哪些科學技術一旦發明成功,將會轟動整個地球?

燕子李三fighting


自第二次物理學大奇蹟年已經過去一百多年了,基礎科學基本上沒有什麼特別的發展,但是技術已經達到了某個臨界點,人類文明能夠跌跌撞撞到達目前這個狀況殊為不易,未來應該以星際穿越為目標,這也就是我認為的,將會轟動整個地球的科技。

1963年,蘇聯科學家卡爾達肖夫提出了三個文明等級的提法,他認為可以從能量尺度和空間活動範圍來判斷。一級文明是指能夠開發和利用所處星球的全部能源,記住是全部。對於人類來說,包括地球表面,海洋中和地球內部的資源和能源。二級文明指能夠開發和利用所處恆星系的全部能源,拿太陽系來舉例,當人類可以完全利用太陽和其它天體能源的時候,人類文明也就進入了二級文明。

三級文明就是宇宙中金字塔頂端的高級文明瞭,是指能夠開發利用所在整個大星系的全部,以人類為例,是指能夠利用銀河系內的所有資源,可以到達銀河系的任意一個角落。以這種標準來判斷,人類文明現在的等級大概是0.73級,離一級文明還有不小的距離。

如果以此為標準和方向,那麼能夠轟動地球的科技可以從當前最前沿的三大科技領域分別是生命科學、量子力學和人工智能說起。

量子力學

首當其衝應該發展的是量子力學。因為它的發展意味著基礎科學的進步。其實大家都能感覺到,自1666年牛頓第一個物理學大奇蹟年和1905年愛因斯坦的第二次大奇蹟年之後,時隔一百多年,基礎科學基本上沒有什麼進展,就如同《三體》中基礎物理學彷彿被鎖死了一樣,到現在為止我們也沒有能突破相對論的侷限,依舊在三維空間裡面打轉轉,而一旦實現如兩大物理學大奇蹟年那樣的突破性進展,將會帶動整個人類文明進入到一個新的時代,而希望就在相對論與量子力學的大統一理論上,也就是我們經常說的四種基本作用力的大一統。

當然,即便是量子力學的發展階段,我們也已經看到了量子計算機的曙光,正如70多年前第一臺電子計算機誕生後給人類科技帶來的革命性影響一樣,今天的計算機,通過操縱存在於兩種狀態之一即0和1來工作,而量子計算機不限於兩種狀態;它們將信息編碼為量子比特,它們可以疊加存在,量子點代表原子、離子、光子或電子以及它們各自的控制設備,它們一起工作以充當計算機的存儲器和處理器。由於二進制的O和1都處於疊加態,意味著普通計算機計算一次,量子計算機就可以實現2的N次方次計算(N取決於量子態,例如一個500量子位的計算機,它每一步就可以實現多達2的500次方的運算)。理論上,普通的量子計算機就比當今最強大的超級計算機強大數萬倍。

為什麼量子力學、量子計算機如此重要,那是因為人工智能的基礎就是算法、算力和數據,無論是大量數據的處理,算法的應用以及算力的提升,都需要當前的計算機性能百尺竿頭更進一步,更快更強,可惜由於摩爾定律遭遇了電路板過熱這個大問題,不得不靠提升體積(超級計算機)和連接能力來提升,但終究只是物理層面的提升,而達不到指數級的質變。

當然,量子力學還有一個方向也很重要,那就是高維空間理論,其指向通過時空彎曲所造成的蟲洞實現遠距離航行,根據質能方程,想要打開這樣的空間需要巨大的能量,這個我在最後還會說。

人工智能

當算力得到保證之後,需要發展的就是人工智能了,這裡不討論有可能對人類帶來的危害,只談其實際效果。

人工智能目前比較模糊的分為強人工智能和弱人工智能,讓我們歎為觀止的阿爾法狗就屬於典型的第二代弱人工智能,這意味著2019年節點我們處於弱人工智能中等偏下的水平,離真正能推理(Reasoning)、解決問題(Problem_solving)有知覺的,有自我意識的。可以獨立思考問題並制定解決問題的最優方案,有自己的價值觀和世界觀體系的智能機器還差十萬八千里,而且目前也開始進入瓶頸期,但是量子計算機的成熟將會幫助人工智能突破奇點,無限接近強人工智能(我一直認為,介於弱人工智能與強人工智能的中間態最為安全)。

發展人工智能的意義不用我多說,它可以最大程度的解放人類的雙手雙腳,而且效率比人工強的太多,不但極大地解放了生產力,也讓人類開啟“思維生物”的演化進程。

生命科學

當量子力學和人工智能都有了起色,那麼人類離永生也就不遠了。(這裡沒有明確的先後,正常情況下三大領域應該是同步發展,相互促進的)

無論是通過3D生物打印進行壞死器官移植,還是通過腦機接口實現記憶移植克隆體,亦或是半硅基半碳基生命結合來實現永生,在量子力學和人工智能的加持下,都不難實現。(實際上現在腦機接口就有突破的跡象)。

好了,我們還差最後一步,實現了這一步,我們的文明基本上就可以進行星際殖民了。

正反物質湮滅

事實證明,無論是核聚變還是核裂變,面對這個宏大的宇宙,哪怕是太陽系,核能也顯得太過孱弱了,人類需要找到新的、更強大的能源來驅動飛船甚至打開蟲洞,那麼,新世紀發現的暗物質也許給了我們希望,當然,隨著更多的粒子被發現,也許會有更強大的能源被我們驅動,但前提是量子力學,人工智能的大發展。

哦,對了,最重要的前提是,人類還沒有將自己毀滅!


高維宇宙觀


從去年開始,德國蟑螂



開始侵入我家。

我就開始了我的殺蟑運動。

最早我用的是傳統的蟑螂藥。

開始有用,三天之後,蟑螂又來了。

然後我去百度,查各種殺蟑辦法。然後一件一件的在我家實踐。

用過的產品有:

蟑螂屋

蟑螂誘餌




噴霧

蟑螂貼



每一個品種,第一次使用,都很有效,一用就能殺死大批蟑螂。

但,

沒過幾天,蟑螂同志們又滿血復活,在我家廚房頻繁出現。

到現在,一年多了,我是一點辦法都沒有了。我現在殺蟑辦法是,直接用手拍死,把屍體拿去餵魚。

如果真有一種技術能令全球轟動的,不用很高科技的,你真能有一種藥,能殺死我家蟑螂,讓它們不再出現,你肯定拿諾貝爾獎。


春暖花開003


1,量子計算機

2,可控核聚變


3,超級人工智能,機器人將是神一般存在

3,人類基因編輯技術,找到控制衰老疾病的基因

4,記憶或意識移植

5,時間旅行



6,曲率引擎

7,進入多維空間

8,基礎物理理論的突破才是最具顛覆性的


alpha虎


人類社會發展至今,我們越來越清楚地意識到,科學技術是第一生產力,科學技術對於人類社會的推動作用毋庸置疑,而在當前,某些科學技術,一旦取得突破,將會引起全世界轟動。

目前,急需取得突破的技術有可控核聚變、光速飛行技術、常溫超導技術,無論哪一項取得重大突破,或者說是取得成功,都將會引起全世界範圍內的巨大轟動,而這些技術,對於人類社會的發展具有極其重要的作用,段時間來看,此上任何一項技術,都是極其難以突破的。


可控核聚變技術。可控核聚變技術的概念已經被提出了幾十年了,而之所以一直以來都無法取得突破,是因為可控核聚變的條件實在是太過於苛刻了。我們知道太陽就是利用核聚變發熱的,而太陽的核聚變,是無法控制的,它是自發進行的,太陽內部的溫度高達1500萬攝氏度,3000億個大氣壓,而人類目前無法制造這麼大的大氣壓,所以只能通過提高溫度。而這個溫度至少是1億攝氏度,但是溫度提上來了,另外一個問題又來了,那就是地球上無法制造出能夠承受如此高溫度的容器,所以科學家想出了磁約束的方法。目前已經可以做到約束高溫等離子體,但是還沒有辦法讓它穩定運行太長的時間,所以想要實現可控核聚變還有很長的路要走。而一旦此技術成功,那麼人類就不會再有能源危機。


光速飛行技術。人類一直以來都想飛出銀河系,飛到廣闊的宇宙,但是鑑於我們的飛行器速度實在是太慢,以人類的壽命,實在是等不了那麼長的時間。而唯一的方法就是製造光速飛行器,光速飛行器意味著需要巨大的能量供應,而核聚變的功率恐怕也是不夠的,曲率引擎倒是一個可行的思路。不過人類對這方面的認知實在是太過於有限了,未來人類除了寄希望於光速飛行器之外,還可以試著尋找蟲洞。

常溫超導。常溫超導體即在常溫下傳輸電流也不造成能量損失的導體,一直以來人類都想讓超導體實現常溫化,畢竟每年在輸電過程中損失掉的電量都不是一個小數字,而具有超導的導體,一般都需要在零下上百攝氏度的條件下才可以發揮出超導特性,所以常溫超導意義重大。而2018年中國天才科學家曹原發現了當兩層平行的石墨烯堆成約1.1°的微妙角度的時候,就會產生神奇的超導特性。如今,正有無數的學者正在拓展他的研究,或許繼續研究下去就會有大的突破。


鏡像宇宙


我說的這個發明如果成功,不但可以轟動地球,還可以轟動整個宇宙。那就是“即時達”交通工具!為什麼呢?因為這種交通工具的速度已經不是以光速為座標了,這背後不但有全新的技術革命,而且必須有物理學、材料學、化學、倫理學、宗教等等理論上的嶄新突破。





縱橫論道


能讓整個地球轟動的不外乎就能源,交通,通信以及生命科學和宇宙科學幾個方面的應用技術。

首先是能源方面的,能源是人類活動的基礎,跟能源相關的新技術都能讓每個人感受到變化,按目前已知的技術理論來說,石墨烯的開發利用技術應用、超導材料的應用、可控核聚變、這些都值得期待,但最牛的可能還是要算尼古拉特斯拉一百多年前提出的無線輸電技術,這個技術一旦實現,整個社會格局都會變,就像發明交流電前後的差別一樣。

然後是交通,馬車時代與汽車時代的差別,綠皮火車與高鐵的變化總是讓人們欣喜不已,當前現實的科學技術還可以讓現有的交通變得更快,比如磁懸浮的應用。科幻一點來想,未來甚至有可能會出現空間跨越的瞬技術。

通信技術的發展讓人們變成了神話裡的千里眼順風耳,但現有的技術還只是依靠終端設備來傳輸影音信息,終端設備的微縮技術是當前的技術方向,未來可能縮小到一個芯片與人體結合,直接成為體感裝置或者實時全息影像通訊。

人類的生物生命技術其實已經達到非常高的水平,只是因為倫理道德法律的約束未能廣泛應用,比如基因克隆和基因編輯技術,已經能解決很多絕症問題,能應用的生物技術終極方向是延長壽命,向天再借五百年的技術肯定會出現的。

宇宙科學的每一個進步都會刷新人類的認知,從地心說到日心說開始,未來宇宙科學會帶給我們什麼驚喜,可以說有無限的想象空間,當前的技術方向來說不外乎發現新的宜居星球,發展外星生命,搞清楚黑洞以及反物質,但宇宙那麼大,人類還是太渺小。


花匠元鋒


說得太遠沒用,就說跟大家日常生活息息相關的,現在的電池技術急待升級,誰能把下代石墨烯電池技術攻破,帶來對比現在同體積5-10倍的電量儲備,電動汽車續航輕鬆上1500公里,大大緩解了里程焦慮,手機可以一週一衝,所有用電池驅動或者現在還不能用電池但技術突破就可以打破規律的行業會帶來怎樣的變化,誰解決電池技術誰就可能問鼎世界首富寶座一點不誇張


馬眼辣得慌


別的不好說,但可控核聚變肯定能轟動全世界,甚至說改變整個人類文明,如果你仔細觀察歷史的話,你會發現人類的演化實際上就是一部能源開發史。

那麼火是人類運用的第一個能源,正是因為人類學會使用火,我們從一個風餐露宿飲血茹毛的野獸,演變成有思想,有文化,有創造能力的智慧生命。

後來隨著蒸汽機的發明,是人類第一次將熱能轉化成其他的動力,於是在蒸汽革命的推動之下,人類文明進入一個前所未有的階段。

再後來隨著電能的運用和開發,各式各樣的技術層出不窮,這些新的技術讓人類能看的更遠,也讓信息傳遞的速度變得更快,那麼在這個基礎之下,人類開始探索地球以外的地方,將目光逐漸轉移到太空當中。

最後原子能技術的運用,是未來人類能否走出地球的關鍵,雖然說可控核裂變也是原子能技術,但可控核裂變的成本和缺點都太多了。

而可控核聚變就不同了,可控核聚變的材料很多,且達不到反應條件就會自動停止,所以無論是成本效益還是安全性,可控核聚變都是最佳的選擇。

所以這個技術一旦被人類成功掌握,人類必然會進入一個全新的階段,屆時人類的腳步將遍及整個太陽系,甚至是太陽系以外的地方......


種植恆星


符合這個設定的科學技術實在太多太多了。我們可以先看看各國都在積極開展哪方面研究?

暗物質和暗能量

科學的發展一直秉持著一條這樣的路線,科學發展越快,越感覺我們所看到的的世界是狹窄的,就好像井底之蛙一樣。就比如說天文學,原本古人認為地球是宇宙的中心,後來發現不對,太陽是宇宙的中心,後來又發現不對,宇宙可能沒有中心。再後來發現,宇宙有個炙熱的開端,可能也一個結局。但這還沒完,科學家進一步發現,連我們看到的宇宙都不是全部的宇宙,從空間上看,我們只能看到一小部分的宇宙,也就是

可觀測宇宙

從物質層面上看,我們竟然只看到了宇宙不到5%的物質,而剩餘的物質是暗物質和暗能量。它們是我們沒有辦法利用現在的觀測手段直接看到的。

現在各國都在發展技術,希望能夠觀測到暗物質或者暗能量,大多都是千億級別的科研項目。如果有朝一日,我們能夠真正搞懂暗物質和暗能量,那一定是轟動整個世界的科學發現,這意味著人類的視野將進一步打開,瞭解更為廣闊的物質世界,很有可能大幅度促進理論物理學和宇宙學的發展。

引力波和中微子

之前LIGO發現引力波,可以說已經震驚了整個世界。但是,我們現在的技術僅限於觀測到兩個黑洞合併或者兩個中子星合併的引力波,這都屬於對空間有巨大擾動的引力波,算是探測引力波入門級的難度。

上文也提到,在空間上和物質世界中,我們的觀測都是有瓶頸的。不僅如此,在時間上也是。在愛因斯坦的狹義相對論當中,時間和空間被並稱為時空,可以把它們看成一體。可觀測宇宙是930億光年(理論值,考慮到宇宙膨脹效應,所以要大於138億光年),其中我們通過觀測電磁波的範圍其實是922億光年,剩餘的8光年就需要用到引力波。之所以還會相差8光年,就在於電磁波是在宇宙大爆炸之後38萬年後才開始在宇宙傳播,而引力波從宇宙大爆炸那刻起,就開始在宇宙傳播。因此,對於宇宙早期的引力波的觀測,可以讓我們知道宇宙早期發生了什麼。

但這需要我們大幅度提升觀測引力波的技術,中國,美國以及歐航局都打算在這方面投入巨資建設觀測設備,這些設備的價值也都會在千億級別。

除了可以通過觀測引力波觀測宇宙早期的情況,其實對於中微子的觀測也可以,中微子由於不參與電磁相互作用,只參與弱相互作用,所以在宇宙早期就開始在宇宙中傳播,因此,如果可以捕捉到宇宙早期的中微子,我們也可以瞭解到宇宙早期的情況。

對於引力波和中微子的觀測技術的提升,也將極大程度上提升人類對於宇宙的認識的提高,如果科學能夠捕捉到宇宙早期的引力波和中微子,也就會轟動整個世界。

可控核聚變

每一次能源技術的大規模提升,都會帶來整個世界的劇烈變革。最早瓦特的蒸汽機就是如此,引發了第一工業革命,後來我們有了第二次工業革命,人類進入了電力時代。

而如今對於能源使用依舊是一個比較大的問題,由於沒有足夠高效的能源,因此想要實現載人飛船飛到火星都很困難,更不要說飛出太陽系了。

可以預見到的是,下一次能源革命很有可能是可控核聚變,可控核聚變反應不僅在能源效率上遠遠高於化石能源,而且還很清潔。太陽之所以溫和地燃燒著,就是內核在進行可控核聚變反應。但是要在地球上實現可控核聚變在技術層面上是非常難的。我們國家就一直在大力發展這方面的相關研究。如果可控核聚變能夠做出來,對於整個人類文明來說都是一次極大的促進。

對於人體的認識

上世紀就一直有一種說法:21世紀是分子生物的世紀。雖然10多年過去了,好像並沒有什麼特別大的進展,但是在未來應該說是一定會有重大突破的。

人體的複雜程度是超乎一般人想象的,科學家之前完成了30億個鹼基對的測序(也就是人類基因組計劃),而這些鹼基對的排序到底有什麼意義,如何解讀,目前還沒有頭緒,還需要進一步的研究。

其次就是歐洲人類大腦項目,各國科學家紛紛加入,建立人類大腦的神經功能圖譜,這當中包含了850億個獨立的細胞。

如果,未來科學家能夠完全掌握這個30億個鹼基對和850億個獨立的腦細胞對應的原理,那麼生物學的發展將會大幅度的發展。

以上只是列舉了一部分,其實還有很多研究也是十分重要的,比如說:超導,人工智能,量子計算機等等。


鍾銘聊科學


答:常溫超導體、可控核聚變、量子計算機、強人工智能、生命科學等等,這些科學技術一旦獲得突破,將讓人類文明實現飛躍。

在300年前,牛頓等人建立起來的經典力學,讓人類文明實現了第一次飛躍;在上世紀,量子力學和相對論的出現,引導了第二次物理學奇蹟。

如今過去了100多年,人類的基礎物理學並沒有太大的發展,但是科學技術有著巨大的進步。其中有一些科學技術,人類還處於探索當中,一旦獲得突破,將會影響整個人類的文明進程。

常溫超導體

在1911年,科學家首次發現汞在4.2K時電阻消失,然後在更多的材料中發現了超導現象,經過100多年的發展,超導體的溫度提高到了大約140K,並走向了應用,但是超導材料所需的超低溫限制了應用範圍。


於是常溫超導體材料成了材料科學中的“聖盃”,一旦人類找到常溫超導體,將會極大地促進人類各領域的發展,比如我們的電子設備可以做得更小更輕薄,所有的用電設備都將在效率上得到極大的提高,甚至出現懸浮建築物、懸浮汽車等等。

可控核聚變

人類目前的能源主要來自化石燃料,然而化石燃料在地球上的儲量是有限的,能源問題將成為本世紀末人類的最大難題;雖然人類已經掌握了可控核裂變技術,但是裂變材料的稀缺與核廢物的處理,決定了核裂變技術只是一個過渡方案。

而可控核聚變就不存在這樣的問題,如果我們把一升海水中的氘、氚進行聚變,釋放能量相當於300升汽油的熱值,如果使用氦-3作為核聚變材料,那麼將是理想的清潔能源;所以可控核聚變技術,將是一項極大促進人類文明發展的科學技術。

量子計算機

量子計算機的原理,科學家早在30年前就從理論上進行驗證了,但是要實現起來卻非常困難,目前科學計算機的發展遇到了瓶頸,人類要想實現更高的算力,傳統計算機基本只能從規模上入手。

量子計算機的工作原理完全不同於傳統計算機,量子計算機最神奇的地方就是可以實現分佈式運算,比如傳統計算機分解一個256位數需要上千年,而量子計算機只需要幾秒鐘,一旦量子計算機走出實驗室,將會改變現有的世界格局。

強人工智能

人工智能人們並不陌生,但是我們現階段接觸到的所有人工智能,其實並非真正意義的人工智能,而是基於數據和算法的結果。

強人工智能指真正擁有自我意識的機器,並且能完成獨立的推理和解決問題,但是人工智能是把雙刃劍,可能給人類帶來福音,也可能帶來的是毀滅。

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