回首 2022，新冠疫情的余波仍困擾著人類(lèi),。再加上俄烏沖突,、歐洲能源危機(jī)、加息引發(fā)經(jīng)濟(jì)衰退恐慌,、國(guó)際地緣政治局勢(shì)波詭云譎,，比起 3 年前，人類(lèi)社會(huì)似乎少了一些樂(lè)觀和希望,，多了幾分動(dòng)蕩和不安,。展望 2023，很多人心生困惑和迷茫,，禁不住地發(fā)問(wèn)：人類(lèi)的明天,，真的會(huì)更好嗎？

《麻省理工科技評(píng)論》也心懷同樣的疑問(wèn),。得益于在科技成果和科學(xué)研究領(lǐng)域的敏銳嗅覺(jué),，我們一直希望可以從“科技進(jìn)步，為人類(lèi)謀求福祉”的角度出發(fā),，努力為所有關(guān)注科技故事的人撥開(kāi)迷霧,，化困惑為信念，變迷茫為從容,。

事實(shí)上,，在過(guò)去的 22 年里，我們每年都會(huì)這樣做,。在眾多大,、中、小公司和科研機(jī)構(gòu)的海量成果中,，我們以如炬慧眼捕捉那些可能會(huì)“改變世界”的種子選手,。

我們的預(yù)測(cè)性結(jié)論，終匯聚成一份份沉甸甸的年度“十大突破性技術(shù)（10 Breakthrough Technologies）”榜單,，指明科技浪潮涌動(dòng)的方向,，也讓人們看清未來(lái)的道路,。

許多今天稀松平常的技術(shù)，都曾以“黑科技”或“潛力股”的身份登上過(guò)榜單,，其中包括大數(shù)據(jù)時(shí)代不可或缺的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（2001 年）,，基于云服務(wù)的游戲、流媒體和編程（2010 和 2011 年）,，讓人工智能更加強(qiáng)大和實(shí)用的深度學(xué)習(xí)（2013 年）,，改變?nèi)祟?lèi)航天產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的可回收火箭（2016 年）。

自 2019 年起,，比爾·蓋茨成為了榜單的評(píng)選者之一,，他的到來(lái)將“謀求和提升人類(lèi)福祉”引入了評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)。

此后,，我們選出了 mRNA 疫苗（2021 年）和實(shí)用型聚變反應(yīng)堆（2022 年）：前者在新冠疫情中拯救了億萬(wàn)人的生命,，后者在2022年12月剛剛?cè)〉昧恕袄锍瘫健蓖黄疲绹?guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室首次在核聚變反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)了凈能量增益（Net Energy Gain）,，展示了可控核聚變技術(shù)的可行性,。

在最新的 2023 年“十大突破性技術(shù)”榜單中，我們貫徹了相同的評(píng)選標(biāo)準(zhǔn),。

面對(duì)日益嚴(yán)峻的氣候問(wèn)題,，如何在有限的時(shí)間里將全球變暖的水平控制在 1.5℃ 以內(nèi)，是全人類(lèi)共同的目標(biāo),，必然到來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)將幫我們離目標(biāo)更進(jìn)一步,；電動(dòng)車(chē)的大規(guī)模普及，離不開(kāi)電池技術(shù)的發(fā)展,，新的電池回收利用技術(shù)可以更高效地變廢為寶,，同時(shí)也更環(huán)保。

為人類(lèi)謀求福祉,，身體健康是關(guān)鍵要素,。通過(guò)發(fā)展按需器官（制作）技術(shù)，我們將看到更完善的人造心臟,、人造肝臟等可移植器官,，攻克更多不治之癥；近年大放異彩的 CRISPR 基因編輯工具,，已被用來(lái)永久降低高膽固醇,，以降低罹患相關(guān)疾病的概率；為了維護(hù)女性的權(quán)益,，我們還看到了用遠(yuǎn)程醫(yī)療開(kāi)具墮胎藥,；借助新的古代 DNA 分析方法和工具，我們不僅可以更了解人類(lèi)祖先的歷史,，還能夠解開(kāi)許多藏在基因里的遺傳密碼,。

在科技與工程領(lǐng)域,，期待已久的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡投入使用，從宇宙的形成到壯美的星云,，它都能盡收眼底,；人工智能已經(jīng)可以通過(guò)人類(lèi)給出的寥寥數(shù)語(yǔ)制作圖像，由此帶來(lái)的創(chuàng)意和商業(yè)機(jī)會(huì)正不斷涌現(xiàn),；計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)正走向開(kāi)放,，靈活、開(kāi)源的 RISC-V 有望成為改變一切的芯片設(shè)計(jì),。

最后,，我們也必須關(guān)注科技的兩面性。在軍事沖突中,，我們看到了軍用無(wú)人機(jī)的大規(guī)模部署，屢屢讓無(wú)辜平民受到傷害,。全世界的和平愛(ài)好者和政策制定者,，只有直面它的存在，才能認(rèn)識(shí)到它的殺傷力,，并采取限制措施來(lái)避免悲劇一次又一次地上演,。

回到開(kāi)頭的那個(gè)問(wèn)題，科技毫無(wú)疑問(wèn)地會(huì)改變我們的明天,，但是往好的方向邁進(jìn),，還是往壞的方向墜落，取決于使用者的心,。我們由衷地希望,，所有突破性的科學(xué)技術(shù)，都蘊(yùn)藏著對(duì)美好未來(lái)的憧憬和希冀,，讓一代又一代人感同身受,，激發(fā)出他們改變世界的愿望與力量。

《麻省理工科技評(píng)論》“全球十大突破性技術(shù)”的評(píng)選,，是對(duì)技術(shù)商業(yè)化及其影響力的高效研判,。

杭州未來(lái)科技城是由中組部和國(guó)資委聯(lián)合命名和打造的全國(guó)四大科技城之一，作為杭州市乃至浙江省的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高地,，未來(lái)科技城一直致力于支持頂尖科技企業(yè)和技術(shù)落地,，促進(jìn)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展，形成了數(shù)字經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá),，生命健康,、智能制造、科技服務(wù)等產(chǎn)業(yè)快速集聚的發(fā)展格局,，和《麻省理工科技評(píng)論》核心關(guān)注的領(lǐng)域高度契合,。自 2021 年起,，《麻省理工科技評(píng)論》“全球十大突破性技術(shù)”線下發(fā)布及解讀正式落地杭州未來(lái)科技城。

2023 年 “十大突破性技術(shù)”的線下解讀會(huì),，計(jì)劃將于 2023 年上半年在杭州未來(lái)科技城舉辦,。 希望通過(guò)對(duì)突破性技術(shù)的深度解讀，為未來(lái)科技城構(gòu)建科技人才高端矩陣,、搶占科創(chuàng)“尖峰”開(kāi)辟一條新路徑,；同時(shí)，也將助力其打造高科技人才高地和高精尖產(chǎn)業(yè)集群,，引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展,。

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡

James Webb Space Telescope

作為精密工程的奇跡，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可以徹底改變我們對(duì)早期宇宙的看法,。

主要研究者： 美國(guó)國(guó)家航空航天局,、歐洲空間局、加拿大航天局,、空間望遠(yuǎn)鏡研究所,；

成熟期：現(xiàn)在

經(jīng)過(guò)幾十年的努力，美國(guó)國(guó)家航空航天局耗資 100 億美元打造的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST,，James Webb Space Telescope）于 2021 年 12 月發(fā)射升空,。該望遠(yuǎn)鏡由美國(guó)、歐洲和加拿大合作完成,，是人類(lèi)有史以來(lái)發(fā)射到太空的最大望遠(yuǎn)鏡,，其威力是前身哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的 100 倍。它還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于探測(cè)紅外輻射,，使其能夠穿透塵埃,，回看到宇宙第一批恒星和星系形成的時(shí)期。

JWST 是專(zhuān)為跨越這種天文時(shí)間打造的,。它的主鏡直徑為 21 英尺,，是哈勃望遠(yuǎn)鏡直徑的三倍，因此分辨率更高,。它有一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)那么大的遮陽(yáng)板,，以保護(hù)鏡子和儀器免受太陽(yáng)熱量和光照的影響。為了幫助它到達(dá)太空,，工程師們將 JWST 的鏡子和遮陽(yáng)板設(shè)計(jì)成了可折疊式,，以便安裝在火箭整流罩內(nèi)。它們會(huì)在發(fā)射后展開(kāi),，隨著望遠(yuǎn)鏡朝著距離地球 150 萬(wàn)公里的最終軌道飛行,。

天文學(xué)家希望借 JWST 之力，拼湊出宇宙大爆炸后第一批星系的形成方式,，但這并不是 JWST 的唯一目標(biāo),。這架望遠(yuǎn)鏡可用于天文學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,。它能以前所未有的精度觀察其他太陽(yáng)系中的行星，讓我們弄清楚它們的大氣構(gòu)成,。它還將見(jiàn)證新世界的誕生,，拍攝壯麗的星云圖像，探測(cè)星系結(jié)構(gòu)等等,。

JWST 望遠(yuǎn)鏡的使用壽命超過(guò) 20 年,，在它工作的每一天，我們都將收獲新的發(fā)現(xiàn),?！獑碳{森·奧卡拉漢

用于高膽固醇的 CRISPR

CRISPR for high cholesterol

新形式的基因編輯工具可以幫助治療常見(jiàn)疾病。

主要研究者：Verve Therapeutics, Beam Therapeutics, Prime Medicine, 伯勞德研究所

成熟期：10-15 年

去年,，一名新西蘭女性成為第一個(gè)接受基因編輯治療以永久降低膽固醇的人,。她患有心臟病，同時(shí)也有遺傳性高膽固醇風(fēng)險(xiǎn),。但這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性治療背后的科學(xué)家認(rèn)為,，任何人都可能從該療法中受益。

在治療中,，他們使用了編輯工具 CRISPR，這是該工具的潛在轉(zhuǎn)折點(diǎn),。大約十年前,，該技術(shù)首次被編程用于編輯基因組，如今我們已看到 CRISPR 從科學(xué)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到了臨床,。但最初的實(shí)驗(yàn)治療集中在罕見(jiàn)遺傳疾病上,，高膽固醇治療具有更廣泛的臨床應(yīng)用潛力。

由 Verve Therapeutics 開(kāi)發(fā)的降膽固醇療法,，依賴(lài)于一種被稱(chēng)為堿基編輯或“CRISPR 2.0”的基因編輯形式,。科學(xué)家現(xiàn)在可以用一個(gè) DNA 堿基來(lái)替換另一個(gè),，這是一種更具針對(duì)性的方法,，而不是簡(jiǎn)單地通過(guò)切割來(lái)“關(guān)閉”特定基因。理論上,，這應(yīng)該更安全,，因?yàn)榭梢詼p少錯(cuò)誤地切割一個(gè)重要基因的可能性，并且避免 DNA 被切割后修復(fù)自身時(shí)可能發(fā)生的潛在錯(cuò)誤,。

一種更新形式的 CRISPR 可能會(huì)發(fā)揮更大作 用,。先導(dǎo)編輯（Prime Editing） 或“CRISPR 3.0”使得科學(xué)家可以將大片段 DNA 插入基因組。如果它在人身上有效,，就可以讓科學(xué)家替換掉致病基因,。

總之,，這些新形式的 CRISPR 可以擴(kuò)大基因編輯的范圍，使其用于治療更多疾病,，包括遺傳疾病以外的疾病,。總有一天,，人們可以選擇在基因密碼中添加被認(rèn)為可以預(yù)防高血壓或其他某些疾病的基因,。

目前所有 CRISPR 治療都是實(shí)驗(yàn)性的，我們不知道它們是否安全,。同時(shí)一些人認(rèn)為,，我們應(yīng)該集中精力治療那些患有嚴(yán)重疾病的人。但是,，如果這些新形式的 CRISPR 能夠奏效,，它們就可以幫助其他許多人?！芪骺āす窛婶?/p>

制作圖像的 AI

AI that makes images

主要研究者：OpenAI, Stability AI, Midjourney,Google

成熟期：現(xiàn)在

依靠簡(jiǎn)單的短語(yǔ)就能生成驚人圖像的人工智能模型,，正在演變?yōu)閺?qiáng)大的創(chuàng)意和商業(yè)工具。

OpenAI 在 2021 發(fā)布其文本到圖像模型 DALL-E 時(shí),，開(kāi)啟了一個(gè)奇怪又奇妙的混搭世界,。你只需輸入一段簡(jiǎn)單描述，幾乎任何內(nèi)容都可以,，程序就會(huì)在幾秒內(nèi)生成一張你想要的圖片,。2022 年 4 月發(fā)布的 DALL-E 2 可以生成更高質(zhì)量的圖片。谷歌還推出了自己的圖像制作 AI,，名為 Imagen,。

然而，最大的游戲改變者是穩(wěn)定擴(kuò)散（Stable Diffusion）,，這是一個(gè)開(kāi)源的文本到圖像模型,，由英國(guó)初創(chuàng)公司 Stability AI 免費(fèi)發(fā)布。穩(wěn)定擴(kuò)散不僅可以產(chǎn)生一些迄今為止最令人驚嘆的圖像,，而且它被設(shè)計(jì)為可以在一臺(tái)（性能尚可的）家用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,。

通過(guò)讓所有人都可以使用文本到圖像模型，Stability AI 加速了創(chuàng)造力和創(chuàng)新的爆炸,。在短短幾個(gè)月內(nèi),，數(shù)百萬(wàn)使用者創(chuàng)建了數(shù)千萬(wàn)張圖片，但問(wèn)題也很多,。藝術(shù)家們陷入了十年來(lái)最大的劇變之一,。而且，就像語(yǔ)言模型一樣，文本到圖像模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)自互聯(lián)網(wǎng),，它可以放大隱藏在這些數(shù)據(jù)中的偏見(jiàn)和有毒內(nèi)容,。

商業(yè)軟件正在集成這項(xiàng)技術(shù)，比如 Photoshop,。視覺(jué)效果藝術(shù)家和電子游戲工作室正在探索如何（用它）加快開(kāi)發(fā)流程,。文本到圖像技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到文本到視頻。在過(guò)去幾個(gè)月,，谷歌,、Meta 和其他公司演示了人工智能生成的視頻片段，雖然只有幾秒長(zhǎng),，但這終將改變,。有一天，或許只要把劇本輸入電腦,，就可以制作電影,。

去年，人工智能領(lǐng)域沒(méi)有任何新聞比這件事更引人注目,，無(wú)論是好新聞還是壞新聞?，F(xiàn)在，對(duì)于這些工具將對(duì)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)和整個(gè)人工智能領(lǐng)域產(chǎn)生什么持久影響,，我們拭目以待,。——威爾·道格拉斯·哈文

按需器官制作

Organs on demand

工程化器官可以終結(jié)器官移植的等待名單,。

主要研究者：eGenesis,、Makana Therapeutics、United Therapeucs

成熟期：10-15 年

在去年的兩個(gè)月里,，一位名叫大衛(wèi)·貝內(nèi)特（David Bennett）的 57 歲男子體內(nèi)有一顆豬心在跳動(dòng)。馬里蘭大學(xué)的外科醫(yī)生們把它植入人體內(nèi),，并希望了解經(jīng)過(guò)基因編輯的豬心臟是否能救人,。

需要器官移植才能活下來(lái)的人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于能夠得到器官移植的人,。全世界每年約有13萬(wàn)例器官移植,，但更多的人在等待器官移植時(shí)死亡，或者他們可能從未進(jìn)入移植等待名單,。

使用動(dòng)物器官是一個(gè)潛在的解決方案,，但要克服人體對(duì)它們的排異并不容易。例如,，豬組織表面的糖會(huì)使我們的免疫系統(tǒng)進(jìn)入攻擊模式,。藥物可以幫助抑制反應(yīng)，但這還不夠,。因此,，生物技術(shù)公司利用基因編輯技術(shù)改造豬組織,，去除這些糖分子并添加其他基因，使豬組織看起來(lái)更像人的組織,。

通過(guò)以這種方式編輯豬的 DNA,，幾家生物技術(shù)公司現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)造出了器官與人體更兼容的動(dòng)物。盡管貝內(nèi)特去世了,，原因是在移植的器官中發(fā)現(xiàn)了病毒,，但他的醫(yī)生們聲稱(chēng)，移植的豬心從未出現(xiàn)典型的器官排異癥狀?，F(xiàn)在,，他們正在計(jì)劃招募更多患者進(jìn)行研究。

在未來(lái),，器官工程可能根本不需要?jiǎng)游?。研究人員正在探索如何從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)復(fù)雜組織，目前處于早期階段,。其中包括肺部形狀的 3D 打印支架,，還有從干細(xì)胞中培養(yǎng)出的泛用“類(lèi)器官”，用來(lái)模仿特定器官,。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,，研究人員希望在工廠里培育定制器官。無(wú)論是在動(dòng)物體內(nèi)生長(zhǎng),，還是在制造工廠內(nèi)培育,，可以無(wú)限供應(yīng)的人造器官都會(huì)使移植變得更加普遍，讓更多的人獲得替代品,?！矕|尼奧·雷加拉多

遠(yuǎn)程醫(yī)療墮胎藥

Abortion pills via telemedicine

藥物流產(chǎn)已經(jīng)變得越來(lái)越普遍，但美國(guó)最高法院推翻羅訴韋德案的決定帶來(lái)了新的緊迫感,。

主要研究者：Choix, Hey Jane, Aid Access, Just the Pill, Abortion on Demand, Planned Parenthood,Plan C

成熟期：現(xiàn)在

在美國(guó),，獲得墮胎護(hù)理的機(jī)會(huì)急劇減少，但一個(gè)重大轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在了另一個(gè)方向上：不需要離開(kāi)家就能墮胎,。2021 年疫情期間,，美國(guó)食品和藥物管理局 （FDA，F(xiàn)ood and Drug Administration）臨時(shí)允許衛(wèi) 生保健提供者向患者郵寄兩種藥物,，即米非司酮和米索前列醇,，當(dāng)兩者一起服用時(shí)，可以導(dǎo)致墮胎,。幾年前,，美國(guó)食品和藥物管理局發(fā)現(xiàn)這些藥物在終止早期妊娠方面是安全有效的。至 2020 年，這些藥物導(dǎo)致的墮胎占美國(guó)墮胎總數(shù)的一半以上,。2021 年底,，F(xiàn)DA 將上述臨時(shí)舉措變?yōu)橛谰谩?/p>

六個(gè)月后，美國(guó)最高法院裁定墮胎不是憲法權(quán)利,。隨著禁止墮胎的州“觸發(fā)法”生效,，人們對(duì)墮胎藥的興趣和需求激增。Aid Access 等非營(yíng)利組織,，以及 Choix,、Just the Pill 和 Hey Jane 等初創(chuàng)公司都準(zhǔn)備提供應(yīng)對(duì)法律變化的方式。盡管流程因服務(wù)而異,，但符合條件的女性通常使用帶照片的 ID 注冊(cè),，然后通過(guò)視頻通話、短信或應(yīng)用程序與醫(yī)療提供商咨詢,。醫(yī)療服務(wù)提供者可以為孕婦開(kāi)藥,，并將藥送到她們手中。

如何獲得用于流產(chǎn)的藥物,，這個(gè)問(wèn)題并未解決,。總部設(shè)在歐洲的 AidAccess 擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),，它可以將墮胎藥運(yùn)送到美國(guó)的任何一個(gè)州,。但大多數(shù)通過(guò)郵寄方式提供墮胎藥的初創(chuàng)公司都要遵循州法律，這意味著生活在禁止墮胎的 13 個(gè)州,，或另外 7 個(gè)州（要求醫(yī)生必須給孕婦當(dāng)面開(kāi)具處方藥）的人必須跨州旅行或設(shè)置其他郵寄地址才能使用這些服務(wù),。

盡管如此，幫助人們遠(yuǎn)程獲取墮胎藥的組織,，在關(guān)鍵時(shí)刻為許多人帶來(lái)了關(guān)愛(ài),。他們的遠(yuǎn)見(jiàn)和不懈努力意味著，在人們需要的時(shí)候這些解決方案已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,?！棕惪āぐ⒖寺?/p>

改變一切的芯片設(shè)計(jì)

A chip design that changes everything

計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)昂貴且難以獲得許可。得益于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn) RISC-V 的興起,，這一切都將發(fā)生變化。

主要研究者：RISC-V 國(guó)際,、英特爾（Intel）,、SiFive、SemiFive,、中國(guó) RISC-V 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

成熟期：現(xiàn)在

你有沒(méi)有想過(guò),，智能手機(jī)和藍(lán)牙音箱是由不同公司制造的，它們是如何實(shí)現(xiàn)連接的？這是因?yàn)樗{(lán)牙是一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),，這意味著它的設(shè)計(jì)規(guī)范,，比如所需的頻率和數(shù)據(jù)編碼協(xié)議，都是公開(kāi)的,?；谝蕴W(wǎng)、Wi-Fi,、PDF 等開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件早已家喻戶曉,。

現(xiàn)在，一個(gè)被稱(chēng)為 RISC-V 的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)改變公司制造計(jì)算機(jī)芯片的方式,。

英特爾（Intel）和 Arm 等芯片公司長(zhǎng)期以來(lái)一直掌控著其芯片設(shè)計(jì)的所有權(quán),。客戶只能購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的芯片,，這些芯片可能有多余的功能,，定制設(shè)計(jì)則要支付更多費(fèi)用。由于 RISC-V 是一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn),，任何人都可以免費(fèi)用它來(lái)設(shè)計(jì)芯片,。

RISC-V 規(guī)定了計(jì)算機(jī)芯片指令集的設(shè)計(jì)規(guī)范。指令集描述了芯片改變其晶體管所代表的值的基本操作,。例如,，如何將兩個(gè)數(shù)字相加。RISC-V 最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)只有 47 條指令,，但如果公司需要功能更復(fù)雜的芯片,，它也提供了其他設(shè)計(jì)規(guī)范。

包括公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)在內(nèi)的全球約 3100 名成員目前正在通過(guò)非營(yíng)利組織 RISC-V International 合作建立和發(fā)展這些規(guī)范,。2022 年 2 月,，英特爾宣布了一項(xiàng) 10 億美元的基金，該基金的一部分將用來(lái)支持發(fā)展 RISC-V 芯片的公司,。

RISC-V 芯片已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)在耳機(jī),、硬盤(pán)和 AI 處理器中，已經(jīng)售出了 100 億個(gè)內(nèi)核,。許多公司也在為數(shù)據(jù)中心和航天器進(jìn)行 RISC-V 設(shè)計(jì),。RISC-V 的支持者預(yù)測(cè)，幾年后,，這種芯片將無(wú)處不在,。——索菲婭·陳

古代 DNA 分析

Ancient DNA analysis

新的方法使商業(yè)測(cè)序儀可以看清受損的 DNA,，這讓深埋于歷史的驚人發(fā)現(xiàn)終于得見(jiàn)天日,。

主要研究者：馬克斯普朗克進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）, 哈佛大學(xué) David Reich 實(shí)驗(yàn)室（David Reich Lab at Harvard）

成熟期：現(xiàn)在

科學(xué)家們一直在尋找更好的工具來(lái)研究古代人類(lèi)的牙齒和骨骼,。在過(guò)去，他們不得不搜索許多古代遺跡,，以找到保存完好的樣本進(jìn)行分析,。

現(xiàn)在，更便宜的技術(shù)和新的方法使商業(yè)測(cè)序儀可以看清受損的 DNA,，這為古代 DNA 分析的繁榮提供了動(dòng)力,。

如今，科學(xué)家甚至可以不需要牙齒或骨骼,，僅僅在尼安德特人尿過(guò)的泥土中就能分析他們的 DNA 微觀痕跡,。2022 年 11 月，古遺傳學(xué)成為了關(guān)注焦點(diǎn),，因?yàn)轳R克斯·普朗克進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所的遺傳學(xué)家斯萬(wàn)特·帕博（Svante P??bo）因其相關(guān)的基礎(chǔ)性研究工作獲得了諾貝爾獎(jiǎng),。

通過(guò)古代 DNA 分析，我們發(fā)現(xiàn)了兩種已滅絕的人種“呂宋人（Homo luzonensis）”和“丹尼索瓦人(Denisovans)”,，還知道了現(xiàn)代人類(lèi)攜帶大量丹尼索瓦人和尼安德特人的 DNA,。同時(shí)現(xiàn)在我們擁有全基因組數(shù)據(jù)的古代人類(lèi)個(gè)體的數(shù)量迅速增加，從 2010 年的 5 個(gè)增加到了 2020 年的 5550 個(gè),。

這些技術(shù)表明了印度人的祖先是多種多樣的,，對(duì)種姓制度造成了沖擊。西西里島一個(gè)有 2500 年歷史的戰(zhàn)場(chǎng)中的 DNA 顯示,，古希臘軍隊(duì)比歷史學(xué)家認(rèn)為的更為多樣化,。

古老的樣本也可以解開(kāi)現(xiàn)代健康之謎。去年,，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基因的單一突變,，這種突變使人們?cè)诤谒啦≈写婊畹目赡苄蕴岣吡?40%，但它同時(shí)也是可能導(dǎo)致克羅恩病等自身免疫疾病的因素,。

不同文化對(duì)待人類(lèi)遺骸的方式不同,，這將繼續(xù)為尋求研究古代 DNA 的學(xué)者們帶來(lái)倫理和后勤方面的問(wèn)題。但古代 DNA 研究帶來(lái)的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)改寫(xiě)了歷史,?！{基羅斯

電池回收利用

Battery recycling

回收電池中關(guān)鍵金屬的新方法可能會(huì)使電動(dòng)汽車(chē)更實(shí)惠。

主要研究者：Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries

成熟期：現(xiàn)在

從舊筆記本電腦,、腐蝕的電鉆和電動(dòng)汽車(chē)中回收的高價(jià)值金屬,，可以為未來(lái)的汽車(chē)提供動(dòng)力。這得益于回收技術(shù)的進(jìn)步,，使舊電池變成新電池成為可能,。

隨著電動(dòng)汽車(chē)變得越來(lái)越普遍，人類(lèi)對(duì)鋰離子電池的需求也在飆升,。對(duì)于氣候變化來(lái)說(shuō),，更多地使用電動(dòng)汽車(chē)是一個(gè)好消息。但制造電池所需的金屬供應(yīng)已經(jīng)捉襟見(jiàn)肘,，到 2050 年,，我們對(duì)鋰的需求可能會(huì)增加 20 倍。

回收可能會(huì)有所幫助,。舊的廢舊電池處理方法難以可靠地回收足夠多的這些金屬,，也就不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)回報(bào)。但新的方法很快改變了這一點(diǎn),，使回收商能夠更有效地溶解金屬并將其與電池廢料分離,。

在廢舊電池和電池生產(chǎn)過(guò)程中遺留的制造廢料中，回收設(shè)施現(xiàn)在可以回收幾乎所有的鈷和鎳,，以及超過(guò) 80% 的鋰,，回收商計(jì)劃以與開(kāi)采材料接近的價(jià)格轉(zhuǎn)售這些金屬。鋁,、銅和石墨也經(jīng)常被回收,。

今天，中國(guó)在電池回收方面處于世界領(lǐng)先地位,，主要由寧德時(shí)代等大型電池公司的子公司主導(dǎo),。歐盟最近提出了針對(duì)電池制造商的回收法規(guī)。北美的公司,，如 Redwood Materials 和 Li-Cycle,，正在迅速擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)規(guī)模，其資金來(lái)自數(shù)十億美元的公共和私人投資,。

電池需求預(yù)計(jì)將在今后幾十年呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),。單靠回收不足以滿足這一需求。這些新的回收流程也并不完美,，但電池回收工廠將為世界創(chuàng)造滿足氣候目標(biāo)所需的材料供應(yīng),。——?jiǎng)P西·克朗哈特

必然到來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)

The inevitable EV

電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)誕生幾十年了,，現(xiàn)在它們終于成為了主流,。

主要研究者：比亞迪、現(xiàn)代,、特斯拉,、大眾

成熟期：現(xiàn)在

電動(dòng)汽車(chē)正在改變汽車(chē)行業(yè)。

雖然電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)售狀況過(guò)去一直在緩慢增長(zhǎng),，但最近幾年卻在飆升,。根據(jù)國(guó)際能源署（International Energy Agency）的數(shù)據(jù)，2022 年,，無(wú)排放汽車(chē)和卡車(chē)可能占全球所有新車(chē)銷(xiāo)量的 13%,，而兩年前僅為 4%,。到 2030 年，這一數(shù)字有望增長(zhǎng)到 30% 左右,。

各種驅(qū)動(dòng)力一起推動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)從小眾選擇走向主流,。

政府已經(jīng)制定了政策，迫使汽車(chē)制造商裝備新的制造工具,，并激勵(lì)消費(fèi)者做出改變,。值得注意的是，加利福尼亞州和紐約州將要求所有新車(chē),、卡車(chē)和 SUV 在 2035 年前實(shí)現(xiàn)零排放,，而歐盟在新聞發(fā)布會(huì)上幾乎敲定了一項(xiàng)類(lèi)似的規(guī)定。

接著,，汽車(chē)公司正在成立供應(yīng)鏈,，建設(shè)制造能力，并發(fā)布更多性能更好的車(chē)型,，包括多個(gè)價(jià)格區(qū)間和產(chǎn)品類(lèi)型,。

五菱宏光 Mini 是一款起步價(jià)略低于 5000 美元的小型電動(dòng)汽車(chē)，現(xiàn)已成為世界上最暢銷(xiāo)的電動(dòng)汽車(chē),，這加強(qiáng)了中國(guó)作為最大電動(dòng)汽車(chē)制造商的主導(dǎo)地位,。

去年，來(lái)自 Hero Electric,、Ather 和其他公司的兩輪車(chē)和三輪車(chē)不斷增加,，幫助印度電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)了三倍（盡管總銷(xiāo)量仍僅為 43 萬(wàn)輛左右）。從雪佛蘭 Bolt（Chevy Bolt）到福特 F-150 Lightning（Ford F-150 Lightning）等尺寸和價(jià)格不等的車(chē)型正在將更多的美國(guó)人帶進(jìn)電動(dòng)領(lǐng)域,。

但未來(lái)仍有巨大挑戰(zhàn),。比如，大多數(shù)車(chē)輛必須變得更便宜,，充電需要更方便,；清潔發(fā)電量必須大幅增加，以適應(yīng)車(chē)輛充電的激增,；制造足夠的電池也將是一項(xiàng)巨大的任務(wù),。但現(xiàn)在很明顯，耗油量大的汽車(chē)正在由盛轉(zhuǎn)衰,?！材匪埂ぬ蛊諣?/p>

大規(guī)模生產(chǎn)的軍用無(wú)人機(jī)

Mass-market military drones

土耳其制造的 TB2 等飛行器大幅擴(kuò)大了無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用。

主要研究者：Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries

成熟期：現(xiàn)在

幾十年來(lái),，“捕食者（Predator）”和“收割者（Reaper）”等高端的,、具備精確打擊能力的美國(guó)飛機(jī)主導(dǎo)了無(wú)人機(jī)戰(zhàn)爭(zhēng)。然而在俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)中,，起關(guān)鍵作用的是伊朗或土耳其制造的低預(yù)算版本,。它們的廣泛使用改變了無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)方式,，以及誰(shuí)能發(fā)動(dòng)無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)。

這些新式無(wú)人機(jī),，有一些是市面上常見(jiàn)的四旋翼機(jī),。其他的無(wú)人機(jī)，如價(jià)值 3 萬(wàn)美元由伊朗制造的爆炸型沙希德無(wú)人機(jī),，俄羅斯曾用它執(zhí)行遠(yuǎn)程襲擊任務(wù)。但最引人注目的是土耳其 Baykar 公司生產(chǎn)的,、價(jià)值 500 萬(wàn)美元的 Bayraktar TB2,。

TB2 是由平價(jià)部件組成的一個(gè)慢速飛行器。它最高能以每小時(shí) 138 英里的速度飛行,，通信距離約 186 英里,。Baykar 聲稱(chēng)它可以在空中停留 27 小時(shí)。但是當(dāng) TB2 與攝像頭結(jié)合后,，圖像和視頻數(shù)據(jù)可以與地面站共享,，它就成為了一個(gè)強(qiáng)大的工具，既可以精準(zhǔn)發(fā)射機(jī)翼上攜帶的激光制導(dǎo)炸彈,，也可以幫助指揮地面炮火,。

最重要的是 TB2 極易獲取。像“收割者”這樣的美國(guó)制造無(wú)人機(jī)性能更強(qiáng),，但成本更高,，并受到嚴(yán)格的出口管制。而 TB2 可以被任何需要它的國(guó)家獲取,。

2016 年,，土耳其軍方對(duì)庫(kù)爾德人使用了無(wú)人機(jī)。從那時(shí)起,，它們被用于利比亞,、敘利亞和埃塞俄比亞，以及阿塞拜疆對(duì)亞美尼亞的戰(zhàn)爭(zhēng)中,。烏克蘭在 2019 年購(gòu)買(mǎi)了 6 架無(wú)人機(jī)用于頓巴斯的軍事行動(dòng),，但這些無(wú)人機(jī)在 2022 年初，當(dāng)它們打擊了俄羅斯軍隊(duì)時(shí),，才吸引了全世界的注意,。

這些無(wú)人機(jī)帶來(lái)的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。但可悲的是,，這些武器對(duì)世界各地平民可能造成的越來(lái)越可怕的傷害也同樣顯而易見(jiàn),。——?jiǎng)P爾西·阿瑟頓

相信這份新鮮出爐的 2023 年“十大突破性技術(shù)”榜單,，將成為判斷未來(lái)科技趨勢(shì)的關(guān)鍵參考之一,。榜單中的每一項(xiàng)技術(shù),，在未來(lái)將如何帶動(dòng)科學(xué)界和商業(yè)界的交融碰撞？又將如何推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)走向更光明的未來(lái),？時(shí)間會(huì)告訴我們最真實(shí)的答案,。