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科技領域的每一次重大發現都會引起深遠的影響。近期,一項潛在的科技突破,在網路上引起了廣泛的關注與熱議,來自高麗大學的研究團隊聲稱,可能已經開發出了一種名為LK-99的新型超導材料。這種材料的特性十分驚人,即便在常溫常壓的環境下,依然能夠保持其超導特性。 然而,因為過去出現過對類似發現的錯誤宣傳,這個消息在公眾面前並沒有立即獲得信任。眾多疑慮和質疑聲音中,最為人們所關注的是,迄今為止,還沒有其他的研究團隊能夠成功複製這項研究成果。這使得人們對其真實性產生了更大的疑問。 然而,假設這個消息是真實的,假設這個名為LK-99的材料真的具有在常溫常壓下保持超導性的特性,那麼,它將會帶來怎樣的影響呢?它可能會如何改變我們的生活,或者甚至改變世界呢? 不妨讓我們展開想像,其實,我們正在談論的可能是一場科技領域的根本性革命。如果我們要在歷史上找到對應的例子,那麼,這個革命的規模可能不亞於晶體管或發電機的發明,那兩項偉大的發明,都在當時的時代引領了科技的飛躍,推動了社會的巨變。而如今,也許我們正在站在一個新的歷史節點上,目睹著下一次重大科技革命的曙光。 什麼是超導體? 超導體是一種獨特的材料,其特性讓科學家們都為之著迷。當處於適當的環境條件下,這類材料能夠表現出零電阻,同時會產生磁場,這意味著它能夠極高效率地傳導電流,且幾乎沒有熱損耗。此外,它還能產生強烈的磁場。 儘管超導體的實用性早已被人們所熟知,但在過去的幾十年中,它們的應用一直受到限制。主要的原因在於,大部分超導材料需要用液氮冷卻至接近絕對零度的環境下,才能展現超導性。維持這種低溫環境需要高度複雜且昂貴的設備,這在很大程度上限制了它們的實際應用。譬如,使用超導磁體的MRI掃瞄器體積龐大,造價昂貴。又如,實驗性聚變反應爐的規模巨大,費用不菲。就連那些表現出了巨大改進潛力的試點項目,如2021年芝加哥北部的聯邦愛迪生公司使用超導體的輸電線項目,也因為同樣的原因而被擱置。 而那些在室溫下能夠表現出超導性的材料,它們也衹能在壓力高達167萬個大氣壓的條件下才能發揮超導性,這幾乎使得它們無法在實際中應用。 然而,LK-99的出現可能會改變這一切。如果LK-99確實能在室溫和常壓下展現超導性,那麼這將從根本上顛覆我們對超導體的認知,使其在眾多應用中大放異彩。 室溫常壓超導體能徹底改變交通運輸 超導材料具有極大的潛力,能夠對許多領域帶來深遠影響,其中最引人注目的是它們在發電和輸電領域的應用。通過零電阻線路,它們能承載超過銅線兩百倍的電流,無需產生熱量或者損耗,且適用範圍更廣,成本更低。 更具吸引力的是,超導體在能量儲存領域的巨大潛力。若將超導材料構成閉環,讓電荷在其中流動,這些電荷可以在閉環中無限期運行,不會有任何損耗。這使得超導體可以被用來儲存能源,為間歇性的可再生能源,如風能和太陽能,提供一種經濟實用的儲存方式。而這一切都意味著,未來的電池將更輕便,充電速度更快,能量密度更高。 而且,超導材料生成的磁場可以使聚變反應爐的體積縮小數個數量級,雖然可能不能直接用於驅動汽車或照明房屋,但這些設備可以足夠小,足夠便宜,到處可見,甚至可以隨身攜帶。更為重要的是,清潔無盡的能源將使能源短缺和對碳排放的擔憂成為歷史。 此外,超導材料可以將磁懸浮技術提升到一個全新的水平。磁懸浮列車將更加快速,效率更高,製造成本更低,更為普遍。而且這種技術也將逐步普及,直到有軌電車可以在馬路上懸浮,甚至可能有使用磁懸浮技術的汽車和滑板,甚至可能有建築物使用這種懸浮技術來維護和主動支撐其結構,電器衹要充電,不需要一直給電。 再者,超導材料也能對推進系統產生深遠影響。由於電池更輕、更強大,電動機更高效、更強大,全電動飛機和其它飛行器的尺寸可以做得更大,速度更快,航程更遠。我們甚至有可能看到裝備磁流體動力噴射裝置的船隻,可以快速且安靜的方式前進。 室溫常壓超導體迎來計算機新時代 我們有可能見證計算機科技徹底改革的景象。CPU可能在無需冷卻系統或電流泄漏的情況下製造,從而實現更快的運行速度和更高的效率。此外,量子計算機可能以量子位的形式運行,這是一種類似於晶體管的量子計算方式,它不需要低溫支持系統。大量的量子位可以緊密集成,並通過超高速數字鏈接相互連接。僅需一步,量子計算機就可能走出實驗室,成為21世紀PC的未來。 超導體技術可能讓感測器系統與低溫環境下一樣敏感,即使在量子水平上,設備的尺寸可能會顯著縮小。想像一下,患者可以佩戴的MRI掃瞄器和類似設備,或者像手機攝像頭一樣方便使用的先進成像系統。或者想像一個像詹姆斯.韋伯太空望遠鏡那樣靈敏的望遠鏡,只不過它的尺更小而且能夠大規模的生產。 意想不到的可能性 然而,那些尚未湧現在我們視野中的應用,將會是最具變革力的。倒回到20世紀80年代,計算機體積龐大,價格不菲,操作複雜,以至於衹有擁有布爾邏輯博士學位的人才有資格使用它們。這導致了一個結果,即即便是頂尖的計算機科學家,他們的實踐經驗也相當有限,對計算機的理解也相當膚淺。因此,他們對計算機的理解常常處於兩個極端,要麼過度誇大,要麼低估。 然而,隨著矽晶元的問世,計算機的體積縮小,計算機從實驗室走向辦公室,再從辦公室走入千家萬戶。每天,數以百萬計的人在使用計算機,他們有機會與這個設備進行親密接觸。從軟體工程師到學生,人們開始逐漸理解,計算機不衹是一台進行數字運算的機器,而是一台能處理數據的設備,它們並非無所不知,反而是個有用卻有些獃頭獃腦的助手。同時,計算機也開始從一台獨立的設備,變為一種可以嵌入各類技術和日常生活中的組件。 自那以後,計算機革命就如火如荼地展開,帶給我們一項又一項的數字化創新,包括網際網路、一個包含人類歷史上最豐富知識的虛擬圖書館、ChatGPT、智能手機、社交媒體,以及各種各樣的模因。 或許,室溫超導體也會走上同樣的道路,它們會如此深入我們的生活,以至於我們對它們的存在視而不見。但是目前一切尚未成定局,人類仍在摸索LK-99是否真的有效,是否可以製造得出來。
近期,IBM 與加州大學伯克利分校的聯合研究發現,即使在充滿錯誤的情況下,量子計算機也有可能解決一些當今強大的超級計算機所難以解決的問題。這些問題範圍廣泛,從理解磁性材料的行為,到模擬神經網路的行為,甚至是研究信息在社交網路中的傳播方式。 在這項研究中,研究團隊將 IBM 的 127 量子位Eagle 晶元與勞倫斯伯克利國家實驗室和普渡大學的超級計算機進行了比較,以完成越來越複雜的任務。驚人的發現是,儘管存在許多雜訊,也就是錯誤,Eagle 量子晶元仍能夠生成與超級計算機相匹配的結果。這項研究在《自然》雜誌上發表,顯示了當今的量子計算機,即使不完美,也有可能比預期更早地成為科學研究的一部分,甚至成為我們日常生活的一部分。換句話說,我們現在已經進入了量子實用的領域。 與基於硅的經典計算機晶元不同,量子計算機使用的量子位可以存在於流動狀態,可能落在任何位置。這種特性使得量子計算機可以同時進行多個複雜的計算,這使得它們在理論上比當今的硅晶元效率更高。在進行大規模計算時,量子計算機也顯示出比超級計算機更精確的可能性。 然而,這些精確的結果並不是基於它們對問題的完全理解,而是基於它們能夠容忍和抵抗錯誤的能力。在這種情況下,後處理軟體起著至關重要的作用,能夠校正和修復雜訊帶來的問題,從而提高量子計算機的精確度和有效性。 儘管這項研究還處於早期階段,但結果已經顯示了量子計算技術可能比原先預期的更早實現應用。此外,這種技術也有可能改變人類如何處理和解決計算的問題。目前,IBM Quantum 小組正在努力進一步提高他們的技術,並在他們的硬體上進行測試,以確保能在更大規模和更複雜的問題上達到更高的精確度。 隨著量子計算機的硬體持續進步和優化,這種新型計算技術可能在未來幾年內取得更多突破,可能在各種領域,如物理學、化學、生物學和網路科學中發揮巨大作用。
生成式AI,能夠自動生成準確、真實的文本、圖像或音頻,使得許多職業或者工作崗位可能面臨被替代的風險。然而,最新的研究發現,這種全新的技術反而可能增加更多的工作機會。 麥肯錫公司最近發布的《生成式AI的經濟潛力:下一個生產力前沿》報告,對47個國家和地區的850種工作角色和2100種職業任務進行了研究,發現生成式AI有可能為全球經濟創造高達4.4萬億美元的年度價值,甚麼概念呢?英國一年的GDP才是3.1萬億美元。這個估計是以AI可能接管的現有工作和可能創造的新職業和職責作為基礎的。 這些經濟價值的產生,主要通過自動化和加速人類當前的工作任務來實現,使得在相同的時間內完成更多的工作。一個實際的例子,來自一項關於生成式AI如何改變客服工作的研究。在使用了AI之後,客服人員每小時解決的問題數量增加了13.8%,電話接聽速度更快,成功解決投訴的數量也有所提高,甚至能同時處理多個電話。AI還幫助減少了培訓新員工的時間,從而使公司能夠拓展更大的團隊,開展更多的業務。 麥肯錫的報告發現,生成式AI和其他技術,能夠讓目前佔據員工60%-70%時間的工作自動化。儘管這需要一些重大的再培訓,並且公司和政府必須投入資金支持工人的轉型和管理這種重大轉變可能帶來的其他風險,但如果成功管理,生成式AI能為經濟增長做出實質性的貢獻。 生成式AI的增值將主要集中在四類工作:客戶運營、營銷和銷售、軟體工程和研發。在各種行業中,生命科學、銀行業和高科技行業可能從生成式人工智慧中獲得最大的收入增長。 例如,客戶運營已經開始由AI協助或完全接管客戶互動。對於營銷和銷售,AI能生成數量龐大且個性化的創意內容。在軟體工程領域,AI能夠依據自然語言提示編寫計算機代碼。在研發領域,AI能夠高效地對蛋白質進行建模,構建特定生物反應的蛋白質複合物,並幫助設計人造蛋白質藥物。 AI的發展勢頭仍在持續,它將在各個經濟領域找到新的應用。不過,至少在目前,人類仍然是完成大多數任務的重要部分。就拿麥肯錫的生成式人工智慧報告來說,儘管數據的檢索和分析是由AI完成的,但報告本身卻完全是由人類撰寫的。生成式AI的未來將會如何,目前尚且未知,但可以肯定的是,AI在未來的經濟發展中發揮越來越重要的作用。
科技的力量在不斷地塑造和改變我們的生活,一個新的奇蹟剛剛在我們眼前誕生。那些熟悉的木材,常常被我們視為不擅長導電的天然材料,如今已被科學家們賦予了新的生命。他們創造出了世界上第一個可工作的木質晶體管。儘管它並不完美,還需要進一步的優化和調整,但它的誕生毫無疑問標誌著我們邁向可生物降解技術的一大步。 活樹,因為裡面有水,展現出相當好的導電性,尤其是在遭受雷擊時。然而,那些常被用於建築、傢具和各種人造產品的乾燥木材,卻幾乎喪失了這種能力。然而,沒有甚麼是不可能的。最近的研究已經發現了一些方法,能夠賦予這些木材全新的電子生命,這樣木材就能變成柔軟的電池、可生物降解的計算機晶元、可列印導電油墨和石墨烯電路基底。 在林雪平大學(Linkoping University)和KTH皇家理工學院(the KTH Royal Institute of Technology)的科學家們的精心創作下,世界上第一款功能性的木質晶體管終於呈現在我們面前。科學家選擇了莎木(balsa wood),因為它的結構均勻並且沒有紋理,同時賦予木材堅韌強度的木質素也被精心去除了。這樣,只留下了帶有空心通道的長纖維素纖維,然後科學家們又巧妙地把PEDOT:PSS這種導電聚合物,放了進去。 於是,我們見證了最終的木質晶體管的誕生。它可以像常規的晶體管一樣工作,能夠調節通過它的電流,提供穩定的電子流輸出,也能用作電源開關。雖然它不是最好的晶體管,關斷需要大約一秒鐘,打開需要長達五秒鐘,但正如研究論文的通訊作者所說:「木質晶體管確實可行,並且具有巨大的發展潛力。我們沒有特定的應用目標來創建這個木質晶體管,我們之所以這樣做,是因為我們可以,這是基礎研究,證明了這種可能性,並希望能夠激發更多的研究,以期在未來找到實際應用。」 這項奇妙的發明,其優點顯而易見,最大的優勢在於其可生物降解性,這不僅有助於解決日益嚴重的電子廢棄物問題,而且大型導電通道,使其能夠處理比其他有機晶體管更大的電流。更為神奇的是,它還可以集成到活體植物的電子電路中,這無疑將為我們的科技世界開闢全新的道路。 此次研究的成果已發表在《美國國家科學院院刊》上,雖然它只是一個起點,但它的誕生,宣告了人類在利用自然界的資源方面取得了重大突破。面對這一代表著未來可能性的創新之作,我們正在等待它在我們的生活中展現更多的可能性。









