Loading [MathJax]/extensions/tex2jax.js

0

1
0

文字

分享

0
1
0

邁向繁榮進步的行星文明,在《2100科技大未來》

張清浩
・2012/11/29 ・1820字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

科技將會如何形塑我們的未來生活?2100年的人類,會居住在什麼樣的世界裡?美國日裔科學家加來道雄,在《2100科技大未來》一書中,以現有的科學發展為基礎,描繪出這個令人興奮又驚奇的未來世界。加來道雄預估,人類社會將會歷經由科技引導的劇烈變化,而在一百年內立下進入行星文明的里程碑,這將是人類歷史上最大的轉變,而我們已經開始集體參與行星文明的形成了。

2100科技大未來

從現在到2100年,科技將如何改變我們的生活

Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100 (2011)

原文作者:加來道雄,譯者:張水金

出版社:時報出版

出版日期:2012年11月

什麼是行星文明?是指已經充分開發、控制居住行星能源來源(包括落在行星上的太陽光)的文明。將行星文明認定為第一型文明,則我們現在的文明,大約是一個0.7型的文明。

人類社會要在2100年轉變為行星文明,在科技上會有哪些創新與革命呢?

1.電腦的未來:

軟性電子紙、可以在我們的眼前上網的網路眼鏡、自動行駛的智慧型汽車,還不夠看。晶片將會繼續縮小、功能更為強大,而且無所不在。到了本世紀末,會發展出可以接收大腦神經元所發出電流的電腦晶片,這種晶片還能將腦電波解碼,以使受控制的物體移動、運作。此時,我們就擁有如諸神般的力量,以念力控制物質。另外,以fMRI掃描器探測他人心智的科技,也會成熟,屆時,法官就可以不要用猜的來判斷訴訟當事人是否說謊。

2.人工智能的未來:

我們居住的世界,將會到處都有機器人。這些機器人,漸漸能做任何我們會做的工作,並代替我們去冒險。當我們年老的時候,將會是機器人、而不是兒女或外傭在照顧我們。人工智能,會朝對人「友善」的方向發展,以免人類遭到機器人的反噬;也會往與人融合而「強化」身體的方向發展。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

3.醫學的未來:

我們可以做自己的基因排序,掌握自己的基因組,了解自己可能罹患的疾病。幹細胞科技的發展,可以培養出人體器官。基因療法的應用,可以改善自己或下一代的基因。癌症未必可以完全消除,但晶片可以隨時監控癌細胞。老化可以減緩,壽命可以延長。

  • 我預測:退休與老年給付制度將因而徹底破產,社會福利制度將轉變為由有工作能力的人繳社會保險費,來支付無工作能力者的生活支出,年齡將不再是判斷有資格領取給付的標準。

4.奈米科技:

人類將會發展與利用分子、甚至原子層次的奈米裝置。在醫療方面,有奈米機器可以在血管巡航,摧毀癌細胞;在電腦方面,會有運算力驚人的量子電腦或是光學、DNA電腦出現。可程式化材料(如同魔鬼終結者中可以改變形狀的殺手機器人),將會在日常生活中出現。

5.能源的未來:

完全取代石油的能源方案,將會是「核融合」,與從「室溫超導體」所發展出來的「磁浮」科技。核融合,可以提供取之不盡的能源,又幾乎沒有廢料產生。室溫超導體的應用,不靠額外能量輸入,就能產生超級磁力,可以使交通工具懸浮在空中;也可以大幅降低電子在電纜線內傳輸的耗損。

6.太空旅行的未來:

下一次的人類大探險,將是登陸火星。其他太陽系探測,將會派機器人前往。而人類移居到地球以外的星球的目標,還很遙遠。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

7.財富的未來:

科學是繁榮的引擎(我認為應該要再加上「貿易」)。未來的工作與財富,將是屬於需要有判斷力與創造力的工作者。只能執行重複動作的工人,將會由更在行、可以不休息的機器人所取代。贏家,將是屬於能夠提供有效判斷力的人。

  • 穴居人原則:不過,人類還是繼續會深受「穴居人原則」的約束,也就是說人類的原始慾望(娛樂、社交、接觸等),仍然會繼續影響人類的行為,並與科學的發展相互影響。

這些預測會不會實現?以核融合為例,我在30年前就看過有科學家預測核融合科技會在2000年成熟,不過加來道雄說,現在已經更接近成功了,並進一步預測會在2050年出現核融合電廠。無論如何,只要世界各國繼續支持科學研究發展,加來道雄在《2100科技大未來》所樂觀預測的行星文明與繁榮進步的遠景,就是人類的未來。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
張清浩
23 篇文章 ・ 0 位粉絲

0

1
0

文字

分享

0
1
0
ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

2
0

文字

分享

0
2
0
【Gene思書齋】心智的未來:2050科幻大成真
Gene Ng_96
・2015/11/11 ・2787字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

有個著名的笑話是降的,埃及人、以色列人和中國人吹牛自己老祖宗有多厲害,埃及人就說在埃及挖到了千年以上的電話線,證明他們老早就用電話了;以色列人就說,他們在耶路撒冷挖到光纖,證明他們老早就用網際網路了;中國人就說在中原啥也沒挖到,正當埃及人和以色列人露出鄙視的表情時,老中就說那證明中國人老早就用衛星通訊了XD

科技進展的神速,我們這些六年級最清楚,從像是《我的少女年代》(Our Times)那樣沒有手機、沒有網路,更甭提Google、臉書的年代到今天的低頭滑智慧手機,真叫人難以想像。甚至,未來智慧手機可能根本不需要低頭用手滑了,只需要用意念就能操作。甚至連螢幕都不需要了,可以出現在任何地方,一張紙上、桌上、窗上,任何你看得到的東西都有可能。耳機也會進入歷史博物館,就像我們童年許許多多不再用到的東西一樣,到時會有裝置直接魔音入耳式地把聲音傳入你腦中。只要我們還沒提早毀滅地球,這些景象已經不再只是想像,而且還只是冰山一角,問題只是何時能量產到像iPhone一樣普遍而已。

實際上,要如何達到呢,日裔美國物理學家加來道雄(Michio Kaku)在《2050科幻大成真:超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人,即將改變我們的世界》The Future of the Mind: The Scientific Quest to Understand, Enhance, and Empower the Mind)就要帶我們到2050年的世界。加來道雄並非首次帶我們穿越到未來,他另一本《2100科技大未來:從現在到2100年,科技將如何改變我們的生活》Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100)就要帶我們到接近百年後的世界(請參閱〈既科幻又科普的2100科技大未來〉),探討腦、人工智能、醫學、奈米科技、能源、太空旅行、財富、人類的未來。

可是好玩的是,前一本書是《2100科技大未來》,怎麼另一本卻倒退了50年成了《2050科幻大成真》?其實年代不重要,因為原文書名一本的意思是「未來的物理學」(Physics of the Future ),另一本是「心智的未來」(The Future of the Mind ),主題不太一樣,和年份沒有直接關係。物理學家談「未來的物理學」,當然是很稱職,可是談「心智的未來」呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《2050科幻大成真》涉及許多神經科學、腦科學等知識,可是讀了《2050科幻大成真》會發現,加來道雄真的下了很多苦功,不僅知識是夠嚴謹的,而且以他優異且經驗豐富的寫作功力,可讀性也不輸由神經科學家或腦科學家來寫的科普書。在《2050科幻大成真》,我們可以瞭解到,殘障人士利用靈活地控制義肢已經不是天方夜譚了,現在連猴子都能透過網際網路搖控遠方的機械手臂了。不僅是心靈控制機器和穿帶式智慧裝置的革命,我們未來還可能把我們的意識和記憶下載到機器上,達到理論上的永生不死!作為一位物理學家,加來道雄更具備探討這方面問題的學術功力。

《2050科幻大成真》分三篇,第一篇描述人腦的歷史,解釋物理實驗室的儀器如何描繪思考機器的樣貌,也討論人腦「意識」的種類;第二篇探討「腦機介面」,這個新技術能讓記錄記憶、讀取心智、錄影睡夢和念力移動成真;第三篇深入探討意識的各種不同變化,從夢、藥物與精神疾病,到機器人與外太空的異形生物,也介紹控制與操縱腦部的可能方式,以對抗憂鬱症、帕金森氏症、阿茲海默症與其他多種疾病,以及機器人的意識。

對這位物理學家來說,腦不過就是肉做的電腦,要破解腦的運作,只是個超級有挑戰性和困難的工程問題。姑且不論他是否太樂觀,他很盡職地帶我們參觀了一間又一間頂尖的腦科學實驗室,讓我們瞭解科學家是怎麼研究大腦的,用了哪些儀器。在參觀的同時,加來道雄一直想像那些儀器出現的訊號,有天是否能完整記錄下我們的意識、潛意識和記憶,然後用機器重播,甚至移植到別人腦中。

如果心智只是純粹的物理、化學現象,那麼有一天機器人會思考了,甚至還有了情感,就沒啥好驚訝的。現在一個非常熱門的腦科學研究題目,是建構出腦的「連結體」(connectome),找出腦中所有神經元的連結,只要完成了這個工作,科學家理論上可以用逆向工程的方法破解大腦的秘密。這個試圖解析腦內每一個神經元的野心,台灣科學家也當仁不讓,由清華大學生命科學院院長、腦科學研究中心主任江安世老師帶領,針對果蠅腦進行的研究已有許多在國際頂尖學術期刊的重要發表。

美國和歐盟也各自投下數十億鎂來研究人腦。其實這個數字,在小布希打阿富汗和伊拉克時,兩三天就燒光了!只要少打伊拉克戰爭,我們現在就有至少好幾十兆鎂來研究大腦,人腦都不知被翻遍多少次了!人腦現在相對於最強大的電腦,運算能力還是強了好幾十倍!如果以其消耗的少許能量(人腦消耗能量已佔人體的約兩成了)來看,和極為耗電的超級電腦相比,每單位能量的運算能力更是強上億倍!我們對腦的瞭解還只是皮毛的冰山一角而已。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

就腦科學和物理學的討論,《2050科幻大成真》是相當精彩。可是,我們千古演化來的心智,目的不是用來破解這些心智的問題的,我們的心智演化成現在這個模樣,是為了談論八卦,還有猜測他人動機的,簡單來說就是為了社交生活,為了我們穴居人老祖宗之間的互動而形塑的。關於這部分有興趣可參考好書《人類大歷史:從野獸到扮演上帝》Sapiens: A Brief History of Humankind)(請參見〈虛構事物和集體想像建構出的人類大歷史〉)。

心智離開了社交,就沒了多少意義。由此可見,心智並非是個單純的物理、化學,甚至生物學現象。不管我們的科技發展到何種面貌,即使是像今天所有人都低頭滑手機,仍是為了透過臉書、LINE和朋友溝通。科技始終來自人性,這恐怕是阿宅工程師無法完全瞭解和掌控的。所以人類心智的未來,可能還是要考量社會和文化的因素,我們畢竟不是機器人,很多無法想像的科技,不見得是我們未來一定會去追求的。

本文原刊登於The Sky of Gene

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

0

1
0

文字

分享

0
1
0
邁向繁榮進步的行星文明,在《2100科技大未來》
張清浩
・2012/11/29 ・1820字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

科技將會如何形塑我們的未來生活?2100年的人類,會居住在什麼樣的世界裡?美國日裔科學家加來道雄,在《2100科技大未來》一書中,以現有的科學發展為基礎,描繪出這個令人興奮又驚奇的未來世界。加來道雄預估,人類社會將會歷經由科技引導的劇烈變化,而在一百年內立下進入行星文明的里程碑,這將是人類歷史上最大的轉變,而我們已經開始集體參與行星文明的形成了。

2100科技大未來

從現在到2100年,科技將如何改變我們的生活

Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100 (2011)

原文作者:加來道雄,譯者:張水金

出版社:時報出版

出版日期:2012年11月

什麼是行星文明?是指已經充分開發、控制居住行星能源來源(包括落在行星上的太陽光)的文明。將行星文明認定為第一型文明,則我們現在的文明,大約是一個0.7型的文明。

人類社會要在2100年轉變為行星文明,在科技上會有哪些創新與革命呢?

1.電腦的未來:

軟性電子紙、可以在我們的眼前上網的網路眼鏡、自動行駛的智慧型汽車,還不夠看。晶片將會繼續縮小、功能更為強大,而且無所不在。到了本世紀末,會發展出可以接收大腦神經元所發出電流的電腦晶片,這種晶片還能將腦電波解碼,以使受控制的物體移動、運作。此時,我們就擁有如諸神般的力量,以念力控制物質。另外,以fMRI掃描器探測他人心智的科技,也會成熟,屆時,法官就可以不要用猜的來判斷訴訟當事人是否說謊。

2.人工智能的未來:

我們居住的世界,將會到處都有機器人。這些機器人,漸漸能做任何我們會做的工作,並代替我們去冒險。當我們年老的時候,將會是機器人、而不是兒女或外傭在照顧我們。人工智能,會朝對人「友善」的方向發展,以免人類遭到機器人的反噬;也會往與人融合而「強化」身體的方向發展。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

3.醫學的未來:

我們可以做自己的基因排序,掌握自己的基因組,了解自己可能罹患的疾病。幹細胞科技的發展,可以培養出人體器官。基因療法的應用,可以改善自己或下一代的基因。癌症未必可以完全消除,但晶片可以隨時監控癌細胞。老化可以減緩,壽命可以延長。

  • 我預測:退休與老年給付制度將因而徹底破產,社會福利制度將轉變為由有工作能力的人繳社會保險費,來支付無工作能力者的生活支出,年齡將不再是判斷有資格領取給付的標準。

4.奈米科技:

人類將會發展與利用分子、甚至原子層次的奈米裝置。在醫療方面,有奈米機器可以在血管巡航,摧毀癌細胞;在電腦方面,會有運算力驚人的量子電腦或是光學、DNA電腦出現。可程式化材料(如同魔鬼終結者中可以改變形狀的殺手機器人),將會在日常生活中出現。

5.能源的未來:

完全取代石油的能源方案,將會是「核融合」,與從「室溫超導體」所發展出來的「磁浮」科技。核融合,可以提供取之不盡的能源,又幾乎沒有廢料產生。室溫超導體的應用,不靠額外能量輸入,就能產生超級磁力,可以使交通工具懸浮在空中;也可以大幅降低電子在電纜線內傳輸的耗損。

6.太空旅行的未來:

下一次的人類大探險,將是登陸火星。其他太陽系探測,將會派機器人前往。而人類移居到地球以外的星球的目標,還很遙遠。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

7.財富的未來:

科學是繁榮的引擎(我認為應該要再加上「貿易」)。未來的工作與財富,將是屬於需要有判斷力與創造力的工作者。只能執行重複動作的工人,將會由更在行、可以不休息的機器人所取代。贏家,將是屬於能夠提供有效判斷力的人。

  • 穴居人原則:不過,人類還是繼續會深受「穴居人原則」的約束,也就是說人類的原始慾望(娛樂、社交、接觸等),仍然會繼續影響人類的行為,並與科學的發展相互影響。

這些預測會不會實現?以核融合為例,我在30年前就看過有科學家預測核融合科技會在2000年成熟,不過加來道雄說,現在已經更接近成功了,並進一步預測會在2050年出現核融合電廠。無論如何,只要世界各國繼續支持科學研究發展,加來道雄在《2100科技大未來》所樂觀預測的行星文明與繁榮進步的遠景,就是人類的未來。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
張清浩
23 篇文章 ・ 0 位粉絲

0

0
0

文字

分享

0
0
0
【Gene思書齋】既科幻又科普的2100科技大未來
Gene Ng_96
・2013/11/05 ・3096字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

634872692283797500Physics_of_the_Future_HC_KAKU_book

我們可能很難想像未來的生活之面貌,因為總是有意想不到的科技產生,不過科幻小說家還是能讓我們充滿想像。究竟科幻小說家想像的未來又有多真實呢?來讀讀 美國日裔科學家加來道雄(Michio Kaku)的《2100科技大未來:從現在到2100年,科技將如何改變我們的生活》Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100)這本既科幻又科普的好書吧。

雖然說《2100科技大未來》是要預測未來近一百年的科技發展,不過其大半內容,主要還是要介紹現代最尖端的先進科技,以及那些尖端高科技在未來的發展。 這個任務,最有資格的執行者之一,就是作者加來道雄。和凱文.凱利(Kevin Kelly)的《科技想要什麼》What Technology Wants)偏重哲學式思考不同的,《2100科技大未來》更在乎的是科技的務實發展;其預測的未來也比《富足:解決人類生存難題的重大科技創新》 Abundance: The Future is Better Than You Think)預測的還更長遠,而且不像後者還需顧及政策面(請參見〈究竟科技想要什麼?〉〈理性樂觀的富足〉)。

加來道雄是紐約市立大學理論物理學教授,超弦理論(Superstring)的奠基者之一。他同時是Discovery頻道《科幻成真》(Sci Fi Science: Physics of the Impossible)的節目主持人。他主持了兩個廣播節目:《探索》(Explorations)和《奇幻科學》(Science Fantastic),在超過140個廣播電台播出。他還著有《穿梭超時空》(Hyperspace)、《愛因斯坦的宇宙》(Einstein’s Cosmos)、《電影中不可能的物理學》(Physics of the Impossible)、《NEXT 20 years and after》(Visions)、《平行宇宙》(Parallel Worlds)等書,大多也有繁體中文版。

加來道雄推估,我們人類社會將會在科技大幅飛躍下,在百年內進入第一型行星文明。至於啥是行星文明?加來道雄指出,那是能夠充分控制居住行星能源來源的文 明。我們現在的文明,大概是一個0.7型的行星文明。第二型文明可能開發恆星輸出的全部能量。而進入第三型狀態以後的文明,將已經探索過星系內的多數地 方。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

加來道雄探討人類文明的幾個進展方向,分別是「電腦的未來──心靈控制物質」、「人工智能的未來──機器的興起」、「醫學的未來──完美與超越」、「奈米 科技──萬物始於虛無?」、「能源的未來──來自眾星的能源」、「太空旅行的未來──奔向眾星」、「財富的未來──贏家和輸家」、「人類的未來──行星文 明」。

不過,科技始終來自人性,即使未來人類文明進展至行星文明,人類還是會深受穴居人原則的約束,也就是說我們演化千萬年而來的原始慾望(娛樂、情感、社交等),仍然不會受到高科技的改變,而且會繼續影響我們的行為、決策和選擇。

加來道雄指出,在電腦的未來中,軟性電子紙會當道,而類似Google眼鏡的也將進展至隱性眼鏡的地步。晶片將會在功能更為強大下繼續縮小,而且在生活中 各種物品中無所不在。不過加來道雄也提到晶片的縮下有其物理限制,並嚴正警告矽谷該設法準備面對,否則矽谷也會淪落成下一個鐵鏽地帶。未來甚至會出現可以 接收腦波的晶片,然後控制的物體移動和運作,我們就可以念力控制物質,未來人類就會像神話中的天神般!

《2100科技大未來》揭示的未來世界,機器人無處不在,雖然它們未必都以人形現身。機器人漸漸取代單調的工作,並代替我們去從事危險的工作。台灣未來老 齡化社會最大的隱憂是老年照護,而未來機器人可以勝任這個工作。而人工智能,也要對人類友善,以免人類淪為機器人的奴隸。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

未來我將可以便宜地取得自已的全基因體(書中用「基因組」一詞)的序列,瞭解自己罹患疾病的風險,還可以為「體質」量身訂做藥物和療法呢(請參見〈從基因標靶藥物,到實現個人化醫藥的未來基因體醫療〉)。生物醫學家還能夠利用幹細胞加上3D列表機印出完整的人體器官(請參見〈第三次工業革命的自造者時代〉)。甚至還利用基因療法來改善自己或下一代的遺傳,不過這在生物倫理學界仍有極大爭議(請參見〈人性正義的反對完美〉),我想加來道雄這位物理學家有點太單純了。

《2100科技大未來》還預測出可以隨時監控癌細胞晶片,在我們吃喝拉撒睡時守護我們的健康。其實,儘管所有動物都難逃一死,不過並非所有動物都會經歷老 化(例如海龜等爬蟲動物,不是老死,而是因為意外、饑餓或被獵食而死),因為只要我們掌握這些動物不老的秘密,我們就能減緩老化、延長壽命。

未來科學家和工程師會開發出利用分子、甚至原子層次的奈米裝置。在醫療方面,癌細胞在被上述晶片測偵出時,就利用奈米裝置巡航我們身體,把癌細胞找出並消 滅它們。雖然晶片可能無法再更為強大下繼續縮小,但是量子電腦或是DNA電腦出現可以取代晶片的不足。可程式化材可能將會讓《魔鬼終結者第2集》 (Terminator 2: Judgment Day)中可以改變形狀的殺手機器人可行,不過與及用來當殺手,我們將會用可程式化材來製造建築、家具等等吧,還可視使用情況或心情調整形狀和結構呢。

《2100科技大未來》指出,受控核融合將完全取代石油的乾淨能源方案,書中清楚並深入淺出地解釋了受控核融合在工程上的可行性及困難處。不少物理學家也對受控核融合在我們有生之年成為實際運作的科技深具樂觀的信心(請參見〈給未來總統的物理課-必須面對的科學真相〉)。還有利用室溫超導體可以做出磁浮科技,未來汽車、列車可以高速在低阻力的情況下行駛。室溫超導體也可以大幅降低電子在纜線內傳輸的耗損,讓未來電力經濟地超長距離傳輸成為可行。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

談科技未來,不免俗一定得提到星際旅行。《2100科技大未來》指出,未來利用大空電梯探索《地心引心》(Gravity)中呈現的地球美景,將不再是夢 想而已。而人類下一趟最大探險,將會是火星登陸。我們甚至有可能再利用當時的高科技,改變火星大氣而讓人移居。我們也將會派機器人前往其他太陽系探險。

最後,《2100科技大未來》討論人類的財富未來。加來道雄指出,科學實際上就是經濟繁榮的引擎,也有經濟學家同意並也提出現在的經濟停滯發展就是因為受限科技進展(請參見〈軟柿子不再垂得低低的大停滯〉)。《2100科技大未來》也表示,未來主要的工作將是屬於需要有判斷力與創造力者。機器人將取代只能執行單調重複動作的工人。未來的人生勝利組將是屬於能夠好好用心地利用知識提供有效判斷力的人。

加來道雄卻感嘆現在美國的金頭腦大都跑去華爾街玩財富轉來轉去的炒作遊戲,而非投入科學與工程的研發。當然金融業的資金流動對科技業也很重要,但過猶總是 不及的。再加上,歐美日等先進國政府也因舉債過高而大砍科研預算,而且也有新自由主義論者從沒弄懂,政府才是高風險科研唯一也是最佳的支助者,因為極少有 大企業有能力和心思會想要進行革命性科技的研發,而僅是把政府支持研發出的知識做應用性開發。

我們未來的前途,可能不是科學家和工程師的能力問題,而是政治和經濟能否有足夠的智慧允許科學家和工程師從事未知知識的研究探索。因此,《2100科技大 未來》所樂見的高科技文明的願景,只要在世界各大國政府仍然還有遠見地繼續大力支持和贊助科學研究的情況下,就會是我們人類的實際未來!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文原刊登於Readmoo.com【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋