”,还有银河系中央的黑洞。《自然》杂志说,分布在全球各地的9座射电望远镜将联合起来,组成一个巨大观测阵列,在2017年4月尝试拍摄银河系中央黑洞的“事件视界”,即从黑洞中发出的光所能到达的最远距离。如果拍摄成功,将有助于检验爱因斯坦广义相对论。

在《自然》杂志2017年重点关注科学家名单中,一位来自中国的科学家备受关注。他就是中国探月工程总设计师吴伟仁。中国计划于2017年下半年发射“嫦娥五号”月球探测器,落月采样并返回地球。《自然》杂志对此评价说,这将是20世纪70年代以来,人类首次将月球岩石样本带回地球。

打开新“视界”

所有这些可能在2017年出现的科技进展,都离不开人类对世界基本规律的不断发现、不断认知、不断利用。科学探索永无止境。工欲善其事,必先利其器。新的一年,将有一些大型研究设备面世,助力科学界打开新“视界”。

2017年年中,欧洲X射线自由电子激光器(XFEL)将完全投入运行。《自然》杂志展望说,这套耗资13亿美元研发出的装置是全球最强大的X射线自由电子激光器,便于科学家更好地在微观尺度上观测目标,有望为物质科学、生命科学等领域带来新的发现。

在基础研究领域,2016年,美国“激光干涉引力波天文台(LIGO)”项目组宣布发现引力波,这一发现被认为是基础研究年度最大突破。而在2017年,欧洲引力波探测装置Virgo将和LIGO进行首次高级联合运行,这将帮助研究人员将引力波来源锁定到具体星系,从而令相关研究更加深入。

此类基础研究成果,不会像自动驾驶的车辆那样在2017年便进入我们的生活,甚至不会影响我们这一代人的生活。但是,它们的深远意义,将在以后的人类发展进程中逐渐显现。

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