五十年后的科技

五十年后的科技

导语：三百年的科技发展，让西方人领先世界至今!三十年的改革开放，科技发展，让中国走向伟大复兴!现今世界，科技的力量不容忽视!五十年后的科技会怎么样?五十年后的科技发展会让社会发生怎样的变化?据悉，4月19日是“摩尔定律”，五十年前的那一天，摩尔本人说，硅芯片上的晶体管数目现在将每隔两年增加一倍，因为在一个芯片上填充更多晶体管的成本在不断上涨

五十年后的科技

4月19日，是“摩尔定律”(Moore’s Law)这一现象发现之五十周年纪念日，在现代社会，这一现象对人类社会和工业影响之深远非其他事物所能企及。

五十年前的那一天，正在“仙童半导体”(Fairchild Semiconductor)工作，后来成为英特尔公司联合创始人戈登•摩尔(Gordon Moore)在《电子学》(Electronics)杂志上发表了一篇文章，指出，在过去的十年间，硅芯片上的晶体管之数目每年都增加一倍。

他还预测说，这一趋势将会持续十年。到了1975年的时候，科技行业将其称之为摩尔定律。那一年摩尔本人说，硅芯片上的晶体管数目现在将每隔两年增加一倍，因为在一个芯片上填充更多晶体管的成本在不断上涨;但是那一趋势一直持续到了今天，因为从上个世纪六十年代早期起，晶体管的成本就已经大大地下降了。

想要夸大摩尔定律的重要性都很难，这不仅仅是因为它导致了个人电脑，iPhone以及其他智能手机，Tesla等智能汽车，Apple Watch，以及其他很多很多电子产品的出现，更别说它还直接支撑着谷歌、Facebook等科技公司，这两个公司的服务器操纵着数十亿美元级的广告业务。

本周五，人们在美国加利福尼亚州山景城计算机历史博物馆为此举办了一场纪念活动。显然，摩尔定律的影响已经远远超出了我们所拥有的电子产品，甚至也远远超出了制造这些电子产品的众多公司，而开始影响人类活动和创造的方方面面。更为重要的是，其影响力才刚刚开始，尽管摩尔本人认为摩尔定律到2020年的时候就会黯然失色。

在这次纪念活动上，半导体行业的两位重量级人物向什么描绘了一幅壮观的画面，他们不仅指出了摩尔定律到目前为止的影响力，而且认为在未来数十年摩尔定律将以一种更为宏大的方式颠覆社会制度。这两位重量级人物就是比尔•戴维德(Bill Davidow)和卡弗•米德(Carver Mead)，前者一度是英特尔公司高级主管，现在是其风险投资公司Mohr Davidow的一名顾问;而后者是半导体的先驱，也是加州理工学院(Caltech)工程学和应用科学名誉教授。在纪念活动上，大卫•布罗克(David Brock)对两人进行了采访。而大卫•布罗克则是将于今年5月5日出版的《摩尔定律：硅谷悄无声息的变革者戈登•摩尔的一生》的合作作者。

他们的评论和预测是如此令人着迷和深远，以致于笔者乐意原封不动地把他们的话引用过来。下面是他们的原话，为了理解上的顺畅，笔者仅做了必要的编辑和调整。

戴维德：1960年在哈佛大学，我参加了理查德•海明(Richard Hamming)的一个演讲。他想探讨科技变化的数量级。每当科技变化发生之时，其所产生的社会影响都是十分巨大的。比如，从每小时三到四英里的马车到每小时三十英里的火车，创造了工业城市。我常常想知道，海明怎么看待五十年内八个数量级(order of magnitude)的进步，而这正是摩尔定律的实质所在。

社会和经济变革是巨大的。五十多年前，传递信息不仅缓慢，而且非常昂贵。所以我们把人们移动到距离信息很近的地方：沃尔玛。现在，有了亚马逊，可以把信息移动了人们所在的地方。由于摩尔定律，我们将会重建所有的物质性基础设施。

事物倾向于被推到极端。到2006年的时候，市场上有600万亿美元的场外金融衍生品，这些金融衍生品帮着导致了后来的经济下滑。如果没有摩尔定律，这就不会发生。我们将看到更多“赢者通吃”的局面。

问：社会和公司应该如何应对这一切?

戴维德：它们需要进行自我重组，而且需要移动到更有效的基础设施。世界上所有行业都将以这种方式被重建。

问：未来会发生更加大的变化吗?

戴维德：现在还不确定。变革现在发生得太快了。最终，我们将看到全然不同的物理的、经济的和社会的基础设施。现在的挑战是，人们必须整明白如何使我们的种种制度适应这一新的社会环境，比如劳动力，汽车，等等。例如，千禧一代购买的不是汽车，而且电子设备。

问：你现在知道这场变革将会具体发生在哪些领域吗?

戴维德：我们的领导阶层在十二世纪可真够忙的。盐湖城冬奥会的时候，他们修了很多路让人们前来参观比赛。但是需要更多的光钎线缆，而不是新的公路。我们不需要经常旅行。

问：如果摩尔定律放缓，相应地会出现什么结果?

戴维德：我们对生活质量的定义将会改变。很多产品已经变得很廉价了。从经济学的角度看，我们的生活标准好像在下降;但是如果娱乐能够来我我们身边，我们并不需要经常出行。

米德：在上个世纪六十年代早期，一天早晨，我正在和戈登进行每周一次的交谈，他问我，如果利用电子隧道，一个晶体管可以被弄到多小?那时，人们坚信我们已经走到头了，晶体管不可能弄得更小了。我花了很多时间说服人们晶体管还可以更小。

摩尔定律不是一个物理定律，它是人类本性的一个定律。人们知道什么在物理上是可能实现的，而且对之深信不疑。戈登和我一起共事，摩尔定律彻底地改变了我们的生活。

问：摩尔定律对人类精神有什么影响?

戴维德：色彩并不存在。我们所感受到的不过是能级，是我们的心灵创造了色彩。音乐并不存在。我们所听到的不过是振动，是我们的心灵创造了音乐。在虚拟环境中想象心灵是十分令人着迷的。

米德：人们现在吵得很热，说我们在电脑运算上取得了很大的进展，将要制造人工大脑，和人一样聪明。在中世纪晚期，心灵就是时钟，之后它变成了一个电话交换网络，因为那是当时最时髦的技术。现在则变成了计算机。人们观看细胞后说它是开关，之后神经生物学家得到了更厉害的工具，说他不是神经元，而是突触。现在人们知道，在突触里面，充满了化学变异，如此多的状态变量。我们依然要学很多东西。

问：戈登•摩尔说摩尔定律既关乎经济学，也关乎硅片技术的延展性。摩尔定律在全世界具有能够导致通货紧缩的巨大力量。同时对生产力也具有很大的推动力。你如何看待它在微观经济学中的地位，以及我们目前的前进方向?

戴维德：我对通货紧缩思考甚多，因为我所怀抱的诸多问题之一就是经济学家以二十世纪的标准衡量它。

米德：或者以十八世纪或者十七世纪的标准衡量。

戴维德：我们据以生活的所有规则都发生了重大的变化。而我们却继续将旧的标准适用于新的环境。它们并不能准确反映当下的情况。所以我们还将继续做出很多糟糕的经济决定。

米德：那是一个保守的陈述。我们的大多数经济讨论不会导致创新。创新在大多数经济模型中根本不是被加以考虑的对象。那是很愚蠢的。创新在所有的经济学对话中都应当被放在首要以及中心的位置。

问：如果展望前路，什么会让你激动不已，什么又会让你有所忧虑?

戴维德：在未来，我们将用什么来定义我们的身份?如果所使用的工具变得如此之好，以致于我们不必每周工作四十个小时，我们将如何界定我们的个人身份?

米德：这让我回想起来上个世纪五十年代的讨论，有了所有这些节省劳动力的设备，我们将拿我们的时间怎么办?最近发生的最本质的变化是，我们已经从广播的心态进入了点多点的心态——但是人们正在尝试将其(互联网)变回到广播的心态。

戴维德：各行各业都在努力颠覆过去的运算法则。它们需要明白下一个趋势是什么。

米德：人们正在寻找新的以及创造性的方式来利用这一平台。寻找那些使我们在某些领域举步不前的那些事物。

问：在硅片电子产品以外，还有哪些领域可以适用摩尔定律，比如医疗或者社会正义?

米德：当然啦。磁记录，光学通信，老式的无线电技术。

戴维德：另一个正在发生的事物就是，知识的指数级暴增。

问：如果风投资本家不再投资半导体产业，它的未来又会怎样?

戴维德：英特尔或者三星本可以做高通做过的事。你可能失去其中一些投资人。我不知道你对此可以做什么。

问：人们指责说是你创造了摩尔定律这一术语，对此，你有什么说法?

米德：在上个世纪六十年代早期，当我尝试说服人们相信硅片技术的可能性的时候，一个记者来采访我，而有一篇报道出来的文章恰好使用了那一术语。也许是我喝了几杯酒，酒后失态所言吧。

五十年后的科技

近日，“神威·太湖之光”超级计算机荣登榜首，成为世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。但是，10年之后，我国计算机的计算速度有望是它的10倍，达到100万亿次(E级)。

十年之后，中国科技将是什么模样?中国科学技术发展战略研究院开展“第五次国家技术预测”，历时三年，终于绘制出未来科技发展的可能图景：

——信息传输速度将接近光速，信息传输方式将在当前有线、无线传输的基础上，人们有望借助道路上的灯光上网;

——新一代网络技术正在加速形成，人们在飞机、汽车间应用互联网的技术已经成熟;

——机器人无所不在，它将变得和今天的英特网一样普遍，广泛应用于制造、服务、医疗、国防等行业;

——人类许多重大疾病得到控制，人均寿命会进一步延长;

……

课题组从信息、生物、能源等14个领域关键技术中遴选出100项国家关键技术。其中，40项重大突破类技术，60项重大效益类技术。同时，研究人员遴选了有望实现千亿元产业的关键技术，并第一次预测了颠覆性技术与非共识性技术。

信息与制造技术 有望颠覆现有产业模式

课题组遴选的60项重大效益类国家关键技术有些既具有巨大经济价值，又具有广泛的渗透性。“移动互联网”通过5G、新一代WiFi物—物互联等技术研发，在车联网、智能家庭、智慧城市等典型方面实现重点突破，推动产业升级与城市转型。“工业机器人技术”是“中国制造2025”的核心内容，通过其共性技术和产业瓶颈技术的不断突破，未来五年我国工业机器人产品性能将达到国际先进水平，在航空、航天、高铁、船舶、汽车、工程机械、新能源装备等高端装备制造领域实现规模化应用。

第三代半导体材料与半导体照明技术，在新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、消费类电子等领域的广阔应用前景，必将形成超过万亿元的高技术产业群，为构建创新型国家提供强有力的科技支撑。未来的10年内新材料技术及产业的规模将超过2万亿元。

在先进制造领域，高性能关键零部件是增材制造(3D打印)中的皇冠，将在航空航天、高性能金属零部件等一些特殊领域和行业颠覆现有制造模式。机器人技术未来10年将变得和今天的英特网一样普遍，将广泛应用于制造、服务、医疗、国防等行业。微纳传感器是影响制造业的颠覆性技术之一，预计2025年全球将形成2.7—6.2万亿美元的市场规模。

能源与资源技术 让能源更便宜、环境更友好

在能源领域，预测表明，核能、太阳能、风能等技术不断取得重大突破。无线充电将得到广泛应用，新一代电池让更多汽车告别汽油。700℃超超临界发电技术是下一代超超临界机组技术，将大幅度提升超超临界机组净效率。固态储氢技术作为储氢的一种重要技术路径，国际上的金属储氢已在可再生能源储能和AIP潜艇等方面得到规模应用。

在资源领域，有望“变土为宝、变草为宝”。“稀土功能材料技术”通过高效清洁分离与高纯化等研发，将新型稀土功能材料国内自给率从40%提高到70%以上，新增年产值可达300亿元，带动相关产业经济增加值5000亿元，节约标煤2000万吨以上。又如大量的中草药将被开发为保健品，形成数千亿元的新产业，利用能源植物和农作物秸秆生产“生物质能源”，可再造1—2个“绿色大庆”。

未来，我国环境科技在控制污染、改善环境质量方面将发挥什么作用?预测显示，基于标准与效应协同控制的饮用水净化技术的突破受益人口2亿以上;流域水生态管理技术将有效提升流域智能化生态管理水平;污水资源能源回收技术的突破将服务中国近10000座污水处理厂的提效改造;烟气多污染物协同深度减排技术突破将使2020年主要污染物排放指标减少50%;空气质量高效监管技术将为区域和行业大气污染防治提供标准化的整体解决方案;化学品风险高通量筛查技术促进高风险化学品的环境友好替代。

导航与海洋技术 可上九天探月、可下五洋探海

在地球观测与导航领域。通过开展技术预测，提出了北斗位置导航应用的服务型增强系统、高轨高分辨率遥感技术和空天地一体的卫星导航系统等核心技术。预测表明，我国未来定位系统的定位精度将优于10米，高分辨率对地观测系统与其他观测手段相结合，已形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力，有效提高了对地观测数据的供应能力和应用水平。预计到2020年，我国将建成服务全球的北斗卫星导航定位系统，届时我国卫星导航与位置服务产业的用户规模有望成为世界第一，产业年产值将超过4000亿元，整个领域的产值预计将超过万亿元。

在海洋领域，海洋勘探、海洋石油、海洋装备等技术将不断取得突破，支撑我国海洋产业形成近8万亿元的大产业。此次技术预测遴选出一系列关键技术，如：通过最大工作深度11000米，载员3人全海深载人潜水器及深海空间站技术，打造我国的全海深载人潜水器装备，将巩固我国在该领域的领先地位，带动我国深海装备高新技术发展。

生物与医药技术 让人类活得更健康、寿命更长

在生物与医药领域，生物技术将不断揭示生命的奥秘，创造人类健康长寿的新方法、新产品、新途径。人类在依靠科技改变外部世界的同时，将改变人类自身。基因组技术将支撑、引领精准医学的广泛应用，人们看病、用药更加准确、高效;干细胞技术正在由修复人类患病的器官向培育、再生器官的方向发展，人类在目前可更换皮肤、肢腱等组织或器官的基础上，会有更多的器官可以更换;而延长细胞衰老的技术一旦突破，延长人类寿命将不再是“梦想”，目前已在动物实验中取得成功;基因编辑技术则可直接“摘除”有害基因，防止疾病发生;科学家还在运用合成生物学研究合成新的生命;脑科学、人机接口等技术将揭示人脑活动的机理，探索大脑与计算机的有机接口。

在人口健康领域，预测提出了“重大疫苗、早期诊断、靶向药物精准、智慧医疗”等关键核心技术。预测表明，中医药将引来依靠创新、依托市场的新发展，重大疫苗产品技术研发有望带动我国疫苗产业成为千亿产业，每年可为患者节约医疗支出约4800亿元。移动医疗将有助于破解基层医疗资源供给严重不足的困境，形成“现代赤脚医生”，并将创造千亿元的产业规模。早期诊断技术将会使更多的疾病早期发现、早期治疗，减轻患者痛苦，节约医疗费用。智能养老护理技术将有助于解决老年照护中诸多难题，提高老年人生活质量，同时也将有效推进养老及大健康产业发展，预计未来的产业规模将超过万亿元。

衣食住行技术 吃得更放心、穿得更多样、行得更快捷

在农业领域，从田间到餐桌完善的食品安全技术体系将更加完善、有效，食品安全问题将得到有效的技术保障;我国水稻、棉花、油等杂交育种技术将继续引领世界，保障粮食安全技术掌握在中国人手中;作物分子育种、转基因技术将使作物光合效率进一步提高;农产品精深加工与网上直销技术将大幅度缩小城乡居民收入差距;海洋生物资源养护与高值利用技术突破后将加速我国海洋渔业实现跨越发展，为我国充分利用300平方公里海洋提供有力支撑，预期效益超过1000亿元。

在交通领域，据预测显示，我国交通领域一批前瞻性关键技术，如新一代高铁、真空管道运输、智能汽车技术、高效节油汽车(消耗燃汽油3—4公升/百公里)等，有望取得重大突破，加速我国交通技术换代;随着我国交通进入大交通时代，大型枢纽机场运行协同决策技术、下一代智能交通系统技术等将推动实现跨交通方式、跨区域、区域内接驳与换乘，促进交通大格局互联互通的实现。

在城镇化与城市发展领域，城镇化是工业化之后又一个推动经济增长的“发动机”。预测显示，通过城市能源基础设施“电、气、热三网”协同与清洁高效新技术的研发和示范，将大幅度提升城市能源基础设施的运行效率和安全可靠性，预期实现减少城市燃煤超过5000万吨。通过地下空间高效利用与绿色建造技术的研发和应用，将有效解决我国地下空间资源高效利用、地下空间生态化、信息化、安全及节能降耗等重大问题。

在公共安全领域，预测显示，城镇智慧交通风险干预与安全管控技术突破将使城镇重特大交通事故死亡人数降低20%，交通违规行为下降30%。进一步发展煤矿深部开采重大灾害控制与应急救援技术，能有效保护我国500余万矿工的生命安全和健康。

五十亿年后的地球

美国太空总署(NASA)23日召开视讯记者会，宣布发现一颗犹如“第二个地球”的太阳系外行星，取名为开普勒—452b，距离地球1400光年。这颗行星和它绕行恒星的距离，与地球和太阳的距离相同，且位于较宜人居的地带。

新发现的好消息是新行星不会太热或太冷，可能有水。绕行的恒星和太阳差不多大，亮度多百分之十。不过恒星比太阳早十五亿年出现，现已进入衰亡阶段，温度不断升高，将蒸发行星表面所有的水分。科学家表示，观测新行星下场，可以预知地球十亿年后处境。

NASA说：“系外行星，特别是如地球大小的其他世界，在21年前还是科幻小说范畴。经数千个新发现后，天文学家终于发现人类数千年来梦寐以求的：另一个地球。”

斥资6亿美元的“开普勒太空望远镜计划”自2009年5月启动，目标在寻找银河中的其他行星系，尤其是性质和地球相近，有液态水，环绕其他恒星运行的“适宜人居”行星。英国天文物理学家霍金20日也宣布将斥资1亿美元发展十年的探索外太空生物计划。

开普勒太空望远镜利用行星通过其环绕恒星正前方遮蔽其光芒的时机，观测目标行星的亮度，藉以推测星体状态。计划启动以来已观测到4661颗行星，并确认其中1028颗。