圖片來源： Chiara Vercesi

導(dǎo)語

2025年12月30日，Nature刊發(fā)深度特寫《Science in 2050: the future breakthroughs that will shape our world — and beyond》，文章并非對(duì)未來的簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)，而是基于當(dāng)前科研趨勢(shì)，對(duì)2050年人類社會(huì)、科學(xué)研究方式以及健康本身可能發(fā)生的深層變化進(jìn)行的一次系統(tǒng)性展望。

如果將時(shí)間撥到 2050 年，許多今天仍帶有科幻色彩的概念——核聚變、火星探索、通用人工智能（AGI）、氣候干預(yù)、自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室——很可能已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)世界的一部分。Nature 的核心判斷是：這些技術(shù)并非彼此孤立，而將共同決定人類能否在一個(gè)高度不確定的環(huán)境中，持續(xù)、健康地生存。

關(guān)鍵詞：2050展望、健康未來、人工智能、氣候干預(yù)、碳經(jīng)濟(jì)、核聚變、數(shù)據(jù)治理、基礎(chǔ)科學(xué)、火星探索、科學(xué)政策

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趙思怡丨編輯

論文題目：Science in 2050: the future breakthroughs that will shape our world — and beyond 論文鏈接：https://www.nature.com/articles/d41586-025-04100-6 發(fā)表時(shí)間：2025年12月30日

氣候現(xiàn)實(shí)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：

2050 年的地球?qū)⒏鼰?、更脆?/strong>

首先從現(xiàn)實(shí)的全球環(huán)境挑戰(zhàn)切入：根據(jù)當(dāng)前氣候趨勢(shì)推算，未來幾十年全球升溫可能遠(yuǎn)超我們過去的預(yù)測(cè)，到 2040 年，全球平均升溫可能突破2°C，到本世紀(jì)末甚至可能達(dá)到3°C以上，這將觸發(fā)更多極端氣候事件與連鎖風(fēng)險(xiǎn)。

升溫帶來的影響包括：

• 極端高溫事件頻發(fā)，公共健康系統(tǒng)承受巨大壓力

• 水資源與糧食系統(tǒng)不穩(wěn)定性增加

• 與環(huán)境變化相關(guān)的疾病風(fēng)險(xiǎn)顯著上升

文章指出，面對(duì)這樣的現(xiàn)實(shí)，一些國(guó)家可能嘗試氣候干預(yù)（solar geoengineering）等激進(jìn)方案，例如向平流層注入反射性顆粒以減少太陽輻射。盡管短期可能緩解升溫，但這類方法尚未充分驗(yàn)證，可能改變?nèi)蚪涤昴Ｊ缴踔烈l(fā)新的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

這表明，環(huán)境變化不是可選的未來圖景，而是已經(jīng)開始影響政策與科技路徑的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

“碳經(jīng)濟(jì)”：空氣能否成為新型資源？

在描繪氣候風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，文章也提出了一條相對(duì)更具建設(shè)性的技術(shù)路徑。文中指出，到 2050 年前后，直接從空氣中捕獲二氧化碳（direct air capture，DAC）并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，有可能從當(dāng)前的示范性探索，發(fā)展為具有經(jīng)濟(jì)意義的產(chǎn)業(yè)體系。

在這種設(shè)想中，大氣不再只是排放的“終點(diǎn)”，而可能成為新的資源來源?？茖W(xué)家設(shè)想，通過持續(xù)運(yùn)行的捕集裝置，將空氣中的 CO? 抽取出來，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為燃料、化工原料或其他工業(yè)用途，從而形成“碳移除—利用—再投入”的閉環(huán)過程。如果這一循環(huán)能夠在經(jīng)濟(jì)上自我維持，碳減排將不再完全依賴政策約束，而可能內(nèi)生于市場(chǎng)機(jī)制之中。

文中援引了已經(jīng)投入運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)案例。例如，在冰島，一座由瑞士公司運(yùn)營(yíng)的設(shè)施已經(jīng)能夠從空氣中持續(xù)提取二氧化碳，并將其注入地下巖層中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期封存。Nature 指出，若此類技術(shù)在未來幾十年內(nèi)變得足夠高效且成本可控，它不僅可能為應(yīng)對(duì)全球變暖提供重要補(bǔ)充手段，也可能為能源和化工產(chǎn)業(yè)開辟新的原料來源，從而在環(huán)境與公共健康層面產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。

人工智能在科研中的角色：從輔助到主導(dǎo)

人工智能是論文展望中的核心主題之一。文章指出，到 2050 年，AI 有可能從目前的輔助工具，發(fā)展為能夠獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)。

一些專家甚至認(rèn)為：

• 到中世紀(jì)，AI 有望具備與人類類似甚至更強(qiáng)的科研能力

• 通用人工智能（AGI）可能在這一時(shí)期到來，其理解和回答科學(xué)問題的能力遠(yuǎn)超現(xiàn)今技術(shù)水平

即便沒有真正出現(xiàn)超智能系統(tǒng)，AI 與自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室（lights-out lab）的結(jié)合也將極大改變科研過程：算法驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)可以全天候運(yùn)行、自動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，在生物技術(shù)和材料科學(xué)等領(lǐng)域快速迭代。這種新模式將壓縮科研周期、提高效率、拓展實(shí)驗(yàn)空間，對(duì)醫(yī)學(xué)、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域帶來重大突破。

健康的真正瓶頸：不是技術(shù)，而是數(shù)據(jù)

盡管人工智能和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)正在快速改變醫(yī)學(xué)研究的方式，但未來醫(yī)學(xué)能走多遠(yuǎn)，關(guān)鍵并不完全取決于技術(shù)本身。在許多核心健康問題上，真正稀缺的資源并不是算法或算力，而是高質(zhì)量、可長(zhǎng)期追蹤的人體數(shù)據(jù)。

文中指出，要理解諸如神經(jīng)退行性疾病、慢性疾病以及心理健康問題等高度復(fù)雜的生物過程，僅靠短期研究或小規(guī)模樣本遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?？茖W(xué)家需要的是覆蓋數(shù)百萬人的長(zhǎng)期健康記錄，結(jié)合連續(xù)的臨床數(shù)據(jù)與日常生活信息，并輔以蛋白組、代謝組等多層次生物數(shù)據(jù)，才能逐步還原疾病發(fā)生和演變的真實(shí)圖景。

即便 AI 可以顯著加快數(shù)據(jù)分析和假設(shè)生成的速度，如果缺乏這樣的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，一些最根本的醫(yī)學(xué)難題仍將難以突破。而一旦這些數(shù)據(jù)體系得以建立，醫(yī)學(xué)研究的圖景可能發(fā)生質(zhì)變：今天仍然難以診斷或治療的疾病，可能會(huì)出現(xiàn)清晰可測(cè)的生物標(biāo)志物；沿用多年的診斷分類框架，也可能被更符合生物機(jī)制的新體系所取代，真正意義上的個(gè)性化醫(yī)療才有可能成熟。

這也意味著，未來醫(yī)學(xué)的發(fā)展不只是科研或技術(shù)問題。如何進(jìn)行數(shù)據(jù)治理、如何保護(hù)個(gè)人隱私、如何建立公眾對(duì)科研體系的信任，將成為決定健康研究能否持續(xù)推進(jìn)的核心議題之一。

火星、暗物質(zhì)與核聚變，

為什么仍與人類健康息息相關(guān)？

在氣候變化和人工智能之外，此篇論文還將目光投向了一些看似距離日常生活甚遠(yuǎn)的基礎(chǔ)科學(xué)前沿，包括火星探索、宇宙學(xué)研究以及核聚變能源。這些領(lǐng)域雖然不直接指向某種具體的醫(yī)療技術(shù)，卻共同觸及一個(gè)更深層的問題：人類是否擁有一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定、可持續(xù)的生存環(huán)境，而這正是健康得以維系的前提。

在空間探索方面，盡管人類登陸火星的具體時(shí)間表仍存在分歧，但多個(gè)國(guó)家和航天機(jī)構(gòu)已經(jīng)將 2050 年視為重要的長(zhǎng)期規(guī)劃節(jié)點(diǎn)。對(duì)火星的探索不僅是工程和航天技術(shù)的挑戰(zhàn)，也迫使科學(xué)家重新思考生命支持系統(tǒng)、輻射防護(hù)、長(zhǎng)期隔離環(huán)境中的心理健康等醫(yī)學(xué)問題。這些研究成果，最終很可能反向影響地球上的醫(yī)療與公共健康體系。

在更基礎(chǔ)的科學(xué)層面，量子傳感器和引力波探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，正在讓科學(xué)家能夠觀測(cè)到此前無法觸及的宇宙現(xiàn)象，例如可能與暗物質(zhì)相關(guān)的原初黑洞。文章指出，對(duì)這些現(xiàn)象的理解有望動(dòng)搖甚至重塑現(xiàn)有的宇宙學(xué)模型，深化人類對(duì)物質(zhì)、能量以及生命所處環(huán)境的根本認(rèn)知。

核聚變能源則被視為連接基礎(chǔ)物理與現(xiàn)實(shí)世界影響的關(guān)鍵橋梁。盡管核聚變長(zhǎng)期被戲稱為“永遠(yuǎn)還要再等三十年”，相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為，過去幾年相關(guān)研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，技術(shù)成熟度正在逐步逼近可應(yīng)用階段。如果這一突破最終實(shí)現(xiàn)，它將為全球提供幾乎無限且無碳的能源來源，對(duì)緩解氣候壓力、支撐醫(yī)療系統(tǒng)和其他健康基礎(chǔ)設(shè)施具有決定性意義。

通過這些看似分散的前沿議題，文章傳達(dá)的核心觀點(diǎn)是：健康并不只是醫(yī)學(xué)內(nèi)部的問題，而深深嵌入能源結(jié)構(gòu)、環(huán)境穩(wěn)定性以及人類對(duì)宇宙的整體理解之中。這些基礎(chǔ)科學(xué)的突破，最終決定的不是單一疾病的治療方案，而是人類能否在一個(gè)適合長(zhǎng)期生存的世界中繼續(xù)發(fā)展。

科學(xué)政策與社會(huì)環(huán)境：

決定突破能否發(fā)生的隱形變量

科學(xué)進(jìn)步從來不是只發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室里的事情。技術(shù)能力固然重要，但社會(huì)環(huán)境、政治選擇以及公眾態(tài)度，同樣深刻影響著科學(xué)能夠走多遠(yuǎn)。在未來幾十年，這些“非技術(shù)因素”可能成為決定性變量。

文中指出，如果公眾對(duì)科學(xué)的信任和支持減弱，或者科研經(jīng)費(fèi)在長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究與短期目標(biāo)之間持續(xù)受到擠壓，那么真正具有顛覆性的突破將變得更加稀缺。在這種壓力之下，研究方向往往更容易向短期可見成果傾斜，以回應(yīng)政策考核或政治需求，而那些回報(bào)周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)更高的基礎(chǔ)研究則可能被邊緣化。

隨著數(shù)據(jù)在科研和醫(yī)學(xué)中的重要性不斷上升，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)已不再只是技術(shù)問題。它高度依賴社會(huì)層面的共識(shí)：公眾是否愿意分享數(shù)據(jù)，監(jiān)管體系是否足夠透明且可信，研究機(jī)構(gòu)是否能夠妥善處理隱私與倫理問題。如果這些條件無法建立，即便技術(shù)已經(jīng)成熟，相關(guān)研究也難以真正推進(jìn)。

因此，我們必須意識(shí)到這個(gè)明確的警示問題：如果科學(xué)體系長(zhǎng)期被“快速產(chǎn)出”的邏輯所主導(dǎo)，而忽視耐心、積累與探索的不確定性，那么最具變革意義的發(fā)現(xiàn)反而更可能被延遲，甚至錯(cuò)失。這不僅是科研管理的問題，也是一種社會(huì)選擇。

結(jié)語：2050年的健康，

不只是活得久，而是活得明白

文章最后的核心點(diǎn)是：未來幾十年不僅是技術(shù)突破的時(shí)代，也將是人類對(duì)自身、社會(huì)與世界的重新理解時(shí)代。健康不再只是醫(yī)學(xué)內(nèi)部議題，它是氣候、能量、數(shù)據(jù)與社會(huì)結(jié)構(gòu)的綜合結(jié)果。科學(xué)與技術(shù)的每一步進(jìn)展，都與這些外部系統(tǒng)緊密相連。

在未來回顧這段時(shí)間時(shí)，我們可能不會(huì)精確預(yù)測(cè)所有發(fā)展路徑，但可以確信：我們未必準(zhǔn)確看清未來，但理解它本身，就是科學(xué)最重要的努力之一。

延伸閱讀｜集智百科詞條：〈參與的2050〉——構(gòu)建一個(gè)全球級(jí)別的大預(yù)測(cè)系統(tǒng)

“參與的2050”（Participated 2050）是一個(gè)預(yù)測(cè)、規(guī)劃、參與未來的游戲；也是一個(gè)多學(xué)科相互交叉合作的研究項(xiàng)目。我們的目的就是為了預(yù)測(cè)、規(guī)劃、影響2050年人類社會(huì)乃至世界的走向。

這一計(jì)劃的核心理念是：2050年的世界是一個(gè)由政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化與生態(tài)系統(tǒng)相互作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，無法靠單一學(xué)科或個(gè)體預(yù)言來推演。唯有通過群體智能與系統(tǒng)模擬，讓更多人參與進(jìn)來，才能更科學(xué)、更全面地理解并塑造未來。

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地球系統(tǒng)科學(xué)讀書會(huì)

世界氣象組織《2023年全球氣候狀況》報(bào)告確認(rèn)2023年是有觀測(cè)記錄以來最暖的一年。氣候變化正在以高溫、干旱、洪水、野火和沙塵暴等極端天氣的形式吸引人們的廣泛關(guān)注。世界經(jīng)濟(jì)論壇《2024全球風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告》將氣候變化作為首要值得關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)。地球作為一個(gè)多要素、非線性的開放復(fù)雜系統(tǒng)，要素間相互作用關(guān)系復(fù)雜，往往牽一發(fā)而動(dòng)全身。在人類活動(dòng)深刻影響下，我們?cè)撊绾卫斫獠⒂行?yīng)對(duì)正在面臨的氣候變化以及其帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)等一系列議題，實(shí)現(xiàn)人類與地球的可持續(xù)發(fā)展？

為了能夠深入理解人類世背景下地球系統(tǒng)各要素之間復(fù)雜的相互作用與演化機(jī)制，并為人類應(yīng)對(duì)未來的地球系統(tǒng)科學(xué)重大挑戰(zhàn)提供一套科學(xué)的認(rèn)知框架，集智俱樂部聯(lián)合清華大學(xué)講席教授陳德亮、北京師范大學(xué)教授樊京芳、東莞理工學(xué)院特聘副研究員陳愛芳、南開大學(xué)副教授戴啟立老師和愛爾蘭都柏林大學(xué)博士生班嶄共同發(fā)起，將組織大家從新的研究范式出發(fā)梳理相關(guān)文獻(xiàn)，并深入研讀其中涉及的理論與模型。

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