一系列技术正在我们周围走向成熟，以难以预测的复杂方式改变着我们的世界。
要预见未来，就需要关注自然界中鲜为人知但十分重要的要素，以免我们措手不及。其中有几项即将催生颠覆性技术，并带来新的认知。
基于此，我们请来一个专家网络，请他们说明科研的哪些领域最令他们兴奋、哪些最令他们担忧。共有六百六十位专家予以回复。我们认为他们的回答会让你大吃一惊。
未来前沿
正如你所料，许多人经常阅读和谈论的那些技术，也是专家们最为关注的。涌现出的复杂议题包括一些常见的热点，例如人工智能、人类基因组编辑、可持续能源以及武器的未来。
但若要更善于预见意外，我们就需要更加留心倾听。“未来前沿调查”正是为此而设。在数据深处，我们发现了一些与众不同的声音，其希望与担忧都有别于其他人。
基于这些耐人寻味的回复，我们提炼出八项科学与技术的未来前沿，我们都应多加了解。其中四项蕴含巨大前景，四项则带来重大风险。
四项最具前景的前沿
1. 量子生物学
植物如何在十亿分之一秒内将阳光转化为其赖以生存的化学能？鸟类如何感知地球磁场，从而跨越数千英里进行导航？我们的DNA为何会在没有明显原因的情况下随机突变？什么是意识？
理解生物学如何进化出利用明显量子行为的能力，以及量子物理在人脑中可能扮演怎样的角色，是一个尚处萌芽但正在成长的研究领域。它可能解答科学界一些最大的谜题，并催生出超乎我们想象的技术。了解更多内容，请查阅本文。
2. 通过小数据进行机器学习
每天都有关于人工智能将如何改变我们世界的新闻。但如今的人工智能存在重大局限。机器要学习，就需要海量的训练数据。一旦遇到与训练示例不同的情境，它们便会失效。人类智能恰恰相反。我们遇到一种出人意料的新情况时，仅凭极少的数据，我们的大脑便天生善于归纳概括，而且大多能取得出色的结果。
如今我们耳闻的人工智能系统依然令人印象深刻，但它们很可能只是“单技之长”。一个能像人类一样灵活学习、无需海量训练数据即可提供有价值服务的系统将是颠覆性的。它可能带来与人类相当，甚至超越人类的能力。
3. 室温超导
很少有什么事物比我们驾驭电力的能力更深刻地改变了人类的处境。但当我们将电能存储于电池中时，电池会随时间衰减；而当我们通过电缆输送电能时，总会有一部分能量损耗。超导材料可以实现电能的无损输送与存储，并产生永不衰减的强磁场。
剑桥大学教授Suchitra Sebastian认为，超导体可能推动一场能源革命，她在一篇旨在以通俗语言解释该材料之谜的文章中写道：试想，可悬浮的列车能够达到惊人的速度；一个完全由沙漠太阳能农场供电的世界；超高速计算机；廉价的MRI设备；以及我们尚未梦想过的种种技术。
然而，我们目前拥有的超导体只有冷却至零下数百摄氏度时才能发挥作用。这在技术上极难实现，使得超导技术无法实现商业化规模应用。若能在室温下实现超导，将以堪比我们首次开始使用电力的方式改变世界。
4. 毒液组学
从蜘蛛和蝎子到青蛙和蜗牛，有超过22万种物种能够产生被称为毒液的复杂毒素混合物。毒液含有强效蛋白质，它们经过进化，能够以非常精确的方式迅速起效，如同锁与钥匙一般与人体内的特定靶点结合，产生毁灭性的效果。简言之，它们是大自然完美的“超级药物”。如果人类化学家能够制造出与毒液效果相当的药物，我们将看到药效显著提高、副作用显著减少。
制药企业之所以未能更多地利用毒液，原因之一在于理清其复杂的化学结构、识别有效成分极为困难。但是，“组学”技术的应用，即系统性地表征DNA、RNA、蛋白质，以及参与细胞结构与代谢的分子之间差异的工具，使科学家能够以快得多的速度解码并编目毒液的结构。它们可能引发人类疾病治疗药物发现领域的一场革命。
想了解更多内容，请阅读这篇关于毒液组学这门令人着迷的科学的文章作了进一步说明。
四个令人担忧的研究领域
1. 致命性自主武器
无论是无人机、枪械还是机器人，致命性自主武器系统（LAWS）的界定特征在于：一旦部署，它们便会自行决定何时使用或不使用致命武力。
如需了解完整情况，请阅读Peter Maurer撰写的这篇文章，他是红十字国际委员会主席。
2. 数字表型分析
科幻迷们长期以来一直梦想着一种手持设备，只需快速扫描身体便能诊断疾病与不适。随着能够分析视频、文本和音频记录、识别人眼和人耳无法察觉的细微模式或异常的算法问世，此类技术如今已接近现实。
数字表型分析虽有望赋予人们力量，但也可能被用于在人们不知情、未同意的情况下被动地筛查人群。安全与监控摄像头已成为城市、交通枢纽、办公场所乃至学校中的常见存在。未来，这些系统将有可能在我们毫不知情的情况下捕捉到身体与心理健康的变化。
能够追踪我们行为模式的数字设备的普及，甚至可能即将改变精神病学领域。斯坦福大学精神病学与行为科学副教授Amit Etkin在这篇文章中对此进行了论述。
企业、政府或第三方如何处理这些数据，将在已经错综复杂的数据隐私与数字权利辩论中开辟一个新的前沿。
3. 非侵入式神经调节
电流、超声波和磁刺激等无形力量，可用于改变人的心理状态、行为或大脑生理机能，而过去这些需要通过外科手术进入颅骨或服用药物才能实现。这正在催生针对顽固性抑郁症的新型治疗方法，以及无需在患者大脑深处植入装置即可缓解帕金森震颤的疗法。
但若缺乏明确的监管，这项技术很容易以未经批准的方式被使用，从而可能使消费者面临风险。目前已经出现了一个小规模市场，专门生产可自行操作的脑刺激套件。若将其推向极端，不难想象未来某一天，企业和政府可能部署相关设备，操控工人、士兵或公民的心理状态，上调或下调他们的清醒程度、对权威的服从程度、恐惧或抑制感。
若想进一步了解非侵入式思想控制的相关科学，可以查阅我们对Antoine Jerusalem的专访，他是牛津大学工程科学系教授。
4. 预测性司法
这是指利用人工智能、神经成像技术和大数据，识别犯罪发生概率较高的个人与情境的能力。人工智能在法庭上的应用可能有助于提高司法效率，但需要考虑在伪造证据的算法大量涌现的世界中所面临的风险。
我们正面临一场数字革命，Daniela Piana在这篇探讨预测性司法伦理的文章中写道。我们有责任确保仍然依法而治，而不是落入将法治等同于代码统治的陷阱。
说到规则，在法律程序受到具有人工智能的法官和陪审团影响的世界里，这四项原则可以帮助防范编程AI偏见。
