认为未来不同于现在的想法与我们传统的思考和行为方式大相径庭，以至我们大部分人在实践中对依照它采取行动非常抵触。
约翰·梅纳德·凯恩斯，1937年
我可以再造他
休·赫尔（Hugh Herr）就是为攀登而生。在8岁的时候，他已经攀登上了加拿大境内落基山脉中12000英尺高的高峰天波山。在赫尔17岁的时候，攀岩界认为他是美国东海岸最优秀的人之一。[1]1982年1月，赫尔和攀岩同伴杰夫·巴泽尔（Jeff Batzer）攀登华盛顿山上一条对技术要求非常高的冰道的时候，遭遇了一场暴风雪。他们迷失了方向，气温降到了零下29摄氏度，且风速达到了每小时100英里，这两个人试图下山，但是被困到了一个被称为大海湾（Great Gulf）的冰川山谷中。他们试图找一条下山的道路的时候，碰巧找到了造雪机的轨道。他们顺着轨道走，却离安全和居住地更远了。
连续三个夜晚，这两名攀岩者就暴露在恶劣的天气中，无法返回到山下。当试图跨过一个结冰的河流的时候，赫尔掉进了冰里，竭尽全力脱身而出。他们最终找到了一个山坳，可以躲避一些寒风的侵袭。当救援人员最终找到他们的时候，两名攀岩者都处在极端困境中。当时很明显赫尔难以再支撑24小时了。同样，很明显救援人员无法在当时的情况下移动他，所以他们呼叫了一家军用直升机将两个攀岩者送到了新罕布什尔州的一家医院。在抵达之后，尽管进行了多种尝试去拯救他们，但是赫尔的双腿因为严重的冻伤不得不在膝盖以下被截肢。他悲痛欲绝。从任何一方面讲，赫尔的攀岩生涯就此结束了。
赫尔在自己的攀岩活动戛然而止之后，全力以赴投身学习之中。他在当地大学学习物理学，接着在麻省理工学院攻读机械工程硕士，后在哈佛大学获得生物物理学博士。他利用这方面的知识从事仿生学和机械义肢研发工作，现在是麻省理工学院媒体实验室生物机械电子组的主任。今天，赫尔声称自己在膝部以下完全是人工的：
“我是由钛、碳、硅还有一堆螺母螺栓组成的，”赫尔在美国国家公共电台的一次采访中说，“我身上安装的义肢具有12台计算机、5个传感器以及类似肌肉的执行器，让我全天能够移动。”[2]
这次事故导致的意外结果是赫尔能够设计义肢并逐步改善先进的义肢的设计。这不仅让他重新开始攀登，而且实际上让他成了比在事故前更好的攀岩者。攀岩是一项极具竞争性的体育项目，所以，当他开始超越具有正常肢体的同事的时候，其中一些人扬言也要将自己的腿部截掉，这样他们才可能不落在他后面。[3]
赫尔为攀岩所设计的义肢与正常的义肢外形不同。他在尝试着创造脚部并在外面穿上登山靴之后，认识到他根本不需要鞋子，也不需要按照人类脚部的样子制造义肢的脚部。因此，他砍掉了后脚跟以减轻重量，在有用的地方增强了腿部的刚度，开始优化脚部相对义肢小腿的角度，为攀登增添了尖钉并将脚部做得足够细以伸进小缝隙中——如婴儿腿部的大小。这最终就给了他强于不具备增强设备的竞争者的无懈可击的优势。
在赫尔描述他的义肢的时候，他使用像“美丽的机器”“先进的”“可升级的”“工程的”甚至“不朽的”等字眼。他预测当他80岁的时候，他将能够比拥有生物下肢的人更好更省力地走路。从某种意义上讲，机械躯体可以不断地升级，而生物躯体是逐渐衰退的。
3D打印仿生人
也许历史上这种最常见的增强类型是像拐杖或手杖甚至是17世纪早期[4]用于提高听力的“号角状助听器”这样的设备。迄今发现的最早的一个假肢部位是一位贵族妇女脚部的一只人工脚趾，可追溯到公元前900年，是用木材和皮革制成的。今天，我们平常利用许多技术提高生活质量，例如胰岛素泵、起搏器、透析仪器、激光视力矫正等。这些增强技术与休·赫尔的假肢在很多方面实际上是只有细微差别而已。简而言之，我们已经从事增强自己身体的事情长达数千年之久了。
近年来在修复学方面发展最引人注目的领域之一是3D打印人工肢体的出现。在过去，制造一种能发挥功能的假肢价格高昂且颇为复杂。然后3D打印机（这也是机器人！）被黑客和制造者们掌握。不久，个人就能为自己、朋友和家人设计与制作机器人部件。3D打印界的开源特性意味着人们会分享自己的设计，这些设计方面的进步开始以令人吃惊的速度发展。过去对很多人甚至大多数人来说昂贵得令人望而生畏的复杂手部及胳膊开始以每个假肢数百美元甚至更低的价格就能获得。从事义肢设计的人员数量每天都在增加，可以假设不久之后这些增强式假肢将让佩戴者超越原有肢体的限制。
现在研发出来的打印假肢，具备符合解剖学的结构以及例如雀斑、指纹、涂色指甲及文身等表面上的细节。惟妙惟肖的义肢可以帮助减轻伴随肢体损失而出现的情绪创伤，尤其是当他们将神经刺激传送到大脑并实现直接的神经控制的时候，但是更为重要的是，这些义肢在很大程度上将与我们出生时所具备的肢体难分彼此。
其他人将他们的义肢通过3D打印技术进行个性化。奇点大学所赞助的初创公司UNYQ（一家3D打印公司），已经试验将义肢设计作为潮流的宣言。
出生于拉脱维亚的歌手、模特维多利亚·莫杰斯塔于2014年在英国第4频道发布了自己的第一个音乐影片，在其中她充满信心地佩戴一系列个人化的假腿进行了演出。主要展示的假肢是一种简单的黑色圆锥体，其末端做成了夸张的尖钉状，另一种是安装了LED（发光二极管）灯，其他的假肢也具有各种装饰性设计。在习惯了这种夸张的效果之后，莫杰斯塔的假肢已经成为她演出中的一部分。
2015年3月，因出演漫威公司《钢铁侠》和《复仇者联盟》特许经营权电影中托尼·斯塔克角色而广为人知的演员小罗伯特·唐尼对微软“集体项目”活动给予了支持。唐尼受该项目组的邀请以托尼·斯塔克的角色赠给7岁的亚历克斯·布林（Alex Pring）新一代的3D打印机器人手臂。亚历克斯·布林是在佛罗里达州中部生活的一个男孩，手肘上部处缺失了右臂。由肢体无限解决方案（Limbitless Solutions）[5]制造的假肢在设计外形上像钢铁侠的机器盔甲，打印的费用仅仅为350美元，而目前假肢的通常价格超过40000美元，这是一项不小的成就。
图6–2 《钢铁侠》主题的假肢
图片来源：微软“集体项目”
由假肢初创企业开放仿生公司（Open Bionics）所设计的一种3D打印仿生手是2015年詹姆士·戴森工程设计创新奖的获得者。令开放仿生公司的假手脱颖而出的是它的设计，这种设计使其比现在截肢人士所用的众多假肢在制作上价格低廉而且速度更快。这种机器手只需要40个小时完成3D打印，在设计上由精确地适合截肢者肢体的定制件构成，应用了可以感知肌肉运动的肌电图传感器对手部进行控制。通过收缩肌肉，佩戴假肢者可以选择松开和握紧手或者抓握物体。虽然现在其售价接近3000美元，但是诸如此类的假肢的价格正在下降，而且下降得很快。
假肢也正变得更加智能，或者更确切地说仿生肢体（通过机器人进行增强的假肢）正在变得智能。在美国西北大学，一种通过思想控制的机器腿正在研发中，它近期已经让在摩托车事故中失去腿部的一位男士攀爬103级台阶登上芝加哥威利斯大厦顶部。这种特别的假肢解析腿部肌肉（天生由神经控制或通过手术重新由神经控制）所释放的肌电图信号以此确定并执行病人试图采取的动作。到2018年这种假腿将可以得到广泛应用。
同步仿生腿（Symbionic Leg）是世界范围内为膝部以上截止人士制作的第一种完全仿生的腿。同步仿生腿通过一年多的测试已在2014年进行限量商业供应。据开发者奥索公司（Össsur）的信息，这种一体化假肢结合了带有微处理器的膝部与具有前摄性足踝弯曲能力的动力微处理器足踝。这种假肢自动适应个体的走路风格，而且其设计也帮助截肢者避免在不平路面例如斜坡和上楼梯的时候摔倒。
一种令人饶有兴趣而且也有些争议的概念是我们可能正在到达一个节点，即假肢使用者不再残疾，反而可能比所谓的体格健全者还具有优势。我们花片刻的工夫来考量一下这种场景。
南非运动员奥斯卡·皮斯托瑞斯（Oscar Pistorius）在被指控与瑞娃·斯滕坎普（Reeva Steenkamp）的死亡有关的刑事杀人罪之前，以“刀锋战士”而闻名。在国际残疾人奥运会舞台上，他拥有多项400米、4×400米接力、100米、4×100米和200米跑的世界纪录和奖牌。2011年，皮斯托瑞斯参加了在韩国大邱举办的国际田径联合会世界锦标赛，在与体格健全运动员的比拼中赢得了4×400米男子接力的银牌。他之后代表南非队参赛获得了参加2012年夏季奥运会400米和4×400米接力赛项目的资格。这不是在国际残疾人奥运会中，而是在主要赛事中与体格健全的运动员同场竞技。在实现这项成就之前，他在2011年的400米胜绩已经让他成为世界范围内最优秀的前10—15位赛跑运动员。[6]
有趣的是，皮斯托瑞斯差点儿没能进入世界锦标赛或者夏季奥运会，因为国际田联开始的时候拒绝他参与主流赛事。不是因为他是残疾人，而是因为害怕他的假肢可能给他带来超过其他赛手的优势。由于麻省理工学院休·赫尔团队、同步仿生腿等所展现出来的假肢优势，很显然我们不得不一次次面对这个问题。
系列视频游戏《杀出重围》在其对未来（2027—2052年）的展望中回应了这个问题。在这种未来世界中，人们主动地佩戴增强的四肢和其他身体改进形式，因为这些基于科技的增强方式为他们提供了与他们出生时所具有的能力相比更佳的能力。如果摩尔定律像在计算机和智能手机中那样应用到仿生学中，那么与体格健全的人相比性能更好的假肢将是我们在未来10年不得不应对的事情。我们需要禁止体格健全的人主动安装性能更好的假肢的法律吗？这在未来将仅仅是一种个人偏好，就像美白牙齿一样吗？
在100年之前，这一切听起来还都像科幻一样，但是当1500名被截肢的美国士兵从伊拉克和阿富汗返回美国的时候，对人类的增强已经不仅仅是一种需要解决的科技问题，而且也成为一种社会必要性。在这些数字之外，仅在美国就有超过11000例脊髓损伤导致的截瘫，但是按照世界卫生组织的测算，每年有25万—50万人患脊髓损伤。到2055年，日本人口中近40%的人口年龄将达到或超过65岁，而且许多人将在移动时需要协助。列举的这些例子不仅仅要求具备假肢，而且也要求具有像可以重塑全身运动能力的外骨骼一样的科技的进步。
3D系统公司与埃克索仿生公司（Ekso Bionics）已经引领了机械外骨骼领域中的发展。这些公司一起合作，已经设计出了一种3D打印机械盔甲，称为“埃克索”，着眼于帮助病人克服瘫痪。这种仿生学外骨骼在全球康复中心用于帮助因中风、伤残或像脑瘫等病情而失去行动能力的人们。另外一项突破是埃尔格医学技术公司（Argo Medical）的睿步（ReWalk），它是一种缠绑到人体躯干下部的计算机化的外骨骼。这种外骨骼可以帮助患脊髓损伤、脊柱裂及其他下肢残疾的人们站立、行走、上楼梯。
美国国防部高级研究计划局和美国军队一直在为步兵开展相关概念方面的工作，以便军队可以在更长的跋涉中携带更重的物品，以及能够携带更重的武器。我们已经在《异形》中的机械货物装载机和《明日边缘》中汤姆·克鲁斯所扮演的角色中见识到了诸如此类的描写。军队中此类研发经常激发出商业应用，我们发现在商业领域中这些技术在平行发展。如在第4章中所探讨过的那样，日本对为其老龄化人口提供医疗卫生和持续的移动能力抱有浓厚的兴趣。因此，日本致力于推动机器人技术的进步以解决其老龄人口所面临的问题，而不是支持从其他国家移民而来的医疗卫生工作者。
脑机接口
许多这种新兴科技将需要与大脑建立互动界面实现控制能力。这需要脑机接口的发展，最终将在神经植入和传感反馈方面带来巨大的进步。
加拿大的斯科特·劳特利（Scott Routley）在一场严重交通事故之后脑部损伤，长达12年的时间里一直躺在病床上，医生将他的病情称为“植物人状态”。他早上会醒来，到了晚上再入睡，但是对任何刺激都没有反应。直到英国神经学家阿德里安·欧文（Adrian Owen）教授使用功能性磁共振成像仪（fMRI）成功测量了劳特利对一系列问题做出回应的大脑活动之后，这种情况才改变。从那之后，欧文证实了大约1/5的植物人可以利用这种方法对刺激做出反应并回答问题。
埃里克·索尔托（Erik Sorto）在2002年背部中弹，导致颈部以下瘫痪。2013年经过5小时的手术之后，南加利福尼亚大学凯克医学院的外科医生在索尔托大脑的几百个特殊神经细胞上部植入了两块芯片。这种芯片由加州理工学院神经生物学家理查德·安德森（Richard Andersen）和他的同事研发出来，这种神经植入物可以让索尔托通过植入大脑的芯片上的连接控制一个机械臂。该项技术目前还处于起步阶段，但是经过数月的培训之后，索尔托现在已经能够使用机械臂玩“石头剪子布”游戏、握手、喝啤酒甚至完成更为高级的任务，例如做出绅士动作。
一项由美国国防部高级研究计划局资助的项目甚至发展得更快。莱斯·鲍在40年前的一次电击事故中失去了双臂。美国国防部高级研究计划局与约翰·霍普金斯大学应用物理学实验室合作，用十多年的时间研发出了可以连接到身体神经系统的假肢。与使用神经植入物的索尔托不同，鲍不得不接受一种称为靶向性肌肉神经重建的手术，重新布置了曾经控制他胳膊和手部的神经。然后这个团队利用虚拟模拟映射了与脑电波对应的神经脉冲。应用物理学实验室为他的躯体设计了定制的关节以此连接上机械臂。经过仅仅10天的训练，鲍就能够捡东西、将杯子从一个橱柜移到另一个橱柜，甚至同时控制两个手臂。现在，鲍只能在应用物理学实验室使用机械臂，下一个阶段约翰·霍普金斯大学将研发便携式的机械臂。
图6–3 美国科罗拉多州的莱斯·鲍穿戴双机械假肢
图片来源：约翰·霍普金斯大学应用物理学实验室
通过脑电图描记器监测脑电波的脑机接口已经实现商业应用。神念科技公司（NeuroSky）的头戴设备使用脑电图数据库以及肌电图探测关于个人注意力集中程度的信号从而对玩具和游戏进行控制。Emotiv Systems（一家神经科技公司）出售一种通过读取脑电图数据和面部表情增强游戏体验的头戴设备。Puzzlebox Orbit是一种远程脑控直升机，通过脑电图头戴设备进行操作。
今天在医院内使用的脑电图头戴设备可能具有100个左右的电极，通过导电胶连接到头皮，费用达数万美元。而神念科技公司使用不需要导电胶、可以放到零售价低至20美元的头戴设备中、像指甲盖大小的传感器。另外一些初创企业也在构造使用肌电图和测量视网膜变化的眼电图的玩具原型。这种技术最直接的应用将是在游戏环境中根据你的视线的位置及你所表现出来的感情获得正反馈。这种技术将很快构筑出传感器网络，不仅能够探测你是否高兴、害怕、忧伤，而且能够确定你是在说谎还是在说实话。
可能再过10年，像索尔托所用的神经植入物这样的科技才会足够精致用于商业领域。不过鉴于神经植入物及机械外骨骼等科技的进步，在未来10年瘫痪的病人重获行走的能力将成为常态。然而，在未来几年内，游戏机和我们今天所使用的平板电脑等设备与一些形式的脑机接口联合起来是有可能的，不仅能用于娱乐，而且也用于治疗自闭症、脑部损伤、身体残疾以及神经紊乱。未来的智能手机会让你仅仅通过思考就能回复信息吗？感觉上可以，但是你需要有神经植入物。
除了将其作为治疗或恢复功能的一种科技，越来越多的人直接开始利用科技增强自己的生活和决策过程。通过谷歌搜索、使用GPS设定回家路线或者佩戴健康监控器，与增强相关的决策正成为常见现象。
目前，我们正在为娱乐休闲目的而增强自身。跳伞运动员穿上滑翔衣，进行滑翔或飞行，同时利用模拟他们鸟瞰下降过程的GoPro（运动相机）记录飞行过程。早在1952年，美国陆军医疗队的少校克里斯蒂安·兰伯森（Christian Lambertsen）就开始研究自携式水下呼吸器。今天，我们正在研究人工鳃，减小我们在水下生存所需要的设备的尺寸。数百年来，人类就痴迷于提高自身移动、观看和倾听的能力。我们现在可以使用的技术意味着这样的增强仅仅受限于我们的想象力。
这在未来二三十年会呈现出什么状态呢？我们将独立于技术生活，还是我们选择越来越增强化，将人与机器更深入地融合呢？
传感器、可穿戴设备、可摄取器及反馈闭环
如在第3章中所提到的，在发达国家，心脏病是最常见的致死单因素之一。因此，心脏健康现在是全球医学界最大的学科之一，仅次于癌症和癌症研究。它同时也是因传感器技术和物联网的出现而彻底被改变的领域之一。
一位名为何内·希欧斐列·海辛特·雷奈克（1781—1826）的巴黎医生在1816年发明了第一个听诊器，协助听诊病人的心跳。1851年，听诊器可用于双耳，从此之后出现了细微的改变，比如电子扩音。心脏健康监测方面接下来的一项重要变革，已经在医学方面应用一个多世纪了，它就是心电图仪。
在第3章中，我们介绍了三星的一种可穿戴设备Simband，它具备的传感器能够达到重症监护室中心跳仪的精确度。心跳传感器不仅仅可以放置在腕部，也可以植入我们日常的环境中，比如衣服和家具。
安德玛（Under Armour）和西风科技公司已经研发出了E39[7]专业运动员用的智能压缩衬衫，衣服内置心跳监测带。配备传感器的衬衫测量运动员的表现情况，包括心跳、新陈代谢、身体姿势以及肺功能。这些数据不仅仅让教练和训练人员有针对地制定运动员的训练目标，避免过度疲劳和受伤的风险，而且理论上也能够在体育场屏幕上播放出来以一种新的方式吸引观众。即时查看运动员的呼吸频率、回落到安静心跳频率所需时间或者加速度可能成为新的运动表现数据吗？
图6–4 安德玛潜心研发智能服装
图片来源：安德玛
在2016年国际消费类电子产品展览会上，安德玛发布了一系列新的智能健康技术，包括UA带（Fitbit的竞争产品，但是其设计目的是测量多种训练类型的数据）、UA秤（一种不仅能测量体重而且可以测量体脂百分比的智能秤）、SpeedForm Gemini 2训练器（一种联网鞋子）及新的应用。安德玛各项健康应用已经积累了1.6亿用户[8]，通过一系列传感器搜集到大量锻炼信息和健康数据。
本书中我们已经深入探讨过像苹果手表这样的可穿戴设备，但现实情况是未来我们不可能不停地在自己身上佩戴越来越多的设备。更为可能的情况是我们已有的衣服、眼镜、隐形眼镜和手表都将直接得到增强，而且这种个人化技术可能变得越来越轻便、不突兀。
一部名为《超越时间线》的加拿大电视剧演绎出了2077年可能的人类状况。这部剧的灵感来自2015年美国国家设计奖获得者、麻省理工学院艺术家和科学家约翰·安德可夫勒（John Underkoffler）的作品，围绕城市保护局（CPS，与欧盟相似的政府和经济结构体）的执法机构展开。其中一个主角穿着城市保护局制服，它是用铜、碳纳米纤维和其他超材料做成的。作为智能服装的终极代表，这种制服包含了显示器、先进的传感器，包括用于应对伤害的法医数据处理及全副生物测定和医疗套件、磁场发生器、泰瑟枪、压电发电、盔甲、某些外骨骼功能甚至隐身功能，所有这些都与使用者称为细胞记忆召回（CMR）的脑机接口共同作用。
我们可能离这种想象中的未来还有五六十年的距离，但是我们已经在为这些科技奠定基础。谷歌在2015年年度开发者大会上，宣布谷歌先进技术与项目团队（ATAP）正在研发一种可以感应触摸姿势的编织品。这项计划的代号为“提花织品项目”（Project Jacquard），得到了李维斯和其他制造商的支持。为了超越猎奇就需要有一种可以在已有工业织机上无缝工作的纱线。谷歌先进技术与项目团队和日本等地的纺织专家合作制造了一种传导性纱线，可以应用于工业编织工艺同时也非常美观，可用于制作真正的衣服。
其目的是制造易于制作而且与已有设备可以共同作用的智能衣服。谷歌的伊万·波普列夫（Ivan Poupyrev）在谷歌2015年I/O（开放中创新）大会上向开发者们展示了一件由伦敦的裁缝们所制作的可以处理手势和其他数据的米黄色夹克。制作这件夹克的织品中大约有15%是谷歌先进技术与项目团队所研发的传导性纱线。波普列夫在会上表示“你不会称之为可穿戴设备，而会把它叫作一件夹克”[9]。
今天已经可用的或者正在研发的与智能衣服相关的典型创新包括：
▪动作探测短裤/裤子
▪近距离传感衬衣
▪心脏感应胸罩
▪智能跑鞋
▪联网夹克
▪神经传输双耳式耳机/头盔
▪生物感应内裤
▪防止受伤的盔甲服装
▪纳米纤维
当然，随着传感器变得越来越智能，我们可能根本无须再穿戴它们。
斯坦福大学的研究人员也已经研发出了一种新型的可穿戴式传感器，使得心脏监测价格变得非常低，操作起来极其简单，而且对病人的影响非常小。这种像纸一样薄、如邮票大小的传感器是化学工程教授鲍哲南研发出来的，由柔软的有机材料构成，可以放在黏性绷带（或膏药）下附着在腕部测量脉搏。
图6–5 10年之后这样的传感器将是常见之物
另外一项进展发生在瑞士，在那里一群洛桑联邦理工学院（EPFL）的科学家研发出了世界上最小型的监测血液中关键化学物质的医疗植入体。这种14毫米大小的设备测量多达5种指示数据，比如指示心脏病是否将发作或已经发作的肌钙蛋白。这种设备利用蓝牙，之后可以将数据传送到智能手机上进行追踪。这种设备也能够监测葡萄糖、乳酸盐和三磷酸腺的含量，提供在多种类型活动过程中生理学检测方面或者像糖尿病等可能性疾病状况监测方面的重要数据。
普罗透斯公司（Proteus）已经研发出了一种可吸收的传感器，能够监测体内健康。这种传感器之前名为“可吸收的事件标记仪”，可以嵌入片剂，通过胃液激活并获得动力，然后将一个信号透过身体发送到一个配对的皮肤绷带上。这种传感器尺寸是沙粒大小，已经在临床前及人类临床测试中证实了其在心脏衰竭、高血压、心理健康、移植、糖尿病和肺结核等方面的安全性和效能。皮肤绷带能独立地测量病人的生命体征及体力活动，例如移动、锻炼等，并且通过无线将传感器和绷带所搜集的所有数据发送到智能手机的普罗透斯应用上。
普罗透斯公司将这种应用、传感器和绷带的联合体系称为葡萄干系统（Raisin System）。这种系统搜集并汇总行为、生理和治疗方面的统计数据，例如药物依赖性、心跳频率、睡眠规律、体力活动以及压力水平。数据不仅可以与病人或用户分享而且也可以分享给由病人给予正当授权的医疗卫生专业人员。
这种传感器是由从食物链中发现的可生物降解材料制造而成，因此是安全无毒的。
可吸收的事件标记仪使用了两种材料，当它们与胃液接触时，就能为可吸收的事件标记仪提供能量。可吸收的事件标记仪通过改变这两种材料之间的电流产生一种可以监测到的信号……可吸收的事件标记仪没有包含任何电池、电线或无线电，而是使用身体为设备提供能源并将独特的、基于药丸属性的信号以一种私密的方式传递出去，相比像RFID（无线射频识别）这种复杂、昂贵及存在隐私风险的方式要好很多。
马克·兹德布林克，普罗透斯公司首席技术官
如果将摩尔定律应用到植入物中，5—10年之内这种传感器将缩小到现有尺寸的1/20，可通过注射植入，并且在血管中流动，从而传递健康数据。这种传感器与人工智能的联合将能够预测潜在问题，若将其与可穿戴设备或者个人智能手机联用，可以在你困难的时候联系医疗专家提供帮助。未来的设备甚至能够直接将治疗措施释放到你的血液中。
图6–6 大头针大小的可吸收传感器
AliveCor是位于美国旧金山市的一家私有心脏健康技术公司，正在努力降低在确定心率不齐的特征这一过程中对技能的要求。在这家公司的APP中，它利用了一种经美国食品和药物管理局批准的算法，可以监测心房纤颤，也能够记录失常心脏活动的背景信息，例如它跟饮用咖啡或压力的关联频率。
在未来几年内，我相信这个行业将能够发现在接下来的三天内可能会心脏病发作的人员的特征。
尤安·汤姆森，AliveCor首席执行官
在三星Simband这样的设备上具有交互界面，而传感器所搜集的心电图数据，与可以阐释心电图数据并利用这些数据预测心脏健康事件的算法结合，就构成了真正神奇之处。你不需要跟我们之前用键盘一样手动将这种数据键入这些反馈环中，你也不需要医生去采集这些数据。相反，传感器自动搜集这些数据，而且无时无刻不在搜集着。
如果你感觉胸部疼痛去看医生，他只能查证当时那一刻你心脏所发生的情况，而这些新的技术将可以实现对你心脏健康程度的纵览，不断地与你长期形成的基准线（或者与你年龄相同的人群的数据）进行比对。医生绝对无法与这种数据采集能力媲美。不可否认，医生很可能是当你的智能手表或传感器网络监测到心脏病即将发作的时候你首先电话联系的人员，但是这种情况下的关键因素是医生可以拿到的数据。他将能够更好地治疗你的疾病，不是因为他是很高明的医生或者在治疗心脏病发作方面经验丰富，而是因为他可以看到你的心脏健康在一段时期中表现出来的渐变。
一些人担心这可能成为保险公司拒绝对你承保的另外一个原因，但相反的情况可能才是真实的。不久之后，如果你不佩戴传感器，保险公司将拒绝承保，因为风险过大——除传感器之外没有对你一直以来的健康状况进行衡量的可靠方法，而且更为重要的是将无法实时降低健康风险。
鉴于这样的传感器成本极低，正如智能手机的普遍应用一样，未来给每个人发放传感器和简单的医疗卫生人工智能覆盖将比任何策略的成本都低。你的政治敏感性先不要陷入混乱，这仅仅是摩尔定律发生作用的另外一个例子。如果一个传感器的费用是几美分，而且与人工智能连接起来能提高人类的健康、令诊断更精确而且降低了国家的医疗卫生成本，未来要阻止传感器成为医疗卫生系统的一部分将需要极强力的政治抵抗。
你可能认为隐私将是扼杀这种类型的技术的原因，但是请记住我们的后代对隐私的观点已经与我们的祖辈相差甚远。关于隐私的话题将在第10章讨论。
增强我们的感官
也许对我们感官最早进行的增强就是眼镜及之后的望远镜的发明。眼镜可以追溯到13世纪的意大利，但是直到18世纪才变得普遍。修道士和学者们据说是最早戴眼镜的，因为他们关注细节的工作性质。最早的眼镜是用手拿着放到眼睛前面，或者架在鼻子上，由放大镜演化而来。1452年可移动式印刷机的发明、识字比率的提高以及书籍的传播促进了新设计的出现和最终廉价眼镜的大规模生产。镜片技术出现之后，使用玻璃增强视力很快成为一种科技应用。
据说罗杰·培根（Roger Bacon）在1250年左右发明了放大镜。证据显示第一种复式显微镜（结合了凸面镜和凹面镜）出现在1590年后期处于荷兰帝国顶峰的荷兰。申请望远镜专利的第一个人是一位名叫汉斯·利伯希（Hans Lippershey）的荷兰眼镜制造商。1608年，利伯希宣布发明了一种放大三倍的设备。他的望远镜具有一个凹面镜的目镜，与凸面镜的物镜排列在一起。一则故事中讲到他设计的灵感是在看到两个在他店里的儿童拿着两个镜片使远方的风标显得更近而出现的。另外一些说法声称他从另一个眼镜制造商札恰里亚斯·詹森（Zacharias Jansen）那儿窃取了这项设计。几年之后，伽利略·伽利雷完善了第一个称为“显微镜”的设备。“显微镜”这个词据说是伽利略的伙伴、德国罗马教宗博士、植物学家和艺术收藏家乔凡尼·法布尔（Giovanni Faber）杜撰出来的。
一则称为衍射极限的光学基本定律最早是在1873年发现的，它指出显微镜的分辨率永远无法超过所看到的光的波长的1/2。对可见光来说，该极限为大约0.2微米，是人类头发宽度的1/500。因此，显微镜几乎不可能看到细菌和细胞、DNA或者单个蛋白质的细节。
这种不可能现在已经成为现实。2014年，埃里克·白兹格（Eric Betzig）、威廉姆·莫尔纳尔（William Moerner）和斯特凡·赫尔（Stefan Hell）获得了诺贝尔化学奖，因为他们设计出了突破1873年所提出的衍射极限的超高分辨率荧光及电子显微镜，将光学显微镜学带入了纳米级别的范围。一年之前，美国物理学会公布了有史以来第一个氢原子的量子波函数图像，展示出了斯塔克的状态（与托尼没有关系）。[10]利用荷兰原子和分子物理学研究所所研发出来的量子显微镜，该研究团队成功使用光离子化及一种静电放大镜直接观测到了一个激发状态的氢原子的电子轨道。伽利略肯定会为之骄傲的。
现代量子电子显微镜使用一种称为压缩光（squeezed light）的技术，利用量子力学（及海森堡不确定性原理）制造光束，光束中所有光波的强度被降低，迫使它们具有相似的相位。研究人员认为使用这种技术能够拍摄纳米甚至更小尺寸的量子状态。
此外，我们现在使用像美国国家航空航天局的开普勒、双子望远镜行星成像器或者系外凌日现象观测卫星等太阳系外行星搜索望远镜技术，不仅测量围绕其他太阳运转的行星，甚至对其进行拍照。截至2015年12月，我们已经发现了1900颗围绕着我们的太阳系之外的恒星运转的行星，或称之为太阳系外行星，另有1700个正在审核的可能星体。[11]
我们已经增强了我们的视力，可以窥见量子世界的结构也可以延伸至浩渺宇宙光年距离之外。按照逻辑，接下来就是在日常生活中增强我们的视力。不管是从《超越时间线》《钢铁侠》《蝙蝠侠》《杀出重围》还是现在的F22猛禽战斗机，增强的平视显示器[12]视觉已经在科幻小说和军用机中作为主要技术使用长达50多年之久了。
图6–7 左侧的图像是氢原子通过光子力显微镜拍摄的量子结构，右侧的图像描述的是三个围绕一个远距离恒星的轨道运转的太阳系外行星
图片来源：原子和分子物理学研究所与双子望远镜行星成像器
谷歌眼镜在2013年一经发布就受到媒体热捧。[13]谷歌眼镜被认为是接下来在可穿戴技术和增强现实两个领域中的重大突破，但是跟所有类似的科技突破一样，它也遭受了不屈的热情或者说轻微的嘲弄。然而，在媒体场景中，谷歌的第一个平视显示可穿戴设备既不是传统意义上的平视显示器也不是浸入式的增强现实。显然，它还仅仅是增强视觉叠加演化中的第一步。
我知道一些读者会认为自己永远不会佩戴像谷歌眼镜这样的东西，永远不会成为社交媒体所杜撰出来的绰号“glassholes”（佩戴谷歌眼镜的装腔作势者）中的一员，但是如果你认为这是人类与增强视觉技术900年的关系发展历程中不可或缺的部分，那么它就是符合逻辑的下一步。
这个领域最令人兴奋的一项进步是一种新式的、由加斯·韦伯（Garth Webb）博士所率领的位于加拿大不列颠哥伦比亚的初创科技公司Ocumetrics所生产的用于眼内的仿生镜片。这种镜片正在开展临床测试，不仅能够矫正视力，而且让你的视觉比天然的1.0视力好三倍。这种镜片使用先进的生物合成技术制造而成，根据每一个人的情况单独定制，通过一个简单的8分钟长的手术就替换掉你目前佩戴的镜片。这种手术在眼睛上开一个2毫米小的切口，将现存的晶状体吸取出来，然后将折叠成类似墨西哥玉米卷、放在盛满盐水的注射器中的仿生学镜片放到眼睛中，几秒钟之后它就平展开来。然后利用激光将切口封闭，在几天之内，你的视觉就开始进行调适。鉴于这种操作过程可以为任何一个人改善视力，有多少没有视觉障碍的人会选择接受这种手术呢？超增强视觉，为什么不要呢？
这是一种世人从未见过的视觉增强。（今天）如果你在10英尺外刚刚能看到时钟，当你拥有了仿生镜片之后，你可以在30英尺之外看到时钟。
加斯·韦伯博士，Ocumetrics仿生镜片的发明者
图6–8 Ocumetrics仿生镜片
通过利用美国威士伯公司（Valspar）的特殊涂层等技术处理这种镜片，新的镜片甚至在理论上能够矫正色盲。韦伯说Ocumetrics仿生镜片在几年之内就能够推向市场，我们拭目以待。不过，显然材料科学、制造工艺以及新的医疗技术将让我们在未来20年实现这类进步。
用不了多久，这样的镜片也将会具备其他植入其中的功能。谷歌X（谷歌的一个秘密实验室）在2014年年初公布了一个项目，与诺华公司（Novartis）的眼部护理部门合作开发隐形眼镜，此款眼镜可以监测葡萄糖含量并自动调节焦点。例如，诺华和谷歌的原型镜片中有一种形如一个亮片大小的设备，用于测量眼泪中的葡萄糖含量。然后无线天线将测量结果传输给一个外部设备。其设计初衷是为了降低糖尿病患者的负担，否则若要测量血糖含量，人们就不得不刺破手指。谷歌甚至提议这种隐形眼镜可以通过太阳能供电。
从生物测量传感器和监测，到现实增强及夜视能力，我们的眼镜为增强技术提供了特别的机遇。随着我们通过数据和洞察力增强我们的视觉，我们想看到什么东西呢？我们都将会戴着终结者式的视觉增强设备及拥有《无敌金刚》主角那样的超级听力吗，还是会比这更细微一点呢？
增强现实、个人平视显示器及视觉增强
毫无疑问，许多公司都面临着一种诱惑，将增强视觉认为是架起数字化世界与真实世界之间桥梁的新景观，尤其是在3D游戏、基于地理位置的营销及场景商务（contextual commerce）方面。今天，大量的通知、反馈和提议已经让我们有点不知所措了。我们真的需要在我们开车、走进商店时，或者在办公室专注于一份文档的时候让这种数据干扰我们的视野吗？
不管是由新一代的谷歌眼镜还是智能隐形眼镜显示出来，场景将是增强我们视野的信息应用中唯一重要的驱动力。通过平视显示设备传达出来的信息需要高度个人化及情境性。这种信息通常将转瞬即逝，只是在当时为提高决策而出现，因此其本质上就会需要由一些极为复杂的预处理算法给予支持。这不是关于简单地看到谁在给你打电话或者谁喜欢你的Facebook状态更新等跳出来的信息。
从1942年到1955年，英国皇家空军与美国海军研究发展办公室研发了各种早期平视显示系统的原型。1958年，皇家海军部署了布莱克本公司的攻击机“掠夺者”（Buccaneer），这种为舰载袭击而设计的次音速攻击机配备了第一个能够运作的平视显示系统。一项关于这种战斗机上平视显示设计的重要原则很快就出现了。如果飞行员不得不低头查看雷达显示或者仪器设备，尤其是在战斗状态下，那么飞行动力会被改变或者飞行员会很快失去对情势的掌控。因此，平视显示系统的设计目的是充分发挥飞行员的能力，专注于实时控制飞机和做出决策的操作要求，而无须调整焦点。一旦确定了使用这种新技术的飞行员在操作上占有优势，尤其是在高压的、动态的作战状态中，这项技术就成为战斗机中的常见设备。在20世纪70年代，商用飞机开始使用类似的技术，而且今天在像波音787这样的飞机中配置平视显示系统已经成为标准做法。
更进一步讲，个人平视显示系统的原则就简单了——它应当增强你的视觉以做出决策，而不会让你从现在的主要任务中分神。谷歌创始人拉里·佩奇指出，很遗憾，将更多的广告直接映射到你的视网膜上是行不通的……
虽然早期增强现实的个人平视显示系统的设计聚焦于将大量数据放置到你的视野之内，这种技术的成功运用将涉及高度筛选、高度个人化、紧密相连的场景。个人平视显示系统的成功将部分地取决于在合适的时间显示合适的信息。它不仅仅是一个推送更多内容的渠道：你的视觉可以得到增强，但是绝不能受阻挡；你的决策可以得到增强，但是必须尽量少地分心。
在这方面，针对战斗机和商用飞机飞行员进行的平视显示系统设计的基准是一个非常有用的基线。如前所述，早期平视显示器的设计是为了减轻飞行员的工作负荷。飞行工作绝不能处于危险之中。
让我们首先按照重要性和有限性处理内容问题，然后我们才能应对未来60年中最有可能为我们带来个人平视显示系统的技术。
图6–9 你的个人平视显示系统将给你显示什么？
图片来源：博尔恩·斯道克
健康、生命统计及生物测量
最为重要的常用信息很可能是生物测量反馈，主要是提醒你为了自己的整体健康需要按其采取行动的内容。我们将看到的提醒类型已经开始出现在苹果手表和Fitbit的通知中，例如提醒你坐得太久或者你的心跳加速。下面是在个人平视显示系统中可能会衍生出来的一些生物测量提醒：
▪葡萄糖含量增高（糖尿病治疗）
▪铁、血红蛋白、肝酶等处于不利水平或者不正常水平
▪血液酒精限值，从而阻止你驾驶（当然，影像防抖），或者过量摄入咖啡因、糖、果葡糖浆等
▪对潜在或即将出现的肌肉拉伤或者损伤的提醒
▪心脏、肾脏或者呼吸功能失常
▪高度精神紧张水平或者血压变化
▪损伤分析及建议做法
▪血氧测定（血液中氧气含量）
▪人体核心温度或者发烧预警
▪T细胞或免疫系统响应
这将成为你整合健康管理中的一部分，而且在信息的优先级方面，很大程度上无法对其进行配置。换言之，如果有提醒，则提醒优先于其他问题，因为这种提醒将直接影响你的健康幸福。当然，你可以选择在观看完提醒后将其关闭，但是我认为关键的提醒会在你的视野中以这样或那样的形式出现，直到你通过获得医疗卫生专业人士帮助、采取特定的行动或者服药对其进行响应。最终，你使用的某种可摄取物可能释放药剂以便解决短期问题。例如，糖尿病患者可能通过一种植入物而无须接受注射即可维持胰岛素水平，但是这可能是一种联合行动，通过个人平视显示系统提醒你，然后你接受植入物的行动。
提醒将根据其重要性加以优先排序。所以，关键提醒可能将在你视野的上端或下端（予以重视）通过闪光指示灯加以强调，而关键性低的警示可能出现在你视野的某个角落。不需要立即回应或确认的信息可能转发到个人设备，完全不必呈现在你的个人平视显示系统中。
场景式决策及优化
接下来的一个重要领域是辅助决策能力。这包括情境意识及处理日常情景，在这些场景中增强信息将使实时决策变容易。其中大部分将是可以配置的、可供选择的。下面是一些个人平视显示系统情景的例子：
▪像GPS一样在你行进过程中提供方向（GPS驾驶提醒将在汽车显示器中进行场景化处理或者传递到无人驾驶人工智能的反馈中）
▪多普勒雷达提醒，警告你坠物风险、路况等
▪关于天气、毒素、气温等的环境提醒
▪实时锻炼/活动反馈
▪在零售店中对你手中所拿的或你正在关注的产品的评论
▪消费或财富提醒以显示反常活动或者实时购物行为
▪在外语环境中对关键信息的翻译，例如禁区、电击危险或者有毒环境、食物过敏原
▪图像和面部识别信号
这方面的明确目标是提供指导你完成实时决策的场景信号。这通常是现在你在做出决定或采取行动前可能在智能手机上寻求的信息类型。你的个人人工智能设备将不再由你和手机的实时互动驱动，而是会了解你的偏好和风格并开始提供在实时情况下你最常依赖的信息并将信息推送到个人平视显示系统中的优先安排中。
视觉优化及增强功能（较长期）
眼镜或隐形眼镜（较长期）领域中的材料科学、光感受器及影像处理方面的进步将使我们以利伯希和培根仅能在幻想中才想到的方式增强我们的视力。这将结合图像处理与投影。下面所列的许多特征仍然需要几十年才能出现，但是通过将智能隐形眼镜与光场和图像处理等技术结合，它们在理论上是可行的：
▪防眩偏振
▪数字放大/扩大
▪夜视及低光照增强
▪色盲矫正
▪红外热成像
▪视频采集
如果你了解其中某些功能，那是因为它们经常出现在现在的许多数字化相机或专用相机设备中。不过随着微型化进程的开展，20—30年之内将这些功能融入智能眼镜甚至智能隐形眼镜中是可行的。
现在就已经能看到了。当你进入美国海关区域的时候，会被要求关掉任何视频采集仿生植入物，否则你的仿生眼会有被没收的风险。
仿生双耳与听力增强
耳蜗植入物的发展起步于20世纪50年代早期。然后在1957年，一名巴黎的医学物理学教授安德烈·德鲁诺（AndréDjourno）博士和法国耳科医生查尔斯·埃里耶斯（Charles Eyriès）通过电流刺激存在于患者内耳或鼓室的听力神经纤维，部分恢复了一名患双侧胆脂瘤的耳聋患者的听力。20世纪70年代，关于实验性多通道植入物出现了多个专利申请，但是直到1997年全球医学界才对这种技术达成了某种共识。最终，法国公司Bertin（一家大型仪器设备供应商）在1977年所申请的一项专利深刻影响了这个领域。
耳蜗植入物已经为世界各地成千上万患有听力障碍的病人带来了听力。不过，下一代的仿生耳朵将会带给我们超人般的听力。
2013年，普林斯顿大学的科学家利用组织工程学中常用的材料水凝胶3D打印出了人类模拟仿生耳朵。水凝胶注入一头小牛的细胞中并与包含了能传导无线电频率的银纳米粒子的聚合体交织在一起。小牛细胞随后长成软骨并在一圈天线周边变硬，就像中耳内的情况一样。经检测，这种仿生耳朵接收到了很宽的频率范围，从1兆赫到5千兆赫，远远超过了人耳从20赫兹到20千赫兹的正常范围。
图6–10 比天生的耳朵听得更清楚的仿生耳朵
当具备了比1.0的视力好三倍的仿生眼睛和眼镜，显示个人平视显示系统的隐形眼镜以及比天生的耳朵听力好千倍的仿生耳朵，你会乐意选择通过这些技术进行增强从而成为后人类吗？
生活在增强现实和虚拟现实中
现实和虚拟的连续统一体
像Magic Leap（一家增强现实公司）的数字视野技术是用于将图像以非常深刻的形式带进视野中，而微软的HoloLens（全息眼镜）是第一代高解析度的全息透视计算平台。在这个领域中所从事的最具潜力的研究是激光投影的使用，有效地将图像直接从具有特殊配置的眼镜投射到视网膜。旧式的增强现实概念依赖通过镜子投影或者反射到视野中的小型屏幕，包括谷歌眼镜。新式的技术可以通过在前端具有微透镜的透视显示器或者有机发光二极管显示器获得更高的分辨率及更清晰的图像，或者通过激光或其他投影直接投射到眼睛表面。这些技术的设计都是为了对现实进行大幅增强。
相反，像Oculus Rift这样的虚拟现实头戴设备具备内置缠绕式查看器/头戴设备的1080像素×1200像素分辨率液晶显示或者有机发光二极管面板。典型的虚拟现实头戴设备配备了频率为90赫兹的单眼显示器、360度位置追踪、集成音频、位置追踪范围和注重佩戴舒适度及美观的设计。
不同于向视野投射并可以透视的增强现实，虚拟现实的设计目的是将人放入虚拟世界的完全浸入式体验中。然而，增强现实与虚拟现实都是实现混合现实系列的技术途径。
混合现实系列
对该系列予以阐释如下：
▪现实世界是通过先天的眼睛所看到的现在的事物。
▪增强现实是我们所探讨的个人平视显示系统中的技术类型，或者像微软HoloLens这样更直接的技术。
▪虚拟现实是将人放入完全虚拟的世界中的浸入式体验，而且通过处理能力增强及更好的屏幕分辨率，虚拟现实头戴设备正以Oculus Rift、HTC Vive、三星Gear VR等形式快速推向市场。
▪然而，增强虚拟是利用现实世界的人造物品对虚拟世界进行增强，是将现实世界与虚拟现实合并。
举例来说，增强虚拟包括将你的身体投射到虚拟环境中以便你可以看到自己的手转动虚拟门把手，或者当你穿过虚拟环境时低头看自己的虚拟脚部。这些行动将通过虚拟现实头戴设备或者布设了虚拟现实单元的房间中的追踪传感器或行动传感器得以成为可能。追踪系统将通过实时扫描你的身体或者将你作为环境系统中的一部分进行高清晰度扫描，然后根据实时扫描结果建立虚拟身体模型而发挥作用。
图6–11 混合现实系列
这种技术的早期商业应用案例已经在利用像微软Kinect、HTC Vive和Oculus Rift这样的虚拟现实头戴设备进行测试。不过，在未来，这些追踪传感器将具有更高的清晰度并分辨诸如皮肤色素、衣服穿着、头发颜色等特征，然后将你的天生特征投射到虚拟世界中或者精确地追踪你的行动并将其与你在虚拟世界中的化身进行比对。
虚拟现实设备经常通过配备高清显卡、功能非常强大的计算机而得以运转，而增强现实设备在设计上是自足的。如果在第5章中所探讨过的量化自我与监测的基础上进一步拓展，可能随着智能手机、智能服装及其他个人设备拥有足够的计算能力，我们将随身携带某种持续与我们在云中的个人处理空间同步的平行处理计算平台。20年之后，这将让我们可以拥有极为强大的分布式处理能力，比今天所使用的最先进的超级计算机还要强大。
想想看，现在市场上最强大的智能手机和平板电脑配置了4千兆赫多核处理器，可以产生大约180吉拍（1吉拍为每秒10亿次的浮点运算数）的计算能力，按照摩尔定律，我们可以推测到2025年典型的智能设备将具有大约每秒3万亿到6万亿次浮点运算能力！现在，将智能手机、智能手表、智能眼镜和一些植入在智能衣服、其他可穿戴设备或可吸收的设备中的计算能力，以及云中随时可用的计算能力结合起来，那么你就将得到即便保守看来也比现在最强大的台式机还强大十万百万倍的处理能力。你可能穿戴在身上或者通过云可以即刻使用每秒20万亿到30万亿次浮点运算能力。处理能力将绝对不再是问题，视网膜显示将成为标准，而且这一切都将被融合进一种基于我们的环境、个性、偏好和优先、生物测量数据和生物反馈，以及实时情境和行为的个人包。
图6–12 2025年的增强人类
虽然才刚刚起步，像Magic Leap这样的增强现实应用以及像Oculus Rift这样的虚拟现实应用已经名声大噪。20世纪福克斯公司的常驻未来学家泰德·斯基洛维茨（Ted Schilowitz）曾说过：
这是谷歌的第一个价值万亿美元的点子！
对此的另外一个支持是，传奇影业公司首席执行官托马斯·图尔（Thomas Tull）说Magic Leap“太厉害了，令人难以置信”。应当指出，传奇影业是Magic Leap的一个投资方。谷歌主导了传奇影业参加的这轮融资，在2014年投入了5亿美元，而Magic Leap将在2016年进行另外一轮8亿美元的融资。[14]那么，Magic Leap用这么多钱在做什么呢？
Magic Leap的技术核心是一种混合增强现实与虚拟现实的可穿戴设备。这种技术通过向佩戴者视野中投射由数字光场生成的图像，具有超越个人平视显示系统而成为更依赖环境的产品的潜力。可以想象，你能够将Magic Leap的技术用作增强现实头戴设备、个人平视显示系统甚至一种完全的虚拟现实设备（也许需要降低光亮度），或者作为一种虚拟世界与现实世界的混合物。
Magic Leap的首席执行官称之为“科技生物技术”（techno-biology），以此试图表现Magic Leap和其他增强现实/虚拟现实应用之间的区别。
你可以将（Magic Leap）当作一种科技生物技术，我们认为这是计算的未来。科技生物技术是将科技恰当地应用于我们的生物性，带来魔法般的体验。
Magic Leap首席执行官罗尼·阿伯维茨接受
红迪网论坛版块“万事通”（AMA）采访， 2015年2月24日
Magic Leap不同于微软HoloLens，因为它期待的效果是在你的视野之上通过数字光场投射对视觉现实或影院现实进行真正的复制。[15]其理念很简单——你将无法感知到真实世界与添加到你视野中的物体之间的区别。
Magic Leap计划的时间表呢？2—4年。考虑到这一点，看起来个人平视显示系统在2025年之前如果得到普及将成为我们生活中的一部分。
虚拟现实有一些同样充满前景的应用，可能要比Magic Leap设计的应用更早推向市场。如果你想试试Oculus Rift优化过的游戏，我推荐“PewDiePie”的推送或者类似的推送。
毫无疑问，一种令人惊奇的虚拟现实创新将是以增强现实头戴设备永远无法让你实现的一种方式去体验世界的模拟环境。例如，位于瑞士苏黎世的Somniacs公司创造了一种飞行模拟器，称为“Birdly”。Birdly通过将Oculus Rift和一种你可以躺在上面的器械结合模拟出了像鸟儿一样飞行的体验，挥动手臂就能感觉像鸟儿一样在飞翔。
曾梦想过像鸟儿一样飞行吗？你运气不错——新的飞行模拟器Birdly就能通过虚拟现实的功能让你实现了。
英国《每日电讯报》，2014年5月
图6–13 虚拟现实模拟器Birdly
不久之后我们就能看到更多这样的应用以及全新形式的影院内容了。为了展示这种技术的潜力，虚拟现实动画短片中由像素构成的明星亨利（Henry）诞生了，它是一只和蔼且喜欢拥抱的豪猪，而它全身是刺——这显然成了一大难题，亨利很悲伤也收获不到友情。当这个10分钟长的虚拟现实短片《亨利》开场——由伊利亚·伍德（Elijah Wood）解说——的时候，亨利正在庆祝自己的生日。戴上一个虚拟现实头戴设备就让你进入了亨利的360度虚拟世界，你不仅能观看电影，而且也参与其中。你实际上处于亨利的世界之中，而不是仅仅在观看。
想象一下，重拍《星球大战》《泰坦尼克号》《阿凡达》《卡萨布兰卡》《壮志凌云》等老电影，让你身处其中并扮演额外的甚至主要的角色会怎样。也许《星际迷航》中的全像甲板（holodeck）完全不再是一种遥不可及的体验！
不管你相信混合现实的哪一种可能，未来都为我们的视力和感觉提供了一些令人难以置信的东西。我们将不再受限于天生的感觉及周边的物理世界。
增强智能
拿破仑是哪一年出生的？首次登月的日期是哪天？元素周期表中哪个元素的符号是Ba？人类基因组平均有多少个碱基对？现在冥王星离地球多远？袋狼是什么动物，它是什么时候灭绝的？
很少有人能够立马正确回答全部的问题，但是如果我们能够利用谷歌或互联网本身，我们几乎没有回答不了的问题。实际上，现在许多人毫不费力地记住这些事实，因为他们可以很简单地从谷歌中搜索答案。
2011年，一个心理学家团队发表了一项研究成果，题目为“记忆的谷歌效应：信息触手可及的认知后果”，证实了谷歌对我们处理信息和储存记忆的影响。[16]结果显示当面对困难问题的时候，人们首先会想到电脑，而且当人们未来获取信息的时候，人们回忆起信息本身的比率降低，反而会回忆起从哪儿获得。互联网已经成为一种外部或交互记忆，在那里信息作为整体在我们的大脑之外得到储存。
美国圣路易市华盛顿大学的心理学家亨利·罗伊迪杰（Henry Roediger）在对该项研究的评论中指出，“毫无疑问我们的学习策略在发生转变。如果我知道自己可以查到某件事情，为什么还要记呢？从某种意义上讲，因为有谷歌等搜索引擎，我们可以将一些记忆负担卸到机器上”。
从更大的意义上讲，人类整体的智商在过去大约一个世纪的时间里一直在攀升。弗林效应（Flynn effect）是对智商研究和测验的著名长期研究成果。它考察了从大约1930年至今世界上许多地方测量得到的关于可变智力和固化智力两方面的大幅度、长期的增长情况。虽然增长率不同，但是全球智商的提高非常一致。弗林效应源自一系列可能的影响，包括更好的教育、对测验的熟悉、更具激励性的环境、更好的营养、传染病的降低以及随着人们由于更好的交通系统进行迁移而出现的更大的基因多样性等。话虽如此，近期的测验结果可能说明弗林效应正在变小。谷歌让我们变笨了吗？
图6–14 弗林效应或世界智商的增长
对智力的追求显然是全人类的共同任务。我们今天所具有的知识库本身意味着与100年前的普通人相比，我们显然更加聪明，更擅长解决问题和抽象推理，并且获得了更好的信息，而且与1000年前的普通人相比绝对如此。
再往前回溯，当3000年前的人们抬头看到星座的形态并以神的名字命名在夜空中移动的行星的时候，他们是在试图为不可知之物提供语境和意义。今天，我们正拍摄这些令人难以置信的细节并认识到星座中的有些星星位于数百光年之遥。例如，火星不是神，而是离我们最近的邻居，具有两个天然卫星、固态水及表明它曾是一个流淌着河水的温暖星球的手指形印记。在仅仅一个多世纪的时间内，我们已经从1904年莱特兄弟首次动力飞行发展到了发送航天器对冥王星进行拍照的程度。
数千年来我们都在努力提高我们的智慧。人类试图超越自己的认知局限，使用了从书写、语言、冥想技巧到今天的益智药等一切方法，但是，这些都无法与尚待使用的相比。
虽然一部分人追寻着人工智能，社会上另一部分人则试图充分利用我们天生具有的智力平台。这个研究领域通常被称为智力放大（intelligence amplification）。这种研究的目标很简单——我们尝试创造一个全是超级爱因斯坦或者比曾经存在的任何人在本质上讲都更为聪明的人的世界。
未来神经植入物不仅能够修复受损的大脑功能，而且也可以提供直接的神经刺激及外部信息处理，增强我们的视觉皮层。通向智力放大的途径一般通过三个不同的术语得以阐释。
1.神经数据集成（Neural Data Integration）：这可以看作“心灵谷歌”，即通过连接到云或类似系统的神经连接回忆信息。
2.全方位脑机接口（Comprehensive Brain-Computer Interfaces）：增强视觉、知觉、触觉和听觉皮层。提高空间可视化技术及下载可视化形象或信息的能力。我们说的不是个人平视显示系统对眼睛进行的叠加，而是从大脑湿件本身制造出来的内部显示。我们指的是一种整体，即正常视力加上虚拟现实叠加，再加上内部产生的视觉感知。
3.增强前额皮层（Augmented Pre-Frontal Cortex）：智力放大领域研究的圣杯，换言之，即增强我们从感知数据到形成概念的能力。最终成果将是认知上的超级马盖先（MacGyver），也就是完成似乎不可能的智力成果的人们。
不同于电影《永无止境》中对增强智能的描述，现实中的大脑并非特别具有弹性。事实是通常当我们试图影响脑化学或者让大脑“超频”进行处理的时候，我们经常弄坏它。化学品根本不具备将人类认知能力大幅提升的足够靶向性。因此，我们需要重新为大脑布线。今天最强大的脑机接口具有大约1000个连接。若要接近我们所说的智力放大的目标，我们将需要具有与数百万神经建立连接的大脑植入物。这将需要15—20年的时间，但是仍然是可行的。
智力放大的实质性进步将随着纳米制造而出现，因为它能够让植入物进行神经元层次上的集成。鉴于在原子精确制造技术上的进展还非常小，纳米级自组装似乎是实现涉及百万电极的脑机接口最可能的途径。我推荐阅读拉米兹·纳姆（Ramez Naam）的《连接》三部曲中所描述的纳米技术脑机接口的可能方式或后果。当我采访纳姆的时候，他是这么谈论纳米科技的：
我是非常乐观的一个人，但同时我这个乐观主义者相信未来是乱糟糟的。我认为这个领域的事情会缓慢前进，很可能要等到2040年，因为我们在对人类进行试验方面一直犹豫不定。不造成任何伤害是第一规则。美国国防部高级研究计划局在脑机接口方面开展着很庞大的项目，因为他们想在战斗机飞行员或者在战争中失去视力或瘫痪的士兵的头脑中放进去一些东西，既能治愈又能提高能力。
最近他们在旧金山的一项活动中展示了一种称为皮层调制解调器（cortical modem）的设想。他们设想这种设备只有两个五分镍币大小，制造成本是15美元，将其植入某个人的大脑就能让他们把图像投射到这个人的大脑中。
《声音美国》（Voice America）节目（《破坏银行业》）， 2015年3月12日
增强智能或智力放大面临的问题是你要应对具有更强处理能力的人类，而人类是有缺陷的。具备了增强智能的人仍然可能具有人类的道德，利用他们巨大的智力去实现享乐主义甚至种族屠杀的目的。不过，通用人工智能可以从零开始建造出来，仅仅遵循一套善意、稳定而自我强化的内在动机。我们可以在人工智能中界定一些在智力放大领域无法设立的限制。
可以说，史蒂芬·霍金和埃隆·马斯克关于高级人工智能的开发在长远看来不会有益于人类的警告是因为他们将贪婪、自私和矛盾心理等典型的人类动机放进了人工智能之中。
[1]参见《攀岩与攀冰》（Rock and Ice）。
[2]参见美国国家公共电台2011年8月10日播出的节目《设计出更好四肢的截肢人士》。
[3]休·赫尔在《谁说我不能？》节目中的采访内容，2012年7月播出。
[4]对号角状助听器最早的描述似乎源自法国耶稣会士的记载。
[5]由中佛罗里达大学工程学博士艾伯特·莫雷诺创立的志愿者团体。
[6]资料来源：雅虎，2011年7月21日。
[7]凯文·普兰克（Kevin Plank），安德玛的首席执行官和创始人，他曾说过，E39的命名是因为它是在第39个原型机基础上制作出来的。
[8]Lauren Goode,“Under Armour and HTC want to sell you abox full of fitness products,”Verge, 5 January 2016.See also Lorraine Mirabella,“Under Armour raises the Bar on Digital Fitness,”Baltimore Sun,9 January 2016.
[9]资料来源：CNNMoney网站，2015年5月29日。
[10]A.S.Stodalna et al.,“Hydrogen Atoms under Magnification:Direct Observation of the Nodal Structure of Stark States,”Physical Review Letters110,213001(May2013).
[11]资源来源于美国国家航空航天局太阳系外行星档案。
[12]平视显示器能够让飞行员的头部保持向上，视线向前而非向下查阅处于低处的仪器。
[13]包括我的朋友罗伯特·斯考伯—《即将到来的场景时代》的作者。他在淋浴的时候戴着谷歌眼镜拍了照片，说实话，不怎么美观，但是这张照片在媒体圈广泛流传。增强现实公司Magic Leap认为这张照片通过一项2015年的专利申请足以令罗伯特永垂不朽（参看http://www.freepatentsonline.com/20150178939.pdf）。
[14]数据来源：《福布斯》，2015年12月。
[15]根据《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）中的一篇文章，Magic Leap使用一种微型投影仪将光和图像投射到使用者的眼睛中。
[16]B.Sparrow,J.Liu and D.Wegner,“Google Effects on Memory:Cognitive Consequences of Having Information at Our Fingertips,”Science333,no.6043(2011):776–778.