从人工智能、数据科学到密码学：微软16位顶尖科学家的2016年展望

　　前不久，微软邀请了 9 位世界顶级科幻小说家参观了微软在全球各地的研究院。这些作家们从微软研究院超过 55 个研究方向中选择了各自想要探索的领域，如量子计算、预测分析、机器学习、人工智能、虚拟传送以及与情感计算等，与研究员面对面深入交流。最终他们从微软研究院的科研项目中汲取灵感和启发，创作了一本长达 239 页的科幻小说集《FutureVisions》。

　　毫无疑问，科幻作品与科学技术的关系是相辅相成的。拥有强有力的技术后盾和背景能让科幻作品“硬派”而精彩，而科幻作品能为技术研发提供无尽的灵感。2016 年将至，我们为你送上一份关于“灵感”的新年礼物——让微软研究院的 16 位顶尖科学家和前瞻者们带你打开脑洞，预测技术未来。

　　“技术进步的黄金时代”——微软全球资深副总裁 Peter Lee 这样形容我们现在所处的时代。现在，这个“技术进步的黄金时代”又将迎来新的一年。我们认为，提前感受即将面临的未来意义重大——不仅要前瞻来年，更要预知下一个 10 年。

　　微软研究院的实验室遍布世界各地，共有 1000 多名科学家和工程师们在多个学科领域辛勤工作着，所以尽管这 16 个人的名单未必能说明全部，但希望各位读者们仍能从中发现真知灼见，得到新的启示。

　　对微软研究院而言，2016 年具有里程碑式的意义。自 1991 年由 Nathan Myhrvold 创立以来，它已经走过了整整 25 个年头。当年，Myhrvold 在发给比尔·盖茨的一份长达 21 页的文件中指出，微软需要“通过更多的基础研究和科技创新来投资未来。”

　　可以看到，这笔对未来的投资已经开始收到丰厚的红利——这不仅仅是对于微软，这对于整个行业和全社会而言也都是如此。或许正如麻省理工学院校长 Rafael Reif 所称，“我们还残留了很多创新在番茄酱瓶子里”微软的研发投入比以往任何时候都更加重要。

　　那么在 2016 年，这只巨大的番茄酱瓶子还能倒出哪些创新呢？且看 16 位微软顶级科学家的 2016 年预测。　　​

　　​Chris Bishop

　　 微软英国剑桥研究院院长，微软杰出科学家 

　　2016 年会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　2016 年，全新类型的处理器即将到来，经过调整，它们将适应密集的机器学习工作负载，并且将大幅提升图形处理器（GPU）的性能。

　　展望 10 年之后的 2026 年，欧洲范围内会有哪些重大技术进步，而它们又会对个人的计算体验产生什么样的影响？

　　到 2026 年，欧洲的所有语言之间都可以实现实时翻译，完全可以和人工翻译相媲美，整个欧洲地区的语言障碍将会消除。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　我们会在手机的深度摄像头技术上看到有趣的新应用。

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　　Doug Burger 

　　微软研究院 NExT 部门硬件、设备和体验总监

　　2016 年在计算领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　我认为，关键技术的突破是专用计算加速技术将会大规模成功地纳入到云中，这将有助于大数据工作负载、生物信息学、高性能计算以及许多其他重要垂直领域取得长足进展。

　　展望 10 年之后的 2026 年，计算领域会有哪些重大技术进步，而它们又会对个人的计算体验产生什么样的影响？

　　重大进展将是一部分计算密集型的工作将不再依赖冯·诺依曼型计算，从而极大地节约成本，并减少延迟。这种转变将带来更深度的个性化服务，例如智能助理将可以实时、密切地了解你，并以此提供服务。这不仅可以极大提升工作生产效率，更可以借助高度个性化的医疗手段挽救生命。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，________________。

　　可重构计算（FPGA）将作为一流的计算加速器，成为数据中心的主流。

　　​Bill Buxton ​

　　微软研究院首席研究员

　　2016 年在人机交互领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　在世界上第一支光笔诞生 57 年之后，在世界第一个触控笔图形输入板诞生 53 年之后，在世界第一台触控笔平板电脑诞生 27 年之后，在微软推出平板电脑 14 年之后，基于触控笔的绘制、标注和笔记功能将获得更广泛的应用，并在多种人机交互方式中占据更加主流的地位。

　　展望 10 年之后的 2026 年，人机交互领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　从历史经验看，如果我性格中怀疑的一面会让我把所有的时间点再往后推迟 10 年，并重复我对 2016 年的预测。但我性格中乐观的一面让我相信，未来 10 年将会发生三个相互关联的变化：基于触控笔的交互方式将会普及，并与其它各类人机交互方式协同、无缝、透明地发挥作用；而且在这一过程中，人机交互会越来越简单，并且发挥更大的作用；人们得从某些事情中解放，能够集中精力做更为重要的事情：无限发挥人类的潜能。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　数码装饰品和无用之物以及规律性更新换代的时代将开始消退，业界和消费者的关注焦点将会从技术本身转向增强用户体验、给用户带来价值和帮助用户发挥自己的潜能。

　　Lili Cheng 

　　微软研究院 NExT 部门杰出工程师兼总经理

　　2016 年会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　我们的在线对话将越来越多地会以交谈助理为媒介来进行，与它们对话更有趣，还能同时提高工作效率。这也会让我们改变和模糊我们对计算机、手机、自身记忆和关系的思考方式。

　　展望 10 年之后的 2026 年，会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　每个在校的孩子都将学会如何用代码创造我们每天都会用的经验。这意味着我们将能够更好地设计和控制计算机对我们生活的影响。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　孩子们的第一份工作将更多地来自虚拟世界，而不是某个具体的实体场所。随着时间的推移，这将促使我们重新反思我们的工作方式，以及我们现实生活中的城市、邻里及社区的设计方式。

　　Kate Crawford 

　　微软研究院首席研究员​

　　2016 年在数据科学技术领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　我觉得 2016 年最关键的突破，将是高校的每个数据科学专业的学生们都将学习数据伦理课程，从而更好地理解大规模数据收集和实验对人类的影响（理想情况下将改善公平，并防范各类数据歧视）。

　　展望 10 年之后的 2026 年，数据科学领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　小冰等人工智能代理会让人感觉如此真实，并将在我们的生活中扮演值得信赖的核心角色，我们会要求它们像医生、律师和治疗师一样，与我们之间保持某种伦理和法律关系。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　我们开始建立大数据系统内部的正当流程保护，它将影响到医疗保健、住房和雇佣等多种决策。

　　邓力 

　　微软研究院 NExT 部门合作伙伴研究经理

　　2016年在深度学习领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　基于深度学习的自然语言处理技术会继续保持高速发展，而基于深度学习的注意力导向型序列学习技术将让机器翻译日益完善。

　　展望 10年之后的 2026年，深度学习领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　在语音和视觉等几大领域，深度学习会实现长足进展，人工智能将达到或超过人类水平，并有可能在认知功能的部分领域达到上述水平。人工智能技术将普遍地应用于普通百姓的日常生活。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016年，_________________。

　　深度学习正在大举进入包括预测分析在内的商业应用领域，这将激发出深度学习在语音，图像和自然语言处理这些领域取得公认的成果之外的更多兴趣。

　　Jasmin Fisher 

　　微软英国剑桥研究院高级研究员​

　　2016 年在可执行生物学领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　2016 年，我们在健康领域看到的主要进展之一，将是创新性跨学科技术的使用，旨在延迟复杂疾病患者的生命，改善他们的生活质量。

　　展望 10 年之后的 2026 年，可执行生物学领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　十年以后，在跨学科的突破性方法帮助下，研究人员和临床医生将能够计算出癌症的驱动机制，并从患者的个人层面了解、检测、诊断和治疗，癌症将不再是一个未解之谜。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　云平台技术将开始发挥其真正的潜力，改变和提高患者的生活水平。

　　洪小文

　　微软全球资深副总裁，微软亚太研发集团主席兼微软亚洲研究院院长​

　　2016 年中国会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　2016 年在中国，人工智能将会在大范围内应用，加上人工选择性介入人的工智能服务，将实现这些红利：实时通讯平台的广泛使用；劳动力成本更为低廉；以及通过在线方式获取商品和服务。

　　展望 10 年之后的 2026 年，中国境内会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　原子与比特（物理世界与虚拟世界）的融合，正如 HoloLens 展现的那样，将变得司空见惯，因此人们可以在学习、购物、旅行、与其他人和物互动的过程中享受到数字增强体验。

　　你会如何完成下面这句话：2016 年，_________________。

　　网络上的视频传播体量将超越传统的电视广播。在中国，更多的人会通过互联网观看奥运会而不是电视。微软牛津计划中的视频分析技术将在云中实现更加智能的视频处理。

　　Eric Horvitz

　　微软雷德蒙研究院院长及技术院士

　　2016 年人工智能领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　在计算智能方面，一个很明显进步将是人机对话会更为流畅，对话回合数会更多，而且要比我们现在与计算机和智能手机之间的语音互动体验更加自然恰当。

　　​​展望 10 年之后的 2026 年，人工智能领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　人工智能的进步将在诸如交通运输、医疗保健和个人能力等方面产生深远影响，但我认为人工智能最重要的用途将在科学领域，智能系统将强化科学探索，并在能源、生物学和医学等方面带来重大的科学突破。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　个人助理将能够理解人们日常生活中的工作任务以及与别人的约定等等重大事项，并变得更为实用。

　　Lucas Joppa

　　微软研究院保护科学家

　　2016 年保护科学领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　成本低、射程远、功耗低的传感器和无线电设备将促进环境监测工作的加速发展，并为地球信息的获取奠定前所未有基础。

　　展望 10 年之后的 2026 年，保护科学领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　到 2026 年，自然环境中的计算将变得无处不在，为我们提供关于自然界状态的数字仪表板，让我们能够不断监测地球上的生命脉搏。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　整个世界都认识到，我们需要发挥技术的潜力来帮助避免第六次生物大灭绝，并改变我们对地球生命进行监测、建模和管理的方式。

　　Brian LaMacchia

　　微软研究院安全和加密技术总监

　　2016 年加密领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　2016 年，加密技术的关键性进步将是实现端到端的加密 TLS 连接，将抗量子级公共密匙算法同时用于密钥交换（保密性）和数字签名（认证）。未来 15 年，尺寸合理的量子计算机将会出现，并迫使我们现有的全部公钥加密系统迁移至新的抗量子级算法中；而抗量子级 TLS（用于每个 https://安全网络连接）将是其中的第一步。

　　展望 10 年之后的 2026 年，加密领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　希望到 2026 年，我们所有正在使用的安全协议中都将部署新的抗量子级公钥密码体制，并早已开始拆除余下不多的非抗量子级密码体制。理想情况下，如果我们做得正确的话，迁移之后我们所有的通信都不会受到量子计算机的攻击，但对个人的日常计算体验却不会有任何影响。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　量子计算的不断进步将引起更多人关注其对目前所有广泛使用的公共密匙体系的威胁——而后者是互联网上电子商务和安全通信的根基。信息安全界将开始规划迁移到新的抗量子级公共密钥加密的工作——对它而言，量子计算机并不占据任何计算优势。

　　Preston McAfee

　　微软首席经济学家

　　2016 年经济学领域会出现哪些关键性突破和进展？

　　经济学家们仍在努力理解，为什么与以往相比，目前经济复苏的生产力提升幅度很小，以及低生产力是否构成了一种新常态。我预计，这一难题将在 2016 年内得到解答，而这个答案可能对政府促进经济增长的政策具有重要意义。当然，这个问题也可能只是度量误差，而我们仍处于正常的增长之中。

　　展望 10 年之后的 2026 年，经济学领域会有哪些重大进步？

　　在接下来的十年里，经济学重大突破将是市场设计的运用，它综合运用博弈论、经济学和算法设计，旨在提高市场效率。在搜索竞价、频谱拍卖、肾脏交换和学校作业等领域，我们已经看到了卓有成效的应用。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　硅谷认为“优步（Uber）”的价值在于其市场而非数据，但这可能过于乐观了。大数据泡沫还要存在较长时间。

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　　Sriram Rajamani

　　微软印度研究院副院长

　　2016 年安全技术领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　我们将看到新一代系统解决方案的起步，即使在操作系统或其他基础设施被黑客攻破的情况下，它们仍然能够保证信息安全。

　　展望 10 年之后的 2026 年，安全领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　黑客与系统供应商之间的猫捉老鼠游戏还将继续。其中的赌注将变得足够高，以至于安全性和保密性将成为设备和云平台销售过程中的差异化因素。这将推动系统堆栈各个层级上的重大进展，包括（1）应用层：用机器学习技术来保护隐私和公平；（2）系统架构：通过先进的机器学习，监测入侵，确保用户数据的隔离；（3）构成上述系统架构所需的新硬件功能和加密方法。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　基于可信硬件（如英特尔 SGX 和其他硬件供应商与之相媲美的功能）的新一代安全解决方案即将面市，并将改变我们对安全问题的看法。

　　Krysta Svore

　　微软研究院 NExT 部门高级研究员

　　2016 年量子计算领域会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　2016 年，在量子计算领域，拓扑量子位的确认和呈现将是关键的技术突破之一。

　　展望 10 年之后的 2026 年，量子计算领域会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　我预计，到 2026 年，我们将能够通过云连接到量子计算机，为我们今天的传统计算机解决不了的问题寻求解决方法——特别是化学和材料科学中对物理系统的模拟。想象一下，我们将能够更有效地生产人造肥料或从空气中提取含碳废物。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　通过借助 LIQUi>（语言集成的量子操作）的编程，我们预计能够开发出新的，现实世界中的量子算法。将会有多的人将成为量子力学专家！

　　Chandu Thekkath

　　微软印度研究院院长

　　​2016 年印度国内会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　闲置电视信号频段等低成本接入技术和廉价移动设备将使互联网在印度变得更加普及。

　　展望 10 年之后的 2026 年，印度国内会有哪些重大技术进步，并对个人计算体验产生什么样的影响？

　　每个印度人都将拥有移动设备和充分的网络带宽，以今天我们无法想象的方式体验它们所提供的移动性和便利。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　印度农村地区联网将出现飞跃，印度绝大部分地区将享受到互联网服务。

　　周以真

　　微软全球资深副总裁

　　2016 年会出现哪些关键性技术突破和进展？

　　我认为在两个方面上会有所突破。

　　科学突破：Laszlo Babai 将公布他的证明，图同构会从近指数时代走向近多项式时代，并为算法和复杂性理论的研究注入活力。

　　信息技术进步：我们将看到更多的传感器和设备用于监控人们的代谢状态，这样，除了心率以外，个人还可以全面跟踪自己的健康状况。 

　　展望 10 年之后的 2026 年，会有哪些重大技术进步？

　　我们将能够对活细胞进行编程。

　　你会如何完成下面这句话：在 2016 年，_________________。

　　在政府保护国家安全的需要和公司保护个人身份及数据隐私的需要这两者之间的矛盾中，加密通信将发挥怎样的作用——美国总统候选人将围绕这一话题展开辩论。