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科技大爆发,改变人类认知与生活
  新华网 ( 2018-01-04 07:03:07 ) 来源: 《环球》杂志
 

  2017年,从浩瀚宇宙,到人类起源,再到与生命息息相关的技术,科学家们没有停止探索的脚步,而人类距离获知这些终极奥秘又进了一步;2017年,也是中国在一些重大科技创新领域由“跟跑者”向“并行者”甚至“领跑者”转变十分突出的一年。

文/刘萱

《环球》杂志记者/刘娟娟

  2017年,是全球科学家继续探索宇宙与人类终极奥秘,并获得丰硕成果的一年。

  2017年,也是中国在一些重大科技创新领域由“跟跑者”向“并行者”甚至“领跑者”转变十分突出的一年。

  2017年,还是科技深度嵌入人类社会的方方面面,直接改变大众认知范式和生活方式的一年。当然,这也意味着人类社会伦理将面临新的挑战。

继续探索宇宙与人类终极奥秘

  2017年2月,比利时和美国国家航空航天局的科学家宣布发现恒星“特拉普派-1”周围环绕着7颗或许存在生命的行星。几个月后,又有报道称,有迹象表明这几颗距离地球近40光年的太阳系外行星上可能存在水。此外,科学家还发现了更多的位于恒星宜居带、与地球类似的系外行星,例如LHS1140b和开普勒太空望远镜发现的10颗行星,以及WASP-121成为第一颗在其平流层检测到水蒸气的系外行星。

  2017年6月16日,中国科学技术大学教授潘建伟及其同事彭承志等组成的研究团队宣布,利用“墨子”号量子卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发。通俗一点说,就是处于纠缠状态的两个量子,在相距超过1200公里的两地,仍然存在“心灵感应”,一个量子状态变化,另一个也会改变。中国科学家用严格的科学实证,回答了爱因斯坦的“百年之问”。

  2017年10月16日,包括中国在内的多国科学家宣布,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。引力波事件发生时,全世界仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,中国的“慧眼”望远镜是其中之一;中国架设在昆仑站的南极巡天望远镜AST3-2也与全球约70个地面及空间望远镜一道,在预期坐标内“看到”了引力波。2017年的引力波事件,展示了引力波与电磁波等不同研究团队之间开展合作的重要性,也标志着“多信使天文学”跨入新时代。

  2017年10月30日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”公布首批重要科学成果。通过对“悟空”近两年在轨运行获得的粒子数据进行分析,科研团队在1.4TeV(1 TeV=1万亿电子伏特)能段发现了100多个“奇异”电子,这有可能是暗物质存在的新证据。目前主流观点认为,宇宙中已知的普通物质(即标准粒子物理模型能解释的物质)不到5%;95%以上是至今仍笼罩神秘面纱的暗物质和暗能量。探测暗物质,国际学界正在进行一场“世纪赛跑”,相关实验和设备多达数十个。如美国费米卫星、日本量能器型电子望远镜和诺贝尔奖获得者丁肇中领导的阿尔法磁谱仪等。“悟空”的出现为这一领域的探测增添了利器。

  2017年5月,一个关于人类起源的新探索被公之于世:来自法国、德国、保加利亚、希腊、加拿大和澳大利亚的研究人员在希腊和保加利亚洞穴里发现了720万年前的前人类遗骸。这比已知的可能最古老的前人类乍得沙赫人还古老,很可能推翻“人与黑猩猩的分化发生在非洲”的定论。6月发表在《自然》杂志上的两篇研究报告称,在北非摩洛哥发现的5具智人化石距今已有约30万年历史,比此前出土的最古老智人化石还要早至少10万年。这些发现不仅将人类起源的时间大大提前,也使古人类学界普遍认可的“人类约20万年前起源于东非”的学说遭受挑战。

  2017年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森,以表彰他们在冷冻显微术领域的贡献。三位科学家使这一技术能够以高分辨率测定溶液中的生物分子结构,这一突破对生物化学产生了革命性影响。研究者可以在生物分子的生命周期内对其进行冷冻和成像,将以往不为人知的分子生命状态呈现出来,所带来的新发现对于人类理解生命机理和开发新药具有重大意义。

  美国科学家新近研发出一种新型CRISPR-Cas9基因编辑技术,能在不剪切脱氧核糖核酸的情况下激活目标基因。这项研究有望应用于治疗肾病、糖尿病和肌肉萎缩等多种常见病。这种新版基因编辑技术在患病小鼠身上应用效果良好。小鼠的急性肾损伤、1型糖尿病和肌肉萎缩症病情均获得改善,没有导致不必要的基因突变。科学家还通过基因编辑技术展示了人类胚胎早期发育阶段一种关键基因的作用机制。

  2017年,从浩瀚宇宙,到人类起源,再到与生命息息相关的技术,科学家们没有停止探索的脚步,而人类距离获知这些终极奥秘又进了一步。

中国科技向“领跑者”转变

  值得注意的是,2017年闪耀世界科技圈的成果,中国贡献了不少智慧与力量:潘建伟团队在量子领域取得傲世成绩,“悟空”翱翔太空捕捉暗物质踪影,引力波的观测中国也作出贡献。除了这些,在2017年,中国科学家还拿出了一个又一个世界级成果——

  3月,美国《科学》杂志封面文章指出,中国科学家利用化学物质成功合成4条人工设计的酿酒酵母染色体,完成酿酒酵母染色体合成1/4的工作。上世纪90年代,生命科学的“登月计划”人类基因组计划启动时,中国仅承担了1%的测序。20多年间,中国科学家对生命密码从“读”转为“写”,继美国后全球第二个具备了真核基因组设计与构建能力,其速度令世界惊叹。

  4月,天舟一号与天宫二号成功完成首次推进剂在轨补加试验,正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。

  5月,世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。该计算机由中科大、中科院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学等共同研制完成,将可高精度操纵的超导量子比特数从此前记录的9个提升到了10个。

  同月,国产大型客机C919首飞,打破了波音和空客公司对大型喷气式客机的垄断格局,中国民航插上飞向更远的“翅膀”。

  还是在5月,中国在世界上首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型可燃冰安全可控开采,全球海域可燃冰开采有了安全、环保的“中国方案”。

  6月,“复兴号”高铁以350公里的时速飞驰在京沪之间,中国成为全球高铁商业运营速度最快的国家。

  2017年,是中国在一些重大科技创新领域由“跟跑者”向“并行者”甚至“领跑者”转变十分突出的一年;而中国科学家已从自然科学前沿重大发现和理论的学习者、继承者、围观者,逐渐走向舞台中央。这一转变的发生,恰逢新一轮产业革命的前夜,颠覆性技术带来的新业态不断涌现,让中国有机会实现期待已久的弯道超车。

  同时,随着一个又一个重大科技进展的井喷式爆发,科技不断地吸引公众此前稀缺的注意力,一改拒人千里的“高冷”姿态,成为了充满热度的“流行文化”。大众喜欢用“厉害了,我的国!”来表达重大科技突破为自己带来的民族自豪感。

人类社会伦理面临新挑战

  2017年,是人工智能大爆发的一年。当人类围棋界还没有从Master连胜中日韩顶尖棋手60局的恐惧中解脱出来时,Master的真身,那个在2016年“人机大战”中战胜李世石的人工智能系统“阿尔法围棋”,又在短短半年多之后晋升成为可以从零开始自主学习棋谱并很快达到顶尖水平的“阿尔法围棋-零”系统。

  当人工智能在围棋界的探索应用在人类生活的方方面面时,这个世界将会是怎么一番模样,也许在不远的未来大家就都能有幸目睹了。

  不过,面对人工智能的快速迭代,除了“被战胜”的焦虑,人类还有“被替代”的焦虑、“被攻击”的焦虑甚至“被灭绝”的焦虑。科学家霍金曾指出,如果有朝一日人工智能掌握了各种重要基础设施和武器系统,稍有不慎就可能让人类面临风险。与霍金观点一致的还有特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克、微软创始人比尔·盖茨等科技界名人。

  对于“机器换人”的焦虑,美国得克萨斯大学计算机科学系副主任彼得·斯通教授说,“纵观历史,技术进步始终影响着职场,但在可以预见的未来,多数工作不会被人工智能技术取代。比如,人工智能在医疗领域的进步并不会取代医生,但可能改变医生所需技能或者改变他们利用时间的方式。”

  科学家一直希望以最简单的办法,保证以机器人为代表的人工智能不给人类带来任何威胁。人们最熟悉的莫过于科幻作家阿西莫夫设计的“机器人三定律”(一、机器人不得伤害人,也不得见人受到伤害而袖手旁观;二、机器人应服从人的一切命令,但不得违反第一定律;三、机器人应保护自身的安全,但不得违反第一、第二定律)。专门研究人工智能安全发展的美国机器智能研究院奠基人尤德科夫斯基也提出了“友好人工智能”的概念,认为“友善”从设计伊始就应当被注入机器的智能系统中。

  2017年12月1日,电气与电子工程师协会发布新版人工智能与伦理白皮书,意味着人工智能技术与法律、伦理领域的深度研究和合作,将成为未来一段时期人类文明思考的重要方向。亚马逊、谷歌、脸谱、IBM、微软等几个硅谷巨头发起的“人工智能联盟”也于2017年正式成立,目标之一就是解决人工智能的伦理问题。

  可见,不少科技公司已经意识到建立在“快速行动、推陈出新”等理念之上的商业模式,不能保证人工智能技术发展符合人类长远利益,人工智能带来的不确定性呼唤企业家和研发者更高的伦理意识和更多的社会责任感。

  而公众是否能够在新技术不断发展的当下跟上节奏不与社会脱钩,不成为新时代的“文盲”,共享先进技术带来的便捷、舒适、安全的生活,也是人类需要面对的挑战。

来源:2017年12月27日出版的《环球》杂志 第26期

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