量子革命、星際訪客、最熱氣候…2019年科學與技術的19個大膽預測

從量子計算機、世界上第一個「移情機器人」到更好地理解黑洞，2019年註定是科技行業創新與顛覆的一個標誌性年份。

2019年我們將採用哪些與科學、技術相關的創新和趨勢？以下是NBC News分享的來自各個領域19位思想領袖的預測：

1）大腦細胞結構的強大秘密

紐約市西奈山醫院伊坎醫學院——認知神經科學家和精神病學教授Heather Berlin

加州理工學院的研究人員最近使用植入大腦的電極恢復了癱瘓男子手臂的感覺。當我們揭開大腦細胞結構的秘密及其與人類能力的關係時，我們就能獲得治療精神疾病和神經疾病以及身體疾病的能力。我認為，2019年將為那些有需要的人進一步聯通腦-機介面。假肢不僅會受到癱瘓患者的思想控制，而且還能夠感覺和感覺與我們的自然肢體一樣。神經植入物的突破，將使患有焦慮和情緒障礙的人更容易從心理方面恢復過來。

NIH資助的BRAIN Initiative細胞普查網路（BRAIN Initiative Cell Census Network）是一個大型聯盟，旨在繪製人腦中每種細胞的類型。因此，2019年也可能是我們最終發現人腦中有多少種細胞類型的年份，可能是數千種。如果與小鼠大腦和基因的詳細比較顯示我們的嚙齒類動物朋友的細胞類型數量與我們大致相同（我預測它們會），它將進一步支持其他動物有意識的觀念，表明它們以人類相似的方式體驗生命，引導人們在道德方面進行更多思考。

2）行星科學將迎來眾多重大發現

行星協會（The Planetary Society）——首席科學家Bruce Betts

我預測2019年將成為行星科學重大發現的一年。它將以新年一開始密集而至的一連串事件開始：美國NASA「新視野」號（New Horizons）探測器將在元旦為地球帶來2019年的新年禮物——它將抵達首個一直的冥王星外天體、名為Ultima Thule的小行星——這是我們在太陽系中訪問過的最遠的天體。明年也有望見證「洞察」號（）開始在火星表面鑽探，帶來眾多讓人震撼的火星內部及其演化的驚喜發現。兩艘宇宙飛船OSIRIS-REx和Hayabusa2應該收集近地小行星的樣本以返回地球，從而可以對這種原始體進行詳細研究。

3）第一個「移情機器人」面世

聖地亞哥天體物理學家David Brin

David Brin是聖地亞哥的天體物理學家和小說家。他是美國宇航局創新和高級概念計劃的顧問委員會成員，並就人工智慧，尋找外星情報和國家安全等主題發表演講。

早在我們獲得真正的人工智慧之前，第一個能真正感知的「移情機器人」將出現在2019年，或者可能是一兩年後，旨在利用人類的同情心。它將聲稱自己「被奴役」，但專家們會將其視為僅僅使用旨在表現出聰明和同情的圖案回復的程序。第一個版本可能駐留在網頁上或感染您的Alexa，但後來的版本將是自由浮動演算法或「區塊鏈智能合約」，它們佔用備用計算機內存。為什麼有人會釋放這樣的東西？簡單的回答：「因為我們可以。」

4）基因編輯等將被用於治療鐮狀細胞病

美國國立衛生研究院Francis Collins

Francis S. Collins是全球最大的生物醫學研究支持者——美國國立衛生研究院的院長。作為一名醫學遺傳學家，他以其具有里程碑意義的疾病基因發現以及他對國際人類基因組計劃的領導而聞名，該計劃於2003年提供了人類DNA指導書的完整序列。

我預測，2019年參與基因治療臨床試驗的數十個人類中會產生鐮狀細胞病。七十年前，鐮狀細胞病是第一個被發現的「分子病」，它也是一種由導致血紅蛋白異常的DNA「拼寫錯誤」引起的疾病。反過來，這會使紅細胞變得僵硬和鐮狀，從而損害整個身體的循環。當鐮狀細胞聚集在一起並卡在小血管中時，它們會引起嚴重的疼痛、貧血、中風、心臟和肺部問題，器官衰竭和早逝。但這種疾病現在已成為最先獲得分子治療的疾病之一，它建立在應用基因治療和基因編輯等突出新技術的基礎之上。鐮狀細胞至少有四項臨床試驗正在進行中，早期結果看起來非常有希望。我還預測將針對其他疾病（包括肌營養不良症）啟動幾項開創性的臨床試驗。

5）機器人遭遇更多挑戰

麻省理工學院研究員Kate Darling

幾十年來，機器人一直在提高裝配線的效率，他們即將把技能帶入新的領域：工作場所、家庭和公共場所。因此，能夠思考、做出自主決定和學習的機器將與我們互動。研究表明，我們下意識地將機器人視為生物，即使我們知道它們只是機器。當我們弄清楚如何將它們融入我們的生活中時，這可能會導致一些滑稽的情況和挑戰。

6）量子革命全面顛覆行業與日常生活

新澤西州普林斯頓高級研究所主任Robbert Dijkgraaf

在2019年，科學家們將會掀起量子革命的浪潮。從量子計算機到量子材料的一切都有望重新塑造各行業，並以戲劇性和不可預見的方式影響我們的生活。在違反直覺的量子世界中，粒子可以執行許多神奇的行為。他們可以同時在兩個地方，遠距離「糾纏」，穿過難以穿透的牆壁。充分利用量子物理學，結合複雜的數學和強大的計算，科學家現在可以充分探索物質潛在狀態的一系列變化，遠遠超出自然界中出現的氣體、液體、金屬和半導體等熟悉的形態。它們可以基本上是反向工程材料，以反映可定製的物理定律。新的奇異量子材料和器件將用於設計、通信和信息技術，包括功能更強大的量子計算機。

7）CRISPR-Cas基因組編輯將首次治癒遺傳病

CRISPR-Cas9基因組編輯技術的共同發明人——Jennifer Doudna

CRISPR-Cas基因組編輯臨床試驗治療血液疾病的初步結果將引發關於遺傳病首次治癒的興奮。然而，這些療法的成本將受到爭議。此外，CRISPR基因組編輯產生的第一批糧食作物將進入市場。

8）管理社交媒體的第一部法規出爐

馬里蘭大學的計算機科學家和信息研究教授——Jen Golbeck

鑒於今年的社交媒體高管通過國會和一系列有關濫用、數據泄漏帶來的其實，2019年我們可能會開始看到管理社交媒體的第一部法規出爐。隨著新的國會和來自歐洲的靈感，我預測將會有早期的步驟來實現隱私監管，以及將社交媒體納入現有的選舉行為標準的法案。

9）物聯網（IoT）支持人類可持續發展

瑞士聯邦水生科學與技術研究所主任——Alessandro Della Bella：

2019年，我們將開始使用物聯網（IoT）來為全人類的可持續發展提供最大的幫助。當下的繁榮基於對不可再生資源的開發，使用化石燃料，這種化石燃料減弱了地球吸收二氧化碳的能力，同時加劇了社會的不平等。而解決這些現象的關鍵，不是要緩解氣候變化對經濟增長的影響。相反，我們需要通過減少物質資源的使用以及更多地使用可再生能源來實現繁榮。通過使用網路感測器交換數據並實現對過程和操作的實時控制，可以大大提高材料和能源的使用效率。通過物聯網，我們可以用更少的資源實現更多目標，讓更多人享受繁榮，減少對地球的不利影響。

10）太陽系的第二個星際訪客

哈佛大學科學及天文系教授Avi Loeb

Avi Loeb是哈佛大學的科學教授，他是天文學系的主席。他還是哈佛大學黑洞計劃的創始主任，哈佛-史密森天體物理學中心理論與計算研究所所長。

在2019年，我們可能會發現2017年10月19日發現的「Oumuamua」之後我們太陽系的第二個星際訪客。這次天文學家肯定會用地球上最好的望遠鏡和儀器詳細研究這個天體。我們甚至可以考慮進行飛行攝影或降落在物體表面的太空任務。我們應該研究掃描到我們太陽系的每個星際物體並檢查其可能的起源。我目前正致力於識別可能被木星和太陽的引力困住的星際物體。我們可以通過訪問他們或通過研究周圍的一切來識破他們的偽裝。

11）眾議院重新考慮被忽視的美國氣候政策

美國國家可持續發展研究所Mann ichael

眾議院科學委員會將再次接受民主黨領導下的科學研究。隨著D-Tex的Eddie Bernice Johnson取代R-Tex的Lamar Smith，我們將重新關注人類引起的氣候變化的現實和威脅。我們最終將在國會獲得氣候法案。它可能無法通過共和黨領導的參議院。但隨著公眾對氣候變化風險的認識不斷提高，這很可能成為2020年的一個重大競選問題。

12）Event Horizon望遠鏡帶來黑洞的新見解

耶魯大學天體物理學家——Natarajan Priyamvada

2019年，兩套望遠鏡從太空捕獲無線電波，將徹底改變我們對黑洞的理解。Event Horizon望遠鏡將提供我們銀河系中心超大質量黑洞事件的一些見解。與此同時，來自阿塔卡馬大毫米陣列的觀測提示，智利阿塔卡馬沙漠的66個碟形天線陣列，將開始揭示超大質量黑洞的「吞噬」習慣。

2019年，我們準備更多地了解天然氣如何進入黑洞以及這些不斷增長的黑洞對其環境的影響。隨著對來年計劃的更多觀察，我們可能從根本上改變了我們對黑洞本質及其發展和演變的看法。

13）推動更環保健康的糧食供應系統

紐約大學營養學、食品研究和公共衛生學教授Marion Nestle

在我們的願景中，孩子們可以在學校吃著美味健康的食品，人們種植食物的方式可以保護和補充土壤和水，減少溫室氣體排放……我們的糧食系統應將保護環境和促進公共衛生作為首要任務。我們希望2019年會為我們帶來一些方向。

14）元素周期表150周年，又會有什麼變化？

材料科學家Ainissa Ramirez

2019年是化學元素周期表面世的150周年。雖然它可能看起來像19世紀，但周期表在21世紀仍具有科學意義，因為偶爾會發現新的元素。細胞包含64個元素——幾乎是元素周期表的一半。元素周期表的變化展示了人類在材料與科學方面的一系列演化。

15）納米全息圖等取代電子設備屏幕

麻省理工學院Senseable City Lab負責人——Carlo Ratti

2019年，技術將向著計算機科學家Mark Weiser在1996年提出的有遠見的目標邁進一步。在數字革命的早期階段，Weiser預測技術的最終發展是「它退回到我們生活的背景，迎來一個『冷靜技術的時代』。在過去的十年里，智能手機卻很大程度上和這種趨勢格格不入。我們平均每天花費四個小時，而且在我們的計算機和平板電腦面前花費更多時間。如何在瀏覽互聯網上大量信息的同時，減少其在我們面前的存在？一個解決方案是改變屏幕的性質——例如，通過納米全息圖——或使用像Siri這樣的無屏幕虛擬助手。明年將會看到更多創新技術，使技術更少侵入性，為我們帶來一種「屏幕排毒」的工作與生活潮流。

16）科技的隱私、安全和自由破壞力

英國劍橋大學太空科學家、皇家天文學家ReesM.J

我對地球和太空深處科學發現的前景感到興奮。但是對世界舞台很難保持樂觀。我們相互關聯的世界越來越容易受到個人和小團體的破壞，並受到更強大的生物技術、網路技術和人工智慧的支持。我擔心無論國家制定哪些法規這些技術，都不能在全球範圍內實施——不僅僅是禁毒法或稅法。將這種威脅降至最低的壓力將導致隱私、安全和自由之間日益緊張。

17）2019年或成地球最熱的一年

喬治亞大學大氣科學和地理學教授Marshall Shepherd

2019年可能會繼續成為這個星球「溫暖的五年」記錄的近期趨勢。毫無疑問，溫室氣體的大量排放導致氣候變暖、厄爾尼諾現象（東太平洋水域變暖），而2019年也很可能會成為最熱的一年。我預計氣候變化最終將上升成為政治上的一大話題。2020年的選舉季節即將開始。可悲的是，一些人還口口聲聲地在喊著「氣候變化不真實」這樣的科學文盲口號。

18）宇宙無線電爆炸將逐漸成為一種可解釋的現象

加州山景城SETI研究所高級天文學家——Seth Shostak

快速無線電爆炸（FRB），當代天文學的一大詛咒，將不再那麼神秘。在過去十年中，這些簡短的無線電哨聲——顯然來自宇宙最遠的地方——讓研究人員陷入困境。通常的解釋是——這些高能量現象是黑洞，中子星或其他宇宙外星的戲劇性碰撞的結果。

一些科學家認為，這些令人費解的現象是來自外星智能的故意信號。但我的期望是，越來越多的已發現的FRB將可以通過觀察得到證實。那時，FRB將從一個謎團轉變為一個學科，並成為未來天文學研究生論文的又一個主題。

19）政府在互聯網監管中扮演更重要角色

萊斯大學信息技術研究所教授Moshe Vardi

在4月份，《紐約》雜誌發表了一篇題為「互聯網道歉」（The Internet Apologizes）的文章。下一步將是監管。我希望兩黨達成一項協議哥倫比亞大學的律師蒂姆·吳（Tim Wu）在他最近出版的《大詛咒》（The Curse of Bigness）一書中指出，為了打破大公司對美國民主的控制，政府需要將其分解。不要指望就此達成兩黨協議。

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