在加来道雄的新书《Visions: How Science Will Revolutionize the 21st Century》中，他向我们解释了将彻底改变人类未来的当代科学。他首先指出了20世纪科学的三大主题：原子、计算机和基因。这些科学革命的最终目标是全面理解物质、心灵和生命。实现这些目标的进展是惊人的，仅在过去几年中增加的科学知识就超过了整个人类历史的总和。我们不再被动地观察自然，成为高效的自然指挥官；我们从发现自然法则到掌控自己的事务。

量子研究的革命还催生了另外两次革命。 1925 年之前，没有人了解原子；今天，我们可以完整地描述物理世界。我们的理解基于三个基本假设：1）能量不是连续的，而是以称为“量子”的独立单位出现； 2）亚原子粒子具有波和粒子的双重特性； 3）这些波/粒子的波动遵循薛定谔方程并确定某件事发生的概率。在标准模型中，我们可以预测从夸克到超新星的一切事物的属性。人类现在已经了解了物质，甚至可能在本世纪内能够随意操纵它。

计算机革命始于20 世纪40 年代。当时这项技术还很原始，但激光技术在十年内的成熟推动了计算机的发展呈指数级增长。如今，指甲盖大小的区域内有数千万个晶体管。随着芯片的普及，日常生活将发生巨大的变化。过去，我们惊叹于智慧；现在，我们惊叹于智慧。未来，我们可能会创造并控制它。

随着DNA 双螺旋结构的发现，生物分子革命开始于20 世纪50 年代。我们意识到人类遗传密码写在细胞的DNA 上。生物分子技术让我们像读书一样了解生命的密码。随着“人类用户指南”的出现，科学和医学发生了不可逆转的变化。我们将能够按照自己的意愿来指导生活，而不是观察它。

因此，人类正在从观察阶段走向实践认识阶段。我们就像登陆地球的外星人，正在观察一盘棋。仅仅了解游戏规则需要很长时间，并且了解这些规则并不能让你立即成为国际象棋大师。我们喜欢掌控一切的感觉，并且已经理解了物质、心灵和生命，但还不是万物的主人。很快我们就会成为主人。

真正推动这些革命的是这些科学发现的相互联系以及它们相互加强的方式。量子理论通过晶体管和激光催生了计算机；它通过X 射线晶体学和化学键理论引发了生物分子革命。虽然还原论和专业化在这些领域带来了巨大的红利，但每个领域的棘手问题迫使它们重新走到一起并需要协同作用。如今，计算机可以破译基因，而对DNA 的研究使得利用有机分子创建新的计算机架构成为可能。加来道雄将这种现象称为“科学的交叉施肥”，它确保了科学进步的不断加速。

加来道雄预计，未来十年相关科学活动将出现爆炸式增长，包括器官重建和癌症治疗。到21世纪中叶，他预计老龄化速度将放缓，纳米技术将取得巨大进步，星际旅行和核聚变技术将实现。到本世纪末，我们将创造新的生物并殖民太空。我们将看到库兹韦尔和莫拉维克描述的愿景成为现实——通过器官重建、基因操纵或与计算机融合，人类将活得更长。

这一切将我们引向何方？回答这个问题的一种方法是看看天体物理学家根据假设的文明使用能源的方式给它们贴上的标签：I型、II型和III型文明。 I型文明可以控制陆地能源、改变天气以及开发海洋和地下能源。 II型文明已经掌握了恒星的能量，可以利用太阳驱动机器并探索其他星系。由于最高等级的III型文明已经耗尽了自身的恒星能量，因此使用星际能量。能源可以存在于行星、恒星、星系中，不同的文明类型对应着不同的文明利用资源的能力。