10.13 人類未來七大高科技生活

科技源於自然,科技改變世界。自然規律永恆不變,然而,人類的生活確一直髮生著改變。同一個地球呈現了多樣的世界,這是人類的傑作,更是科技的力量!

在科技的創造下,我們未來的生活會愈加夢幻多彩。

1、雲計算

雲計算是基於互聯網相關服務的增加、使用和交互模式,通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。

雲計算是分佈式計算、並行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物。

2019年,我國雲計算產業規模達到4300億元,突破一批核心關鍵技術,雲計算服務能力達到國際先進水平,對新一代信息產業發展的帶動效應顯著增強。雲計算企業的國際影響力顯著增強,湧現2至3家在全球雲計算市場中具有較大份額的領軍企業。

雲物聯技術

雲計算和物聯網之間的關係:“雲計算”是“互聯網"中的神經系統的雛形,“物聯網”是“互聯網”正在出現的末梢神經系統的萌芽。

物聯網是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。隨著物聯網業務量的增加,對數據存儲和計算量的需求需藉助“雲計算”的能力來實現。

2、超環列車


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超環列車是由特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克首次提出的。它本質上是地下管道內的磁性吊艙,以較快的速度從一個地方到另一個地方。使用這種交通工具從洛杉磯到舊金山(距離約500公里)只需半小時。通過低摩擦係數的鋁製管道,其中的膠囊列車時速可達800英里每小時。

當伊隆·馬斯克公佈這一方案時全世界為之震驚,他當時表示這樣的概念是可行的,“如果把它當作首要任務執行,大概可以在一兩年內完成。”

3、計算機

計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一,對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響,並以強大的生命力飛速發展。世界上第一臺電腦是1946年2月15日在美國賓夕法尼亞大學誕生的ENIAC通用電子計算機。

未來幾種新型計算機:

1)分子計算機。

分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息,並以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。分子芯片體積大大減小,而效率大大提高, 分子計算機完成一項運算,所需的時間僅為10微微秒,比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存貯容量,1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進制數據。分子計算機消耗的能量非常小,只有電子計算機的十億分之一。由於分子芯片的原材料是蛋白質分子,所以分子計算機既有自我修復的功能,又可直接與分子活體相聯。

2)量子計算機。量子計算機是利用原子所具有的量子特性進行信息處理的一種全新概念的計算機。量子理論認為,非相互作用下,原子在任一時刻都處於兩種狀態,稱之為量子超態。原子會旋轉,即同時沿上、下兩個方向自旋,這正好與電子計算機0與1完全吻合。如果把一群原子聚在一起,它們不會像電子計算機那樣進行的線性運算,而是同時進行所有可能的運算,例如量子計算機處理數據時不是分步進行而是同時完成。只要40個原子一起計算,就相當於今天一臺超級計算機的性能。量子計算機以處於量子狀態的原子作為中央處理器和內存,其運算速度可能比奔騰4芯片快10億倍,就像一枚信息火箭,在一瞬間搜尋整個互聯網,可以輕易破解任何安全密碼。

3)光子計算機。光子計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。光子計算機的基本組成部件是集成光路,要有激光器、透鏡和核鏡。由於光子比電子速度快,光子計算機的運行速度可高達一萬億次。它的存貯量是現代計算機的幾萬倍,還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。

4)納米計算機。納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米範圍, 質地堅固,有著極強的導電性, 能代替硅芯片製造計算機。“納米”是一個計量單位, 一個納米等於10-9米, 大約是氫原子直徑的10倍。應用納米技術研製的計算機內存芯片,其體積只有數百個原子大小,相當於人的頭髮絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源, 而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。

5)生物計算機。20世紀80年代以來,生物工程學家對人腦、神經元和感受器的研究傾注了很大精力,以期研製出可以模擬人腦思維、低耗、高效的第六代計算機——生物計算機。用蛋白質製造的電腦芯片,存儲量可以達到普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍,傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。

6)神經計算機。其特點是可以實現分佈式聯想記憶,並能在一定程度上模擬人和動物的學習功能。它是一種有知識、會學習、能推理的計算機,具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力,並且具有說話的能力,使人機能夠用自然語言直接對話,它可以利用已有的和不斷學習到的知識,進行思維、聯想、推理,並得出結論,能解決複雜問題,具有彙集、記憶、檢索有關知識的能力。

4、數字世界


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研究人員和科學家目前正試圖找到一種將大腦和意識上傳到計算機上的方法。有些人甚至希望在未來30年內能夠做到這一點。當然,存在許多障礙,包括缺乏技術和我們對人類思維如何運作的知識。但如果成功了,我們中的一些人可能會把自己轉移到一個數字世界。

5、納米纖維材料和自淨技術——會自我清潔的衣服

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許多植物的葉片,包括荷花葉片,展示出了自我清潔的屬性。所謂的“荷花效應”指的是,每一滴落在植物葉片上的雨滴都沖洗掉了其上的灰塵粒子,以避免這些灰塵減少植物進行光合作用的能力,從而導致植物顯得雜亂且低沉。這個長寬均為2微米的原子力顯微鏡圖像顯示,科學家打算人為模擬荷花破壞灰塵的屬性——通過化學蒸鍍法,將納米絲進行地毯狀組裝。當水滴碰上這種超級不易被水沾溼的納米絲,水滴迅速滑落,將討厭的灰塵粒子帶走。

離現在不遠,我們可能再也不用洗衣機和烘乾機處理髒衣服了。有了納米纖維和自我清潔技術,我們的衣服將用太陽的力量來洗淨自己。

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基因編輯是對目標基因進行“編輯”的一項技術,可實現對特定DNA片段的敲除、加入等。一種名為CRISPR的新基因編輯工具為科學家提供了一種更快的方法來編輯人類基因組。醫生幫助父母消除嬰兒DNA中潛在的問題會給他們帶來更多的好處,使新一代與舊一代大不相同。

7、噴氣揹包


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噴氣揹包是由火箭推進器推進的一種揹包。以過氧化氫為燃料,"噴氣揹包"上有兩個噴射口,這種"噴氣揹包" 綁縛在人體背上,發動後,兩個噴射口就會噴射出高熱量氣流,將綁縛、佩戴它的人員推向空中;同時可以通過控制器按鈕控制噴氣推力的大小;達到控制飛行的速度與高度;也可以用減小噴氣推力的方法緩緩地著落。飛行速度可達120KM/時。

噴氣揹包最早是由美國軍方在1960年前後研製設計;現噴氣揹包由美國丹佛市PI噴氣公司發明。新西蘭賴斯特徹奇的 馬丁飛機公司將一年生產500份個人噴射揹包,每個售價5萬英鎊(約合55.7萬人民幣)。設計者稱這項發明使得普通人也能實現翱翔天空的夢想。


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