21世纪中叶的技术、文化转变和挑战

最能反映21世纪中叶的技术、文化转变和挑战的25个研究领域。

以下领域为未来学位反映了将塑造21世纪中叶的技术、文化转变和挑战。正如计算机的出现、基因组学研究和火箭学的进步改变了20世纪的轨迹一样，这些领域可能会产生问题和创新，将主导当今年轻学生未来的职业生涯。

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生物学

1.流行病学

研究疾病的原因及其传播将继续至关重要，特别是因为气候变化给我们带来了新的健康挑战，并加剧了流行病的威胁。加州大学圣克鲁斯分校的社会流行病学家Alicia Riley表示：“流行病学提供了分析工具，以更好地了解和应对我们现在面临的紧迫问题，这些问题在未来只会变得更加紧迫：极端天气、气候迁移、生物多样性的丧失、人类与野生动物接触产生的新的人畜共患病、极端的社会不平等、战争和暴力等。”

2.遗传学

遗传学和基因组学将为健康创新和更好地理解人类起源铺平道路。随着基因测试和测序成本的下降，基因组学在生命科学中的应用将变得无处不在。

3.免疫学和病毒学

免疫学和病毒学分别研究我们身体免疫系统的优缺点，以及一些最危险的威胁：病毒。随着新的病毒爆发的出现，熟悉的病毒变异为新的威胁，了解我们的身体如何适应至关重要。

4.分子和细胞生物学

分子和细胞生物学探索了使我们成为人类的其小过程，从DNA复制到细胞分裂。加州理工学院和布罗德研究所生物学家、1975年诺贝尔奖获得者大卫·巴尔的摩表示：“这最初是对科学中一些绝对经典问题的纯粹科学调查。”“分子生物学的发展，它发展了修改生物体的能力，因此从纯粹的理论兴趣和科学兴趣研究变成了我们发展中社会的核心能力。”

5.神经科学

神经科学将提高我们对最神秘器官：大脑的理解。神经科学的进步可以让我们更好地治疗阿尔茨海默氏症和肌萎缩侧索硬化症等衰弱的神经退行性疾病，了解大脑的过程如何允许我们说话，甚至帮助我们测试意识的极限。脑机接口的发展，如Elon Musk的Neuralink，将依赖于神经科学家的专业知识。

计算机科学与IT

6.人工智能

人工智能学位将很快与几乎任何领域相关。随着人类试图解决的问题变得越来越大，人工智能可能会实现一些最佳解决方案。人工智能涉及机器学习和深度学习等子学科，两者都是训练计算机解决特定问题的手段。随着人工智能系统变得更加复杂和无处不在，考虑其部署的道德也很重要。

7.计算机制图

计算机图形决定了我们如何体验技术并与之互动；该领域的创新可以真正改变我们看待世界的方式。这里的工作将与广泛的领域相关，从娱乐到医学成像和培训。普渡大学计算机图形学教授David Whittinghill表示：“在我们当前互联社会的许多重要方面都需要计算机图形学。”“屏幕时间，父母甚至个人（正确地）试图监控和限制的东西，占典型人醒着时间的很大一部分。人们可以争论这个新现实的优点，但它们的普遍性和重要性是不可谈判的，正是计算机图形的普及有助于实现这一目标。”

8.网络安全

2020年，德国一名患者在黑客扰乱一家医院的IT系统后死亡，迫使她推迟治疗。对医疗保健系统寻求赎金的网络攻击已成为日益严重的威胁，这表明了现代网络安全的生命攸关。至关重要的是，计算机要充分防范不良行为者，安全数据存储的需求适用于数字时代的所有实体。

9.数据科学

随着我们收集大量信息的能力不断提高，我们也需要分析它。伦敦帝国理工学院的数据科学家兼欧盟委员会司法专员人工智能和数据保护特别顾问Yves-Alexandre de Montjoye表示：“这是进步的根本驱动力，当你想到我们在社会、科学方面取得的进展时，可以访问大量数据，以及它能告诉我们我们拥有的最根本的问题。”大数据意味着我们可以解决医学、物理和工程领域的大问题——但它有其自身的道德陷阱，包括对隐私的巨大威胁。

10.游戏设计

游戏是我们世界的反映，有助于塑造我们看待世界的方式。对于儿童来说，游戏可以是一种学习基本的人际关系和解决问题技能的方式——因此游戏的设计方式对社会产生了非常实际的影响。《Midautumn》的游戏设计师兼项目负责人、边缘化游戏开发人员加速器Code Coven的讲师Sherveen Uduwana表示：“已经从有形的机械设计方法转向了，更多地探索美学和氛围以及如何为这些设计。”“越来越多的设计师正在摆脱试图创建全新的系统和功能，而正在寻找方法，以一种特定于游戏和对玩家来说具有吸引力的方式重新上下文化预先存在的想法。”

11.用户体验设计

用户体验设计影响每个人，从试图了解选票的选民到试图与孙子视频通话的祖父母。通过使医疗保健门户和智能手机等技术尽可能直观，这些界面必须满足他们的易用性。巴尔的摩大学用户体验证书主任Bridget Blodgett表示：“用户体验范围都在努力确保我们正在处理的软件技术是为人们服务并与人一起工作的。”“它正在满足人类心理学和人类生理学，并试图确保我们的软件以有帮助的方式积极吸引我们。”

工程与物理

12.航空航天和航天

Spaceflight曾经是美国宇航局和俄罗斯航天局等政府支持的机构的唯一领域，现在是一个蓬勃发展的商业企业，火箭和轨道技术的创新越来越多地来自私营公司。与此同时，航天机构仍在创造令人难以置信的新技术（如全电动飞机），并启动前所未有的探索太阳系的新任务。其中许多计划以几十年的规模成形，因此今天学生和早期职业工程师的工作将对子孙后代具有影响力。

13.天文学和天体物理学

天文学和天体物理学知识对于理解我们宇宙的一些最基本问题至关重要。如果不详细研究宇宙，我们就无法知道任何东西的起源——从星系到黑洞再到生命本身。新的望远镜任务使我们更接近答案，但这需要时间。麻省理工学院天体物理学家兼行星科学家Sara Seager表示：“你需要大量的探索才能找到任何以后可能被认为有用的东西。”“一段时间后，我们得到了一个重大发现，改变了我们所知道的生活。”

14.自治与机器人

自动化系统长期以来一直主导着制造业，但现在它们正在进入客户服务、医疗保健、战争和许多其他环境——他们甚至控制着目前在火星上行驶的漫游车。纽约大学敏捷机器人和感知实验室主任Giuseppe Loianno表示：“机器人极其重要，因为它有可能帮助人类以更高效、更安全的方式解决复杂、危险的任务。”“这当然是未来的程度，因为即将毕业的毕业生将在机器人、机器学习、通信和控制等几个科学领域的交叉点获得前所未有的知识和经验。”

15.生物医学工程

生物医学工程将帮助我们超越上世纪主导医疗武器库的抗生素、抗病毒药物和类固醇。从携带药物的纳米机器人到遗传和组织工程，生物医学工程师构建了最先进的医学所需的技术。

16.能源工程

随着我们远离化石燃料，能源工程将帮助我们找到更有效的替代品和更好的方法来使用现有的可再生能源，如风能和太阳能。该领域在能源生产、储存、消费和分配方面产生了创新，并有望使我们摆脱对石油和天然气的破坏性依赖。

17.环境工程

环境工程师帮助平衡人类需求和健康与保护自然。他们将设计未来效率更高、污染更少的基础设施和系统。他们的工作将带来更好的废物管理和回收，更清洁的城市和更安全的工业场所。

医疗和医疗保健

18.健康信息学

健康信息学广泛描述了简化患者数据流程和医疗保健的管理。数据驱动的方法将全面改革旧形式的医疗记录保存，以减轻医疗专业人员的工作以及患者筛选文书工作和实验室结果以及跟踪自己健康史的负担。

19.健康研究与创新

100年来，医学已经走到了这一步——然而，许多疾病已经躲避了我们在治疗和治愈方面的最佳努力。对细胞系、动物和计算机模型的研究稳步发展到人类疗法中。测试和开发药物的新方法应该会加快未来几年的创新步伐。

20.医学微生物学和细菌学

研究微生物对人类健康的影响将有助于我们管理威胁，甚至利用它们的潜在好处。称我们为家的细菌似乎塑造了我们健康的方方面面——特别是我们消化食物的能力——并更好地理解它们可以开辟新的医疗途径。

社会科学

21.多样性和性别研究

多样性和性别研究是未来的学位，因为它们是研究是什么让我们成为人，并正在推动关于我们如何看待自己的对话。平等和代表性是跨学科进步和创新的基础。

22.国际关系和国际安全研究

国际关系和国际安全必须发展，以应对国家之间和国家内部的网络战等新威胁。气候难民、缺水、法西斯运动的兴起和其他挑战将在未来几十年内占据国际关系专家的困境。

跨学科

23.环境科学与气候变化

了解气候变化及其影响对于减轻其直接影响至关重要。由于人类工业，地球变暖，地球的环境正在发生变化。建立更好的气候模型将帮助我们了解这些影响将如何实现，数据科学等其他跨学科学位将帮助我们实现这一目标。

24.可持续性

失控的增长和猖獗的废物不能像20世纪那样继续下去——我们的自然资源有限，环境破坏是对野生动物和人类社会的生存威胁。弄清楚如何使我们的生活方式可持续是21世纪最大的挑战。

25.城市规划

城市的设计需要更节能、更有弹性、更实惠。今天的城市规划者正在应对30年前不存在的挑战，包括更频繁、更极端的天气紧急情况。他们还在处理很久以前做出的决定的影响，比如将汽车置于行人之上。如果我们想让我们的城市变得更加愉快和安全，城市规划是必不可少的。

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来源：黄先生斜杠青年