最能反映21世紀中葉的技術、文化轉變和挑戰(zhàn)的25個研究領域。

以下領域為未來學位反映了將塑造21世紀中葉的技術、文化轉變和挑戰(zhàn)。正如計算機的出現(xiàn)、基因組學研究和火箭學的進步改變了20世紀的軌跡一樣，這些領域可能會產生問題和創(chuàng)新，將主導當今年輕學生未來的職業(yè)生涯。

我是斜杠青年，一個被前沿科學耽誤掙錢的“雜食性”學者！

生物學

1.流行病學

研究疾病的原因及其傳播將繼續(xù)至關重要，特別是因為氣候變化給我們帶來了新的健康挑戰(zhàn)，并加劇了流行病的威脅。加州大學圣克魯斯分校的社會流行病學家Alicia Riley表示：“流行病學提供了分析工具，以更好地了解和應對我們現(xiàn)在面臨的緊迫問題，這些問題在未來只會變得更加緊迫：極端天氣、氣候遷移、生物多樣性的喪失、人類與野生動物接觸產生的新的人畜共患病、極端的社會不平等、戰(zhàn)爭和暴力等。”

2.遺傳學

遺傳學和基因組學將為健康創(chuàng)新和更好地理解人類起源鋪平道路。隨著基因測試和測序成本的下降，基因組學在生命科學中的應用將變得無處不在。

3.免疫學和病毒學

免疫學和病毒學分別研究我們身體免疫系統(tǒng)的優(yōu)缺點，以及一些最危險的威脅：病毒。隨著新的病毒爆發(fā)的出現(xiàn)，熟悉的病毒變異為新的威脅，了解我們的身體如何適應至關重要。

4.分子和細胞生物學

分子和細胞生物學探索了使我們成為人類的其小過程，從DNA復制到細胞分裂。加州理工學院和布羅德研究所生物學家、1975年諾貝爾獎獲得者大衛(wèi)·巴爾的摩表示：“這最初是對科學中一些絕對經典問題的純粹科學調查?！薄胺肿由飳W的發(fā)展，它發(fā)展了修改生物體的能力，因此從純粹的理論興趣和科學興趣研究變成了我們發(fā)展中社會的核心能力。”

5.神經科學

神經科學將提高我們對最神秘器官：大腦的理解。神經科學的進步可以讓我們更好地治療阿爾茨海默氏癥和肌萎縮側索硬化癥等衰弱的神經退行性疾病，了解大腦的過程如何允許我們說話，甚至幫助我們測試意識的極限。腦機接口的發(fā)展，如Elon Musk的Neuralink，將依賴于神經科學家的專業(yè)知識。

計算機科學與IT

6.人工智能

人工智能學位將很快與幾乎任何領域相關。隨著人類試圖解決的問題變得越來越大，人工智能可能會實現(xiàn)一些最佳解決方案。人工智能涉及機器學習和深度學習等子學科，兩者都是訓練計算機解決特定問題的手段。隨著人工智能系統(tǒng)變得更加復雜和無處不在，考慮其部署的道德也很重要。

7.計算機制圖

計算機圖形決定了我們如何體驗技術并與之互動；該領域的創(chuàng)新可以真正改變我們看待世界的方式。這里的工作將與廣泛的領域相關，從娛樂到醫(yī)學成像和培訓。普渡大學計算機圖形學教授David Whittinghill表示：“在我們當前互聯(lián)社會的許多重要方面都需要計算機圖形學。”“屏幕時間，父母甚至個人（正確地）試圖監(jiān)控和限制的東西，占典型人醒著時間的很大一部分。人們可以爭論這個新現(xiàn)實的優(yōu)點，但它們的普遍性和重要性是不可談判的，正是計算機圖形的普及有助于實現(xiàn)這一目標?！?/p>

8.網絡安全

2020年，德國一名患者在黑客擾亂一家醫(yī)院的IT系統(tǒng)后死亡，迫使她推遲治療。對醫(yī)療保健系統(tǒng)尋求贖金的網絡攻擊已成為日益嚴重的威脅，這表明了現(xiàn)代網絡安全的生命攸關。至關重要的是，計算機要充分防范不良行為者，安全數據存儲的需求適用于數字時代的所有實體。

9.數據科學

隨著我們收集大量信息的能力不斷提高，我們也需要分析它。倫敦帝國理工學院的數據科學家兼歐盟委員會司法專員人工智能和數據保護特別顧問Yves-Alexandre de Montjoye表示：“這是進步的根本驅動力，當你想到我們在社會、科學方面取得的進展時，可以訪問大量數據，以及它能告訴我們我們擁有的最根本的問題?！贝髷祿馕吨覀兛梢越鉀Q醫(yī)學、物理和工程領域的大問題——但它有其自身的道德陷阱，包括對隱私的巨大威脅。

10.游戲設計

游戲是我們世界的反映，有助于塑造我們看待世界的方式。對于兒童來說，游戲可以是一種學習基本的人際關系和解決問題技能的方式——因此游戲的設計方式對社會產生了非常實際的影響?！禡idautumn》的游戲設計師兼項目負責人、邊緣化游戲開發(fā)人員加速器Code Coven的講師Sherveen Uduwana表示：“已經從有形的機械設計方法轉向了，更多地探索美學和氛圍以及如何為這些設計?！薄霸絹碓蕉嗟脑O計師正在擺脫試圖創(chuàng)建全新的系統(tǒng)和功能，而正在尋找方法，以一種特定于游戲和對玩家來說具有吸引力的方式重新上下文化預先存在的想法。”

11.用戶體驗設計

用戶體驗設計影響每個人，從試圖了解選票的選民到試圖與孫子視頻通話的祖父母。通過使醫(yī)療保健門戶和智能手機等技術盡可能直觀，這些界面必須滿足他們的易用性。巴爾的摩大學用戶體驗證書主任Bridget Blodgett表示：“用戶體驗范圍都在努力確保我們正在處理的軟件技術是為人們服務并與人一起工作的。”“它正在滿足人類心理學和人類生理學，并試圖確保我們的軟件以有幫助的方式積極吸引我們。”

工程與物理

12.航空航天和航天

Spaceflight曾經是美國宇航局和俄羅斯航天局等政府支持的機構的唯一領域，現(xiàn)在是一個蓬勃發(fā)展的商業(yè)企業(yè)，火箭和軌道技術的創(chuàng)新越來越多地來自私營公司。與此同時，航天機構仍在創(chuàng)造令人難以置信的新技術（如全電動飛機），并啟動前所未有的探索太陽系的新任務。其中許多計劃以幾十年的規(guī)模成形，因此今天學生和早期職業(yè)工程師的工作將對子孫后代具有影響力。

13.天文學和天體物理學

天文學和天體物理學知識對于理解我們宇宙的一些最基本問題至關重要。如果不詳細研究宇宙，我們就無法知道任何東西的起源——從星系到黑洞再到生命本身。新的望遠鏡任務使我們更接近答案，但這需要時間。麻省理工學院天體物理學家兼行星科學家Sara Seager表示：“你需要大量的探索才能找到任何以后可能被認為有用的東西?！薄耙欢螘r間后，我們得到了一個重大發(fā)現(xiàn)，改變了我們所知道的生活?！?/p>

14.自治與機器人

自動化系統(tǒng)長期以來一直主導著制造業(yè)，但現(xiàn)在它們正在進入客戶服務、醫(yī)療保健、戰(zhàn)爭和許多其他環(huán)境——他們甚至控制著目前在火星上行駛的漫游車。紐約大學敏捷機器人和感知實驗室主任Giuseppe Loianno表示：“機器人極其重要，因為它有可能幫助人類以更高效、更安全的方式解決復雜、危險的任務?！薄斑@當然是未來的程度，因為即將畢業(yè)的畢業(yè)生將在機器人、機器學習、通信和控制等幾個科學領域的交叉點獲得前所未有的知識和經驗?！?/p>

15.生物醫(yī)學工程

生物醫(yī)學工程將幫助我們超越上世紀主導醫(yī)療武器庫的抗生素、抗病毒藥物和類固醇。從攜帶藥物的納米機器人到遺傳和組織工程，生物醫(yī)學工程師構建了最先進的醫(yī)學所需的技術。

16.能源工程

隨著我們遠離化石燃料，能源工程將幫助我們找到更有效的替代品和更好的方法來使用現(xiàn)有的可再生能源，如風能和太陽能。該領域在能源生產、儲存、消費和分配方面產生了創(chuàng)新，并有望使我們擺脫對石油和天然氣的破壞性依賴。

17.環(huán)境工程

環(huán)境工程師幫助平衡人類需求和健康與保護自然。他們將設計未來效率更高、污染更少的基礎設施和系統(tǒng)。他們的工作將帶來更好的廢物管理和回收，更清潔的城市和更安全的工業(yè)場所。

醫(yī)療和醫(yī)療保健

18.健康信息學

健康信息學廣泛描述了簡化患者數據流程和醫(yī)療保健的管理。數據驅動的方法將全面改革舊形式的醫(yī)療記錄保存，以減輕醫(yī)療專業(yè)人員的工作以及患者篩選文書工作和實驗室結果以及跟蹤自己健康史的負擔。

19.健康研究與創(chuàng)新

100年來，醫(yī)學已經走到了這一步——然而，許多疾病已經躲避了我們在治療和治愈方面的最佳努力。對細胞系、動物和計算機模型的研究穩(wěn)步發(fā)展到人類療法中。測試和開發(fā)藥物的新方法應該會加快未來幾年的創(chuàng)新步伐。

20.醫(yī)學微生物學和細菌學

研究微生物對人類健康的影響將有助于我們管理威脅，甚至利用它們的潛在好處。稱我們?yōu)榧业募毦坪跛茉炝宋覀兘】档姆椒矫婷妗貏e是我們消化食物的能力——并更好地理解它們可以開辟新的醫(yī)療途徑。

社會科學

21.多樣性和性別研究

多樣性和性別研究是未來的學位，因為它們是研究是什么讓我們成為人，并正在推動關于我們如何看待自己的對話。平等和代表性是跨學科進步和創(chuàng)新的基礎。

22.國際關系和國際安全研究

國際關系和國際安全必須發(fā)展，以應對國家之間和國家內部的網絡戰(zhàn)等新威脅。氣候難民、缺水、法西斯運動的興起和其他挑戰(zhàn)將在未來幾十年內占據國際關系專家的困境。

跨學科

23.環(huán)境科學與氣候變化

了解氣候變化及其影響對于減輕其直接影響至關重要。由于人類工業(yè)，地球變暖，地球的環(huán)境正在發(fā)生變化。建立更好的氣候模型將幫助我們了解這些影響將如何實現(xiàn)，數據科學等其他跨學科學位將幫助我們實現(xiàn)這一目標。

24.可持續(xù)性

失控的增長和猖獗的廢物不能像20世紀那樣繼續(xù)下去——我們的自然資源有限，環(huán)境破壞是對野生動物和人類社會的生存威脅。弄清楚如何使我們的生活方式可持續(xù)是21世紀最大的挑戰(zhàn)。

25.城市規(guī)劃

城市的設計需要更節(jié)能、更有彈性、更實惠。今天的城市規(guī)劃者正在應對30年前不存在的挑戰(zhàn)，包括更頻繁、更極端的天氣緊急情況。他們還在處理很久以前做出的決定的影響，比如將汽車置于行人之上。如果我們想讓我們的城市變得更加愉快和安全，城市規(guī)劃是必不可少的。

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