前言

隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，機(jī)器使更多的不可能變?yōu)榱丝赡埽覀兊纳钜舶l(fā)生著巨大改變。那么在未來，機(jī)器又將如何改變?nèi)祟惸兀?/p>

1900年，世界正處于機(jī)器革命的漩渦之中。

變化無處不在：縫紉機(jī)取代了針線；拖拉機(jī)取代了鋤頭；打字機(jī)取代了鋼筆；汽車取代了馬車。隨著電力的普及，曾經(jīng)一度手工完成的任務(wù)現(xiàn)在可以由機(jī)器快速又高效地完成。

一百年后的2000年，機(jī)器再次使更多的不可能變?yōu)榭赡堋?/p>

由于國際空間站的建立，人類現(xiàn)在可以在太空中工作；由于DNA測序儀的發(fā)明，我們找出了生命的組成部分；計(jì)算機(jī)和萬維網(wǎng)改變了我們的學(xué)習(xí)、閱讀和交流的方式……

那么在2100年，改變世界的機(jī)器會(huì)是什么呢？這些機(jī)器將如何使我們的生活更美好、更清潔、更安全、更高效、更令人興奮？

總之，2100年的機(jī)器將如何改變?nèi)祟悾繋е@一問題，美國《大眾機(jī)械（Popular Mechanics）》雜志咨詢了包括氣候變化、軍事、基礎(chǔ)設(shè)施、交通和太空探索五個(gè)不同領(lǐng)域的30多名專家、科學(xué)家、工程師、未來學(xué)家和相關(guān)機(jī)構(gòu)。

他們得到的答案可以說是發(fā)人深省、令人充滿希望的，在一定程度上又是需要引起警覺的。

氣候：在我們能改變之前只能適應(yīng)

2018年，我們的星球已陷入困境。兩個(gè)世紀(jì)的化石燃料燃燒導(dǎo)致了許多環(huán)境問題，而我們現(xiàn)在才剛剛開始了解這些問題。到2100年，世界海平面預(yù)計(jì)將上升1到12英尺，使數(shù)十億人處于危險(xiǎn)之中。

盡管這些警告很可怕，充分的理由也令人恐懼，但人類永遠(yuǎn)都有得以適應(yīng)新環(huán)境的辦法。

首先是解決最大的問題——污染。如果化石燃料不再存在，那么2100年什么將為我們的世界提供動(dòng)力？水力、電力、風(fēng)能都是顯而易見的選擇，但太陽能和核聚變技術(shù)可能是最具前途的選擇。

關(guān)于核聚變的經(jīng)典笑話是，不論什么時(shí)候，聚變能的廣泛采用永遠(yuǎn)是僅有“20年”了，而私人和政府資助的項(xiàng)目都在瘋狂追求這種無碳能源，因其能高效地創(chuàng)造出“完美的電池”。

但是，如果利用核聚變無法實(shí)現(xiàn)，我們還有永恒的太陽。盡管太陽能已成為現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，但在2100年，太陽將扮演更加重要的中心角色。

美國航空航天局人類探索和空間開發(fā)部的前首席技術(shù)專家John Mankins解釋道，到時(shí)，“帶有遠(yuǎn)程無線電力的太陽能衛(wèi)星，將大量的人們可負(fù)擔(dān)得起的太陽能輸送到全球市場”，這將從現(xiàn)在開始，為我們的星球提供數(shù)十年的清潔能源。

但捕獲太陽光僅僅是第一步，我們?nèi)孕枰页鲆环N能存儲光線的方式。

AECOM的全球韌性城市總監(jiān)Josh Sawislak表示，到2100年，通過把從房子上的油漆到路上的瀝青的所有東西都變成太陽能收集器，我們很可能已經(jīng)解決了這一問題。到時(shí)，人們將能把這種能量存儲在一個(gè)小型、可攜帶的太陽能設(shè)備中，其大小只相當(dāng)于今天的一部智能手機(jī)。

Sawislak說：“我將擁有一個(gè)小型設(shè)備，我的汽車能靠它提供的足夠的能量而運(yùn)行。”

太陽的能量對未來的人類如此有用，以至于碳基能源將幾乎消失。Sawislak說：“2100年的碳基能源將會(huì)像今天的煤氣照明一樣會(huì)消失。你將會(huì)看到，它僅出現(xiàn)在具有歷史意義的地方。”

雖然我們的太陽能生活、懸浮城市、便攜式水閘、人造土壤及生物建筑也能幫助保護(hù)這顆星球。但地球工程可能是拯救這顆星球的最佳方式。

雖然大規(guī)模操縱大氣和環(huán)境仍具爭議，但許多科學(xué)家認(rèn)為，如果我們希望保持地球宜人居住，那這些方式就值得探索。盡管利用大型機(jī)器拆除污染，抽取拯救生命的混合物等想法聽起來不錯(cuò)，但這一愿景也會(huì)帶來許多警告。

最令人擔(dān)心的是因操縱大氣而引起的災(zāi)難性后果。2007年，哈佛大學(xué)研究人員得出結(jié)論，地球工程現(xiàn)在還太過冒險(xiǎn)，但22世紀(jì)會(huì)不會(huì)如此呢？這樣的一臺機(jī)器會(huì)是什么樣子呢？

也許它們會(huì)是成群結(jié)隊(duì)的大型無人機(jī)，覆蓋高空大氣，向我們頭頂上方的天空中釋放數(shù)噸極精細(xì)的塵埃狀物質(zhì)？或者，如伯克利大學(xué)環(huán)境工程教授Lisa Alvarez-Cohen所說，這臺機(jī)器“不但能高效從源頭移除溫室氣體，還能從大氣層中大規(guī)模阻止和扭轉(zhuǎn)全球氣候變化”。

但我們不需要等到一個(gè)新世紀(jì)才能獲得這種技術(shù)。事實(shí)上，這種技術(shù)已在準(zhǔn)備階段。

戰(zhàn)爭：機(jī)器人士兵的崛起

只要人類還在地球上行走，戰(zhàn)爭就是生活中不可避免的一部分，毫無疑問的是，戰(zhàn)爭在未來幾十年仍將存在。但在下一世紀(jì)，戰(zhàn)爭可能看起來與今天的戰(zhàn)爭有很大的不同。

到2100年，因戰(zhàn)爭帶來的人類死亡率可能會(huì)降低，因?yàn)槿祟愒絹碓蕉嗟匾蕾囉?a target="_blank">人工智能、自動(dòng)化和更加精確的武器。

2018年的我們，會(huì)很難理解22世紀(jì)時(shí)戰(zhàn)場上機(jī)器、人工智能與人類的融合，而這種人機(jī)融合可能就像科幻小說一樣。但DARPA（美國國防部研究計(jì)劃局）在接受《大眾機(jī)械》雜志采訪時(shí)表示，戰(zhàn)爭可能很快就會(huì)使用“一種空前的人機(jī)共生，且這些強(qiáng)大的系統(tǒng)與其人類操作者之間的接口將盡可能實(shí)現(xiàn)無縫連接。”

隨著人工智能的發(fā)展，自動(dòng)化將用機(jī)器硬件代替人類。正如今天的軍事無人機(jī)，以及無人駕駛的、長久續(xù)航的飛行系統(tǒng)將能在不把更多生命置于危險(xiǎn)的情況下進(jìn)行襲擊。最大的飛躍將是設(shè)計(jì)出更加精準(zhǔn)、功能更加多樣的武器，而不造成大規(guī)模的附帶傷害。

洛克希德·馬丁公司應(yīng)用研究主管Gil Metzger表示：“武器體積將會(huì)更小、速度會(huì)更快、功能更加多樣，并且具有更低的致命性。”“他們將能以更高的成功率完成任務(wù)，但確能大幅度減小附帶傷害和人員傷亡。”

但并非所有人都認(rèn)為軍事人工智能與自動(dòng)化是一件好事。Mankins提醒我們，想象一下，在22世紀(jì)，機(jī)器“有（世界）政府批準(zhǔn)的權(quán)限和迫使個(gè)人服從武力的能力”，這是危險(xiǎn)的，正如一個(gè)由Gort（1951 年科幻電影《地球未來記》中的人形機(jī)器人）或天網(wǎng)主宰的未來。

在新世紀(jì)，不僅士兵會(huì)改變，武器也會(huì)變得面目全非。洛克希德·馬丁公司的激光傳感器和系統(tǒng)業(yè)務(wù)開發(fā)部門的Iain McKinnie表示，激光和直接能源設(shè)備是未來武器的選擇，因其具有更好的精準(zhǔn)性，“每次發(fā)射成本低”，且彈匣幾乎無限制，大小又比AK-47沖鋒槍還要小。

McKinnie認(rèn)為，如果我們接近于使用一個(gè)50千瓦的發(fā)電機(jī)來為一束50千瓦的（激光）光束供電，那么在2100年，我們將擁有“手持激光武器”并非難以想象。但是，其帶來的風(fēng)險(xiǎn)也可想而知。

去年11月，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室與洛克希德·馬丁公司簽定合同，讓其“設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)高能量光纖激光”，并計(jì)劃于2021年在一架戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)上對其進(jìn)行測試。

基礎(chǔ)設(shè)施：更快、效率更高、走向地下

盡管美國的基礎(chǔ)設(shè)施不斷收到差評，但人們?nèi)匀粯酚^地認(rèn)為，到2100年，許多這類問題仍可以在諸多大大小小的機(jī)器幫助下，得以解決。

想象一下，數(shù)千甚至數(shù)百萬的微型機(jī)器“蜂擁”在一起工作，快速且精確地修復(fù)一座橋梁，或在大洪水侵犯時(shí)建造應(yīng)急基礎(chǔ)設(shè)施。這是納米技術(shù)在未來的潛能。

到2100年，全新的高速鐵路系統(tǒng)或超級高鐵將已取代目前的和過時(shí)的鐵路系統(tǒng)。

到2100年，從華盛頓到紐約，你很可能用不了30分鐘。

盡管許多此類未來技術(shù)有助于解決大問題，但能充分利用塵封在我們海洋中的資源可能會(huì)產(chǎn)生最廣泛的影響。雖然71%的地球表面由水覆蓋，但干凈的飲用水仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，而地球上超過96%的水資源因或是鹽水，或已被污染，都不可飲用。

伯克利大學(xué)的Alvarez-Cohen認(rèn)為，下一世紀(jì)這一問題將得到解決，一臺能以最大效率過濾水的機(jī)器或許會(huì)結(jié)束全球水資源危機(jī)。

在城市中，擁堵的交通問題需要解決，而緊張的住房供給問題也需要解決。據(jù)預(yù)測，到2100年，地球?qū)⑷菁{110億人口，為人類生存和繁榮留下了很小的空間。但在我們腳下，仍有大量的空間可被利用起來。

利用大型掘進(jìn)機(jī)在主要大都市的地下挖掘隧道，將使附建在地下的基礎(chǔ)設(shè)施相對更快，成本效益更高。埃隆·馬斯克已通過其Boring公司將這一措施付諸實(shí)踐。

據(jù)Infrastructure Week的Zach Schafer所說，地下建筑將幫助解決我們當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施危機(jī)，并為人類未來的生活開辟出更多空間。他說：“地下系統(tǒng)是可靠的，并將受到更多的保護(hù)。”“我們的生活將遠(yuǎn)離噪音，以及免于天橋和高速公路將居民區(qū)分成多個(gè)部分所造成的不便。”

運(yùn)輸：陸路還是火箭

盡管人們一直呼吁一個(gè)有飛行汽車的未來，但真正的空中交通革命將會(huì)是無人駕駛。即使是今天，半自動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)存在于商用飛機(jī)中。到22世紀(jì)，這種無人駕駛方式將會(huì)自然進(jìn)化到飛機(jī)可遠(yuǎn)程駕駛，并實(shí)現(xiàn)完全自主飛行。

《飛行雜志》的總編輯Stephen Pope說：“實(shí)際上，建造未來無人駕駛飛機(jī)要遠(yuǎn)比建造無人駕駛汽車容易，因?yàn)椴挥眠^多擔(dān)心在空中會(huì)撞到什么。”“最終，我們會(huì)達(dá)到根本不需要飛行員的程度。”

美國政府也相信這樣的未來。美國交通部部長趙小蘭（Elaine Chao）在致《大眾機(jī)械》的信中預(yù)測：到2100年，無人空中出租車將與有人駕駛的飛機(jī)共享天空。這將加速空中旅行的發(fā)展。她還說，我們將能“僅以一小部分我們今天所用的時(shí)間環(huán)游世界。人們完全可能選擇在其它國家工作，乘火箭上下班往返，將美國人與全球機(jī)遇連接在一起。”

這種城市間的火箭旅行也是馬斯克及其SpaceX公司的另一個(gè)夢想。SpaceX已經(jīng)宣布一個(gè)火箭旅行系統(tǒng)的計(jì)劃，這個(gè)系統(tǒng)能讓你在一小時(shí)內(nèi)到達(dá)世界上任何一個(gè)地方。

但大多數(shù)人將從更加靠近地面的運(yùn)輸計(jì)劃中獲益。例如，自動(dòng)駕駛汽車和卡車將帶來更加通暢的交通、更少的事故，以及更少的基礎(chǔ)設(shè)施。

無人駕駛不僅將重塑人類的出行方式，還會(huì)改變貨物的運(yùn)輸方式。加州大學(xué)洛杉機(jī)分校的交通規(guī)劃研究員Jaimee Lederman預(yù)測，80年內(nèi)，貨物中的一大部分將由無人機(jī)或氣動(dòng)管道運(yùn)輸。

如果3D打印技術(shù)能復(fù)制《星際迷航》的理想，那么運(yùn)輸本身將成為歷史。因?yàn)椋叨劝l(fā)達(dá)的3D打印機(jī)將能就地制造從鞋子到披薩的所有東西。

太空：人類新家園

如今，在太空中工作和生活只局限于少數(shù)有特權(quán)的人。但到2100年，這將成為一種日常生活。

至少自19世紀(jì)晚期人們就開始幻想通往太空的電梯。其基本概念是將汽車系于一條極度堅(jiān)韌的繩索（可能由碳納米管制成）上，或者通過強(qiáng)有力的磁鐵或機(jī)器人，使汽車能夠攀爬數(shù)千英里進(jìn)入太空。

這些升降機(jī)能使太空旅行更便宜、更容易，更普及。太空電梯在概念上是非常簡單的，但實(shí)踐起來很難。

雖然有一些項(xiàng)目仍處于最初階段，但最主要的問題是不存在足夠堅(jiān)韌、足夠輕、足夠便宜的繩索材料。然而，這些問題將于2100年解決，因而太空升降機(jī)將使更多的人有機(jī)會(huì)達(dá)到太空。

星際研究倡議（Initiative for Interstellar Studies）的總監(jiān)Kelvin Long說：“關(guān)鍵是降低進(jìn)入太空的成本。”“通過太空旅館、以及到月球、火星乃至更遠(yuǎn)太空的任務(wù)，將為建立一個(gè)獨(dú)立于地球的、太陽系范圍的經(jīng)濟(jì)提供可能。”

這些升降機(jī)不會(huì)只用于太空旅游業(yè)，還將用于日常通勤。到2100年，月球上將存在自給自足的殖民地，火星上可能同樣如此。殖民地的居民數(shù)量可能依舊很少，可能僅幾百人，他們也需要能挖掘可利用資源并能自我維修的機(jī)器。

小行星采礦是美國航天航空局已經(jīng)著手準(zhǔn)備的項(xiàng)目。該項(xiàng)目將利用小行星探礦機(jī)器人（Robotic Asteroid Prospector），為維持生命的資源提供另一種渠道。為了從一個(gè)行星到達(dá)另一個(gè)行星，人們將登上完全在太空里制造出來的宇宙飛船。

盡管太空升降機(jī)將為火星殖民地和小行星采礦提供補(bǔ)給，但在推動(dòng)力上取得的進(jìn)展將允許我們更深入地探索銀河系。核技術(shù)和強(qiáng)大的定向激光束將引領(lǐng)我們極大地減少到達(dá)銀河系深處的旅行時(shí)間。

2017年美國《NASA授權(quán)法案》中提到：“先進(jìn)的推進(jìn)技術(shù)將提升火星旅程的效率，……減輕宇航員的健康風(fēng)險(xiǎn)，并降低輻射照射、消耗以及行程所需要的大量材料。”

美國航空航天局負(fù)責(zé)動(dòng)力推進(jìn)的首席技術(shù)專家Ron Litchford在接受《大眾機(jī)械》采訪時(shí)表示，這將是第一塊跳板，“表明美國已經(jīng)準(zhǔn)備好將其空間政策目標(biāo)轉(zhuǎn)移到2100年實(shí)現(xiàn)人類對太陽系的探索。”

Litchford解釋道，這將是緊湊的核空間動(dòng)力系統(tǒng)與“跨越整個(gè)太陽系的，非常大的高能激光陣列”的結(jié)合，能讓我們更快地進(jìn)入宇宙更深處。他還估計(jì)，到下一個(gè)世紀(jì)，我們將能以10%-20%的光速旅行，或比今年下半年發(fā)射的帕克太陽探測器的速度快3倍。

進(jìn)一步推斷，這些新推進(jìn)技術(shù)可能引領(lǐng)我們在木星的行星木衛(wèi)二上建立一個(gè)人類殖民地。

與此同時(shí)，無人駕駛的小型航天探測器——旅行者號與新地平線號的22世紀(jì)的"后代"將進(jìn)入我們宇宙的更深處，能到達(dá)遠(yuǎn)至半人馬座阿爾法星的地方。

星際研究倡議（Initiative for Interstellar Studies）的執(zhí)行理事Andreas Hein表示，這些探測器將可能比一張信用卡還要小，由探測器體積1/4大小的核電池提供能量。攝像機(jī)將僅比我們現(xiàn)在所用的蘋果手機(jī)上的攝像機(jī)稍大一點(diǎn)，將送回高解析度“具有植被的外星球的特寫圖像”。

說一千，道一萬，到2100年，機(jī)器可能幫助我們回答人類最大的問題：我們是宇宙中的唯一嗎？