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1995年，哈罗德·克罗托（Harold Kroto）荣获诺贝尔化学奖。(3)他与其他工作人员共同发现了碳的第三种形式，一种名为C60分子的纳米碳球，也称富勒烯或巴克球（借用了美国建筑师巴克明斯特·富勒的名字）。富勒在建筑物上广泛使用了类似C60分子球的几何结构。C60很特殊：它比钢的强度高100倍，重量则是钢的1/10，与金属一样具有导电性。这一发现引发了工程、航空航天、医药和其他许多领域的一大波研究热潮。如果能够批量生产C60，那就有可能制造出比现在大20倍甚至50倍的飞机，但重量却更轻，且更省油。到那时，建筑物可以高耸入云，直穿过大气层；桥梁可以横跨大峡谷；机动车和火车也可以变得更轻，并可以利用太阳能获得更高的燃油经济性。
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从理论上讲，纳米技术可以让人们从原子层面上创造任何物质。科学家们对这一实际可能性展开了推测，而其他人则在思考它将带来的政治和经济后果。全球未来研究院（Institute for Global Futures）的资深研究员查尔斯·奥斯特曼（Charles Ostman）指出：“如今，世界的权力和影响力以对自然与工业资源的控制为基础。一旦纳米技术让人能够廉价而轻松地合成任何物质，现行的经济体系就会过时。我已很难想象比纳米技术应用更广泛的领域了。”
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不管这些可能性是否会变为现实，纳米技术在各个工程和医药领域都有望带来大幅度的创新。它可以被用来“进行分子计算，制造可以改变形状的合金，合成有机化合物，定制基因结构，开发超小型机械”。医学上，有人提议将仅有人类发丝般细小、带旋转刀片的纳米机器植入人类的静脉和动脉，让它清理胆固醇和斑块沉积。在奥斯特曼看来，说到其他医疗应用方面，“纳米技术意味着它可以修正人类躯体几乎任何器官的细胞的化学性以治疗疾病，或提供增强的感官和心智能力，这些前景简直超乎我们的想象”。现今，人工种植的皮肤已经被生产出来，而且很多地方在开展有关有机人造心脏的研究。
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纳米技术还将催生超小型计算机系统，从而进一步彻底改变我们使用计算机的方式。在不久的将来，计算机会变得又小、又灵活，甚至可以穿在身上，依靠皮肤表面的生物电供能。到那时，问题就会变成怎么处理显示器了：你肯定不希望手腕上缠着一层薄薄的微处理器，胸口上却绑着硕大的显示器吧？办法之一是，在眼镜框上用低级别的激光视网膜投影器，把显示内容直接投射到眼睛里。先进的飞行系统已经最先应用这种技术了：飞行员可以从护目镜内侧看到导航图，能够通过双眼的移动，改变飞机的航向。不过，但愿他们别在敌对空域中打喷嚏。
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为了更方便日常使用，计算机也可以被织进衣物里：衬衫里可以装入监控心跳及其他生命体征的传感器，健康状况严重不佳的信号可以直接发送给医生；智能鞋子也可以利用走动获得足够的能量，为穿戴式计算机供电。另一些创新则会很快取代传统键盘。完全依靠思想力量控制的接口已经出现了；用来监测脑电波、再把脑电波直接转换成指示的头戴式耳机也被设计出来了。而这才仅仅是个开始而已，因为上述设备全都是在用户身体之外运行的。过不了多久，信息技术说不定会在我们的身体内运行，甚至进入我们的大脑。在不久的将来，计算机有可能会与我们的意识和思想进行融合。
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人工智能
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信息系统、材料科学和神经学研究领域最具革命意义的研究来自它们的交叉融合。现在，我们可以设想以大脑神经处理系统为模型的信息技术了。新一代计算机可能不是基于数字代码和硅，而是建立在有机过程上：可以模仿人类思维的计算机。
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我最近与某家顶尖计算机公司的一位高级技术人员聊了会儿天。他说：“眼下地球上最强大的计算机的智力水平也不过就如一只蟋蟀而已。”我无法探究他所说内容的真假，他自然也无从得知。我不认识某只蟋蟀，就算认识，也无法判断它们脑子的状况。但他的观点是，哪怕最强大的超级计算机也仍然只是无意识的计算“机器”。它们可以执行人类完成不了的任务，却不会对自己所做的事情产生任何观点。从“思考”的任何定义上看，它们都不是在思考。同样，飞机能飞翔在约12 000米的高空，比我们强得多，但若要问它们对此有何感受，可谓毫无意义。它们没有感受。但是，所有这一切都在变化。
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在可预见的将来，最强大的计算机大概能具备相当于6个月大的人类婴儿的大脑处理能力。从某种意义上来说，计算机说不定很快就会产生意识。再过不了多久，我们就有可能买到一台跟成年人类大脑处理能力相当的廉价个人计算机。使用一台与自己同样聪明的计算机，那会是怎样的情形？它或许不如你那么有魅力，不如你那么擅长交际，却会跟你一样聪明。比如，你可能会向这台计算机下达指令，而它则会犹豫一下说：“你有没有想清楚呀？我觉得你没想清楚。”到2030年，个人计算机将具备相当于1 000个成年人大脑的处理能力。
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如今，人们将能进行深度大脑刺激的神经植入物用以对抗由帕金森病和多发性硬化症所造成的颤抖。我们还拥有了可供植入的人工耳蜗，以使有听觉障碍者恢复听力。视网膜植入物能够恢复部分视觉感知，辅助眼睛里受损的光感细胞。神经植入物和“聪明药”能够改善我们的整体感官体验，包括我们的记忆和推理能力。因此，在未来，如果你有一场很重要的考试要考，说不定可以额外买80MB的内存植入大脑中。甚至，未来还有可能会出现语言植入技术。这样一来，你就不用花5年时间去学习法文了，而是赶紧把它植入大脑，就可以去法国度假了。这种时髦的植入物，说不定只需要你多花上几美元就能拥有。
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雷·库兹韦尔认为，“到21世纪的第30年，我们便可以创建‘人类大脑计算相关功能’图谱，我们还能在高级的神经计算机里重新改进这些设计”，人类世界的机器也将获得各种躯体，“从虚拟现实里的虚拟身体到由成群纳米机器人构成的躯体”。目前，很多实验室都开发出了能够走路、带有栩栩如生的面部表情的人形机器人。到21世纪末，“加速回报定律（Law of Accelerating Returns）将会告诉我们，地球中创造技术的物种，也就是我们，会与自己所发明的技术相融合。当这一幕出现时，我们或许会问：凭借神经植入物提高了百万倍能力的人类大脑，与通过对人类大脑进行逆向工程开发、随后又增强扩大的非生物智能相比，有什么区别”？
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“Out of Our Minds”
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进化过程之所以会加速，是因为它为进一步进化提供了手段。
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库兹韦尔指出：“进化过程之所以会加速，是因为它为进一步进化提供了手段……我们现在为计算机创造的智能，很快就会超过我们自身的智能。”奥斯特曼猜想，未来“机器会表现出全方位的人类智能、情感和技能，从音乐到对其他物理运动的创造性态度”。这样的话，“有关生命终结、另一种有待定义物种开始的哲学问题，很快就会变得模糊起来，而目前定义的智能本质也会变得模糊不清”。
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这听起来似乎颇为牵强，但如果20年前有人告诉你，你能拿着一部小小的无线电话坐在海滩上，在线浏览美国国会图书馆，发送即时邮件，下载音乐和视频，安排假期，安排按揭贷款，检查胆固醇，你肯定也会觉得他很荒谬。现在，我们却把这一切视为理所当然。如果你能回到过去，把iPhone手机拿给你的曾祖父看，他们恐怕会认为你是电影《星际迷航》里的柯克船长。可见，在昨天看来超乎想象的事情在今天看来却是家常便饭，那明天的一切又会怎样？嗨，等着瞧吧！
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人口的增长
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技术变革是社会变革的动力。但还有另外一种动力：地球上的人口数量及其变化模式。这里，我们再一次看到了指数级的变化曲线。
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第一次工业革命之初，也就是18世纪中叶，地球上仅有10亿人口。1930年，这一数字达到了20亿。也就是说，地球人口总数用了18世纪之前的整个历史才达到第一个10亿，但仅用了130年就达到了第二个10亿。又过了30年，即1960年，第三个10亿实现了；到达第四个10亿用了14年，出现在1974年；第五个10亿用了13年，是在1987年。到1999年12月，世界人口又增长了10亿，达到了60亿，实现了有史以来的最快增长。2017年，全球人口达到了75亿。据联合国估计，世界人口将在2050年接近100亿。
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关键不仅在于人口规模，还在于它的变化方式：人口不仅在快速增长，同时还在变得越来越城市化。1800年，绝大多数人住在农村，只有5%的人生活在城市；1900年，城市人口比例上升到了12%；2000年，地球上60亿人里几乎有50%生活在城市；据估计，到2050年，将有超过60%的人口住在城市里。我们这里所说的“城市”可不是像“美国梦”里那种草坪修剪得整整齐齐、管理得秩序井然的小城。相反，大多数会是不断蔓延的特大城市，即拥有2 000万以上人口的大都会。这些数字令人望而生畏。据估计，到2050年，拥有100万以上人口的城市会达到500个，拥有500万人口的特大城市会有50多个。如今，东京已经有3 800万人口了，相当于加拿大的人口总数。
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与此同时，世界还会出现重心上的转移。最明显的人口增长将不会出现在西欧、北美等老牌工业经济体中，而是来自南美、中东和亚洲等新兴经济体。目前，发展中国家的人口总数每年会新增8 400万；而发达国家则仅新增150万，其人口预计在21世纪会保持相对稳定。中国是全世界人口最多的国家，总人口约为14亿。如果不考虑移民的话，它的人口总数每年会增加1%。不过，考虑到中国2015年已经终止了独生子女政策，它的人口增长速度是注定会加快的。
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从目前来看，印度的总人口已经超过13亿，而且年均增长率高达2%，所以，到21世纪中叶，印度可能会超过中国，成为世界上人口最多的国家。在一些国家，包括部分新兴经济体，几乎一半的人口在25岁以下。相反，另一些国家，尤其是老牌工业国，其人口则趋于老龄化。许多发达国家的人口增长非常缓慢，甚至出现了负增长，这是由死亡率高于出生率所导致的。如今有20多个国家的情况是这样，包括俄罗斯、日本、德国、拉脱维亚、奥地利和意大利。在一些国家，移民是唯一的人口增长源。美国人口总数位居世界第三，现为3.24亿，到2050年有望达到4.22亿。2015年，美国国内共出生了400万名婴儿，达到了1909年以来的最低生育率。美国的人口增长主要来自中美和南美移民。
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随着时间的推移，世界人口在数量和分布上的巨大变化将给自然资源造成巨大压力，尤其是水资源、食品供应和生产、能源、空气与环境质量。我们面临着来自潜在流行病和新型疾病的更大威胁。这些会给经济活动和贸易结构带来深远影响。而且，如果过去能为今天和未来提供部分指导的话，我们还将面临文化冲突和短视所带来的持久威胁。
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为了应对人口的这些巨大变化，我们应以全新的方式保护自然资源，采用全新的技术生产能源，依靠可持续的全新方法生产食物、预防和治疗疾病。与其他各领域一样，创新在这些方面同样至关重要。
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历史告诉未来：预测越来越难
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