《MIT科技评论》发布2023“全球十大突破性技术”！未来科技浪潮将会向何方涌动？

回首 2022，新冠疫情的余波仍困扰着人类。再加上俄乌冲突、欧洲能源危机、加息引发经济衰退恐慌、国际地缘政治局势波诡云谲，比起 3 年前，人类社会似乎少了一些乐观和希望，多了几分动荡和不安。

站在2023年伊始，很多人心生困惑和迷茫，禁不住地发问：人类的明天，真的会更好吗？

1月10日，《麻省理工科技评论》正式发布了2023年“全球十大突破性技术”。让我们一起来看看时代的指南针把人类发展的方向指向何处、科技的浪潮将会向何方奔涌。

1

詹姆斯·韦伯太空望远镜

James Webb Space Telescope

作为精密工程的奇迹，詹姆斯·韦伯太空望远镜可以彻底改变我们对早期宇宙的看法。

主要研究者：

美国国家航空航天局、欧洲空间局、加拿大航天局、空间望远镜研究所

成熟期：现在

经过几十年的努力，美国国家航空航天局耗资100亿美元打造的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST，James Webb Space Telescope）于 2021年12月发射升空。

JWST 是专为跨越这种天文时间打造的。它的主镜直径为21英尺，是哈勃望远镜直径的三倍，因此分辨率更高。它有一个网球场那么大的遮阳板，以保护镜子和仪器免受太阳热量和光照的影响。

天文学家希望借 JWST 之力，拼凑出宇宙大爆炸后第一批星系的形成方式，但这并不是 JWST 的唯一目标。这架望远镜可用于天文学的各个领域。它能以前所未有的精度观察其他太阳系中的行星，让我们弄清楚它们的大气构成。它还将见证新世界的诞生，拍摄壮丽的星云图像，探测星系结构等等。

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2

用于高胆固醇的 CRISPR

CRISPR for high cholesterol

新形式的基因编辑工具可以帮助治疗常见疾病。

主要研究者：

Verve Therapeutics, Beam Therapeutics, Prime Medicine, 伯劳德研究所

成熟期：10-15年

大约十年前，该技术首次被编程用于编辑基因组，如今我们已看到 CRISPR 从科学实验室转移到了临床。但最初的实验治疗集中在罕见遗传疾病上，高胆固醇治疗具有更广泛的临床应用潜力。

由 Verve Therapeutics 开发的降胆固醇疗法，依赖于一种被称为碱基编辑或“CRISPR 2.0”的基因编辑形式。科学家现在可以用一个 DNA 碱基来替换另一个，这是一种更具针对性的方法，而不是简单地通过切割来“关闭”特定基因。理论上，这应该更安全，因为可以减少错误地切割一个重要基因的可能性，并且避免 DNA 被切割后修复自身时可能发生的潜在错误。

一种更新形式的 CRISPR 可能会发挥更大作用。先导编辑（Prime Editing）或“CRISPR 3.0”使得科学家可以将大片段 DNA 插入基因组。如果它在人身上有效，就可以让科学家替换掉致病基因。

3

制作图像的 AI

AI that makes images

依靠简单的短语就能生成惊人图像的人工智能模型，正在演变为强大的创意和商业工具。

主要研究者：

OpenAI, Stability AI, Midjourney,Google

成熟期：现在

OpenAI 在2021发布其文本到图像模型 DALL-E 时，开启了一个奇怪又奇妙的混搭世界。你只需输入一段简单描述，几乎任何内容都可以，程序就会在几秒内生成一张你想要的图片。

然而，最大的游戏改变者是稳定扩散（Stable Diffusion），这是一个开源的文本到图像模型，由英国初创公司 Stability AI 免费发布。

通过让所有人都可以使用文本到图像模型，Stability AI 加速了创造力和创新的爆炸。在短短几个月内，数百万使用者创建了数千万张图片，但问题也很多。艺术家们陷入了十年来最大的剧变之一。而且，就像语言模型一样，文本到图像模型的训练数据来自互联网，它可以放大隐藏在这些数据中的偏见和有毒内容。

在过去几个月，谷歌、Meta 和其他公司演示了人工智能生成的视频片段，虽然只有几秒长，但这终将改变。有一天，或许只要把剧本输入电脑，就可以制作电影。

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4

按需器官制作

Organs on demand

工程化器官可以终结器官移植的等待名单。

主要研究者：

eGenesis、Makana Therapeutics、United Therapeucs

成熟期：10-15年

需要器官移植才能活下来的人，远远多于能够得到器官移植的人。全世界每年约有13万例器官移植，但更多的人在等待器官移植时死亡，或者他们可能从未进入移植等待名单。

使用动物器官是一个潜在的解决方案，但要克服人体对它们的排异并不容易。例如，猪组织表面的糖会使我们的免疫系统进入攻击模式。药物可以帮助抑制反应，但这还不够。因此，生物技术公司利用基因编辑技术改造猪组织，去除这些糖分子并添加其他基因，使猪组织看起来更像人的组织。

通过以这种方式编辑猪的 DNA，几家生物技术公司现在已经创造出了器官与人体更兼容的动物。

在未来，器官工程可能根本不需要动物。研究人员正在探索如何从头开始设计复杂组织，目前处于早期阶段。其中包括肺部形状的3D打印支架，还有从干细胞中培养出的泛用“类器官”，用来模仿特定器官。

5

远程医疗堕胎药

Abortion pills via telemedicine

药物流产已经变得越来越普遍，但美国最高法院推翻罗诉韦德案的决定带来了新的紧迫感。

主要研究者：

Choix, Hey Jane, Aid Access, Just the Pill, Abortion on Demand, Planned Parenthood,Plan C

成熟期：现在

在美国，获得堕胎护理的机会急剧减少，但一个重大转变出现在了另一个方向上：不需要离开家就能堕胎。

2021年疫情期间，美国食品和药物管理局（FDA，Food and Drug Administration）临时允许卫生保健提供者向患者邮寄两种药物，即米非司酮和米索前列醇，当两者一起服用时，可以导致堕胎。

随着禁止堕胎的州“触发法”生效，人们对堕胎药的兴趣和需求激增。Aid Access 等非营利组织，以及 Choix、Just the Pill 和 Hey Jane 等初创公司都准备提供应对法律变化的方式。尽管流程因服务而异，但符合条件的女性通常使用带照片的 ID 注册，然后通过视频通话、短信或应用程序与医疗提供商咨询。

如何获得用于流产的药物，这个问题并未解决。总部设在欧洲的 Aid Access 拥有独特的优势，它可以将堕胎药运送到美国的任何一个州。但大多数通过邮寄方式提供堕胎药的初创公司都要遵循州法律，这意味着生活在禁止堕胎的13个州，或另外7个州的人必须跨州旅行或设置其他邮寄地址才能使用这些服务。

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6

改变一切的芯片设计

A chip design that changes everything

计算机芯片设计昂贵且难以获得许可。得益于开放标准 RISC-V 的兴起，这一切都将发生变化。

主要研究者：

RISC-V 国际、英特尔（Intel）、SiFive、SemiFive、中国 RISC-V 产业联盟

成熟期：现在

你有没有想过，智能手机和蓝牙音箱是由不同公司制造的，它们是如何实现连接的？这是因为蓝牙是一个开放的标准，这意味着它的设计规范，比如所需的频率和数据编码协议，都是公开的。

现在，一个被称为 RISC-V 的开放标准可能会改变公司制造计算机芯片的方式。

英特尔（Intel）和 Arm 等芯片公司长期以来一直掌控着其芯片设计的所有权。客户只能购买现成的芯片，这些芯片可能有多余的功能，定制设计则要支付更多费用。由于 RISC-V 是一个开放标准，任何人都可以免费用它来设计芯片。

RISC-V 规定了计算机芯片指令集的设计规范。指令集描述了芯片改变其晶体管所代表的值的基本操作。

包括公司和学术机构在内的全球约3100名成员目前正在通过非营利组织 RISC-V International 合作建立和发展这些规范。

7

古代DNA分析

Ancient DNA analysis

新的方法使商业测序仪可以看清受损的 DNA，这让深埋于历史的惊人发现终于得见天日。

主要研究者：

马克斯普朗克进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）, 哈佛大学 David Reich 实验室（David Reich Lab at Harvard）

成熟期：现在

在过去，科学家们不得不搜索许多古代遗迹，以找到保存完好的样本进行分析。

如今，科学家甚至可以不需要牙齿或骨骼来研究古代人类，仅仅在尼安德特人尿过的泥土中就能分析他们的 DNA 微观痕迹。

通过古代 DNA 分析，我们发现了两种已灭绝的人种“吕宋人（Homo luzonensis）”和“丹尼索瓦人(Denisovans)”，还知道了现代人类携带大量丹尼索瓦人和尼安德特人的 DNA。同时现在我们拥有全基因组数据的古代人类个体的数量迅速增加，从2010年的5个增加到了2020年的5550个。

古老的样本也可以解开现代健康之谜。去年，科学家们发现了一个基因的单一突变，这种突变使人们在黑死病中存活的可能性提高了40%，但它同时也是可能导致克罗恩病等自身免疫疾病的因素。

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8

电池回收利用

Ancient DNA analysis

回收电池中关键金属的新方法可能会使电动汽车更实惠。

主要研究者：

Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries

成熟期：现在

随着电动汽车变得越来越普遍，人类对锂离子电池的需求也在飙升。对于气候变化来说，更多地使用电动汽车是一个好消息。但制造电池所需的金属供应已经捉襟见肘，到2050年，我们对锂的需求可能会增加20倍。

回收可能会有所帮助。旧的废旧电池处理方法难以可靠地回收足够多的这些金属，也就不能产生经济回报。但新的方法很快改变了这一点，使回收商能够更有效地溶解金属并将其与电池废料分离。

电池需求预计将在今后几十年呈指数级增长。单靠回收不足以满足这一需求。这些新的回收流程也并不完美，但电池回收工厂将为世界创造满足气候目标所需的材料供应。

9

必然到来的电动汽车

The inevitable EV

电动汽车已经诞生几十年了，现在它们终于成为了主流。

主要研究者：

比亚迪、现代、特斯拉、大众

成熟期：现在

虽然电动汽车的销售状况过去一直在缓慢增长，但最近几年却在飙升。根据国际能源署（International Energy Agency）的数据，2022年，无排放汽车和卡车可能占全球所有新车销量的13%，而两年前仅为4%。到2030年，这一数字有望增长到30%左右。

各种驱动力一起推动了电动汽车从小众选择走向主流。政府已经制定了政策，迫使汽车制造商装备新的制造工具，并激励消费者做出改变。

汽车公司正在成立供应链，建设制造能力，并发布更多性能更好的车型，包括多个价格区间和产品类型。新能源汽车的未来仍有巨大挑战。比如，大多数车辆必须变得更便宜，充电需要更方便；清洁发电量必须大幅增加，以适应车辆充电的激增；制造足够的电池也将是一项巨大的任务。但现在很明显，耗油量大的汽车正在由盛转衰。

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10

大规模生产的军用无人机

Mass-market military drones

土耳其制造的 TB2 等飞行器大幅扩大了无人机在战争中的作用。

主要研究者：

Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries

成熟期：现在

目前的无人机，有一些是市面上常见的四旋翼机。其他的无人机，如价值3万美元由伊朗制造的爆炸型沙希德无人机等，但最引人注目的是土耳其 Baykar 公司生产的、价值500万美元的 Bayraktar TB2。

TB2 是由平价部件组成的一个慢速飞行器。它最高能以每小时138英里的速度飞行。但是当 TB2 与摄像头结合后，图像和视频数据可以与地面站共享，它就成为了一个强大的工具，既可以精准发射机翼上携带的激光制导炸弹，也可以帮助指挥地面炮火。

最重要的是 TB2 极易获取。像“收割者”这样的美国制造无人机性能更强，但成本更高，并受到严格的出口管制。而 TB2 可以被任何需要它的国家获取。

这些无人机带来的战术优势显而易见。但可悲的是，这些武器对世界各地平民可能造成的越来越可怕的伤害也同样显而易见。

2023 年“十大突破性技术”榜单，将成为判断未来科技趋势的关键参考之一。榜单中的每一项技术，在未来将如何碰撞出怎样的火花？又将如何推动人类社会走向更光明的未来？这一切都交给时间。

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牛津本科 | 牛津(PPE) | 剑桥本科 | 帝国理工本科

帝国理工研究生 | UCL(两次科研) | UCL(语言学) 

LSE(候补转正) | LSE(传媒) | 爱丁堡(逆袭)

爱丁堡(语言学) | 曼大(逆袭) | ETH

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港大本科 | 墨尔本(双非跨专业) | 澳国立(双非跨专业) | 多伦多(两次科研5所录取) | 麦吉尔(9所录取)