從摩爾定律到孟德爾的遺產:我們如何運用顛覆性技術,推動人類進步?
2020-11-29 騰訊網
微信公眾號」職場視界Jobsight"(id:jobsight)
作者Stefan Oschmann是德國默克集團的董事會主席兼執行長，默克集團（Merck KGaA）創建於1668年，超過350年歷史，總部位於德國達姆施塔特市（Darmstadt），默克是一家全球領先的科技公司，專注於醫藥健康、生命科學和高性能材料三大領域。2018年，默克集團的銷售額達148億歐元 。
本文為職場視界JobSight編譯撰寫。
在我最近在《經濟學人》(The Economist)上讀到的一篇文章中，我找到了一個適合新十年開始的說法:「在痴迷科技的21世紀20年代生活，是有史以來最幸運的人之一。」我完全同意，但這篇文章實際上是在鼓勵那些感到威脅的人，而不是幸運的人。畢竟，這些天科技悲觀主義似乎又在抬頭。毫無疑問:我們必須討論新技術的影響。從人工智慧到基因編輯，嚴重的潛在風險需要得到解決。
問題是:我們如何看待這場辯論?現代社會的正確答案是什麼?
對我來說，毫無疑問，在短短幾年內，顛覆性的新技術可以使人類取得前所未有的進步。要找到這種巨大潛力的一個好例子，我們不需要看得太遠。人類基因由大約1.5千兆字節的DNA數據組成。我們體內大約有15萬億個細胞攜帶這些數據，所以我們的身體大約有22萬億個十億字節。我們說的是2zb的數據——超過去年全球估計數據量的一半!與此相比，預計到2025年，全球將出現175兆字節的數據爆炸，這似乎沒什麼大不了的。
我待會再講DNA。當然，儘管如此，飛速增長的數據圈仍然是一件大事。利用這些數據所需要的計算能力也是如此。推進大數據和人工智慧所需要的深度學習將把計算需求提升到一個全新的維度。今天的高端超級計算機已經比高端PC快了100多萬倍。超級計算能力可以在個性化醫療、碳捕獲或天體物理學等領域帶來可觀的未來進步，但它的速度將再快1000倍。這表明，雖然圍繞數字轉型的爭論主要集中在軟體上，但硬體在其中的作用越來越重要。許多人工智慧相關的數學概念早在20世紀60年代就已經存在，但計算能力和內存顯然沒有。
當人工智慧時代還在曙光初現之時，我們正慢慢告別另一個誕生於上世紀60年代的計算概念:英特爾(INTEL)聯合創始人戈登.摩爾(Gordon Moore)的一個被稱為「摩爾定律」(Moore’s Law)的預測。根據摩爾的說法，可安裝在微晶片上的電晶體數量每兩年就會翻一番，從而降低生產成本。聽起來很專業，但我的觀點是:幾十年來，摩爾預測的發展已經導致了計算機速度和效率的持續提高。今天，摩爾定律的持續晶片小型化正逐漸達到其極限。關於這一切何時會發生還存在爭議，但在某一時刻，它將會發生。因此，我們正在接近半個多世紀以來一直是計算進步範例的終點，隨之而來的是人類整體進步。
將這些被低估的事實包括在等式中——回到對科技持悲觀態度的人:我們如何確保未來的科技與人類進步緊密相連?在我看來，為了塑造顛覆性創新的未來，讓每個人都受益，我們必須應對至少三大挑戰:效率、道德和協作。我所說的「我們」是指全球社會的利益相關者。
首先，存在效率方面的挑戰——包括計算能力和能源消耗。推動前所未有的人類進步將需要看不見的大量能源。讓你了解一下它的規模:人類大腦活動最多消耗20瓦的能量。目前世界上至少有五臺最先進的超級計算機，它們的計算能力大致與人腦相當，但需要65兆瓦左右。這比我們的大腦多出了300多萬倍，足夠供應一個小鎮上大約3萬戶人家的電力。
但我們甚至不需要走到最尖端——用谷歌好好搜索一下。今天谷歌的平均搜索消耗大約0.3瓦特小時的能量，做大約220次搜索，你就能燒開一升水。我們甚至還沒有開始考慮碳排放，但這個例子仍然讓我們看到了下面的數字:在2019年，谷歌每天每分鐘執行大約450萬次搜索。到2030年，信息和通信技術可能佔世界電力消耗的20%以上，大約是2020年估計的兩倍。換句話說:開發既能提高計算性能又能提高能源效率的材料和技術是關鍵。
業界正在努力解決這個問題，目前的創新渠道是相當驚人的，因為這些努力仍然主要是漸進式的。重點是新材料，能夠實現更高效的處理器，內存，傳感器和顯示技術。不僅僅是因為摩爾定律已經到了極限，進步還需要全新的材料解決方案，賦予下一階段的技術以力量，比如神經網絡和量子計算。與此同時，對效率的追求正在超越信息技術（IT），走向自然。這讓我想起了DNA，一個38億年前的數據來源，自從格雷戈爾·孟德爾(Gregor Mendel)的開創性工作以來，它為科學研究帶來了新的機遇。大約160年前，孟德爾發現了我們今天所說的基因遺傳。科學家們正在努力使DNA成為未來數據存儲的工具，並最終成為計算機。DNA的存儲密度和能源效率將使我們能夠把目前網絡上的所有東西都保存在一個鞋盒裡——幾乎使用零能源來維持。
然而，在這成為一種可行的選擇之前，仍有一些障礙需要克服。其中一個對基於DNA的技術和對數字顛覆同樣重要。我說的是第二個挑戰:未來技術急需的道德準則。從委託醫療決策到人工智慧，從我們自身的安全到自動駕駛汽車，顛覆性技術的潛力是如此強大，它們可以改變人類的狀況。與此同時，包括數據安全保障在內的道德標準仍然遠遠落後。在這種背景下，人們越來越多地討論的一個問題是人類的偏見。從本質上講，用於訓練人工智慧系統或算法的數據反映了此類偏見，包括那些與性別或種族相關的偏見。更重要的是，我們都知道，在數字世界裡，操縱可以很容易地大規模產生。如果我們不能解決這些問題，人工智慧不僅會變得強大，還會大大加劇不平等。
毫無疑問，良好的道德規範需要清晰的法律框架。與此同時，需要全球統一的標準來促進創新，確保公平的競爭環境。不僅如此，學術界和產業界的創新者能夠而且必須儘自己的一份力——制定嚴格的道德標準，並與外部專家(例如專門的道德委員會)討論重要的道德問題。然而，有一件事是倫理論證永遠不應該鼓勵的:那種將嚴肅的、建設性的辯論扼殺在萌芽狀態的反技術倫理主義。訴諸憤怒和限制不是答案，我們需要找到可行的概念和指導模型。
這讓我想到第三個也是最後一個主要挑戰:加強全球性、跨學科的合作。從簡單的市場邏輯來看，滿足全球龐大的計算需求所需要的規模，將使純粹在國家或歐洲層面上的監管辯論註定失敗。在利用衛生數據實現有意義的衛生保健改善方面，我們迫切需要跨界和跨部門的夥伴關係。雖然市場通常會獎勵那些堅持自己核心能力的人，但政治機構應該鼓勵利用新創新領域的跨行業、跨學科專業知識進行研究。鑑於技術可能對社會產生的根本影響，我們必須確保世界領先的工業國家遵循一種基於明確國際準則的合作方式——最好是在聯合國層面，儘管存在地緣政治競爭。
效率、道德、合作——三個簡單的詞，三個主要的挑戰，讓顛覆性技術成為它本來的樣子:不是威脅，而是幫助人類進步的工具，我們非常幸運擁有它。毫無疑問，技術顛覆會帶來相當大的風險。但在我看來，將這樣的機會棄之不顧將是所有風險中最大的風險。
微信公眾號」職場視界Jobsight"(id:jobsight)
相關焦點
-
IT峰會高端對話:哪些顛覆性技術關乎人類未來?
今天看到人工智慧和科學，科學是一個無限的江山，這也是給了我們非常多新的機會。他提到，中國現在在網際網路領域已經有非常大的進步，在科學領域也有非常大的進步，但是總得來說把兩個要跨界的結合起來，還是做得不夠，不過為了真正推動人工智慧下一步，必然要把這兩者之間做一個緊密連接。戈張表示，顛覆性技術總是有很多層面不同小的應用、小的技術所構成。就人工智慧來說，計算機視覺是很重要的一個技術。 -
從「模仿式」進步到「顛覆性」創新—新聞—科學網
由此可見，顛覆性創新的特殊意義。 我國實施創新驅動戰略，旨在於實現從科技大國向科技強國的宏偉跨越；而實現這一跨越的標誌就是由科技創新的「跟跑者」變成「領跑者」；而完成這一「華麗轉身」的突破口就是從「模仿式」進步到「顛覆性」創新。 一、顛覆性創新拉開新一輪科技革命的序幕 當前，新一輪科技革命蓄勢待發，大有「山雨欲來」之勢。 -
蘇世偉丨顛覆性太空技術的創新機理與應用邏輯
太空技術是在太空科學引領下，人類進行太空活動所應用的工程技術，也稱航天技術或空間技術。太空技術的進步使人類看到了地球之外的宇宙，拓展了人類的認知領域，豐富了太空科學的內涵，同時還改變了人類的思維方式和科研方法。 -
重磅〡婦女是人類文明的開創者、社會進步的推動者
在講話中，習近平主席指出，「婦女是人類文明的開創者、社會進步的推動者，在各行各業書寫著不平凡的成就。」由於這次聯合國大會是世界處於百年未有之大變局之際，又恰逢全球共同抗擊新冠肺炎疫情之時召開的。由於新冠肺炎疫情對人類文明將產生深刻影響，同時信息技術革命也正在帶來新的文明形態生成。 -
卡爾達肖夫指數：我們如何衡量一個文明的技術進步？
伴隨著對技術創新的不懈追求，我們正面臨著越來越多的災難。可怕的災難和巧妙的創新如此對立地結合在一起，我們又如何評估我們作為一種文明的進步呢?他的模型被稱為「卡爾達肖夫指數」(Kardashev scale)，該指數以文明能夠利用的能源數量為基礎，來衡量文明的技術進步程度。大體上來說，一個文明擁有的技術越先進，能夠利用的能源就越多。隨著能源利用率的提高，文明社會可以進一步改進技術。卡爾達肖夫認為，人類文明將達到其技術和利用能源的能力所能達到的程度。 -
雜交水稻解決了人們吃飯的問題,袁隆平之外,我們不能忘記孟德爾
然而在修道院任職的孟德爾出現了，這個以學習古典哲學為主要課業的青年，在學校工作期間，兼修了統計學相關課程，在教學過程中，他經過自己觀察和分析，透過紛繁的動植物多樣性，認識到那種使動植物保持一代又一代繁衍生息而能保持相對穩定的機制才是遺傳學的關鍵。 -
【1971-2050 計算革命簡史】從摩爾定律到「消失」的計算機
這種飛速的進步是 1965 年由英特爾的創始人戈登·摩爾首次觀察並且提出結果。摩爾指出，可以擠在集成電路上的電子元件數量每年都會增加一倍。後來這個數字修改為每兩年，從此「摩爾定律」為整個計算機行業設定了步伐。每年，英特爾和臺積電等公司花費數十億美元來計算如何縮小進入計算機晶片的組件。 -
科技是推動人類文明進步的動力
但這一時代的到來，充分依賴比特時代的革命，基因工程是大數據量的工作，同樣在計算裡最大的難題也是對生命課題的技術支持，網際網路的海量數據分析也必將引 發整個數據體系的巨大變化。從1800—2000 年，人類的平均壽命已經增長了一倍。隨著基因時代的到來，生命的延伸也將是必然，當人類平均壽命達到300 時，那將是另外一個世界了。可以講，推動人類進步的動力，就是科學技術的不斷突破和發展。 -
如何保護我們的文化遺產與自然遺產
拿北京城的保護來說，50年代的時候，梁思成說要把舊城整個保護下來，到三裡河那邊建新北京，但沒被採納。我們現在申請歷史文化名城，這幾大古都一個都沒申請下來。最後是評了一個平遙一個麗江，但現在在我們的歷史文化名城裡面，就只剩它們了，太可憐了。那時是理念的錯誤，但是到80年代以後搞房地產開發，商人來了以後就是利益驅動，瘋狂地破壞，誰也制止不了。 -
不容詆毀的李森科和不怕詆毀的孟德爾
三大遺傳定律，其證據清晰明確，經得起嚴格的檢驗和質疑，在1909年後逐漸被全世界廣泛接受，奠定了現代遺傳學的根基，推動了遺傳學的快速發展。到今天，生物遺傳科學和基因技術，已經成為現代科學最重要的研究領域。但是，誰能想到，證據確鑿的三大遺傳定律，在長達幾十年的時間內，竟然被蘇聯、東歐國家和中國等國家視為反動的資產階級遺傳學。 -
人類應鼎力進行探索的35種顛覆性技術
人類文明的進步，只要出現難以逾越的障礙，必然給人類的發展帶來迷茫和災難。只有鼎力進行中的科技探索，能促使人類放棄相互之間的成見，攜手團結，共創光明的未來。筆者在本文中提出如下35種顛覆性技術，如果一旦有所突破，必然會給人類帶來新的希望。相信在不遠的將來，會逐步出現一些科技創新的突破，使這些技術付諸使用，並對人類文明的發展帶來驚人的顛覆性改變。 -
孟德爾的豌豆雜交實驗(一)
1、他孤立於當時的科學界，做出奠基性突破卻終生未被學術界承認 2、他的工作幾十年後尚不為同一學科第二重要的科學家、諾貝爾獎得主所理解，但最終卻沿著孟德爾的路走下去。 3、他發現的貌似簡單的理論，即使在今天多數學過的人，都沒有意識到其智力高度。 -
【光明日報】顛覆性技術的預測與展望
通常，這類技術的出現沒有規律，更難以預測。 顛覆性技術和新興技術既有共性，也有區別。一般來說，顛覆性技術可以是科學技術突破的結果，如電子的發現。而新興技術也有可能是顛覆性的，其剛剛出現時顛覆性可能沒有馬上顯現。但當它被創新性地應用時，其顛覆性就會得以充分體現，如臉譜等社交網站。鑑別新興技術會不會成為顛覆性技術，我們可能要問三個問題：第一，哪些技術有潛在的顛覆可能？ -
以開放包容推動人類文明進步
原標題：以開放包容推動人類文明進步（鐘聲·推動構建人類命運共同體⑥） 「要尊重世界文明多樣性，以文明交流超越文明隔閡、文明互鑑超越文明衝突、文明共存超越文明優越。」黨的十九大報告中，習近平總書記將開放包容的中國精神融入構建人類命運共同體的偉大進程，呼籲世界各國遵循開放包容的精神創造人類美好未來。 -
深度揭秘不可思議的事實,孤獨的天才孟德爾
孟德爾最重要的遺物是一篇遺傳學論文。與此相關，他還有一篇遺傳學論文以及給一位植物學家的10封信。他的主要論文顯示了清晰的思路，有助於我們追蹤科學是如何在一個頭腦中誕生的。從孟德爾的文章，我們可以體會他如何做研究：發現重要問題，提出解決問題的途徑，設計實驗思路，進行實驗研究，得到結果，分析結果，提出前人沒有想到的理論，進一步實驗，得到更多可以分析的結果， 推廣理論， 證明理論。孟德爾的論文由十一部分組成。 -
以交流互鑑推動人類文明發展進步
5月15日，國家主席習近平在亞洲文明對話大會開幕式上發表題為《深化文明交流互鑑 共建亞洲命運共同體》的主旨演講，盛讚亞洲文明對世界文明發展的重要貢獻，並為推動各文明交流互鑑提出「中國主張」，獲得各國高度認可。 -
孟德爾遺傳定律的由來
大家好，歡迎收看我的百家號小林看天下事，今天小編要給大家的介紹的是孟德爾遺傳定律的由來。孟德爾遺傳定律從眼睛的顏色到某些疾病的發病率,我們的所有性狀和特徵都遺傳自我們的父母。奧地利修士格雷戈爾·孟德爾第一個發現了控制這些性狀遺傳的定律。 -
創新與技術進步是什麼關係
原標題：創新與技術進步是什麼關係 ■應注意將青年追求新奇性的特質引導到，專注於搞好一件事、有韌勁的軌道上；社會則要不斷樹立接受「異類」和寬容失敗的態度。 -
康紹忠院士:農業領域若干顛覆性技術初探
生命科學和新型納米材料等技術，為農業生物肥料和生物藥物發展提供了全新途徑和技術支撐， 並將推動相關戰略性新興產業快速成長。目前，城市農業、植物工廠、沙漠種植和虛擬種植等多項顛覆性技術逐步建立，並成為新的科技熱點和新的衝突爆發點，對於緩解全球糧食安全嚴 峻形勢意義重大。未來10~15 年，顛覆性技術將源於各領域技術融合，或基於傳統技術深化後的躍遷突變，將推動著農業用地不斷向空間(包括太空)拓展。開發和改良鹽鹼土，綜合治理養分失衡土地，深化傳統耕地技術，對於增加後備耕地，保障糧食安全具有重要意義。 -
遺傳學領域的先驅:孟德爾
孟德爾是一位奧地利神父，他在花園裡通過實驗發現了遺傳的基本原理。孟德爾的觀察成為現代遺傳學和遺傳研究的基礎，他被廣泛認為是遺傳學領域的先驅。誰是孟德爾？同年，孟德爾違背父親的意願，開始學習成為一名神父，他在布爾諾的聖託馬斯修道院加入了奧古斯丁教團，並被命名為格雷戈爾。當時，該寺是該地區的一個文化中心，孟德爾立即接觸到其成員的研究和教學，並獲得了進入該寺廣泛的圖書館和實驗設施的機會。1849年，孟德爾在布爾諾社區的工作使他筋疲力盡，病倒了，他被派到茲奈姆擔任一個臨時教職。