“很久很久以前......”，很多故事都是这样开始的，一些是歌颂英雄的伟业，一些是讲述远方的奇闻。科幻是另外一种故事，它是关于未来的。
科幻的历史很短，从《弗兰肯斯坦》算起恰好200年，为什么它很特别呢？在工业革命的推动下，科幻作家们对科学技术非常关心，他们想知道这些人类的发明会带给我们怎样的未来，他们希望也将这种热情传达给读者。电影提供了更加丰富的表达方式，科幻登上荧幕，孩子获得梦想，成人获得灵感。人们设想未来，憧憬未来，用科学技术实现未来，由此，世界发生了改变。
不论是星际旅行还是赛博朋克，《星球大战》或是《银翼杀手》，科幻总是围绕着几个核心。其中，对超现实技术的描写一直是衡量作品好坏的标尺。时间机器、穿越星际的宇宙飞船、人工智能、飞行汽车，几乎每一部作品都能发明点新东西。超现实技术在引起阵阵赞叹的同时，也激励人思考如何在现实中制造出来，将不可能变成可能。
IBM 的科学家们当然也深受科幻启发，他们打算创造未来。
视频：机器助手
机器助手在科幻文化中绝对占据了海量的篇幅。人心而友善的机器，多么有趣！没有马文的《银河系搭车客指南》，没有 R2-D2、C-3PO 的《星球大战》？简直无法想象！
《星球大战》电影中 C-3PO 胆小怕事是话唠和搞笑担当，R2-D2 不仅负责维修飞船、破解密码、星际通讯，偶尔也帮忙排队拿快餐，简直全能！现实中有机器助手么？我想要一个该怎么办？这是个很好的问题。我们需要人工智能（AI）技术。
安纳金·天行者创造了C-3PO，图片来源：《星球大战：幽灵的威胁》
人工智能最近几年又火起来，或许你不知道它是什么，但你一定听说过它。这项技术已经有60年历史了。人工智能的核心和关键是模式识别（Pattern Recognition），那什么是模式识别呢？复杂的现象总能找到规律，比如太阳总是东升西落，雨总是会落到地上，彩虹总能在阵雨后出现，这些规律就是一种模式。人工智能技术让机器去理解、发现和识别这些已知的模式，甚至帮助人发现和理解更多的模式。当遇到连人都不知道的规律的时候，我们希望人工智能可以自己发现规律，这就需要机器学习技术，这里是人工智能和大数据分析的交叉点，也是现在的热门。
有些东西直到最近才被人所理解，虽然这些问题早在人工智能成为独立学科时就提出了，它们是制造机器助手的必备知识。
- 语音识别（Speech Recognition），让机器助手理解人类下达的命令
- 语言处理（Natural Language Processing），让机器助手能表达自己
- 计算视觉（Computer Vision），让机器助手明白看到了什么
- 知识图谱（Knowledge graph），让机器助手知道如何修飞船，如何破解密码等
- 情感计算（Affective computing），让机器助手能理解情感，表达情感
- …..
什么？你觉得晕了，我还没说完呢，制造机器助手需要用上所有计算机科学、电子工程学、机械工程学的知识。呃，太复杂了，怎么办？你听说过 IBM Watson 么？2011年，它曾经在答题真人秀《危险边缘》上击败过人类选手，这个节目考验的是知识的广度和深度以及利用知识找到正确答案的能力，人类也不容易应付呢。这几年 Watson 在不断学习和演化，科学家们希望它能解决更复杂更实际的问题。比如帮助海上钻井平台的新手秒变专家，帮助无人驾驶汽车了解乘客的需求，帮助盲人导航、购物、识别表情，这些通过 Watson 都可以做到。Watson 有一套应用编程接口（API），你不需要成为人工智能专家也可以使用其强大的功能。
视频：人工智能
不过世界太复杂了，不管是人还是机器助手都会有盲点，所以需要两者合作去解决问题。智能助手并不是代替人，而是帮助人高效地获取信息高效地思考。
视频：太空旅行
太空旅行是科幻又一个常见的主题，《星际牛仔》，《星际穿越》这些优秀作品受到了人类太空计划的启发，反过来又激励人去研究太空旅行的商业化可能。
太空旅行需要解决很多问题。
首先是动力，它又能分解成两个小问题：能源的效率和飞行的速度。目前的火箭使用固体或者液体燃料速度和效率都不理想。理想中未来的火箭会使用离子引擎或者光帆驱动。
第二个问题是维生系统，地球上有水有空气有食物，太空中什么也没有。国际空间站是一项巨大的实验，帮助我们理解人在太空中身体会发生什么改变，该如何让人健康得活在太空中。
最后一个问题是导航，星际空间有小行星，行星环，彗星，太空垃圾。他们速度极快，杀伤力极大，太空飞船撞上去会粉身碎骨。
《星球大战》中，汉·索罗曾经尝试穿过小行星带，欧比旺也尝试过穿越行星环，有成百上千个大小差异极大的天体，要预测他们的运动就需要超级算力，不仅如此超级算力还可以规划飞船路线，控制飞船机动。这是海量的计算任务，我们需要量子计算机。
量子计算机是利用量子叠加态原理的计算机。经典计算机的基本信息单位是比特，只能是0或者1。量子计算机使用量子比特，每个量子比特可以处在0和1的叠加态。比如处理1024T的数据，经典计算机需要1024T比特，量子计算机只要50个量子比特。是的，量子计算机的算力是指数上涨的。IBM Q 项目就在2017年制造出了50个量子比特的原型机。
量子计算机首先影响到的是作为信息安全基础的密码学。它也会在航空领域，化工、 新药、新材料研发、金融安全等领域带来创新。
视频：飞行艇与悬浮汽车
无人驾驶已经是现在时了，飞行汽车的时代就要到来。一些国家已经开始了飞行汽车项目，用于缓解大城市的交通压力。《星球大战》中不仅有各式各样的飞行艇，还有悬浮椅。
飞行汽车的原理无非两种，一种是气流悬浮技术，类似于无人机或者直升机，产生向上的升力或者向下人的推力。另外一种方式是磁悬浮，利用磁铁的同性相斥原理，就和磁悬浮轨道列车一样。普通电磁铁发热量大，浪费能源，超导材料是更好的选择。
超导材料的原理是这样的，当它冷却到一定温度以下时，电子会组成库珀对绕过所有阻碍前进，此时材料的电阻为零。这时只要超导材料下方有足够强的磁铁，它就会自动悬浮起来。目前超导技术最大的缺点就是需要将材料降到很低的温度，需要用液氮来降温，不过已经有科学家在实验室理发明了常温的超导材料。超导技术也是制造量子计算机的关键，称为超导量子比特，是制造量子计算机最普遍的技术。
视频：原力
既然提到了《星球大战》我也讲讲核心设定原力吧。电影设定中原力是所有生物创造的一个能量场，它包围并渗透着我们，把整个世界连结在一起，操纵机器或者跳到非常高的地方。但原力是什么呢？如果要类比的话，原力的概念类似于四种基本力，强力，弱力，引力，电磁力，但是现代物理学理论是没有原力的，没有证据证明其存在。
既然原理不存在，我们还能做到伸手就让光剑飞来，用意念控制物体么？我们需要传感器和物联网技术。当家用电器装上了传感器并连上物联网，我们下了班就可以打开空调，严冬中回到家里就能享受暖意；冰箱会通知你缺了什么食材；电灯只会在有人的时候自动亮起。
海量的传感器产生海量的数据，需要超级的算力和智能分析。别忘了我们有 IBM Watson，结合传感器和物联网技术，它能帮我们规划一天的琐事，成为合格的管家。
IBM 的历史也就是信息技术的发展史，它发明了第一块硬盘，第一个高级编程语言Fortran，无处不在的关系数据库，动态内存，家用电脑。而现在它仍旧是首屈一指的领导者，人工智能，量子计算机，物联网，这些未来技术即将或者已经走出实验室，进入现实生活——未来已来。