印度“月船2号”探测器。据《北京晚报》
人形机器人索菲亚被沙特授予公民身份。据《北京晚报》
中国科学技术大学教授陆朝阳在介绍量子计算的研究成果。据《北京晚报》
“寻血猎犬”火箭动力汽车。据《科技日报》
日本“隼鸟2”探测器。据《科技日报》
波音公司“星航线”有望将宇航员送到国际空间站。据《科技日报》
NASA的“洞察”号探测器将监听火星地震。据《科技日报》
2017年,诸多创新在科技史上留下浓墨重彩的一笔。一些科幻电影中描绘的未来场景,已出现在现实生活当中。
新的一年,哪些技术突破会给人们带来新的惊喜?
NO.1 人工智能
润物细无声
2017年堪称“人工智能年”。2018年会怎样?专家预言,得益于机器学习的不断进步,人工智能还将加速进化,“润物细无声”般渗透到我们生活的方方面面。
美国亿贝公司计算机视觉首席科学家鲁滨逊·皮拉穆图说,将会有越来越多智能手机能运行深度神经网络,家用机器人价格也会更实惠。美国高德纳咨询公司则预计,算法将会在2018年改变全球数十亿人的行为;到2019年,几乎40%的企业将使用聊天机器人参与处理商务。
人工智能领域著名专家李飞飞认为,人工智能已到了产业应用的“历史时刻”,未来潜力巨大。在制造业领域,人工智能将优化整个生产,推动机器人智能制造发展;在资源和环境领域,大数据分析和计算机视觉都会发挥重要作用。
2018年,人工智能还将推动自动驾驶日趋产业化。谷歌母公司“字母表”旗下的“出行新方式”(Waymo)公司最近实现了完全无人干预的自动驾驶汽车上路,并开始自动驾驶出租车试运营。
不过,目前的人工智能还属“弱人工智能”,仅能在某些特殊领域施展计算能力,与真正的人类智力还有较大差距。
NO.2 量子计算
群雄逐鹿起
2018年,量子计算能力的竞争将拉开“群雄逐鹿”大幕。其中一个悬念就是谁能率先突破50量子位的“量子霸权”标志。
“量子霸权”指量子计算机的计算能力超过传统计算机,实现相对于传统计算机的“霸权”。有观点认为,50量子位的量子计算机就能实现“量子霸权”。
2017年年底,美国国际商用机器公司(IBM)宣布成功研制一款50量子位处理器原型,并与三星、摩根大通等公司建立量子计算合作,有望在2021年前推出首个在金融领域的量子计算应用。
而量子计算的另一领先者——谷歌正在开发有49个量子位的机器,英特尔和微软在该领域也持续加大投入。中国科学技术大学的潘建伟与陆朝阳课题组也在向相关目标努力,他们于2017年成功研制出世界首台超越早期传统计算机的量子计算机。潘建伟认为中国的量子计算将如雨后春笋般发展。
“很显然,建造量子计算机现在是一个世界范围内的竞赛。”美国得克萨斯大学奥斯汀分校量子信息中心主任斯科特·阿伦森说。他认为在未来一年左右将有人赢得这场竞赛。
阿里云量子技术首席科学家、美国密歇根大学终身教授施尧耘也对2018年实现“量子霸权”表示乐观,但他在接受新华社记者专访时说,“量子霸权”可能会误导一些科学家,这不应是最终目标,真正的检验标准应是量子计算能否解决实际问题。
NO.3 探索月球
揽月又摘星
2018年,清冷的月球将“热闹”异常。
中国将发射嫦娥四号中继星和探测器,实现地球与月球背面的通信,并探测月球背面区域;美国私人企业“月球捷运公司”计划发射探月着陆器,有望成为首个成功探月的私企;印度计划实施“月船2号”探测器登月任务,有望成为又一个登陆月球的国家;美国太空探索技术公司也计划开启商业太空旅行项目,帮助两名太空游客绕月飞行……
同时,人类前往其他行星的探索之旅也将继续。
NO.4 生物医药
更上一层楼
新的一年,生命科学也将持续升温,为重病难病提供全新治疗方案。
在新一代基因编辑工具尤其是CRISPR推动下,新型基因疗法将加速迈向临床应用。统计数据表明,全球迄今已开展约2400种基因疗法的临床试验。
在美国,2017年已有三种基因疗法获批准上市,其中两种治疗癌症,一种治疗遗传病,这为2018年基因疗法市场的升温拉开序幕。正如美国食品和药物管理局局长斯科特·戈特利布所说,基因疗法正处于一个“转折点”,将成为治疗甚至治愈许多重病难病的支柱。
中国科学家也已开展了利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗肺癌的临床试验。据英国《新科学家》周刊预测,试验有望于2018年收官。
业内人士还预言,基因编辑与免疫疗法结合治疗癌症,短期内有望进入临床应用。2017年,美药管局已批准两款基于改造患者自身免疫细胞的CAT-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法上市,让科学界对免疫细胞疗法信心大振。全球目前约有60家公司在开发治疗癌症的CAR-T疗法,它们中很多都将于2018年获批上市。
美国航天局今年要做18件事
美国航天局近日通过视频公布了2018年任务清单,一共计划做18件事,包括发射火星着陆探测器和外星观测卫星,并进一步推进深空探索研究。
第一件事是美国下一个火星探测任务——“洞察”号无人着陆探测器将于2018年5月发射,11月登陆,它的“探测触角”将深入火星内部;第二件事是通过美国的商业公司将宇航员从美国本土送上太空,不过也有分析认为这一发射有可能推迟至2019年甚至2020年。
第三件事是美国“奥西里斯-REx”探测器将于8月飞抵贝努,探访这个与太阳系一样古老的小行星;第四件事是发射“凌日系外行星勘测卫星(TESS)”,寻找遥远恒星周围的行星。
第五件事是发射 “帕克太阳探测器”,以最接近的太阳距离开展观测;第六件事是继续研制 “太空发射系统”大推力运载火箭和“猎户座”飞船,准备将人类送往月球甚至更远的地方,并保证他们安全回家。
第七件事是准备发射美国下一代太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜;第八件事是继续推进国际空间站项目;第九件事是与商业公司一起开发深空栖息地技术。
另外九件事分别是实时监测地球动态、从太空监测地球水资源、发射“冰、云和陆地高程卫星2号”、试飞高效环保的电动飞机、继续推进超音速低“音爆”验证飞行器的研制、测试环保的推进器推进剂、继续推进旨在提供太空导航能力的“深空原子钟”项目、继续研制太阳能电力推进器技术以及庆祝美国航天局的60岁生日。
该视频的文字介绍称,这18件事将“帮助美国保持在太空探索和科学发现方面的世界领先地位”。
BBC展望2018年重大科技进展
充满喧哗与骚动、也充满惊喜与美好的2017年已经过去。展望2018年,科技同样是推动我们前行的伟大力量。近日,英国广播公司(BBC)为我们展望了今年可能会发生的重大科技事件和科技突破,囊括太空探索、下一代火箭动力超级跑车等领域。
太空探索精彩纷呈
BBC在1日的报道中指出,最引人瞩目的当数太空探索领域,你方唱罢我登场,2018年的太空将精彩纷呈。
印度空间研究组织(ISRO)计划3月份发射探测器“月船2号”前往月球。“月船2号”包括一个轨道器、一个着陆器以及一辆漫游车。“月船2号”项目是印度第一颗月球探测器“月船1号”的延续,“月球1号”于2008年10月朝月球发射,在月球轨道成功运行312天,并向月球表面发射了撞击探测器。“月船2号”将追随“前辈”的步伐,继续其未竟的事业,研究月球表面的矿物和组成元素。
5月,NASA的“洞察”号(Insight)探测器将前往火星。“洞察”号将使用一套复杂的设备,对红色星球表面之下深处进行探测,寻找有关火星如何形成的线索。它也将倾听“火星地震”,帮助科学家厘清这颗星球的内部结构。
7月份,日本宇宙航空研究开发机构(Jaxa)的“隼鸟2”(Hayabusa2)探测器,将到达目的地小行星“龙宫”(162173 Ryugu),并尝试从其上获取岩石样本带回地球。“隼鸟2”的前辈“隼鸟”探测器于2005年到达小行星系川(Itokawa),并带回不少样本供科学家分析。
当然,说到拜访小行星,美国可不愿日本“一枝独秀”。美国国家航空航天局(NASA)的“源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”(Osiris-Rex)已于2016年发射升空,有望今年8月飞抵小行星“贝努”(Bennu),其主要使命也是收集土壤和岩石样本并带回地球。
欧洲航天局(ESA)和JAXA将于10月5日发射水星探测器“贝皮·哥伦布”(Bepi Colombo),希望进一步揭示水星的秘密。水星是太阳系内离太阳最近也最小的一颗行星。该探测器的成本超过13亿欧元,由两个模块组成,即JAXA的水星磁层轨道器(MMO)和ESA的水星行星轨道卫星(MPO),它们将在到达时分离,进入不同的互补轨道,研究水星的磁场并绘图。科学家希望回答一些关键的问题:比如为什么水星内部的铁核如此巨大而外部只有薄薄一层硅酸盐。该探测器预计将于2025年12月5日抵达水星。
商业航天竞争加剧
此外,商业太空领域的竞争将进一步加剧。太空探索技术公司SpaceX的“猎鹰重型火箭”(Falcon Heavy)将于2018年1月进行测试。一旦首射成功,这个巨大的火箭将夺下“现役运载火箭之王”的桂冠,直到NASA的“巨无霸”——太空发射系统(SLS)正式服役。“猎鹰”重型火箭可将重达57公吨的物品送入太空,这将使SpaceX进入新的卫星发射市场,将卫星、太阳帆飞船及游客送入太空。
此外,私人公司也可能朝着将人送往国际空间站的目标迈出关键一步。
按照目前的规划,SpaceX和波音公司将进行美国本土的首个载人发射。NASA的航天飞机于2011年7月退役,自此,美国就一直依靠俄罗斯的“联盟号”(Soyuz)飞船将宇航员送往国际空间站。
去年2月底,SpaceX总裁马斯克在推特上转发了SpaceX的官方声明,声明显示,2018年晚些时候,该公司将使用“猎鹰”重型火箭和载人版“龙”飞船进行载人航天飞行,首批体验者有两位乘客,他们目前已经支付了巨额旅行费用。如无意外,这将是人类航天历史上,首次由民营航天公司承担的私人太空旅游任务,它将成为民营航天历史上重要的里程碑之一。
无独有偶,美国波音公司的“星航线”(Starliner)宇宙飞船也将于2018年进行首次测试飞行。
当然,这两家公司刚开始都将进行不载人任务,收集数据,接着再进行载人飞行。如果载人测试取得成功(不管何时),那么,SpaceX和波音公司就可以将宇航员送往国际空间站。
重头戏还包括NASA自己的发射系统——期待已久且成本高昂的“猎户座”(Orion)太空舱以及SLS火箭。“猎户座”太空舱可能于2019年开始无人飞行测试;2021年进行载人飞行测试。
地面速度纪录岌岌可危
BBC的报道指出,尽管经过几番推迟,英国的“寻血猎犬”(Bloodhound)超音速汽车有望于今年秋季获得更高速度,朝问鼎地面速度纪录更近一步。
这辆火箭动力汽车搭载了欧洲“台风”战斗机的EJ200喷气式发动机,以及用螺栓固定的火箭发动机。去年11月,这辆汽车在英国纽基机场进行了首次测试,它在成千上万名公众面前呼啸而过,8秒内就达到了时速320公里的目标速度。
研究团队希望今年10月在南非获得超过800千米/小时的速度。不过,即便如此,距离现有地面最快速度纪录1228千米/小时仍有不少距离。不过,研究人员表示,测试提供的工程学数据将帮助汽车在2019年到2020年获得更高速度。该汽车的终极速度目标是1610千米/小时,相当于普通民航客机速度的2倍。
这些有望实现的重大科技事件和科技进展,让我们满怀期待,幸福前行。
本版稿件综合新华社、人民网
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