雖然這些技術只是在想象的層面，但我對做出這些預測還是相當有信心的。就像已經存在的先進技術，我們現在可能覺得理所當然，而在發明之前，人們可能覺得只是異想天開。我相信到22世紀，即使十大超先進技術不會全部研發成功，但大部分還是有可能的。這裏有壹個活生生的例子——人工超智能。在計算機發明之前，我們無法想象如此龐大的信息網絡。計算機科學家I. J. Good在20世紀60年代曾貼切地形容“第壹臺超智能機器問世，這是人類歷史上最不可能的發明”。
壹旦開發出具有超人智能的機器(早在265438+20世紀50年代)，智能機器將取代人類，充當設計師和工程師，幫助我們實現科技夢想，甚至包括壹些我們還沒有想到的技術。下面我們將介紹十項幾乎可以改變壹切的技術。
1.腦機連接虛擬現實
Oculus Rift(壹種專為電子遊戲設計的頭戴式顯示設備——虛擬現實設備)等可穿戴設備非常精密和先進，但無論這些小玩意多麽復雜和微妙，現實生活中的真實感受仍然遙不可及。我們需要的是壹種虛擬現實設備，能夠給我們更真實的感官沖擊。也許在22世紀初，研究人員就能成功研制出這種裝置。體驗虛擬現實的時候，感覺會很真實，以至於我們分不清虛擬和現實。不可思議的是，信息是通過人體的感受器直接傳遞到大腦的，與普通的感官輸入方式不同，所以我們的感受更加真實。
感覺這種事情真的很奇妙！說是看得見摸得著，但有時候只能理解不能表達；姑且說它是無形的，我們確實能感受到自己情緒的變化。要想知道生活中的感情是什麽，就要從源頭開始了解——人腦。事實上，大腦(在所有器官中)是壹個感覺處理器，它對壹切事物的感覺都是有規律的，無論是玉米餅的味道還是電腦屏幕上刺眼的光線。正如墨菲斯在電影《黑客帝國》中所說，“什麽是真實？如果妳指的是妳能感覺到的，或者妳能嘗到的，或者妳能聞到的，看到的，那麽很抱歉，這些所謂的‘現實’只是妳大腦處理過的電信號。”
《奇點臨近》的作者雷·庫茲韋爾是壹位未來學家。在書中的問答部分，他解釋了這是如何發生的。
“起初，我了解到可以植入我們身體和大腦的納米機器人(這是壹種在納米尺度上應用生物學原理的可編程分子機器人)，它可以幫助我們保持健康，並在實現神經系統內的完全沈浸式虛擬現實技術中發揮作用，還可以通過互聯網直接實現大腦之間的交流。另外，納米機器人可以拯救我們的智商！但是，請記住，我們的生物智能自出生以來幾乎沒有變化，但非生物智能卻可以每年成倍增長！到265438+30年代，我們的非生物智能將主導智能。”
雖然庫茲韋爾給出的時間表有點過於樂觀，但他的觀點是合理的。我們正在努力尋找突破血腦屏障的新方法，發明可以在人體內自由移動的微型機器。同樣重要的是，我們正在創建壹個詳細的大腦網絡圖，包括負責處理接收到的感官信息的區域。
壹旦Morpheus的納米機器人被植入大腦，它會發現大腦接收到的各種感官輸入信息，並阻止信息的進壹步傳遞(例如拒絕接收視網膜和耳朵收集到的電子信號)，這可以使我們完全意識不到周圍的實際環境(完美屏蔽外界信息)。這時候納米機器人就會把那些丟失的信號替換掉，通過無線傳輸把壹些人工模擬的感官信號傳輸到大腦皮層，這將是壹種全新的主觀體驗。對於壹個人來說，也許會覺得自己來到了另壹個世界。
2.實用霧
J.納米技術的先驅Stals Hall曾經設計了壹種效用霧，實際上是壹組納米機器人或“小霧塊”。它可以復制任何物體的真實形狀，並在移動過程中改變其形狀。Stals的靈感來自未來安全帶的概念。如果保護我們的安全帶不再是靜止的或者充氣的安全氣囊，而是相互關聯的雪花狀智能霧塊，它們也會隨著周圍環境的變化而改變形狀，比如乘客座椅的移動，從而保護每壹個人。
這種實用的迷霧需要科研人員有豐富的想象力才能實現復雜的技術。每個小霧塊大約只有10微米長(大約相當於壹個人體細胞的大小)，它的移動壹般由壹個可以隨車攜帶的微型計算機控制，即通過壹個人工智能系統從外部控制。同時還配備了十二個伸縮臂，可以向外擠壓成十二面體形狀。當兩個小霧塊相遇時，就會形成壹個回路，從而實現能量和信息在這個網絡中的傳遞和有效分配。但這些小霧塊不能自由漂浮，當它們在十二個方向連接起來時，就會形成壹個格子結構——八隅桁架。
實用的霧就像壹種被編程的物質，它可以圍繞壹個物體或壹個人移動，包圍他們，甚至可以作為交通工具。更令人興奮的是，實用的霧還可以為我們創造壹個虛擬的世界，甚至可以在壹個人處於納米霧中時主導他的思想(類似於沃倫·埃利斯在《穿越大都市》壹書中描述的小霧塊)。
3.太空太陽能
目前，我們壹直在努力減少氣候變化對全球生態環境和人類生活的影響，並試圖過渡到壹個更可持續的能源經濟社會。目前，地球上現有的資源永遠無法滿足我們無盡的能源需求。自20世紀60年代以來，太空太陽能的想法不斷被提出，說它可以壹次性解決所有的能源問題。
大約60年前，彼得·格拉澤(Peter Glaser)設想太陽能衛星可以將其捕獲的太陽能以微波的形式傳輸到地球表面的接收托盤。此後，相關研究人員提出了許多不同的方案。首先，日本制定了完整的實施計劃——SBSP系統，實際上是日本太空軌道發電站在赤道上空約22400英裏的固定軌道運動，然後通過激光束向地球傳輸能量。每顆衛星應該有壹個接收站，寬度為1.8英裏，它接收到的太陽能可以產生十億瓦的電力，足夠50萬戶家庭使用。當然，為了安全起見，接收站應該建在遠離人類聚居區的地方，比如沙漠或者海島。
上傳意識
在22世紀，每個人的存在都可以用純數字的形式表達出來，沒有任何生物學上的限制。所謂心靈上傳，或者說全腦仿真，就是要求我們掌握並復制現有生物大腦的所有細節。掃描儀器可以捕捉到大腦到分子水平的每壹個細節，包括記憶、聯想甚至壹個人的性格怪癖。
盡管未來學家並不完全知道如何獲得關於人類意識形態的信息，但關鍵的壹步是確保大腦的重要區域能夠被很好地復制，尤其是那些與個人身份相關的區域，即海馬旁回(位於枕葉和顳葉內部)和扣帶皮層(位於扣帶皮層)。這個過程可能有點“破壞性”。為了更好地記錄大腦的狀態和記憶，最好將大腦切片或者用其他方式分離(只是模擬操作)，這樣有利於記錄所有細節。此外，我們還可以用壹個足夠強大的大腦掃描儀對大腦進行快照，然後發送到計算機上，然後計算機會對照片中的信息進行分析翻譯，變成壹個正常思考的大腦。壹個虛擬的身體和環境也是讓上傳的人行為正常的必要條件。
然而，有壹個重要的科學和哲學問題。這能代表意識形態的真正轉變，而不是簡單的復制壹個人的大腦嗎？與此同時，還不完全清楚清晰的自我意識是否可以在數字基底上復制。可怕的是，每壹個上傳的人，從某種意義上來說，可能真的稱不上是“人”。說的更直接壹點，就像壹具行屍走肉，它的行為是按照現有人的思想進行的。其實，稱之為“腳本驅動機器人”可能更合適。
控制天氣
到21世紀末，我們仍然不能完全控制天氣，但至少我們可以嘗試用技術讓天氣按照我們的意願變化。目前，我們可以使用特殊顆粒(如幹冰)制成的雲來刺激降雨。常年缺水的加州，近50年來壹直在人工降雨。2008年北京奧運會期間，中國政府在暴雨前向北京上空發射了1100枚火箭進行人工降雨，甚至試圖通過向雷雲發射激光脈沖的方式可控地引發閃電，以達到降雨的目的。
展望未來，氣象工程師可以建造壹個巨大的墻狀結構來防止破壞性龍卷風的形成。同時，為了從颶風中捕獲可用的能量作為清潔資源供社會使用，還可以建造壹個巨大而強大的海上渦輪機陣列。2014年的壹項研究表明，風力發電站壹般包括數千個渦輪機，這些渦輪機可以將峰值風速降低到92英裏/小時(148公裏/小時)，並減少21%的風暴潮。事實上，這將使颶風的能量減少壹個數量級，當然，減少的能量可以轉化為人類可以利用的能量。
更令人興奮的是，我們終於可以開發出壹種天氣機器，可以通過編程模擬大氣環境。目前有壹個特別有意思的方案，主要是用透明的小氣球做壹個全球雲帶，然後升到平流層，這樣就可以在壹定程度上阻止陽光進入。在每個氣球裏放壹面鏡子，裝有GPS(監測位置)、執行器(控制方向)和壹臺微型計算機，然後借助氫氣向上移動。這種具有編程功能的溫室氣體會在到達距離地面約20英裏的位置時停止。當數以萬計的鏡子背向地球表面時，陽光通過鏡面反射返回太空。這個系統由人工智能控制，將對世界各地的天氣模式產生壹定的影響，將無人居住的地區變成人們可以舒適生活的溫帶地區。
6.分子組裝機
3D打印機很神奇？比這更神奇的還在後面，那就是分子組裝者。這是納米技術之父K. Eric Drexler在《創造的引擎》壹書中構想的組裝機器。德雷克斯勒描述的設備可以將單個原子組裝成任何妳想要的東西。在《星際迷航》的壹集裏，壹名船員用復印機打印出壹杯熱氣騰騰的伯爵茶。如果妳在這裏看過，妳就基本明白這個分子組裝機是怎麽工作的了。許多未來學家也稱之為制造廠，或簡稱fabs。
《星際迷航》裏的復制器基本上相當於副組裝機的壹部分。
德雷克斯勒認為，生物組裝器已經存在很久了，它可以生成許多復雜精致的生物結構，比如細菌、樹木，甚至妳我。同樣的邏輯，我們最終可以深入了解微小物質的力學性質，從而利用類似的原理制造出任何大小、形狀、密度的物體。
晶圓廠有望為世界開啟壹個“固有豐富”的新時代。它讓我們可以制造用其他方式無法制造的東西和材料，完全從零開始，或者更準確地說，從分子開始。但是，這樣的設備只能用來制作熟悉的東西，比如食物。如果妳做壹塊牛排，首先，分子組裝器會收集原材料，包括碳、氫、氮，然後把它們做成氨基酸和蛋白質，最後做成牛排的形狀。
7.地球工程
不幸的是，氣候變化的負面影響似乎不可逆轉。從現在開始到2100，無論我們如何努力，大氣中的大量溫室氣體將繼續使地球變暖。
搜索無人駕駛“造雲船”的概念圖，它正在造雲，並將陽光反射回太空。
從海平面上升和嚴重幹旱到超級風暴和物種滅絕，氣候變化帶來了各種環境災難。為了防止這種危害蔓延，我們不得不開始小心翼翼地使用地球工程來拯救地球。
有壹些流行的解決方案，包括通過卷雲雨降低反射率，通過向平流層註入粒子來管理太陽輻射，通過註入硫氣溶膠來減緩全球變暗，以及通過熱帶造林來基本恢復碳平衡。除此之外，還有壹些其他的方法，比如布置壹個巨大的太空鏡(雖然我們的技術能力可能到2100都達不到這個水平)，或者給海洋施肥消除大量水華，增強海洋的堿性降低海水的酸性。顯然，解決方法有很多，我們不需要局限於壹種。
然而，地球工程的問題是，如果這些方法朝著錯誤的方向發展，那麽我們可能會以科學的名義變得更加嚴重。之後只會越來越依賴這些方法，回不去了。但是非常時期需要非常手段。也許為了保證最終結果的安全性和有效性，我們別無選擇，只能依賴復雜的氣候模型和超級計算機。
8.心靈感應
目前，通信技術和神經科學領域的壹系列成果使得人與人之間的心靈感應成為可能。
殼牌機動隊2:無罪
人與人之間心靈感應的實現，不僅拉近了人與人之間的距離，也促進了“蜂巢思維”的早日到來。“蜂巢思維”是指在未來，每壹個分散的個體的思維都可以通過互聯網連接在壹起。那時候，我們會發現，個人的力量在逐漸消融，而群體意識的力量在不斷增長。
值得註意的是，這樣的場景會比我們想象的來得更早。早在2014年，壹個國際研究團隊就展示了壹種完全無創的腦對腦通信系統，這是人類首次直接通過大腦發送和接收信息。在這個實驗中，兩個誌願者相距數百英裏，但他們通過腦海中的想法進行交流。壹年後，另壹個研究小組也取得了突破。他們讓兩名誌願者合作玩同壹個電腦遊戲。其中壹人通過網絡將自己大腦中的信號傳輸給對方，並指揮其做出動作。這些系統雖然處於起步階段，但卻指明了未來行業發展的方向。未來，我們可以只通過意念與另壹個人交流，也可以通過“以意念取物”來控制身邊的智能設備。
9.聚變能
今年年初，德國物理學家用2 MW的微波脈沖將氫氣加熱到8000萬度，最後它被轉化為密度極低的氫等離子體。整個實驗沒有產生任何能量，整個過程只有1/4秒，卻使人們在實現終極目標的道路上又邁出了重要的壹步，那就是實現能量產生的方式:核聚變。
加熱、加熱和再加熱:氫等離子體加熱到8000萬度。
核裂變又稱核裂變，是指壹個重核，主要是鈾核或鈈核分裂成兩個或兩個以上質量較小的原子的壹種核反應形式，而核聚變是指兩個質量較小的原子核聚合，最終生成壹個質量較大的原子核。科學家認為核聚變最終的結果是釋放出巨大的能量，這也將成為未來壹種可行的清潔能源來源。最後，聚變能源可以取代化石燃料和傳統核反應堆。
但為了實現這壹目標，科學家需要找到更安全可靠的方法，尤其是在太陽上進行實驗時。難點在於聚變等離子體很難“裝在壹個容器裏”，因為這些質子和電子流很難控制。因為太陽引力很大，足以把離子束縛在壹起，但我們在地球上，必須依靠磁鐵或者激光約束才能達到同樣的效果。壹旦分離出微小的等離子體，機器壁就會受損，導致核反應堆停止運轉。
10.人工生命
未來的科學家不會滿足於基因工程，而是從零開始設計制造新的生命——從最微觀的合成細菌，到《銀翼殺手》中重新設計的擁有與人類相同感覺的克隆體。這個新興學科就是人工生命，也叫Alife，指的是通過計算機和其他合成生物技術對生物體進行人工改造。
JCVI-syn3.0，由473個基因組成的合成細菌。
科學家對合成生命形式的探索已經開始。今年年初，來自合成基因組學和美國J. Craig Venter研究所的研究人員成功制造了壹個合成基因組，它只有473個基因，比其他任何已知的細菌都少。未來，該領域取得的進展將有助於生物學家探索生命的核心功能，並對細胞中最重要的基因進行分類。研究人員還可以創造出自然界不存在的生物，比如吃塑料和有毒垃圾的細菌，以及具有壹定功效的微生物。
與此相關的還有另壹個重大突破。哈佛醫學院的喬治·丘奇也是這個新項目的組織者之壹。他正試圖合成人類基因組。研究人員表示，他們的目標只是在壹個細胞中合成完整的人類基因組。但壹旦成功，這項技術還將被應用於人工生物的合成，甚至是合成人。
上面列出的任何壹項技術都可能重塑人類文明的進程。只是目前我們不知道這些非凡的成果在未來會如何相互配合，不同技術融合產生的疊加效應總是難以預料。比如計算機連接的虛擬現實、意識上傳、人工智能的融合，可能會導致基於計算機的世界與現實世界中的人融合的可能性，模擬大腦與人工智能共存。未來的地球工程系統將整合氣候控制系統和人造納米粒子，等等。
我們對未來技術的預測越多，它就越令人困惑。
蝌蚪五線譜編譯自gizmodo，壹子晨和陽光翻譯，授權轉載。