脑震荡

首页 » 常识 » 预防 » 十大尖端科技
TUhjnbcbe - 2025/3/15 18:40:00


  科技能够直接改变人类的生活。生活中,人们应该
  第一大数据与云计算


  近年来,大数据与云计算已经成为高频热词,人们经常在各种场合讨论它们,那么大数据究竟是什么呢?生活中,人们拍的照片、视频、网上购物的过程、商品生产、商品交易、技术研发等人类一切行为都会产生信息,而这些信息会被数据化记录下来。由于相关信息量特别大,形成的数据也比较大,所以人们称之为“大数据”。


  大数据具有以下几个特点:第一,数量特别巨大,通常需要以PB为单位(1KB=B,1MB=KB,1GB=MB,1TB=GB,1PB=TB,1EB=PB),截止年,全球数据总量已高达EB;第二,数据产生速度非常快;第三,数据来源多样性、复杂程度高。


  大数据具体有什么用?例如:人们在百度、淘宝等平台进行关键词搜索时,相关平台就会利用用户的搜索记录产生的数据,给用户精准推送一些广告;在玩抖音、今日头条、快手等APP时,平台会根据用户的浏览记录产生的各种数据,通过智能分析,然后向用户推送其最感兴趣的内容;气象局用卫星搜集到气象数据以后,通过计算机分析,就能进行天气预报。可以说,生活中人类对大数据的利用几乎无处不在。


  云计算是什么?云计算是处理大数据的一种方法。如果想从海量数据中获得有价值的信息,就需要对其进行分析处理,而云计算即为当前应用最广泛的一种数据处理方式。之所以称之为“云计算”跟马云没关系,主要是因为这种数据处理方式具有动态可扩展、灵活性高、可大规模处理等特点,而这些特点恰好跟天空中的白云有很多相似之处。值得一提的是,“云计算”这个概念最早出现在年的一个商业会议上。


  第二量子科技


  什么是量子?它的物理学定义是,如果一个物理量存在最小的不可分割的基本单位,那么这个物理量就是量子化的,并把最小单位称为“量子”。如果要进一步理解量子,就需要借助量子力学,其是研究微观世界物质运动规律的一门科学,包括原子、电子、夸克等极其微小的物质。通俗来说,量子科技就是利用微观物质运动规律的一种非常有发展潜力的前沿科技。


  当前,量子科技主要有两大作用:一是量子通信;二是量子计算。在量子世界里有很多与宏观世界不一样的规律,其中最为人们熟知的量子世界规律是“量子叠加”和“量子纠缠”。所谓量子叠加指的是一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。著名的“薛定谔的猫”理论曾经形象地将这一规律表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。


  量子纠缠是指当两个微观粒子处于纠缠态时,不论它俩相距多远,只要对其中一个粒子的量子态做任何改变,另一个粒子就能立刻感受到,并做出相应改变。这一现象就像心灵感应一样,著名科学家爱因斯坦曾评价这种现象为“鬼魅般的超距作用”。


  量子通信技术利用的正是量子叠加和量子纠缠两大规律,它的优势在于基于量子力学中的不确定性、测量坍缩[tānsuō]和不可克隆三大原理,能够确保通信的绝对安全,无法被窃听,也无法被破解。我国在量子通信领域处于世界领先地位,并且已经于年8月份成功发射世界上第一颗量子卫星。


  量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。利用量子叠加规律,量子计算在处理信息的效率方面比传统计算机更具潜力。目前,量子计算正处于快速发展期,世界上有很多国家先后投入巨资进行相关科技研发,而且已经制造出多台性能先进的量子计算机。


  年12月,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队联合国内多家研究所成功研制出量子计算原型机“九章”。九章在特定领域的计算速度比全球排名第一的超级计算机“富岳”快万亿倍。此外,九章比美国的量子计算原型机“悬铃木”快亿倍。目前,九章已经可以用于量子化学、组合数学、机器学习等领域的研究。未来,量子计算机在所有领域的计算速度都有望赶超传统计算机,应用范围也将更广。


  第三区块链


  区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式,其本质上是一个分布式的共享账本和数据库。区块链技术最突出、最本质的特征是去中心化。什么是去中心化?比如说,在淘宝上买东西时,所有买家都要通过支付宝向卖家付钱,此时支付宝其实就担当着一个记账中心的角色。如果支付宝发生重大故障或者因为其他原因被摧毁了,那么记录在上面的所有交易信息都会消失。这就是“中心化”记账存在的潜在风险。


  区块链是如何记账的?它采用的是分布式记账方式,也就是说这种记账方式不存在记账中心。人们进行交易时,不需要再通过第三方平台,而是直接进行交易。当一笔交易发生以后,相关交易信息会以广播的形式自动向全世界的主机(相当于记账本)广而告之,然后自动记录在各自的主机上。换句话说,大家都有一个记账本,都把相关交易信息记录了下来,所以这种记账方式具有不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。


  举个例子,假设有人出于某种目的把自己记账本上的某笔交易的记录给改了,他的这一操作不会影响到别人,其他人的记账本上仍然会有那笔交易的相关信息。大家都可以监督,很容易发现那人的记账本有问题。这就是去中心化记账的好处,不会因为一个账本坏了,而导致所有交易信息丢失。


  比特币和区块链是什么关系?比特币是一种加密数字货币,而区块链技术是打造比特币的底层技术之一。除了区块链技术以外,比特币还涉及P2P网络技术、加密技术、时间戳技术等。


  区块链技术之所以受到广泛
  第四纳米科技


  纳米技术是用单个原子、分子制造物质的一种新科技。1纳米有多长?1纳米等于0.毫米,仅相当于头发直径的六万分之一,肉眼完全不可见。纳米技术主要研究结构尺寸在1~纳米范围内材料的性质和应用,包括纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。


  纳米技术在医学上,可以用于开发微型诊断仪、微型疾病预防仪、微型智能手术工具、靶向药物等;在材料学上,可以用于开发具有特殊性质的新材料。比如用纳米材料制成的塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用,这样的高品质塑料可以用来制造冰箱、洗衣机等产品。


  当前,纳米技术在不断发展,有越来越多的新产品采用纳米技术。就连智能手机必须安装的高性能芯片也已经达到3纳米级别。


  第五基因技术


  基因是遗传的物质基础,即DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。一个人会长成什么样子,主要取决于他身上所携带的基因以及其所处的生存环境。每个人身上大约有几万个基因,它们储存着生命孕育、生长、凋亡过程的全部信息,并且通过复制、表达、修复,来完成生命繁衍、细胞分裂、蛋白质合成等重要生理过程。


  由此可见,基因与人体健康密切相关,研究基因技术将十分有助于人类预防疾病、治疗疾病甚至延缓衰老。目前,人类已经可以对基因进行编辑,即精确地对生物体基因组中的特定目标基因进行修饰,并在积极探索利用这一技术治疗一些疑难杂症。


  第六物联网


  物联网是指将各种信息传感设备与互联网结合起来,从而实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。比如说,现在的物联网智能净水器,机身上没有任何按键,通过手机即可进行远程开关、远程冲洗等操作。


  现在有很多工厂、养殖厂等生产型企业,都在利用物联网技术进行自动化管理,既能降低成本,又能提高效率。另外,在智能家居、交通、公共安全等领域也能用到物联网技术。


  第七人造太阳


  可控核聚变技术又名“人造太阳”。人们之所以把它称作人造太阳,是因为太阳内部也在不停发生核聚变反应。众所周知,氢弹爆炸会释放出大量能量,其本质上是一种核聚变反应。不过由于氢弹爆炸时能量是瞬间释放出来的,所以人类无法将其应用到其他地方。而可控核聚变技术要做的是,控制住核聚变释放出来的巨大能量,并使其持续稳定对外释放,从而被人类所利用。


  可控核聚变用到的原料是氢的同位素氘和氚,反应会生成氦并释放大量能量。其中,反应所需的原料氘和氚可以从水中获取,由于地球表面约70%被水覆盖,所以这种原料几乎取之不尽用之不竭。此外,反应过程中既不会产生核辐射,也不会生成污染物,所以是人类理想的能量来源。毫不夸张地说,一旦可控核聚变技术研发成功,人类就不用再为能源问题而担忧了。


  多年来,我国在可控核聚变技术研究方面一直处于世界第一梯队,安徽合肥拥有世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置,英文名为“EAST”。年,EAST实现电子温度达到万度持续时间最长的等离子体放电;年,EAST又实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。


  年12月我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL-2M),在四川成都建成并实现首次放电,标志着我国已经自主掌握大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术,这为我国核聚变堆的自主设计与建造打下了坚实基础。


  第八3D打印


  3D打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,运用可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造实物。通俗来说,你想要一个什么样的物品,可以先在电脑上把其模型绘制出来,然后在3D打印机里加入相关原材料,便能一键快速打印出实物。现如今,利用3D打印技术已经可以快速制造零件、饰品、衣服等各种物品,甚至还能打印出人体器官。例如:年4月15日,以色列特拉维夫大学研究人员以病人自身的组织为原材料,3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。


  随着3D技术的进一步发展,未来它在制造业、医学上的应用将更加广泛。年5月,我国曾利用长征五号运载火箭把一台3D打印机送上太空,并进行了全球首次太空打印试验。


  第九干细胞移植技术


  干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞,它具有再生各种组织器官的潜在功能,医学界称之为“万用细胞”。科学家认为,利用干细胞培育出的组织和器官,对治疗癌症和其他多种恶性疾病具有重要意义,将为神经系统疾病患者、老年痴呆症患者、帕金森氏症患者、脊髓受损患者、骨坏死患者、肝硬化患者等病人带来希望。


  不过,虽然现在干细胞移植技术已经被用于临床治疗一些疾病,但是具体涉及某些领域的治疗还存在诸多不规范的地方,有待进一步发展。


  第十航天科技


  提到航天科技,人们并不陌生,因为过去很多年,我国在航天领域取得了一个又一个伟大成就。但是,千万不要以为航天就是发射火箭、发射卫星、探测月球等,实际上航天科技在诸多领域都有应用,包括国防、导航、通信、电视转播、科研、地质灾害预防等。例如:我国年建成的“北斗全球卫星导航系统”,其不仅能够为全世界各国提供米级定位导航服务,而且一些功能比美国的CPS更加先进。


  由于太空中的环境和地球表面上的环境有巨大差异,所以在太空中进行一些科学实验,对于开发新型科技、新型产品、新型原料等有着特别意义。比如太空辣椒、太空南瓜等农产品,就要比普通农产品大很多。


  放眼未来,科技能够给人类世界带来的变化是无法估量的。在这个世界上,除了时间能够划分时代以外,科技也拥有划分时代的力量。非常期待,新科技带来的新时代。

1
查看完整版本: 十大尖端科技