2025年备受关注的科学技术领域趋势
2024年是通过诺贝尔奖证明人工智能(AI)已经正式进入科学领域的一年。即将到来的2025年,会有哪些科学发展和技术演进摆在我们面前?从肥胖治疗的创新到宇宙探测、各类AI的进步等,被认为将成为科学技术领域拐点的方向正不断浮现。人们期待,这些进展将不仅改变科学界,更将推动全球性的变革。
◇肥胖治疗药“蝴蝶效应”全面展开=国际科学期刊《自然》近日在题为《2025年的科学》的文章中,梳理了即将到来的新一年中将主导舆论的科学议题。
《自然》指出,2025年最值得关注的进展之一,是新一代肥胖治疗药物的出现。以最初作为糖尿病治疗药开发、后来转型为肥胖治疗药并取得巨大成功的胰高糖素样肽‑1(GLP‑1)受体激动剂“Wegovy”为契机,主要制药企业正在开启体重减重治疗的新篇章。如果说Wegovy是注射剂,那么口服药也备受期待。口服药物、礼来公司(Eli Lilly)的orforglipron预计将在明年获批。礼来公司的retatrutide则即将公布三期临床试验结果,在二期试验中,其最高减重效果达24.2%,被视为一大热门品种。安进(Amgen)的maritide由于每月仅需给药一次的便利性,有望为市场注入新的活力。
《自然》预测,肥胖治疗药物的应用范围将进一步扩大。研究团队正探索GLP‑1受体激动剂在帕金森病、阿尔茨海默病以及成瘾治疗方面可能具有的疗效。预计在明年1月获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准的Vertex Pharmaceuticals非阿片类镇痛药suzetrigine,则有望为急性疼痛治疗提出新的范式。
◇Trump再度执政,会撼动科学吗=如果2025年1月美国当选总统Donald Trump就任,同时在科学领域也势必引发巨大冲击。Trump当选人已经预告,将作出对美国科学政策和环境领域产生重大影响的决定。在其第一任期内,他曾主导美国退出为应对气候变化而制定的《巴黎气候协定》,预计这一次他也可能作出同样的决定。被指持疫苗怀疑论立场的Robert Kennedy Jr.出任卫生部长人选,以及Tesla首席执行官(CEO)Elon Musk有望被任命为政府效率咨询机构负责人,这些动向都加剧了外界对科学预算和AI开发走向的不确定性。尤其是其承诺撤销Joe Biden政府实施的AI行政命令,更加深了相关担忧。与此同时,也有观点认为,借此契机美国可能进一步加快AI发展速度,在国际竞争中取得领先。
在新冠肺炎暴发5周年之际,世界卫生组织(WHO)计划在明年5月前敲定全球大流行(全球性疫情)条约。该条约旨在弥合疫苗公平、病原体序列分析及技术共享等方面的重要差距,以克服大流行在全球层面的影响。特别是世卫组织警告新的大流行可能性,并公布了包含30余种病原体的更新名单。名单中纳入了甲型流感病毒、登革热、MPOX(猴痘)等潜在威胁。
◇宇宙探测不会停步=预计2025年的宇宙探测将取得突破性进展。承接2024年民营企业首次成功登陆月球的势头,各类活动将持续活跃。日本的ispace与美国的Intuitive Machines都在分别准备月球着陆任务。ispace虽然在首次月球着陆尝试中失败,但计划通过更为周密的准备,在预计于明年1月进行的第二次尝试中实现成功着陆并完成月面探测。
作为首家成功实现月面着陆的民营企业,Intuitive Machines计划通过第二次着陆部署钻机、跳跃器和月球车等设备。美国国家航空航天局(NASA)的“Lunar Trailblazer”和“SPHEREx”任务,将分别为揭示月球水分分布和宇宙起源提供关键线索。
太阳系研究也将迎来新阶段。欧洲航天局(ESA)的“SMILE”任务和NASA的“PUNCH”任务,将对太阳风的分布及其影响展开深入研究。韩国则计划在2025年下半年通过第四次“世界号”运载火箭发射,把第三颗下一代中型卫星和12颗搭载卫星送入轨道。
用于研究气候变化的卫星也将发射升空。NASA与印度空间研究组织(ISRO)联合研制的NISAR(NASA‑ISRO合成孔径雷达)将以12天两次的频率,对地球几乎所有陆地和冰覆盖表面进行观测并制图。从法属圭亚那库鲁发射的ESA“Biomass”项目,则将利用雷达测量森林生物量,研究其在碳循环过程中的作用。《自然》预计,此类研究将通过加深对森林和气候系统的理解,为气候变化与森林保护政策作出贡献。
◇脑‑计算机接口的进步=通过在大脑中植入芯片,让人们仅凭意念即可操控计算机或机器人,这一脑‑计算机接口(BCI)技术正不断拓展神经科学与医疗技术的边界。BCI不仅在医疗领域前景广阔,在虚拟现实、游戏以及人机交互等多个领域也具有无限应用可能。预计到2025年,这项技术将为更多人带来切实的利益。
尽管由Musk担任CEO的Neuralink走在前列,但各国竞争也在迅速扩散。中国的“NEO项目”计划在2025年通过扩大临床试验,更接近实现瘫痪患者手部运动功能的恢复。目前,NEO已经通过微创方式,展示了显著提升患者日常生活能力的案例。
◇粒子物理学与未知世界=在试图回答关于宇宙与物质最根本问题的粒子物理学领域,同样被寄予重大突破的期待。位于瑞典的加速器“欧洲散裂中子源”(European Spallation Source)将于2025年正式投入运行,成为利用中子脉冲探究物质结构的强有力工具。基于中子的研究将成为推动物理学、化学、生物学等多个学科实现突破性发现的重要动力。此外,欧洲核子研究中心(CERN)计划完成投资额达170亿美元的“未来环形对撞机”(Future Circular Collider)建设可行性研究。这一对撞机将成为继大型强子对撞机之后的下一代设施,有望进一步打开深入理解宇宙起源和基本粒子特性的道路。
市场调研机构Gartner对明年十大技术趋势的预测,则更细致地呈现了技术领域的走向。Gartner基于AI、计算机以及人机融合三大分类,提出了AI代理、AI治理平台、后量子密码学(Post‑Quantum Cryptography)、混合计算、空间计算、多功能机器人、能源高效计算、虚假信息安全、神经增强技术、环境感知智能等方向。
AI代理是能够自主作出决策并执行的软体系统。例如,用于客户支持的AI代理可以分析客户请求,识别问题并提出适当解决方案,从而提升客户满意度。在生产现场,AI代理可以实时监控制造过程中的数据,在问题发生前采取预防措施。在金融领域,它也被用于分析交易模式,提前发现并拦截欺诈交易。Gartner指出,AI代理不仅能完成简单的业务自动化,还具备在复杂情境中独立判断并得出最优结果的能力,并预测到2028年,AI代理将在组织内部承担15%的关键决策。AI治理平台则是为管理AI使用过程中可能出现的偏见、个人信息侵害及伦理问题而开发的技术,可确保AI系统的透明度和责任性,并提升合规性及客户信任。
在计算机领域,“后量子密码学”备受关注,这是一项应对量子计算机可能使现有加密方式失效风险的技术。这一问题在现实中已引发争议。近日,Google发布的量子计算芯片“Willow”展示出仅用5分钟就能解决传统超级计算机需要10的25次方年才能完成的问题,结果导致比特币价格下跌,便是典型案例。Gartner推测,到2029年,量子计算机将使当前大部分非对称加密方式失去效力,并建议尽快制定应对方案。
混合计算机则是将中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、量子计算等多种技术进行整合的系统,典型案例是NVIDIA与Google在量子计算设计方面的合作。随着支持AI的GPU加入,曾被视为遥远的量子技术商业化进程正在加速。
空间计算正通过增强现实(AR)、混合现实(XR)、AI技术及数字孪生技术等不断扩展。能源高效计算则通过降低数据中心和数字系统的能耗,以尽量减小对环境的影响。
虚假信息安全指的是被设计用于识别可信信息的系统,即保障信息准确性或验证事实真伪的技术。识别因AI扩散而备受担忧的深度伪造(deepfake)视频,就是典型应用之一。它还可用于发现或拦截社交媒体上的假信息,并防御钓鱼攻击,从而预防黑客冒充企业首席执行官(CEO)所可能引发的事故。Gartner预计,引入与虚假信息安全相关产品、服务和功能的企业比例,将从2024年的不足5%,上升至2028年的50%。
神经增强技术是提升人类认知能力的技术,在医疗、教育和工业现场具有广阔的应用前景。例如,在手术室中,借助神经增强技术,外科医生可以实时分析脑信号,从而实施更为精准的手术。在教育领域,可以根据每位学生的学习模式提供个性化教育内容,以最大化学习效果。环境感知智能则是通过传感器监控物体和环境的位置及状态,并对数据进行分析以实现实时响应的技术。在物流行业,该技术可用于实时追踪配送车辆的位置与状态,从而提升配送效率。
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