01

　　植入設備

　　目前世界上已經有數十萬人因人工耳蝸、心臟起搏器等植入設備而受益，植入式視覺假體的研究也在進行當中。在未來，更多的植入設備將會在各方面幫助人們，從方便溝通到拓展肌體能力。手機的發明者Martin Cooper認為，在2020年之前，人們可能會將電話植入體內。目前來看，這還是很有希望的。

　　植入設備還能做到更多。傳感器芯片可以監控生理狀況，植入電極可以讓人們用意念控制機械，甚至可以用人體的運動提供能量。喬治亞理工學院王中林教授開發的納米發電機可以貼在肺部或者橫膈膜上，呼吸之間就可以給植入設備供電。

　　02

　　上下文感知計算

　　1991年，施樂公司帕洛·阿爾托實驗室的Mark Weiser在《科學美國人》雜志上首次提出了“普適計算”這個概念，認為最好的技術是消失的技術，它們自然到讓人甚至意識不到技術的存在。現在，這一領域的一個分支正在受到人們的重視，Gartner將之列為2011年十大技術趨勢之一：這就是上下文感知計算。

　　上下文可以理解成使用計算設備時的環境狀況。上下文感知計算設備將會綜合判斷所有環境條件，然后為使用者準備好最合適的工具。復雜的上下文感知計算能做到許多魔術般的事情，例如把手機屏幕變成哈利·波特的活點地圖，或者當你面對一棟建筑時，會提示里面某個你喜歡的店鋪正在打折。未來的設備會學習，手機和計算機將不再只是等待著使用者的指令，它會知道使用者的需要、好惡。

　　03

　　增強現實

　　1992年，時任波音公司計算機研究部門首席科學家的Thomas Caudell，在美國電氣與電子工程師學會上發表了一篇論文，提出了增強現實的概念。他認為，可以將所需要的數據投射到真實世界的景物上，為工人們提供一個隨身的電子助手，以提升制造行業的效率。他的設想引起了不少企業和研究機構的興趣，但是在過去的十幾年中，因為計算機的計算速度、軟件性能和成本的限制，這一設想僅主要應用在工業和研究領域當中，普通消費者對它相當陌生。

　　增強現實技術是一種將虛擬世界的數據和真實世界聯系起來的技術，在現實世界的基礎上，為用戶提供更多的數據支持，將真實世界和虛擬世界盡可能精確地對應起來。現在，智能手機上已經有了一些增強現實技術的應用。隨著設備小型化和佩戴式顯示器技術的發展，不久以后我們就可以在眼鏡上看到被數據增強了的現實。

　　04

　　虛擬現實

　　1965年，美國計算機科學家Ivan Edward Sutherland提出了感覺真實、交互真實的人機協作新理論，奠定了虛擬現實技術的基礎。在“終極顯示”的世界中，有和我們現在身處的世界非常相似的規則—感覺真實是指虛擬世界的感覺應該和真實世界一樣；而交互真實則是指人們應該能夠像在現實世界中一樣對待虛擬世界的物品。

　　現在，聽覺和視覺真實已經不是很大的問題，而虛擬嗅覺和味覺的發展并不盡如人意。2004年，日本奈良尖端技術研究生院開發出了一種虛擬嗅覺系統，能夠讓人們在虛擬世界中聞到幾種不同的水果氣味；英國約克大學和華威大學的研究者在2009年3月發布了一臺頭盔式虛擬現實設備，不僅提供嗅覺，還可以提供味覺，可算是目前最好的個人虛擬現實設備，但是和真實世界的體驗依然迥異。也許虛擬現實將會走向《黑客帝國》的方向，直接以電信號刺激大腦中的相關神經元。

　　05

　　腦機接口

　　1970年代，在美國國防部先進技術研究署的資助下，加利福尼亞大學洛杉磯分校開始嘗試利用腦電圖技術，將人類思考的結果直接通過計算機輸出，讓大腦可以直接控制機械。

　　2006年，日本國際電氣通信基礎技術研究所和本田研究所使用功能核磁共振技術，開發出可以控制機械手的腦機接口，控制的延時只有幾秒鐘。和腦電相比，功能性核磁共振有更多的優勢，但是現在這類設備的體積實在太大。

　　2009年4月，美國威斯康辛州立大學麥迪遜分校的Adam Wilson戴著一頂連著電線的紅帽子，只用腦電波控制，在網上寫了幾條微博。澳大利亞和美國的幾家公司也已經開發出基于EEG的腦機接口頭盔。使用者在經過短暫的訓練后，可以用它來控制輪椅或者玩一些簡單的游戲。將來，它也許是人們和電腦打交道的主流方式。

　　06

　　肌電感應

　　用肌電信號控制機械肢體的思路，是德國慕尼黑大學的Reinhold Reiter在1945年提出的，然而只有當硬件足夠小型化，這種設想才成為現實。2008年，蘇格蘭Touch Bionics公司的i-Limb仿生手就采用了這種技術。

　　仿生手的原理是，每次肌肉收縮的時候都會產生電流，這些電流會在體內傳遞，只要在皮膚表面覆蓋電極，就可以接收到電信號。不過，這些電信號的電壓很低，往往只有數十微伏，人完全無法感覺到，只能通過非常靈敏的電極才能采集到。對它們進行模式識別，就獲得使用者的意圖，繼而驅動機械裝置。

　　這種方式無需植入，適合應用在生產機械或者動力外骨骼上。不過，《阿凡達》里那種巨大的人型機械采用的不是這種技術—它用的是動作捕捉，和微軟的kinect差不多。

　　07

　　量子計算

　　現在的計算芯片尺寸越來越逼近物理極限，摩爾定律似乎遇到了瓶頸。下一代的高速計算機可能是光計算，可能是生物計算，不過更可能的是量子計算機。

　　不同于使用二進制傳統電子計算機，量子計算機采用量子比特，可以同時處在多個狀態，可存儲和處理的信息是電子計算機不可想像的。

　　2010年9月，英國布里斯托大學量子光子學中心的Jeremy O’Brien在《科學》雜志上發表了論文，認為量子計算機也許不如傳統中想象的那么困難，甚至有可能在十年內成為現實。

　　2011年1月，一支國際研究團隊在硅元素中實現了100億個量子位元的量子糾纏態，意味著高速量子計算機的誕生并不遙遠。

　　08

　　納米機器

　　1納米是1米的10億分之一，大概只有原子直徑的10倍。在這樣小的尺度上，制造的機器將會有奇妙的用途。

　　1959年，諾貝爾獎獲得者、物理學家Richard Phillips Feynman曾經做過一次名為“在物質底層有大量空間”的演講。他預言，人類將可以把分子甚至原子做為基礎原料，在最微觀的空間構建物質。畢竟世界是由原子構成的，所以在理論上，納米機器可以構建所有的物體。

　　1991年，IBM公司的一個研發小組在一塊鎳板上，利用掃描隧道顯微鏡，把35個氙原子擺出了“IBM”的字樣。隨后，工程師們又制造出了幾個納米大小的齒輪、剪刀、螺旋槳這類東西，并且和生物學家合作，試圖用生物體內存在著的分子馬達做出微小的機器。

　　對分子馬達的控制現在已經有了一些進展，用分子馬達驅動納米級別的機器很快就會成為現實。納米機器人能夠成為萬能的巧匠，甚至可以在人體內工作。它們能殺滅病毒和病菌以治療疾病，通過提高供氧量來改善體質，甚至延緩衰老治療癌癥。

　　09

　　意識上傳

　　這將是人類的終極技術，目前也只能存在于科幻作品之中。人們對大腦還不夠了解，不知道意識、精神、思想和記憶如何產生又如何保存，也不知道該如何把它們轉化成計算機能夠理解的方式，更不知道如何在機器中延續每個人獨有的思維方式和個性。

　　如果有一天，這些問題都找到了答案，也就意味著人可以和機器一起永生，使用機械制造的大腦來完成只屬于人類自己的思考。當意識能夠與肉體剝離，做為一個物種的人類將會消失，地球上從未出現的新物種將會崛起，地球也不再是唯一的家園。