《黑科技》| 丁雨解读
关于作者
本书由15位作者联袂写成，其中包括了亚马逊软件工程师、苹果“下一代输入技术”硬件工程师、哈佛大学遗传和分子生物学博士等等。诸位作者专业各有差异，均毕业于名校并在一线科技公司工作，既有扎实的理论功底，又有最前沿技术的实践经验。
关于本书
本书涉及了前沿科技领域和科技产品，包括热门的人工智能、虚拟现实等科技的原理和进展。在例举产品的同时，作者详细分析了相关技术和作用机理，并对科技改变生活的未来图景做了前瞻性展望。
核心内容
从提高医疗水平、延展人的身体机能、增强人与外界信息沟通等三个方面，详细解析黑科技对未来生活的众多改变。
前言
你好，欢迎每天听本书。今天为你解读的是《黑科技》，这本书的中文版大约30万字，我会用大约24分钟，为你讲述书中精髓：前沿科技将如何让我们的生活变得更智能、更美好？
很多科幻大片经常描述出这样的场景：主人公身受重伤、濒临死亡，却能靠核能心脏满血复活；当受到敌人攻击时，随手一甩就是几个小型导弹；而坚硬的钢铁铠甲，不仅让人力大无穷，还可以凌空飞行；人工智能可以和人随时联网，与全世界的信息同步等等。这些场景难道真的只是凭空想象？人类的生活有可能像科幻大片一样酷炫吗？今天要讲的这本《黑科技》，或许就能给你带来一些对未来世界的真实展望。
什么是黑科技呢？它是指以人类现有的知识和能力，暂时无法达到的高科技。在这本书里，它被引申用来指代当下最前沿的技术和产品。就像这本书的书名一样，它通过大量生动的前沿科技案例，为人们勾勒出了一幅“未来星球”的奇妙蓝图。
这本书的作者有15位之多。这其中有亚马逊的软件工程师、苹果公司“下一代输入技术”硬件工程师、哈佛大学遗传和分子生物学博士、斯坦福遗传和发育生物系博士后等等，可以说每个人的研究领域各有差异，但相同的是：他们的教育背景都是清一色的牛津、剑桥和美国常春藤名校，而工作经历都是出身于硅谷一线的科技公司。在视野上，既有扎实的理论功底，又有最前沿的实践经验，可以说是技术咖们的强强联合。正因为如此，这本《黑科技》一经上市，就受到了马化腾、杨元庆、李开复、雷军等国内一线科技企业大佬的一致推荐。
这期音频，我会从黑科技将怎样提高医疗水平、怎样延展人的身体机能、如何增强人与外界信息沟通三个方面，来为你详细讲解黑科技对未来生活的改变。下面，我们就来一个个说。
第一部分
先来说说黑科技将会怎样提高医疗水平？人们发展科技，当然是希望改善生活。而想要享受越来越美好的未来生活，总得活得更健康、更长久吧？从治病救人、帮人们延年益寿方面，黑科技都能发挥什么作用呢？我们举几个例子来看看。
你可能知道，人类健康面对的一大难题，就是器官的病变。特别是一些关键器官，比如肝、肺、胃等内脏器官，一旦发生比较严重的问题，就很难从根本上治愈。要是能像壁虎一样，那就厉害了：尾巴断掉，过几天还能长出一条新的，这样不就可以彻底摆脱器官病变的困扰了？但现实情况是：人没有这么强大的再生能力，一旦器官衰竭或受损，就要靠器官移植来延续生命，可合适器官的供给量总是很低的。在中国，每年需要器官移植的人大约有150万，却只有1万人能够得到所需要的器官，成功完成移植手术。那么，有没有黑科技能解决这个难题呢？
对于这一点，科学家们想了很多办法，比方说，有的科学家就曾经尝试拿动物器官移植到人身上，但这个方法最大的问题在于，不同物种之间有严重的排异反应。换句话说，就像系统和软件不兼容，弄不好还会带来副作用。也有的科学家试图用新材料来制造人工机械器官，希望像制造假肢一样制造内脏。但机械终归是机械，自然器官的很多功能，是很难通过机械实现的。还有什么更好的办法吗？
1996年，克隆羊多莉的诞生让人精神一振。既然能够克隆一只活生生的羊，那能不能也克隆一个和自己一样的人，用克隆人的器官来做移植呢？这个想法看起来简单，但却牵扯到一些问题。首先是技术问题，克隆羊多莉是277个样本中唯一存活下来的，它活了六年就因为早衰而死亡了，这表明克隆动物的成活率很低。动物尚且如此，至于克隆人的难度那就更大了。另一方面，伦理问题也是不容忽视的。真的把人完整克隆出来，那就是活生生的人了。大活人的活体器官移植，那可是赤裸裸的犯罪。
既然不能克隆人，那能不能克隆器官，或者让器官再生呢？这还真有可能。2007年，日本生物医学科学家、京都大学细胞研究所所长山中伸弥带领团队，通过导入特定基因的方式，成功地将人类的皮肤细胞变成胚胎干细胞。
形象点儿来说：人体的细胞有很多种，不同的器官需要不同的细胞。比方说人的内脏细胞，和手脚这种四肢的细胞，就不完全一样。所以你想要造器官，首先就得有合适的细胞。咱们刚才提到的胚胎干细胞，简单说来，就是一种神奇的“种子”细胞。给它一些合适的条件或者刺激因素，这种“种子”细胞，就可以变成人类所需要的某种特定细胞，比如可能给点儿什么养分，它就变成了用于神经的神经细胞，只要生长的“雨露”合适，它甚至能长成用于心脏的心肌细胞等等。这样，人们从实验室中就可以得到任何一种想要的细胞，用于器官移植治疗了。不过，如何获得干细胞却是一个难点。之前，人们想通过克隆的办法来提取这种“种子”细胞，可惜没做到。
山中伸弥的实验实现了突破。他的团队绕开了克隆这条路径，通过导入基因的方式，让已经分化成熟的细胞“逆生长”成为胚胎干细胞。打个比方，咱们本来是想复制一个和自己一模一样的人，然后从他身上提取“种子”细胞来拯救自己，现在呢，山中伸弥的技术是，从咱们身体上随便取下一小块儿细胞，注入几种神奇的“药水”，它就能变成咱们想要的“种子”细胞。正因为这项发现，山中伸弥在2012年获得了诺贝尔医学奖。
通过山中伸弥的技术，科学家很容易造出“种子”细胞，并将这些细胞定向分化为各种不同类型的细胞，但这只是器官再生的第一步。如何把多能干细胞变成真正可用于临床的组织和器官移植，又是另外一个问题了。为了让这个黑科技能够真正给需要器官移植的患者带来福音，科学家们也是用尽了千方百计。咱们再来举个例子。
多能干细胞呢，也就是咱们说的“种子”细胞——咱们种下这颗种子呢，其实是想让它“长”出梦寐以求的完整器官。真的能“长”出器官来吗？还真有“长”出来的。比如，日本科学家笹井芳树领导的科研团队，就把胚胎干细胞培养成了视网膜初始结构，也就是可以制造人工视网膜的材料。很多眼科疾病患者的问题实际就是出在视网膜上。譬如老年人的黄斑病变，就是一种视网膜疾病，它是50岁以上人群失明的主要原因之一。有了笹井芳树这项技术，不少黄斑病变患者就有了治愈的希望。日本就已经有一位70岁的老人，做了第一个吃螃蟹的人。科研小组通过提取老人的皮肤细胞，诱导成“种子”细胞，再把“种子”细胞培育成用于移植手术的视网膜初始结构，植入老人眼中。这个手术已经在前两年顺利完成，不过移植的具体的效果，还需要长期观察。但无论如何，人体器官的再生医学由此迈出了重要一步。
刚才我们说到了，黑科技能够帮助人们修复受伤的身体，那有没有黑科技能让人延年益寿、长生不老呢？其实，造出“不老仙丹”，是古往今来人们的追求，也是今天很多科学家研究的课题。今天这个问题还真取得了一些成果。科学家经过对一系列的生物观察发现：少吃有利于长寿。比如美国加州大学洛杉矶分校曾经做过这样一个实验：给四组老鼠吃东西，一组敞开吃，另外三组分别定量每周只摄入85、50、30千卡热量。结果显示，吃得越少的老鼠活得越长。这是为什么呢？科学家观测发现：节食对生物体而言，实际上意味着一种压力。而一定程度的压力，能够刺激机体产生防御性反应，来增强抵抗不利环境和疾病的能力，从而达到延年益寿的作用。
不过，虽然“少吃有利于长寿”，但吃多少才算真正的“少”呢？并且如果真的吃得特别少，又会影响生活质量。这不是又成一个新问题了？别着急，科学家们在研究探索的过程中，又发现了一个现象，那就是：“多吃葡萄皮儿”有可能延长寿命。这是怎么回事儿呢？
原来，人体还有一种长寿基因。它是干嘛的呢？它是维持人体机能年轻态的关键。也就是说，你之所以能够保持旺盛的精力，皮肤有弹性，都是在于这种长寿基因在背后发挥着作用。没有了它，就连少吃也不管用了。那么这种蛋白都存在于什么地方呢？哈佛大学的一支研究队伍发现：一些物质，比如一种叫做白藜芦醇的物质，能够增强长寿基因的生物活性。换句话说，更多摄入白藜芦醇就能像节食一样，有可能延长寿命。而葡萄皮中就含有丰富的白藜芦醇。这下你知道，为什么吃葡萄不吐葡萄皮了吧？
不过话说回来，作为这个星球上的智慧生物，人类自身还有太多奥秘等待探索。虽然不一定能够长生不老，但随着黑科技在医学领域的发展，未来的人活到一二百岁，甚至更长，也许并不是什么遥不可及的事。并且，像开头科幻大片所描述的“主人公身受重伤、濒临死亡，靠核能心脏满血复活”，也真的是有可能的。
以上，就是今天给你讲的第一个内容：黑科技将怎样提高医疗水平？依靠培植“种子”细胞的技术，人类可以更好地修复受损的身体，开展器官移植；通过长寿基因的研究，人们在努力抗击着衰老。黑科技在医学领域的发展，和人对自身的探索一样，没有止境。未来，更长的寿命、更有效的医治病症、再生机体，都是有可能的。
第二部分
下面，我们来说说黑科技怎样拓展人的身体机能？和很多动物相比，人的身体算不上强大，跑得没有豹子快，跳得没有猴子高，举重可能还比不过蚂蚁。毕竟人家蚂蚁能举得起比自己重好几倍的东西。那么有没有黑科技可以把人体变得更有力量呢？还真有。
科幻片里经常出现的钢铁盔甲、黄金战衣之类的装备，其实就是增强人体力量的一种黑科技。这种黑科技在今天并不是没有实现的可能，实际上科学家们目前在这方面已经做了很多工作。他们研究了一套体外骨骼装置，就是相当于，除了人自身的骨骼和肌肉组织，在体外再新增一套更强大的骨骼系统。这种装备在技术上属于机器人的范畴，它能够通过机械系统为穿戴者提供助力。虽然看上去像是穿了一套威风凛凛的铠甲，但其实它不仅能应用于军事战争，还能够被广泛地用于医疗、救援和工程作业等方面。
机器人外骨骼一般包括了机械结构、传感、动力传动、能源和控制等部分。虽然日常生活中见到的不多，但其实各国已经有不少相对成熟的产品。比方说，日本开发的体外骨骼，就是专门针对残障人士和助力强体力作业开发的产品。它是怎样控制运动的呢？这个原理在于：当人产生意念想要做出动作时，脑部会产生控制信号，并通过神经传递到皮肤，形成表面肌电信号。这些信号虽然微弱，但是仍然能够被电子电路检测到。这套体外骨骼，就是通过检测采集这些信号，控制机械结构来做出类似于人的动作。
再比如：美国开发的“下肢外骨骼”，是目前在军事应用方面最领先的外骨骼系统。士兵、消防和其他救援人员在完成任务时，往往要背负沉重的设备和物资，穿上了这套外骨骼，就能大大提高负重能力。美国这套外骨骼采用液压驱动，以燃油为能源，动力强劲，即便身背重物，也可以蹲跨走跑，轻灵如风。当人腿开始产生动作的时候，装在外骨骼的传感器就会感知到力的运动趋势，并驱动外骨骼顺应这个趋势，从而增强力量。这方面，中国制造的认知外骨骼机器人1号，采用的也是类似传感技术。
在众多延展人身体机能的黑科技中，如果说外骨骼能增强人们的力量，那么雷达的发展就能让人拥有“火眼金睛”。比如在未来，如果你想知道对面的美女或帅哥是不是喜欢你，你就可以买一套“隔空呼吸探测迷你雷达”，悄悄放在口袋里。这样，你就能提前探测到眼前的美女或者帅哥，是不是看到你会心跳加速。
说起来，雷达是个老牌科技产品了，它的原理是用发射无线电磁波得到的反射波来探测目标物体。在你死我活的第二次世界大战中，出于战争的需要，雷达技术突飞猛进。近年来，随着天线尺寸和芯片的日益缩小，雷达设备也学会了“缩骨大法”，变成了小巧玲珑的探测器，应用到更多领域中。
除了可以作为单身男青年的交友利器，雷达还能让人通过虚空的手指动作来控制电脑，是不是有种“隔空打牛”的既视感？比如，谷歌就推出了一款迷你雷达，这款雷达比sim卡略大，能够嵌入设备，能够捕捉手指的细微动作，让人隔空通过手势来控制触屏。乍一看，还真好像是自己的手指被赋予了魔法。
随着黑科技的发展，在未来像这种“魔法”一定会越来越多，并且更加智能化。就像你在科幻大片里看到的，用一个小小的设备，完全无线操控一架庞大机器的事并不会太遥远。作者说，也许到那个时候，连触屏、遥控都不用，只需要心电感应，人和人、人和机器，甚至人和动物都可以对话了。
那么有了这些黑科技，人力大无穷又火眼金睛，要是再能有个“筋斗云”，是不是真的就可以成为“孙大圣”了？别说，这还真不是开玩笑。比如，美国的一家公司就造出了一款磁悬浮滑板。这款滑板能承载着人，在金属地面上悬浮、行走。它的原理很简单，就是利用磁铁磁极相斥而产生的力，把人托起来。虽然，现在这个磁悬浮滑板还飞不远，但至少让人看到突破地心引力的可能性。
这种可能性一旦具备，就已经是革命性的突破。再往后的发展，要做的只是怎样让这种悬浮飞行，更加稳定、续航时间更长。随着各种硬件和软件的发展，也许未来有一天，你真的可以驾着属于自己的“筋斗云”到想去的地方。到那时候，如果每个人都可以“空中行走”，可能这个世界还要重新制定交通规则了。
以上就是今天给你讲的第二个内容：黑科技对人身体机能的拓展。外骨骼在给残障人士带来福音的同时，也让野外作业、救援等工作有了很大便利，人变得力大无穷；探测雷达让人可以更好地感知世界，摆脱有线控制的束缚；而磁悬浮滑板等黑科技产品，则让人看到了突破地心引力的可能，拥有了更强的空间移动能力。
第三部分
最后，我们来说说黑科技将如何改变人与外界的沟通模式？
在前边所讲的内容，你可以看到：一系列黑科技确实可以让个体变得更强大，但人毕竟是社会性生物，在精神层面，人需要与外界沟通，才能让生活更加充实，生命更加完满。那么黑科技在这些方面，又有哪些作为呢？在这一点，我们不妨来假设一个场景：在未来某一天，小华下班，坐上自己的无人驾驶汽车回家。路上交通堵成了一锅粥，但小华并不感到无聊，因为他正在车后座刷朋友圈。等到了家，直接下车，小华跟汽车说了几句话，无人驾驶汽车就切换到打车平台去接单赚钱了。一进家门，家里已经是饭香四溢。原来家政机器人，早已把大餐做好，等他回来了。
这样的生活是不是像电影里的场景，让人感觉有点遥远？其实，这并不遥远。实现这样的生活，在于技术在人工智能领域的突破。其中，最关键的技术就是深度学习。所谓深度学习，说白了就是让机器能够像人一样学习，从而变得更加智能，更好地为人类服务。现在的谷歌、脸书等无数高科技企业，都投资重金在深度学习的研发中。为什么这么火呢？
举个例子来说：现在我们可以和苹果手机上的siri聊天、可以给手机设置声音锁、用数码相机捕捉人像，还能让一些门禁系统通过人脸识别来开锁，这些活动其实都需要机器能够分辨声音和图像。深度学习正是让机器可以高精度分辨声音、图像的技术。现在的阶段，人和机器的对话也就是简单对话，再聊深入的话题可能就进行不下去了。但如果未来深度学习继续发展下去，和虚拟人物谈恋爱的体验，可能不比和哲学系的高材生谈恋爱差。
那么，这么神奇的深度学习，它的原理是什么呢？1958年的时候，美国的科学家发明了一种拥有学习和认知功能的计算机。这台计算机模拟人大脑机能中的神经和它们发挥作用的方式，能够识别简单的字母图片。但当时的算法还比较初步。科学家们发现，如果不断增加神经网络的层次，把各个层次连接起来，就可以创造出功能强大的多层神经网络。这其实跟人一样，脑容量越大，“脑回路”越多，它当然就更厉害了。今天的阿尔法狗之所以比早期的人工智能性能优异，就是因为它“心思”更深，神经网络更发达。
带来这种变化的，除了这些年不断发展的软硬件水平，还因为大数据的崛起，它能够让阿尔法狗们训练出更强大的大脑。随着互联网和分布式系统的兴起，大数据相关技术日趋成熟，人工智能将会越来越智能。比如，谷歌的无人驾驶汽车、亚马逊正在试验的送快递的无人机，以及中国的百度大脑，这些由深度学习发展而来的人工智能产品，正带我们走进更舒适的生活。
不过，仅仅有了会学习的机器人还是不够的，实现这一切要靠什么连接起来呢？你大概要脱口而出，宽带互联网，4G呗。这个思路没错，但这个“高度”还不够。现在的“黑科技控”们讨论的可不是让你的带宽从50兆变为100兆的问题，他们想要的是更方便、更快捷、数据量更大的数码通讯方式。比方说，咱们现在用的宽带网络，都是从地面铺设的，属于“地网”，也就是主干线都是在地球表面，而有些科学家想要打造的是“天网”，也就是说要把网络的主干线铺到天上去。
这方面，脸书不久前就进行了太阳能无人机的试飞。这个无人机是专门提供互联网接入服务的。脸书计划在全球布局上万架这样的无人机，使用激光通信技术，这种技术的传输速率能够达到10Gbps，接近地面光纤水平。它们的目标就是通过使用激光、无人机等网络通讯新方法，把互联网连接数量增加10倍，把上网价格降低到目前的十分之一。你看，这是不是一个福音呢？如果这个计划推广开，以后你就再也不用担心手机流量了。
当然，探索太阳能无人机空中互联网技术的不只有脸书一家，谷歌也正在进行着类似计划。它也是用无人机做平台，但采用的技术是毫米波通讯技术，据说这种技术比4G的传输速度快40倍。想象一下，全球上万架太阳能无人机每天在天上飞来飞去，为普通民众提供免费或廉价上网服务。不过，这样的事儿，民众答应，各国政府也不能答应。领空问题怎么解决？国家安全问题怎么解决？
所以像谷歌、脸书这种巨头还有更“高”的目标，那就是利用卫星构建智能宽带网络。在理想状态下，“天网”和“地网”融合一体、多种类型的网络混合、各种设备自带热点组成的局域网络，将会把所有设备联系起来，成为未来最广泛的应用形态。人与人、人与物体的连接，会在这样的趋势中越来越方便快捷。到那时，就不是只有土豪才能用流量看小视频了。
当然，无论网速怎样快，终归也属于基础设施。最重要的是，当机器的深度学习变得非常智能以后，再与网络这些基础设施联动起来，那威力就相当强大了。到那个时候，就不仅仅是随时随地上网的问题了，将有更多的公共机构和生活设施，采用人工智能，甚至机器人上岗服务。比如你到了一家餐馆，甚至不用点餐，针对你的口味量身定制的饭菜就已经送到了你的面前；你想买一件衣服，只需要转一个身，独一无二的漂亮衣服就已经为你裁剪好了。
以上，就是今天给你讲的第三个内容：黑科技对于人与外界沟通模式的改变。机器的深度学习，让各种各样的产品更好地服务于生活，天网、地网等网络基础设施的加强，并且与机器深度学习的联动，让人与他人、与各类产品的连接更为紧密便捷。未来人类的生活，将更加智能、更加具有个性化。
总结
今天的内容就讲到这。下面，来简单回顾一下今天为你分享的各路黑科技。
首先，我们讲道：黑科技将怎样提高医疗水平？依靠克隆、干细胞等技术，人类可以更好地修复受损的身体，开展器官移植；通过长寿基因的研究，人们在努力抗击着衰老。黑科技在医学领域的发展，和人对自身的探索一样，没有止境。未来，更长的寿命、更有效的医治病症、再生机体，都是有可能的。第二个我们讲了：黑科技怎样拓展人的身体机能？最后，我们讲了第三个内容：黑科技对于人与外界沟通模式的改变。机器的深度学习，让各种各样的产品更好地服务于生活，天网、地网等网络基础设施的加强，并且与机器深度学习的联动，让人与他人、与各类产品的连接更为紧密便捷。未来人类的生活，将更加智能、更加具有个性化。
听完了今天这本书，相信你对“黑科技”这三个字，一定会有全新的理解。这些所谓的“前沿技术”，其实恰恰联结了现在和未来。今天的黑科技，可能就是明天的非常普通的生活应用。没有人可以准确地预知未来，但今天这本书在为你科普现代科技发展的同时，也给你提供了依托于现实的想象空间。
撰稿：丁雨
脑图：摩西
讲述：于浩