TOP20经典科技疑问，美国顶尖级科学家都给出了答案！
科学家是⼀个泛称，⼴义上指对真实⾃然及未知⽣命、环境、现象及其相关现象统⼀性的数字化重现与认识、探索、实践、定义的专业类别贡献者。
狭义的定义是指专门从事科学研究的⼈⼠，包括⾃然科学家和社会科学家这两⼤类。如被称之为科学家的代表⼈物有英国物理学家⽜顿、波兰天⽂学家哥⽩尼、居⾥夫⼈，美籍科学家爱因斯坦和中国的农学家袁隆平等。
因此在现在的科学环境下，对于⼀个有志于成为科学家，准备献⾝科学研究的年轻⼈来讲就必须注意⼀下三个⽅⾯的问题。
⼀，认识到科学的重要性，认同科学是⼈类⽣存发展所必须的。有了这样的观念才会热爱科学，才会产⽣献⾝科学的动机和愿望。
⼆，⾃觉培养科学精神，尽可能地系统掌握已有的科学知识。其实这是⼀个科学家所必不可缺的东西。
三，鉴于现在⼤科学的特点，如何最在经过⼀番努⼒之后成为科学家还需要⼀定的策略。
回想过去，多少曾经的科学幻想如今已成为我们的⽣活⽇常。今天的我们，对未来也有着种种的科学期
盼和⼈⽂关怀。⼩到⼈体细胞，⼤⾄整个宇宙，⽞到意识到起源，编者盘点了20种科技疑问，下⾯请看20位科学家的经典回答。
1. 当地球的寿命结束，⼈类能够继续⽣存么？
我认为⼤规模从地球移民出去的设想是⼀个很危险的错觉。在太阳系中，没有⼀个地⽅能够⽐甚⾄珠峰峰顶或者南极点更为适宜⼈类。我们必须承认这个世界存在这⼀问题。不过，我推测到下个世纪，将出现由私有团体资助的⽕星探险⽣活，之后可能还会拓展在太阳系的其他地⽅。
我们当然应该预祝这些先驱开拓者交上好运，要知道他们是依靠着各种机械技术和⽣物科技来适应外星环境。在⼏百年后，他们将演变为新的物种：后⼈类时代即将开启。超越太阳系的旅⾏则是后⼈类的事业，⽆论那是否需要他们亲⼒⽽为。
—Martin Rees， British cosmologist and astrophysicist
2. 我们什么时候，在哪⾥能够找到地外⽣命？
如果在⽕星上存在着⼤量微⽣物的话，我估计在20年内将找到类似我们⼈类形式的⽣命。如果地外⽣命和地球上的物种存在较⼤差异，那么寻找难度将会较⼤。当然也有可能⽕星上幸存的微⽣物⽐较稀少并且存活位置难以让我们的机械探测器抵达。
⽊星的卫星欧罗巴和⼟星的卫星泰坦（⼟卫六）也是值得关注的地⽅。欧罗巴作为⼀个⽔的世界，可能会进化出更复杂的⽣命形式。泰坦⼤概是太阳系中可能存在⽣命的最有趣的地⽅。那⾥富含有机分⼦，环境很冷且没有液态⽔。如果存在⽣命，那么⼀定和地球上的物种⼤为不同。
—Carol E. Cleland， philosophy professor and co-investigator in the Center for Astrobiology at the University of Colorado Boulder
3. 我们能否理解意识的本质？
很多哲学家、神秘主义者等等都认为我们⽆法最终理解意识或者主观思想的本质。不过没有理论可以⽀持这样的失败主义论调，我们也有很多理由去期待那⼀天，在不远的将来，科学将成为⼀种驯化的，量化的，对于意识和其在宇宙中的位置具有预测性的认知能⼒。
—Christof Koch， president and CSO at the Allen Institute for Brain Science; member of the Scientific American Board of Advirs
4. 是否会有那么⼀天，这个世界拥有⾜够的医疗服务吗？
在过去25年中，全球共同体已在医疗公平性⽅⾯取得了长⾜的进步。不过这些成绩还没有覆盖到世界上那些最偏远的群体。深⼊热带⾬林，那⾥的⼈们与世隔绝，没有交通，没有⽹络，可⽤的医疗服务
最少，护理⽔平最低，死亡率居全球最⾼。据世卫组织估计，⼤概有10亿⼈因为路途遥远，⼀辈⼦都没有见过医疗⼈员。
直接从当地社群招募卫⽣保健⼈员可以填补这⼀缺⼝。他们甚⾄可以抗击埃博拉这样的传染病，在医疗机构不得不关门的时候保证基本护理的到位。我所在的机构Last Mile Health利⽐亚政府合作，在九个⾏政区的300个社区部署了300多名保健⼈员。但是我们⽆法单独完成这⼀⼯作。如果全球共同体对全⼈类医疗保障是重视的，那么必须投资从⽽保证医疗⼈员能够抵达那些偏远地区。
—Raj Panjabi， co-founder and chief executive at Last Mile Health and instructor at Harvard Medical School
5.脑科学能否改变刑法？
基本来讲，⼤脑就是⼀台体现因果律的机器。其功能即根据先⾏条件，从⼀个状态转变为另⼀个状态。刑法与此的关联完全是不存在的。⾸先，所有的哺乳动物和鸟类都有⾃我控制的回路，这可以通过强化学习来改变（做出好的选择会得到奖赏），特别是在社会环境下。
刑法涉及的是公共安全与福利。即使我们能够识别那些特殊的回路，⽐如连环⼉童强奸犯，限制他们的⾃由，因为他们倾向于再犯。是否我们就可以说，“他有那样⼀个⼤脑不是他的错，放他回家吧。”
这⽆疑是⼀种私⾃执法⾏为。当这样粗暴的审判替代了已经扎根多年⼒求公平的刑法系统，事情会变得很糟糕。
—Patricia Churchland， professor of philosophy and neuroscience at the University of California， San Diego
6.⼈类在未来500年⽣存下去的希望有多⼤？
我想我们⽣存下去的⼏率还是很不错的。即便重⼤危机——⽐如核战争或者⽓候变化之后的⽣态灾难——也不⾄于将我们完全清除。⽬前的⼀个威胁是，机器将超越⼈类并决定脱离我们⽽存在下去。⾯对这个问题，⾄少我们可以拔掉它们的电源。
—Carlton Caves， Distinguished Professor in physics and astronomy at the University of New Mexico
7. 我们能否防⽌⼀场核浩劫？
在911事件后，美国的⼀⼤主要策略就是通过加强富铀富钚地区的安全，并尽量铲除恐怖分⼦来减少核恐怖主义的威胁。⼀次核恐怖主义袭击可以夺去10万⼈的⽣命。冷战结束后已经过去了三⼗年，然⽽在美俄的核对抗中仍埋藏着巨⼤的核浩劫危险。这涉及到上千次的核爆炸，以及⽆数⽣命的当即陨
灭。
就像珍珠港事件，美国如今已经表明在假想情况下，其所有核⼒量有可能被俄罗斯先发制⼈的闪电战⼀扫⽽光。我们当然不想遭遇这样⼀次攻击，但双⽅都保持着洲际和潜艇导弹发射能⼒，各有1000枚左右的弹头处于预警发射状态。由于导弹的飞⾏时间只有15到30分钟，所有关系到亿万⼈⽣命的决策必须在⼏分钟之内做出。这就带来了偶发核战争甚⾄⿊客引起导弹发射的很⼤可能性。
美国并不需要做出这种威慑姿态，因为在它那些⽆法被锁定⽬标的潜艇上载有800枚弹头。如果发⽣核战争，美国和俄罗斯都希望在他们脆弱的陆地导弹系统被摧毁前发挥其功⽤。冷战虽然过去了，但这种末⽇机器依然伴随着我们，⼀触即发。
—Frank von Hippel， emeritus professor at the Woodrow Wilson School of Public and International Affairs at Princeton University and co-founder of Princeton’s Program on Science and Global Security
8. ⼈类的性活动是否会衰退？
不太会。但通过性⾏为孕育后代的⽅式可能会变得不再那么常见。在未来20-40年中，我们将能够从⼲细胞中获得卵⼦和精⼦，这很可能来⾃双亲的⽪肤细胞。这将允许我们在胚胎植⼊前对其进⾏基因诊断，或者为那些希望对胚胎进⾏基
和精⼦，这很可能来⾃双亲的⽪肤细胞。这将允许我们在胚胎植⼊前对其进⾏基因诊断，或者为那些希望对胚胎进⾏基因编辑的⽗母提供服务。
—Henry Greely， director of the Center for Law and the Biosciences at Stanford University
9. 会否有⼀天，我们能够依靠⼯程学替换所有⼈体组织？
在1995年，我和Joph Vacanti曾撰⽂介绍过⼈⼯胰腺技术，以及塑料材质的⼈⼯器官和电⼦器件的发展，甚⾄能够使盲⼈复明。如今这些都已不为⼈所陌⽣，不是变成了真实产品，就是进⼊了临床试验。在未来⼏个世纪中，很可能任意的⼈体组织都能够通过这样的途径被替代。培养或创造⼤脑这样复杂⽽尚未被充分理解的组织将需要⼤量的研究。然⽽相关研究将很快帮助治疗脑部疾病，⽐如帕⾦森或者阿尔茨海默症。
—Robert Langer， David H. Koch Institute Professor at the Massachutts Institute of Technology
10. 我们能否躲过“第六次⼤灭绝”？
如果我们快速采取⾏动，这可以被延缓，进⽽停⽌。物种灭绝的最⼤原因是栖息地的丧失。这就是为什么我要强调⼀个完整的全球保护区，包括⼀半陆地，⼀半海洋。在这⼀倡议下，我们还需要去发现并鉴定那近千万个尚存且未知的物种。⽬前，我们只发现并命名了200万种。总之，包括⽣物界在内
的环境科学的延伸，应当是本世纪剩余时间中的⼀个主要科学⽬标。
—Edward O. Wilson， University Rearch Professor emeritus at Harvard University
11. 我们能否养活所有⼈⽽不必毁掉地球？
可以的。⼈们应该这样做：减少作物废料、⽣活垃圾以及⾁类消耗；结合恰当的种⼦技术和管理实践；帮助消费者了解发达国家和发展中国家农民所⾯临的挑战；提⾼农业研究和发展的公共资⾦；从社会经济和环境⾓度重点推进可持续农业。
—Pamela Ronald， professor in the Genome Center and the department of plant pathology at the University of California， Davis
12. 我们能否在外太空开拓殖民地？
这要看“殖民”的定义。如果派机器⼈登陆就算的话，那我们已经做到了。如果是把地球上的微⽣物运过去，使它们⽣存甚⾄发展下去，那么很遗憾，我们还没有做到。可能凤凰号⽕星探测器和好奇号探测车最为接近，它们都配有热源，但离维京⼈那种殖民还差得远。
如果这意味着⼈类在其他地⽅⽣存⼀段较长的时间，但不繁衍后代，那么在未来50年内很可能会实现。
（虽然有所限制的繁殖活动是可⾏的）但是⽬标是建⽴⼀个⾃给⾃⾜的环境，使⼈类可以在地球的少许帮助下即可⽆期限地⽣存下去，那么这种定义下的“殖民”还很遥远。我们现在还远远⽆法掌握该如何构建封闭式⽣态系统，能够很好地抵御外来有机体或⾮⽣物学事件（如“⽣物圈⼆号”）。我认为这种⽣态系统问题所⾯临的挑战⽐太空殖民拥护者以为的要难得多。需要解决的技术难题有很多，另⼀个问题就是空⽓处理。我们还没有在地球上尝试过⽔下殖民。要征服⼀个甚⾄没有⼤⽓层的环境恐怕要困得的多。
—Catharine A. Conley， NASA planetary protection officer
13. 我们能找到⼀个地球的孪⽣兄弟？
我打赌可以。相⽐于⼏⼗年前，我们发现的围绕其他恒星运⾏的⾏星已经多了很多。⽽且我们已经发现在地球上对于⽣命⾄关重要的成分——⽔——在太空⾥也⽐较常见。我想⼤⾃然对于很多⾏星都有所青睐，包括类地⾏星。我们需要做的就是去寻找它们。
—Aki Roberge， rearch astrophysicist focusing on exoplanets at NASA Goddard Space Flight Center
14. 我们能治疗阿尔茨海默症吗？
14. 我们能治疗阿尔茨海默症吗？
我不确定是否真会有⼀个治疗⽅法，不过我⾮常希望在未来⼗年中针对阿尔茨海默症能够出现⼀个成功的疾病修饰疗法。我们已经开始进⾏预防实验，甚⾄在⼈们出⾏临床症状前就进⾏⽣物⼲预。其实我们不必完全治愈阿尔茨海默症，我们只需要将⽼年痴呆表现延缓5到10年就很好。据估计，如果严重的病症阶段延缓5年，将减少近50%的医疗保障负担。更重要的是，⽼年⼈将能够在外部环境安⼼地离去，⽽不是在病房中。
—Reisa Sperling， professor of neurology at Harvard Medical School and director of the Center for Alzheimer Rearch and Treatment
15. 能否出现可穿戴技术设备来探测我们的情绪？
情绪涉及到抵达我们⾝体各器官的⽣化和电信号，⽐如压⼒会影响我们的⾝体和精神健康状况。可穿戴技术使我们可以在较长时段内对这些信号的模式进⾏量化。
在未来⼗年中，可穿戴设备将能够为我们的健康提供个性化天⽓预报：根据你近期的压⼒、睡眠、社交情感活动等判断，你的健康和快乐概率将提⾼80%。然⽽，与天⽓预报不同，智能穿戴设备还能识别出我们缓解“风暴”事件的⽅法：保持每天9⼩时以上睡眠，保持当前的中低⽔平压⼒，那么在未来4
天内发飙的⼏率可降低60%。在接下来20年⾥，可穿戴设备以及其带来的分析结果，将⼤幅减少我们的精神和神经疾病。
—Rosalind Picard， founder and director of the Affective Computing rearch group at the M.I.T. Media Lab
16. 我们能否弄清到底什么是暗物质？
我们是否能确定暗物质是什么取决于它到底是什么。有些形式的暗物质允许在探测与普通物质之间发⽣微⼩的相互作⽤，这在以往都避开了探测。其他暗物质则可能通过其对星系等结构的影响从⽽被探测到。希望我们能够从实验或观测中学到更多东西，但这也不是⼀定能保证的。
—Lisa Randall， Frank B. Baird， Jr.， professor of science in theoretical physics and cosmology at Harvard University
17. 我们是否能够掌控诸如精神分裂或者⾃卑症这样棘⼿的脑疾病？
像精神分裂症和⾃闭症这样的疾病⼀直是我们没有解决的，因为神经科学还没有找到其结构性问题进⾏修复。有些⼈认为未来的答案将完全在⽣物化学中找到，⽽⾮神经回路。有些⼈则认为神经科学家应该从整体⼤脑构造⼊⼿，⽽不是特定的神经障碍。当我畅想未来的时候，总会想起诺贝尔奖获得者
Charles Townes的名⾔：⼀个新理念的精彩之处就在于你不知道它会是什么。
—Michael Gazzaniga， director of the SAGE Center for the Study of the Mind at the University of California， Santa Barbara
18. 随着技术的发展，药物研发能否不再需要动物实验？
如果器官芯⽚能够在世界各个独⽴实验室中展现出良好的技能，替代复杂的⼈体器官⽣理学，解决病理表现，那么正如以前概念验证研究指出的那样，这将能够逐步替代动物模式，最终⼤幅减少动物实验的需要。重要的是，这些设备将为药物研发开启新途径，⽽这在今天的动物模式中是⽆法实现的。⽐如个性化医药，以及来⾃特殊双亲细胞制造的芯⽚中特定基因亚群的医疗研发。
—Donald E. Ingber， founding director， Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University 19. 在科学领域能否实现性别平等？
性别平等可以实现，但我们不能只是坐等它⾃⾏发⽣。我们需要招募更多的⼥性到科研和技术领域中来，从⽽“拉平数字”。我们应该让机构执⾏“双职⼯”策略，推进家庭友好仿真，帮助领导⼈开拓新视野。最为重要的是，我们需要利⽤关于不同性别发现和创新能⼒的分析来完善这⽅⾯的认知。
—Londa Schiebinger， John L. Hinds Professor of History of Science at Stanford University
20. ⼈类是否有⼀天能够提前⼏天或⼏⼩时预测像地震这样的⾃然灾害？
有些⾃然灾害较其他更容易预测。飓风需要⼏天才会到来，⽕⼭需要积聚⼏天或者⼏⼩时才会喷发，龙卷风则仅需要⼏分钟就能席卷⽽来。地震可能是最⼤的挑战了。通过对地震本质的了解我们知道，提前⼏天预测地震⼤概是不可能的。不过我们可以在地震来袭前⼏秒甚⾄⼏分钟预测将遭受破坏的地区。这不⾜以让我们离开城市，但能够让我们寻找⼀个安全之所。
—Richard M. Allen， director， Berkeley Seismological Laboratory， University of California， Berkeley
