【卷首語】技術拓展科學邊界 科學激發技術創新
每一次,當宇宙深空中哪怕最微弱的無線電波,射向貴州黔南州一塊叫做“大窩凼”的窪地,人類離探知宇宙起源、形态與演變的真相就更進一步。在這裡,坐落着被稱為“FAST”的全球最大的500米口徑球面射電望遠鏡;在這裡,人類将視野,從地球延伸至宇宙星辰;更是在這裡,科學家們正在努力解答那些看似無盡的追問——宇宙到底有多大?它如何誕生?人類是否是孤獨的生命?時間又是否有起點和終點?
伴随着“FAST”等天文學大裝置的出現,天文學的發展已經成為真正的大科學,是真正的大尺度、大資料、大計算科學,由此産生的衆多天文學發現,刺激了人類科學技術的進步,帶動了多個領域的技術發展,為人類在宇宙中找到自己的哲學定位重新整理了認知。
在這一過程中,新技術與大科學的深度融合正清晰地展現在我們面前。 以本周所收錄的國家天文台和阿裡雲的合作為例,雙方在聯合研究中心、虛拟天文台、天文科普教育、天文大資料挖掘等方面的合作取得了許多切實的成果,同時,在LAMOST郭守敬天文望遠鏡上,基于阿裡雲所提供的雲計算、大資料與人工智能能力的脈沖星計時陣引力波探測、海量恒星近二十種元素豐度、基于LAMOST和GAIA的移動星群研究等多個課題也正在開展。
在未來可以想見,“FAST”望遠鏡高達上百PB的觀測資料處理将借助同樣的能力實作天文學研究的突破,未來每一個超大規模的天文望遠鏡都需要配備同樣級别的大資料處理平台;不僅如此,通過雲端的虛拟天文台的建立,向全球天文學家、愛好者和公衆,展現了一個前所未有的、包括了10億個天體的天文科普平台。
無論是科研還是科普,新技術與大科學的大交叉都産生了奇妙而又驚人的化學反應,展現了網際網路大資料人工智能與科學界的大融合所激發出的無盡想象力。
不止是在天文學領域,新技術與大科學的深度融合發生在每一個科學研究領域,實體、化學、生物、醫療、地理等等科研領域每天都在發生類似的事情,産生同樣具有深遠意義的“化學反應”:例如,在雲計算所提供的強大算力和人工智能所實作的新方法的作用下,蛋白質結構及折疊構造資料庫正在以超過過去數百倍的速度建立。
新技術與大科學的深度融合正成為人類了解自身、了解世界、了解宇宙的關鍵,正因如此,我們應當更加清晰地認識新技術與大科學之間的融合共生、互相促進的關系。
首先,新技術正在拓展科學邊界,在雲計算、大資料、人工智能的背後,是強大的算力、優秀的算法和開放的平台,它們提高了科學研究的速度、降低了科學研究的難度,以“人機混合模式”創新了科學研究的方式方法,極大減輕繁重的計算和驗證工作,為科學研究留出更多思考與創見的“腦力”,讓科學研究的邊界可以像宇宙一樣無限拓展;
其次,大科學能夠刺激新技術的更新,不斷深入的科學研究對新一代資料技術提出了更大的挑戰,為雲計算,大資料,人工智能帶來新的課題,同樣以天文學為例,探測 137 億光年之外宇宙的“FAST”投入正式觀測後,每天晚上産生的資料就達到 50TB,而到2025年,全球天文觀測相關的資料量為每年250億TB。為了支援如此大規模的科學研究問題,技術必須不斷的創新、疊代,甚至颠覆自我;
最後需要指出的是,推動新技術與大科學的深度融合,不僅僅是在幫助人類加快探索、改造世界的速度,為人類帶來了解世界的全新視角;在某種意義上,這也是為人類自身、為人類所生存的地球,争取寶貴的時間,畢竟,人類的生命隻有一次,我們所生活的地球,也沒有備份。
1、阿根廷将安裝4000台比特币ATM機

【新聞摘要】 據Bitcoinist消息,阿根廷共和國中央銀行(BCRA)放寬了該國有關自動取款機的規定,新規定将允許獲得授權的機構設立的數字貨币ATM實作法定貨币與數字貨币之間的轉換。按照規劃,新規的首批參與者Odyssey集團可在阿根廷安裝4000台數字貨币ATM,而在此之前,Odyssey集團去年就已在阿根廷安裝了200台數字貨币ATM,允許BTC、ETH、LTC等多種數字貨币之間互相轉換(但不允許法币與數字貨币之間的交易)。數字貨币ATM與普通的銀行ATM機功能不同,數字貨币ATM可以與網際網路相連,實作線下的數字貨币交易及法币與數字貨币的交易。
【小雲評論】最近幾個月全球數字貨币ATM的安裝量激增,以比特币ATM(僅可以支援比特币的數字貨币ATM)為例,截止2018年2月,全球共安裝了2177台比特币ATM,而據2017年1月的統計資料顯示,這一數字僅為954台。但在數字貨币ATM數量激增、覆寫率提升的同時,相關監管措施并沒有跟上數字貨币ATM機在全球範圍内的增長速度。在英國,毒販正在利用數字貨币ATM藏匿、轉換他們的犯罪收入,而不必擔心驚動執法機構,數字貨币ATM或許是一個誘人的商業金礦,但是脫離合理、成熟的監管措施,無序狀态下的數字貨币ATM前路堪憂。
2、美國“迷你”核裂變反應堆測試成功
【新聞摘要】 美國國家航空航天局(NASA)5月2日成功展示了名為“使用斯特靈技術的千動力反應堆”(KRUSTY)的新核反應堆動力系統,該反應堆是一個小巧輕便的核裂變系統,該系統可為前往月球、火星及更遙遠深空的載人飛行任務提供動力,據估算,該反應堆可提供高達10千瓦的電力,是以4個千動力單元就能為建造一個前哨基地提供足夠的動力。該反應堆自2017年11月至今一直在NNSA的内華達國家安全區進行測試,最近剛剛進行完28小時全功率測試,在整個測試過程中,團隊模拟了功率降低、發動機故障和熱管失效等情況,表明系統可繼續運作并成功處理了多次故障。
【小雲評論】安全、高效、充足和容易獲得的能源,不僅是未來機器人、超大型裝置或是宇宙深空探索的關鍵,更關乎人類的可持續發展問題,而在人類所掌握的多種能源技術中,核能是唯一一種可以在短時間内迸發出巨大能量的能源來源方式,但是,核能長期在污染廢料、小型化等領域受到質疑。NASA所設計出的這一新的小型核裂變反應堆對合理利用核能給出了新的啟示:在遵循一般實體規律的前提下,不斷嘗試、深入研究,往往都會在被判定為不可能的事情上取得意想不到結果,同時,作為普适的技術,核能有着廣泛的利用價值,切不可徹底否定。
3、英特爾處理器中再次出現嚴重威脅漏洞
【新聞摘要】 德國IT網站C'T 報道稱,英特爾處理器中被發現了8個新的硬體漏洞,這些漏洞與今年早些時候爆出的“幽靈”(Spectre)屬于同一類型的漏洞,目前被命名為“Spectre New Generation”(新一代幽靈漏洞)。英特爾方面認為,這8個漏洞中的4個有嚴重威脅,其餘的則屬于中等威脅程度,并且正在為這些漏洞開發相應的更新檔。而據C'T 報道稱,這其中有一個新漏洞比原來的幽靈漏洞更加嚴重,因為它可以用來繞過虛拟機隔離,從雲主機系統中竊取密碼和數字密鑰等敏感資料。
【小雲評論】即使提供了漏洞更新檔,英特爾處理器今年出現的漏洞問題仍然難以消除其負面影響。首先,是漏洞頻發,而且威脅等級嚴重,這對企業的安全信心是極大的打擊;其次,即使使用了微碼更新檔,系統的不穩定、性能的下降都對企業業務應用造成了影響,帶來了持續的營運隐憂,對于許多企業的IT部門來說,這已經成為了沉重的負擔和“不知何時引爆的定時炸彈”。就此而言,将傳統的、實體的IT基礎設施,遷移到雲服務商所提供的雲基礎設施,依賴後者強大的安全運維能力和龐大的(按需付費的)計算力,是一種更好的解決問題的方案。
4、高盛做市交易員僅剩3人 IT專家暴增
【新聞摘要】 據證券時報報道,許多華爾街交易員都在擔心他們的職位很可能在未來被機器代替,其實這樣的事情已經在高盛發生了,據高盛總裁David Solomon的表态顯示,高盛原有做市交易員約500人,但在交易業務中引進新技術能夠更高效地服務客戶,是以目前隻剩下了3個傳統意義上的做市交易員。對新技術的看重也開始改變高盛的員工構成,現在高盛已經擁有9000餘名IT工程師。
【小雲評論】除了做市交易員,在投資顧問領域,以數字技術為基礎的智能投顧也在逐漸代替原本收費高昂的投資顧問,并預計在未來3~5年成為主流,在金融領域,以“算力”取代“人力”正在成為趨勢。但這并不意味着在工作機會上未來科技會是人類雇員的敵人,生産力的提升将會創造更大的經濟價值,實作經濟繁榮,每個人都将從中受益,特别是稅收的提升可以讓政府有更為充裕的資金教育訓練生産力較低或身處簡單生産方式中的人,進而進入更高收入的行業。此外,在教育、養老、醫護等領域,仍然存在着較大的人力缺口,而這些行業所需要的更多是人類的了解力和同理心。
5、中國團隊建構國際領先的光量子計算機
【新聞摘要】 5月3日,中國科學院量子資訊和量子科技創新研究院在上海舉行新聞釋出會,中國科學技術大學潘建偉教授及其同僚陸朝陽、朱曉波等,聯合浙江大學王浩華教授研究組,成功建構了世界首台超越早期經典計算機的光量子計算機。該團隊利用自主發展的綜合性能國際最優的量子點單光子源,通過電控可程式設計的光量子線路,建構了針對多光子“玻色取樣”任務的光量子計算原型機。實驗測試表明,該原型機的“玻色取樣”速度比國際同行之前類似的所有實驗加快至少24000倍。
【小雲評論】量子計算是中國在前沿科技實作“換道超車”的重大機遇,與現有的馮?諾依曼體系經典計算機相比,量子計算機可以在更短的時間内解決複雜問題,化學合成、藥物開發、氣候變化以及金融模型等領域都會受益于此。需要指出的是,與很多人仍然認為的“量子計算離商用還很遙遠”不同,包括英特爾在内的多家企業都認為,量子計算的商用很可能在5-7年的時間内到來,這并不是一個漫長遙遠的時間。是以,量子計算領域需要更進一步的政策、财力和人力的支援,并且需要從現在開始,就與有志于投身于此的企業開展深入、廣泛的商業應用可能性驗證合作,而不是僅僅把量子計算局限在“象牙塔”中。
6、埃隆·馬斯克稱特斯拉Y型車将帶來“制造業革命”
【新聞摘要】 在5月4日召開的特斯拉公司電話會議上,CEO埃隆?馬斯克表示,特斯拉的目标是在2020年将新款的Y型車投入生産,同時,這一車型将不會在美國弗裡蒙特的工廠生産,具體生産廠址将在今年年底再行宣布。針對未來的Y型車,埃隆?馬斯克表示,這是一款面向快速簡單制造的Y型架構,并将帶來一場“制造革命”。特斯拉将設計實施一條專門針對Y型車的完全不同的、更為自動化的生産線。
【小雲評論】今年年初,特斯拉遭遇了嚴重的産能危機,Model 3的産量遲遲無法達到預計目标,這導緻特斯拉陷入了較為嚴重的經濟問題和車輛傳遞延遲,Model Y的生産制造過程必須避免出現類似的情況,是以埃隆?馬斯克必須為新車型的生産制定出新的、更加自動化的、更加高效的生産方式。特斯拉的遭遇也對中國制造業敲響了警鐘:成就領先産品的關鍵不僅僅是産品的設計,是否擁有與之配套的數字化、自動化的生産線同樣至關重要,而且,高品質的生産力對産品的品質管理、成本控制都會産生積極有效的影響。
7、争奪“太空Wi-Fi”控制權或成大國博弈焦點
【新聞摘要】 近年來,世界各航天大國紛紛把衛星網際網路視為戰略發展項目。美國曾提出推動地面移動通信與衛星通信的無縫銜接,加快新一代空天地一體化通信網絡系統建設的構想,并于2016年宣布開展小衛星的研發。澳洲也于2016年12月釋出“超高速寬帶基礎設施”立法草案,其中就包含了為衛星寬帶網絡提供長期資金支援。2017年初,英國釋出《衛星和空間科學領域空間頻譜戰略報告》,計劃進一步放寬非同步軌道衛星的頻譜使用,提高衛星通信頻譜的使用率。與此同時,以太空探索技術公司(SpaceX)、OneWeb等為代表的新興商業衛星公司也加緊太空布局,搶占發展先機,争相建構衛星網際網路。
【小雲評論】就在5月4日,繼SpaceX、OneWeb之後,Facebook在2017年成立的子公司PointView送出了其發射試驗衛星的計劃,成為又一家進入到“太空Wi-Fi”競賽中的美國公司,這一領域的大國和大企業玩家日漸增多。從積極的一面來看,考慮到世界上尚有一半人口無法使用網際網路,建立全球性的衛星通信系統是彌補“數字鴻溝”、開展應急救援的重要解決方案,但也應當注意到,太空中可被人類利用的軌道、頻譜等資源也十分有限。國外研究機構與商業資本之是以對“衛星網際網路”表現出極大興趣,背後的動機是想利用“太空WiFi”逐漸取代路由器光纖骨幹網,進而争奪網際網路的控制權。
8、MIT提出改善I型糖尿病治療的可植入裝置
【新聞摘要】 MIT的研究專家與Beta-O2 科技公司合作,研發并測試了一種為專門胰島細胞提供氧氣的可植入裝置,該裝置将胰島細胞包裹在約 600 微米厚的藻朊酸鹽薄膜中。薄膜将能阻止外側的免疫細胞及大分子蛋白質進入,同時保證胰島素、營養及氧氣能夠穿透。在薄膜下友善是約 5 毫米厚的氣體小室,其中盛滿空氣,包括氮氣、二氧化碳和額外添加的氧氣。這一裝置可以為I 型糖尿病病人移植的胰島細胞吸收足夠量的氧氣,進而不再需要移植大量組織來保持胰島細胞存活并行使功能,并且能減少激發免疫應答的發生率。
【小雲評論】很幸運,我們正身處于前沿科技快速發展的時代,通過在生物醫療領域的應用,許多疾病的治療得到了改善和突破,病人也看到了康複甚至挽救生命的希望,但值得注意的是,MIT和Beta-O2合作的這一新裝置也展現了前沿科技能夠獲得實踐應用和社會普惠的一個重要前提:新裝置基于對疾病治療手段的深刻洞察,也依賴于材料科學(薄膜技術)、工程科學(裝置小型化)等多個領域技術的交叉融合。這正是全球科技展露出的發展趨勢之一:前沿科技之間的交叉融合将産生意想不到的效果,形成巨大的颠覆性作用,而其中的一些關鍵技術(比如人工智能)将成為被交叉融合最多的相關項。
9、四大汽車廠商合作打造全球最大區塊鍊研究聯盟
【新聞摘要】 寶馬、福特、通用和雷諾四大汽車廠商日前合作建立全球最大的區塊鍊研究聯盟,并将其命名為MOBI(即移動出行開放區塊鍊倡議),除了作為主要發起者的四大車廠,這個聯盟還有其他三十多位成員,其中包括汽車零部件制造商博世和采埃孚,咨詢公司埃森哲,IBM 和區塊鍊産業叢集(Consensys 和 Hyperledger)等。與其他區塊鍊研究項目不同,MOBI的研究重點不是專注于推出一種特殊類型的分布式賬本,而是搭建通用标準和 API 來支援車輛間的支付和資料分享,以疏通通向全新移動出行生态的道路。
【小雲評論】搞數字貨币不等于區塊鍊,區塊鍊更不是為了搞數字貨币而誕生的,是分布式資料存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式,它所建立的共識機制,實作了不同節點之間建立信任、擷取權益的新方法。MOBI的建立,展現了區塊鍊真正的價值潛力,它在車輛通訊、識别和支付(汽車錢包)上能夠産生重要的作用,而基于區塊鍊的汽車行駛(及路網狀況)資料,将可以被更為安全、可信的應用于自動駕駛領域。不僅如此,MOBI更展現了傳統行業在面對前沿技術時的合作可能,針對極具挑戰性或具有行業變革能力的技術,聚集發力比各自為戰更為重要。
10、大資料助力國家天文台的科研與科普
【新聞摘要】 近日,在位于北京懷柔的太陽觀測中心,中國科學院國家天文台和阿裡雲分享了雙方合作一年多以來的成果和進展。據國家天文台研究員崔辰州表示,“天文學的研究需要借助大資料,以‘中國天眼’(FAST)為例,它為天文學研究提供了先進的儀器裝置,同時每秒産生的原始資料高達38GB,天文學研究需要借助大資料等前沿科技提高科研水準。”國家天文台與阿裡雲合作建立的虛拟天文台,已經成為了一個集資料、雲計算還有公衆教育的網絡門戶,它既為世界天文學家打造了一個網絡化的科學研究環境,也為公衆和學校提供了一個天文科普平台。
【小雲評論】天文學所研究的是人類在曆史上長期存在的根本追問:宇宙有多大?世界如何創生?生命從何而來?時間又是否有起點?可在另一面,天文學卻面臨着兩個重要發展難題:首先,天文學是典型的大資料學科,天文觀測所産生的龐大資料量無法靠人工處理,急需技術賦能;其次,無論是從從業的人數來講,還是對社會經濟産生的影響來講,天文學都無法與數理化等基礎學科相比,天文學需要更強有力的支援進行科學推廣和教育科普。國家天文台和阿裡雲在聯合研究中心、虛拟天文台、天文科普教育、天文大資料挖掘等方面展開的合作,不隻是為天文學,更為所有面臨相似困境的基礎科學研究,帶來了希望的曙光。