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【摘 要】：2012年12月，美国国家情报委员会发布《2030年全球趋势——不一样的世界》报告，认为到2030年，信息技术、自动化与制造技术、资源技术以及健康技术将对全球经济、社会和军事发展产生巨大影响。
一、信息技术
今后15-20年间，信息技术的硬件、软件和连接在性能与复杂性方面都会大幅提高，同时也会得到更加广泛的扩散。政府和社会既要寻找途径来收获新型信息技术的效益，同时还要掌控这些技术所带来的威胁。到2030年，对世界影响最大的三类信息技术是：大数据存储和处理方案、社交网络技术以及涵盖一系列城市技术的“智慧城市”。
数据解决方案。数据解决方案包含一系列新兴技术，用于收集、存储和管理“大数据”，并从中提取价值。数据解决方案将对社会经济产生巨大影响，一方面帮助政策制定者解决困难的经济和管理问题，促进更加直观和人性化的人机交互，提高知识的获取与运用，并极大地提高预测模型的准确性。但是另一方面，它可能带来信息过载和沉重的维护负担，还可能成为多极信息战的战场。目前的数据解决方案已经对商业、大型科研工作和政府服务十分重要。例如，大型零售商运用数据解决方案了解客户的消费习惯、信用记录、社交网络发帖等信息，以开展精确的定向广告等活动。科研机构利用数据解决方案进行天气预报、物理学研究和空间探索等。政府依赖特大规模的数据库和信息传递系统开展服务。当前，数据解决方案依赖于传统计算方法，但大数据集的规模呈现指数级增长，知识发现技术和软件工具的发展跟不上这种增长速度。理想的情况是，人工智能和数据可视化技术能够使需要信息的人在正确的时间获得正确的信息，但其未来发展还很难预料。量子计算到2030年可能会开始发挥效力，对科学发现、信息搜索和密码系统都会产生影响，但艰巨的技术挑战依然存在。
社交网络技术。社交网络技术能够帮助个人用户与其他用户构建社交网络。“脸谱”（Facebook）网是当前在全球占主导地位的社交网络，拥有近十亿用户。社交网络技术对社会的影响巨大，能够使社会群体轻易地在传统媒介和政府渠道之外沟通联络，以达到进步性、破坏性甚至犯罪性的目的，并造成跨越各种地理界限的影响。很多分析人士认为，“推特”（Twitter）对“阿拉伯之春”抗议事件起到了重大的推动作用。由于社交网络技术已经成为在线生活的基本形式，因而也会成为一种重要工具，为企业和政府提供有关个人和团体的宝贵信息。社交网络还可能取代目前现有企业和政府机构所提供的服务，而代之以抵制集中监管和控制的新型服务。例如，社交网络能够帮助推动替代货币和虚拟货币的使用。未来一些主导的社交网络甚至连正式组织都不是，可能是在文件共享技术基础上建立的无政府主义的集体，或许发达国家和许多发展中国家的政府对其都拿不出有用的谈判筹码。
智慧城市。智慧城市运用以信息技术为基础的解决方案来最大程度提高人们的经济生产率和生活品质，同时减少资源消耗和环境恶化。在智慧城市中，城市规划、城市治理、资源管理、物理基础设施、通信基础设施、建筑设计、交通运输系统、安全服务、应急服务和灾害响应系统都以先进的信息技术能力为基础。许多这样的信息技术能力只能在一体化的系统下才能实现价值最大化。未来20年，世界各国政府、尤其是发展中国家政府在公共工程项目上的支出可能高达35万亿美元，这为信息技术、系统集成和可持续技术的提供商带来了巨大市场机遇。随着非洲、拉美、尤其是亚洲中心城市对智能城市基础设施的巨额投资，到2030年，智能城市创新的中心将会开始从欧洲和北美迁走。
二、自动化与制造技术
过去20年，随着制造业走向全球，由制造商、供应商和物流企业构成的全球生态系统已经形成。而增材制造（又称添加制造）和机器人等新型制造技术与自动化技术的出现和发展将对当前的全球制造业体系产生影响。对于发达国家，这些技术有可能提高生产率、解决劳动力制约问题，并缩短供应链长度，减少外包需求。与此同时，更多低技术和半熟练工人将被闲置，这会加剧国内社会不平等。对于发展中国家、尤其是亚洲国家，这些新技术则能刺激新的制造能力，并进一步提高制造商和供应商的竞争力。
机器人。当前，机器人已经大量投入民用和军事用途中。到2030年，许多极具颠覆性的构件都会开发出来，机器人的性能将因此得到巨大改进。这样的机器人能够完全消除某些制造业环境中的人力需求，并且全自动化带来的成本效益还会高于将制造业外包给发展中国家的做法。即使在发展中国家，机器人也可能取代某些行业（如电子行业）中的一部分手工劳动力，从而有可能降低本地劳动力的工资水平。预计军方将增加机器人的使用，以减少高风险环境中的人员暴露和某些军事行动所需要的兵力。此外，机器人技术还能够有效解决老龄化社会的很多问题。
自动驾驶工具。遥控和自动驾驶工具大多用于军方以及偏远地区的特定工业任务中，可以彻底改变军事行动、冲突解决、交通运输和地质勘探，但同时也会带来新的安全风险。无人机已经用于监视或发射导弹。到2030年，无人机可能普遍用于监控国内外冲突，强制推行禁飞区或监视国界。配有摄像头和其它传感器的低成本无人机可以支持大面积的地质勘探、精准农业，或检查偏远地区的电力线路。自动驾驶运具可以开启矿业和农业新的工业化时代，解决发展中经济体需求紧张的问题。自动驾驶汽车可能会解决城市地区恶化的交通堵塞问题，减少交通事故。不过，如果恐怖分子以民用无人机为平台投递炸药或非常规武器，那将会造成更多破坏。
增材制造。增材制造（如三维打印）技术以一次增加一层材料的方式制造物件。当前，消费品部门、汽车和航空航天产业都已经使用增材制造技术来制作塑料模型。到2030年，增材制造预计会取代一些常规的批量生产，尤其是小批量生产或价值高的大批量定制。增材制造技术可能引发大量本地化的微型工厂，它们能够制造大量产品，尤其是运输成本历来较高或交货时间较长的产品，同时在这一过程中还能缩短并简化供应链。发展中国家可能是主要的受益者，因为增材制造技术能够针对本地消费来设计并打印产品，从而减少对昂贵进口商品的依赖。增材制造还能为在先前错失机会的国家或组织创造公平竞争环境，因为增材制造技术所需的工业基础设施少于常规制造技术。与此同时，增材制造也可能减少某些常规制造的就业岗位。增材制造技术生产的材质相对不精，限制了工业部门对这种技术的接受程度。现在已经有标价500美元的低价三维打印机供应，但是它们生产的物品质量相对较低。工业三维打印机造价在3万美元以上，而制造高品质金属产品的激光三维打印机造价可能高达百万美元。目前增材制造仅限于生产没有电子、光学等功能的结构件。到2030年，制造商或许能够实现某些电气元件和结构件的一体成形。到2030年，有可能打印出动脉血管或简单器官，但是以生物打印方式来制造复杂器官还需要重大技术突破。 三、资源技术
要满足世界人口对粮食、水和能源不断增长的需求，就必须在这些关键资源的安全供应方面取得技术突破。除已经取得很大成功的油气水力压裂开采技术外，今后15-20年重要的资源技术还包括转基因作物、精准农业、水资源管理、太阳能和生物燃料。
转基因作物。转基因技术可以将某一植物物种的基因转移到另一植物物种中，以产生具有新的或改良的农艺性状的植物。通过转基因技术，研究人员已经识别出了作物中数百种最终能实现商业化的基因以及对应的有益性状。这种技术为今后15-20年实现粮食安全提供了最光明的前景。虽然一些转基因作物取得了监管机构的批准，监管机构也采取了安全措施，但世界各地许多消费者和政治代表仍然不相信转基因作物的危险降到了最低程度。因而，转基因作物未来仍将面临重大障碍。
精准农业。精准农业有望在减少种子、化肥和水等投入的同时提高作物产量，而且能尽量减少农耕对环境的负面影响，并提高作物品质。精准农业的趋势是提高农用车辆和工具的自动化程度。由于发展中国家大多是小块耕地，因而问题就在于使用小型自动化农用工具是否实惠。
水资源管理。目前农业淡水消耗量约占全球淡水供应量的70%，农业灌溉用水浪费达60%。随着水资源日益紧张，唯一的办法将是采用提高用水效率的技术。这类技术既包括精准农业、转基因耐旱耐碱作物，也包括微灌系统和温室水培技术。微灌技术在过去三十年间取得了长足进步，很可能成为改善农业水资源管理的关键技术。采用领先微灌技术的农田灌溉用水效率大约是90-95%，而沟灌只有35-60%，喷灌是60-80%。不过这样的高效用水也需要较高代价（每公顷大约2500-5000美元，使用寿命10-15年）。免耕和覆盖保湿等方法能够将水更多地供给植物，其成本也不高，但目前在旱作农业地区未得到广泛采用。
生物燃料。如果非粮生物燃料能够在成本上取得竞争优势，那么今后15-20年内至少能部分替代石油，这既能改变世界能源市场，也将提高粮食安全。纤维素乙醇来自农林剩余物中的生物质、专用能源作物和市政固体废弃物，是近期内最有希望的先进生物燃料。能够进入市场的其它生物燃料还有完全替代型生物燃料，包括通过发酵生产的生物丁醇、从藻类和转基因生物中生产的可再生碳氢化合物。相对于化石燃料和电动交通技术，生物能源技术的成本竞争力是其取得商业成功的首要障碍。
太阳能。太阳能有巨大增长潜力。由于政府补贴和成本迅速下降，光伏技术如今已经广泛用于电力生产。太阳能尽管是最丰富的可再生能源，但要完全发挥其潜力，却有一些艰难的障碍。如果政府因预算制约而取消太阳能激励措施，那么今后20年内太阳能或许不能在成本上与燃煤发电和天然气发电相竞争。太阳能面临的另一个障碍是它属于间歇性资源，只能在阳光照射时发电。如果没有高效蓄能装置，太阳能就不能完全取代其它能源生产系统，而只能作为依赖其它能源（如天然气）的混合系统来运行。此外，要广泛使用太阳能技术进行分布式发电，还需要大规模的电网基础设施投资，以驾驭配电网中电力的多向流动。
四、健康技术
疾病管理技术为大幅提高全球人口寿命带来了希望，而人体机能增强技术则很可能会改变人们，尤其是老年人和行动能力受限人口的生活。至2030年，发展中国家人口寿命有望取得长足进步，许多疾病管理方面的领先创新中心可能出现在东方。
疾病管理。诊断装置和病原检测装置将是疾病管理的关键技术。未来精确的分子诊断技术有望彻底改变医学，其目标包括取得关于疾病或易患病体质的基因信息。基因检测技术不仅将加速疾病诊断，还将帮助医生判定每名患者的最佳治疗方案。治疗诊断学将诊断与治疗结合到同一项治疗方案中，将加快患者康复。合成生物学的进步将很可能带来新颖疗法和诊断制剂的生产。再生医学几乎肯定会与上述进展相比肩，例如，到2030年可能会研制出肾脏、肝脏等替代器官。
人体机能增强。人体机能增强技术是个广泛的技术范畴，包括从植入物、假肢到动力外骨骼。它能增强人的先天能力，替换缺损或有缺陷的肢体。现今假肢已具备与人的肢体相同、甚至略有改进的功能。大脑植入物中的脑机接口则证实，大脑和机器之间可以无缝联接。军方组织正在试验各种人体机能增强技术，包括提高载重能力的外骨骼，延长工作时间的精神刺激剂。随着肢体置换技术的进步，人们也许会选择增强自己的身体机能。未来视网膜植入物让人们具备夜视能力，而神经增强技术则能提供超人的记忆力或思考速度。神经药物将使人们能够更长时间地集中注意力，提高学习能力。人体机能增强技术成本高昂，将把社会分化为增强人和普通人两个阶层，这需要在管制方面采取措施。这类技术还必须有足够的可靠性，以防受到骇客入侵和干扰。
（作者：程如烟，中国科学技术信息研究所研究员，战略研究中心副主任，主要从事科技战略与政策研究。刘润生 ，中国科学技术信息研究所助理研究员参考研究室负责人，主要从事科技战略与政策研究。）
一、信息技术
今后15-20年间，信息技术的硬件、软件和连接在性能与复杂性方面都会大幅提高，同时也会得到更加广泛的扩散。政府和社会既要寻找途径来收获新型信息技术的效益，同时还要掌控这些技术所带来的威胁。到2030年，对世界影响最大的三类信息技术是：大数据存储和处理方案、社交网络技术以及涵盖一系列城市技术的“智慧城市”。
数据解决方案。数据解决方案包含一系列新兴技术，用于收集、存储和管理“大数据”，并从中提取价值。数据解决方案将对社会经济产生巨大影响，一方面帮助政策制定者解决困难的经济和管理问题，促进更加直观和人性化的人机交互，提高知识的获取与运用，并极大地提高预测模型的准确性。但是另一方面，它可能带来信息过载和沉重的维护负担，还可能成为多极信息战的战场。目前的数据解决方案已经对商业、大型科研工作和政府服务十分重要。例如，大型零售商运用数据解决方案了解客户的消费习惯、信用记录、社交网络发帖等信息，以开展精确的定向广告等活动。科研机构利用数据解决方案进行天气预报、物理学研究和空间探索等。政府依赖特大规模的数据库和信息传递系统开展服务。当前，数据解决方案依赖于传统计算方法，但大数据集的规模呈现指数级增长，知识发现技术和软件工具的发展跟不上这种增长速度。理想的情况是，人工智能和数据可视化技术能够使需要信息的人在正确的时间获得正确的信息，但其未来发展还很难预料。量子计算到2030年可能会开始发挥效力，对科学发现、信息搜索和密码系统都会产生影响，但艰巨的技术挑战依然存在。
社交网络技术。社交网络技术能够帮助个人用户与其他用户构建社交网络。“脸谱”（Facebook）网是当前在全球占主导地位的社交网络，拥有近十亿用户。社交网络技术对社会的影响巨大，能够使社会群体轻易地在传统媒介和政府渠道之外沟通联络，以达到进步性、破坏性甚至犯罪性的目的，并造成跨越各种地理界限的影响。很多分析人士认为，“推特”（Twitter）对“阿拉伯之春”抗议事件起到了重大的推动作用。由于社交网络技术已经成为在线生活的基本形式，因而也会成为一种重要工具，为企业和政府提供有关个人和团体的宝贵信息。社交网络还可能取代目前现有企业和政府机构所提供的服务，而代之以抵制集中监管和控制的新型服务。例如，社交网络能够帮助推动替代货币和虚拟货币的使用。未来一些主导的社交网络甚至连正式组织都不是，可能是在文件共享技术基础上建立的无政府主义的集体，或许发达国家和许多发展中国家的政府对其都拿不出有用的谈判筹码。
智慧城市。智慧城市运用以信息技术为基础的解决方案来最大程度提高人们的经济生产率和生活品质，同时减少资源消耗和环境恶化。在智慧城市中，城市规划、城市治理、资源管理、物理基础设施、通信基础设施、建筑设计、交通运输系统、安全服务、应急服务和灾害响应系统都以先进的信息技术能力为基础。许多这样的信息技术能力只能在一体化的系统下才能实现价值最大化。未来20年，世界各国政府、尤其是发展中国家政府在公共工程项目上的支出可能高达35万亿美元，这为信息技术、系统集成和可持续技术的提供商带来了巨大市场机遇。随着非洲、拉美、尤其是亚洲中心城市对智能城市基础设施的巨额投资，到2030年，智能城市创新的中心将会开始从欧洲和北美迁走。
二、自动化与制造技术
过去20年，随着制造业走向全球，由制造商、供应商和物流企业构成的全球生态系统已经形成。而增材制造（又称添加制造）和机器人等新型制造技术与自动化技术的出现和发展将对当前的全球制造业体系产生影响。对于发达国家，这些技术有可能提高生产率、解决劳动力制约问题，并缩短供应链长度，减少外包需求。与此同时，更多低技术和半熟练工人将被闲置，这会加剧国内社会不平等。对于发展中国家、尤其是亚洲国家，这些新技术则能刺激新的制造能力，并进一步提高制造商和供应商的竞争力。
机器人。当前，机器人已经大量投入民用和军事用途中。到2030年，许多极具颠覆性的构件都会开发出来，机器人的性能将因此得到巨大改进。这样的机器人能够完全消除某些制造业环境中的人力需求，并且全自动化带来的成本效益还会高于将制造业外包给发展中国家的做法。即使在发展中国家，机器人也可能取代某些行业（如电子行业）中的一部分手工劳动力，从而有可能降低本地劳动力的工资水平。预计军方将增加机器人的使用，以减少高风险环境中的人员暴露和某些军事行动所需要的兵力。此外，机器人技术还能够有效解决老龄化社会的很多问题。
自动驾驶工具。遥控和自动驾驶工具大多用于军方以及偏远地区的特定工业任务中，可以彻底改变军事行动、冲突解决、交通运输和地质勘探，但同时也会带来新的安全风险。无人机已经用于监视或发射导弹。到2030年，无人机可能普遍用于监控国内外冲突，强制推行禁飞区或监视国界。配有摄像头和其它传感器的低成本无人机可以支持大面积的地质勘探、精准农业，或检查偏远地区的电力线路。自动驾驶运具可以开启矿业和农业新的工业化时代，解决发展中经济体需求紧张的问题。自动驾驶汽车可能会解决城市地区恶化的交通堵塞问题，减少交通事故。不过，如果恐怖分子以民用无人机为平台投递炸药或非常规武器，那将会造成更多破坏。
增材制造。增材制造（如三维打印）技术以一次增加一层材料的方式制造物件。当前，消费品部门、汽车和航空航天产业都已经使用增材制造技术来制作塑料模型。到2030年，增材制造预计会取代一些常规的批量生产，尤其是小批量生产或价值高的大批量定制。增材制造技术可能引发大量本地化的微型工厂，它们能够制造大量产品，尤其是运输成本历来较高或交货时间较长的产品，同时在这一过程中还能缩短并简化供应链。发展中国家可能是主要的受益者，因为增材制造技术能够针对本地消费来设计并打印产品，从而减少对昂贵进口商品的依赖。增材制造还能为在先前错失机会的国家或组织创造公平竞争环境，因为增材制造技术所需的工业基础设施少于常规制造技术。与此同时，增材制造也可能减少某些常规制造的就业岗位。增材制造技术生产的材质相对不精，限制了工业部门对这种技术的接受程度。现在已经有标价500美元的低价三维打印机供应，但是它们生产的物品质量相对较低。工业三维打印机造价在3万美元以上，而制造高品质金属产品的激光三维打印机造价可能高达百万美元。目前增材制造仅限于生产没有电子、光学等功能的结构件。到2030年，制造商或许能够实现某些电气元件和结构件的一体成形。到2030年，有可能打印出动脉血管或简单器官，但是以生物打印方式来制造复杂器官还需要重大技术突破。 三、资源技术
要满足世界人口对粮食、水和能源不断增长的需求，就必须在这些关键资源的安全供应方面取得技术突破。除已经取得很大成功的油气水力压裂开采技术外，今后15-20年重要的资源技术还包括转基因作物、精准农业、水资源管理、太阳能和生物燃料。
转基因作物。转基因技术可以将某一植物物种的基因转移到另一植物物种中，以产生具有新的或改良的农艺性状的植物。通过转基因技术，研究人员已经识别出了作物中数百种最终能实现商业化的基因以及对应的有益性状。这种技术为今后15-20年实现粮食安全提供了最光明的前景。虽然一些转基因作物取得了监管机构的批准，监管机构也采取了安全措施，但世界各地许多消费者和政治代表仍然不相信转基因作物的危险降到了最低程度。因而，转基因作物未来仍将面临重大障碍。
精准农业。精准农业有望在减少种子、化肥和水等投入的同时提高作物产量，而且能尽量减少农耕对环境的负面影响，并提高作物品质。精准农业的趋势是提高农用车辆和工具的自动化程度。由于发展中国家大多是小块耕地，因而问题就在于使用小型自动化农用工具是否实惠。
水资源管理。目前农业淡水消耗量约占全球淡水供应量的70%，农业灌溉用水浪费达60%。随着水资源日益紧张，唯一的办法将是采用提高用水效率的技术。这类技术既包括精准农业、转基因耐旱耐碱作物，也包括微灌系统和温室水培技术。微灌技术在过去三十年间取得了长足进步，很可能成为改善农业水资源管理的关键技术。采用领先微灌技术的农田灌溉用水效率大约是90-95%，而沟灌只有35-60%，喷灌是60-80%。不过这样的高效用水也需要较高代价（每公顷大约2500-5000美元，使用寿命10-15年）。免耕和覆盖保湿等方法能够将水更多地供给植物，其成本也不高，但目前在旱作农业地区未得到广泛采用。
生物燃料。如果非粮生物燃料能够在成本上取得竞争优势，那么今后15-20年内至少能部分替代石油，这既能改变世界能源市场，也将提高粮食安全。纤维素乙醇来自农林剩余物中的生物质、专用能源作物和市政固体废弃物，是近期内最有希望的先进生物燃料。能够进入市场的其它生物燃料还有完全替代型生物燃料，包括通过发酵生产的生物丁醇、从藻类和转基因生物中生产的可再生碳氢化合物。相对于化石燃料和电动交通技术，生物能源技术的成本竞争力是其取得商业成功的首要障碍。
太阳能。太阳能有巨大增长潜力。由于政府补贴和成本迅速下降，光伏技术如今已经广泛用于电力生产。太阳能尽管是最丰富的可再生能源，但要完全发挥其潜力，却有一些艰难的障碍。如果政府因预算制约而取消太阳能激励措施，那么今后20年内太阳能或许不能在成本上与燃煤发电和天然气发电相竞争。太阳能面临的另一个障碍是它属于间歇性资源，只能在阳光照射时发电。如果没有高效蓄能装置，太阳能就不能完全取代其它能源生产系统，而只能作为依赖其它能源（如天然气）的混合系统来运行。此外，要广泛使用太阳能技术进行分布式发电，还需要大规模的电网基础设施投资，以驾驭配电网中电力的多向流动。
四、健康技术
疾病管理技术为大幅提高全球人口寿命带来了希望，而人体机能增强技术则很可能会改变人们，尤其是老年人和行动能力受限人口的生活。至2030年，发展中国家人口寿命有望取得长足进步，许多疾病管理方面的领先创新中心可能出现在东方。
疾病管理。诊断装置和病原检测装置将是疾病管理的关键技术。未来精确的分子诊断技术有望彻底改变医学，其目标包括取得关于疾病或易患病体质的基因信息。基因检测技术不仅将加速疾病诊断，还将帮助医生判定每名患者的最佳治疗方案。治疗诊断学将诊断与治疗结合到同一项治疗方案中，将加快患者康复。合成生物学的进步将很可能带来新颖疗法和诊断制剂的生产。再生医学几乎肯定会与上述进展相比肩，例如，到2030年可能会研制出肾脏、肝脏等替代器官。
人体机能增强。人体机能增强技术是个广泛的技术范畴，包括从植入物、假肢到动力外骨骼。它能增强人的先天能力，替换缺损或有缺陷的肢体。现今假肢已具备与人的肢体相同、甚至略有改进的功能。大脑植入物中的脑机接口则证实，大脑和机器之间可以无缝联接。军方组织正在试验各种人体机能增强技术，包括提高载重能力的外骨骼，延长工作时间的精神刺激剂。随着肢体置换技术的进步，人们也许会选择增强自己的身体机能。未来视网膜植入物让人们具备夜视能力，而神经增强技术则能提供超人的记忆力或思考速度。神经药物将使人们能够更长时间地集中注意力，提高学习能力。人体机能增强技术成本高昂，将把社会分化为增强人和普通人两个阶层，这需要在管制方面采取措施。这类技术还必须有足够的可靠性，以防受到骇客入侵和干扰。
（作者：程如烟，中国科学技术信息研究所研究员，战略研究中心副主任，主要从事科技战略与政策研究。刘润生 ，中国科学技术信息研究所助理研究员参考研究室负责人，主要从事科技战略与政策研究。）