前段時(shí)間美國公布的一份長(cháng)達35頁(yè)的《2016-2045年新興科技趨勢報告》。該報告是在美國過(guò)去五年內由政府機構、咨詢(xún)機構、智囊團、科研機構等發(fā)表的32份科技趨勢相關(guān)研究調查報告的基礎上提煉形成的。

通過(guò)對近700項科技趨勢的綜合比對分析，最終明確了20項最值得關(guān)注的科技發(fā)展趨勢。

該報告的發(fā)布一是為了幫助美國相關(guān)部門(mén)對未來(lái)30年可能影響國家力量的核心科技有一個(gè)總體上的把握，其二是為國家及社會(huì )資本指明科技投資方向，以確保美國在未來(lái)世界中的戰略?xún)?yōu)勢。

醫 學(xué)

在未來(lái)的30年里，各種科學(xué)技術(shù)上的突破將改變醫學(xué)。通過(guò)基因組學(xué)，我們將會(huì )得到真正的私人藥物。在未來(lái)，癌癥，心肺疾病，阿茲海默癥，以及其他目前看似無(wú)救的疾病將會(huì )由針對患者個(gè)人基因的藥物來(lái)治療。

人類(lèi)將可以通過(guò)DNA培養出來(lái)移植所需的器官，從而滅絕等待配型以及排斥反應等很可能致命的情況。生物假肢將會(huì )被直接連接到神經(jīng)系統上，從而提供與真實(shí)觸感極其相似的感官。

機器急救人員以及例如控制性降溫的肢體存活技術(shù)將會(huì )大幅度延長(cháng)救援的“黃金時(shí)間”?？茖W(xué)家們將找到衰老的原因，從而增加人類(lèi)的壽命，涌現出一大群非常健康并有活力的“老人”。

另一方面，發(fā)達的醫療設施的價(jià)格將會(huì )給各國的醫療系統帶來(lái)更大的壓力。窮人與富人之間的救命資源也會(huì )出現極大地不均。而且隨著(zhù)人類(lèi)壽命的增加，年輕人與老人之間對于工作以及資源的競爭則會(huì )加劇?？顾幮詷O高的超級細菌也會(huì )給世界各地的人們帶來(lái)極大的危險。

代表性技術(shù)：

定制化醫療

再生醫學(xué)

生物醫學(xué)工程

實(shí)際應用：

耐藥細菌

ElectRx

干細胞療法

合成生物科技 

早在孟德?tīng)柊l(fā)現遺傳的基礎規律，以及埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實(shí)驗證明DNA是遺傳物質(zhì)之前，人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)行了幾千年的通過(guò)選擇性育種以及雜交來(lái)操縱植物和動(dòng)物的遺傳基因了。

隨著(zhù)我們對遺傳學(xué)認知的加深，我們已經(jīng)可以通過(guò)搭建新的DNA來(lái)實(shí)現無(wú)中生有，創(chuàng )造出新的生物?；蚋脑燹r作物則是此項科技的先鋒。但是在此同時(shí)，我們正站在一場(chǎng)生物革命的突破口。當我們跨入生物科技的新時(shí)代時(shí)，生命將會(huì )成為信息，如同電腦程序的代碼一樣，可以被改寫(xiě)的信息。

科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)一種可以分泌生物柴油的海藻，這種海藻的DNA中則被編寫(xiě)了數千GB的數據。在未來(lái)的30年里，合成生物科技將制造出可以探測到毒素，從工業(yè)廢料中制造生物柴油，以及通過(guò)共棲來(lái)給人類(lèi)寄主提供藥物的生物。但是，合成生物也會(huì )帶來(lái)生物武器和難以控制的入侵物種等巨大的危險。

代表性技術(shù)：

建模與仿真

標準化DNA

DNA合成與測序

實(shí)際應用：    

編輯胚胎細胞

遺傳編程

工業(yè)級合成生物學(xué)

增材制造

增材制造（3D打?。┮呀?jīng)在工業(yè)界作為制造限量設計原型的技術(shù)而被使用超過(guò)30年了。但是，在近十年里，3D打印技術(shù)獲得了驚人的發(fā)展。如今，隨著(zhù)3D打印機價(jià)格的下降以及大量開(kāi)源工具和付費模型的出現，世界上已經(jīng)出現了一個(gè)龐大的“創(chuàng )客”群體，無(wú)時(shí)不刻的在突破這項技術(shù)的極限。

在2040年，3D打印技術(shù)將改變世界。新一代的3D打印機將可以融合多種材料，電子元件，電池以及其他原件。人們將會(huì )利用3D打印技術(shù)制造工具，電子產(chǎn)品，備用零件，醫療設備等各種產(chǎn)品，并按照自己個(gè)人需求來(lái)實(shí)現真正的“私人訂制”。

軍隊的后勤將變得更簡(jiǎn)單，因為裝備和補給可以在當地直接打印。物體將會(huì )變成信息，而網(wǎng)絡(luò )盜版將會(huì )代替現實(shí)偷竊。而恐怖分子以及犯罪集團將會(huì )使用難以追查的原材料來(lái)打印武器，探測器，以及其他裝備，給社會(huì )安定造成極大的隱患。

代表性技術(shù)：

速度、尺寸、可靠性增強

全新合成材料

生物打印

實(shí)際應用：

多材料3D打印

3D打印人行天橋

外科生物墨水

先進(jìn)材料

在過(guò)去的10年里，材料科學(xué)的突破給我們帶來(lái)了許多種先進(jìn)的材料。從可以自我恢復和自我清理的智能材料，到可以恢復原本形狀的記憶金屬，到可以利用壓力發(fā)電的壓電陶瓷材料，到擁有驚人的結構和電力性能的納米材料，這些都是材料科學(xué)家的成功。尤其是納米材料，它有著(zhù)廣泛的應用價(jià)值。

在納米尺度（少于100納米），普通的材料比如碳，將會(huì )呈現出獨特的性能。石墨烯，一種由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體，強度是鋼的100倍，能夠高效的傳導熱和電，并且幾乎透明。

納米材料有著(zhù)無(wú)數種應用，比如作為引擎或其他機械表面的低摩擦力鍍膜，作為高強度合成材料來(lái)建造汽車(chē)和飛機，輕便的防彈背心，以及高效的光伏材料。

在工業(yè)應用之外，制藥企業(yè)也正在研究作為靶向分子的醫療納米粒子用于治療癌癥。在未來(lái)的30年里，納米材料以及新型材料，比如泡沫金屬以及陶瓷復合材料將會(huì )被用在從衣服，到建材，到車(chē)輛，到公路以及橋梁中，無(wú)處不在。

人類(lèi)增強

在接下來(lái)的30年里，科技將帶領(lǐng)人類(lèi)突破人類(lèi)潛力的極限甚至生物的極限。由物聯(lián)網(wǎng)連接的可穿戴設備將會(huì )把與實(shí)時(shí)有關(guān)的信息直接打入我們的感官中。外骨骼和與大腦連接的假肢將會(huì )使我們變得更加強大，為老弱病殘恢復移動(dòng)力。

裝有探測器和嵌入式計算機的隱形眼鏡或者被永久植入在體內的裝備將給我們帶來(lái)可以穿墻的聽(tīng)力，天然夜視，以及可以嵌入虛擬和增強現實(shí)系統的能力。益智藥將會(huì )擴大我們的思維能力，改變工作和學(xué)習的方式。

當然，人類(lèi)增強科技也會(huì )帶來(lái)新的挑戰。那些負擔不起“升級肉體”價(jià)格的人群很有可能發(fā)現他們在增強經(jīng)濟里毫無(wú)競爭力。而增強科技的聯(lián)網(wǎng)則會(huì )讓我們的身體甚至大腦成為黑客的目標。對士兵的增強很有可能引發(fā)一場(chǎng)新的增強科技軍備競賽。

代表性技術(shù)：

可穿戴計算設備

外骨骼與假肢

藥物增強

實(shí)際應用：

機械外骨骼

生化手指

自我量化

物聯(lián)網(wǎng)

在2045年，最保守的預測也認為將會(huì )有超過(guò)1千億的設備連接在互聯(lián)網(wǎng)上。這些設備包括了移動(dòng)設備、可穿戴設備、家用電器、醫療設備、工業(yè)探測器、監控攝像頭、汽車(chē)，以及服裝等。它們所創(chuàng )造并分享的數據將會(huì )給我們的工作和生活帶來(lái)一場(chǎng)新的信息革命。

人們將可以利用來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)的信息來(lái)加深對世界以及自己生活的了解，并且做出更加合適的決定。

在此同時(shí)，聯(lián)網(wǎng)設備也將把目前許多工作，比如監視，管理，以及維修等需要人力的工作自動(dòng)化。物聯(lián)網(wǎng)、數據分析、以及人工智能這三大技術(shù)之間的合作將會(huì )在世界上創(chuàng )造出一個(gè)巨大的智能機器網(wǎng)絡(luò )，在不需人力介入的情況下實(shí)現巨量的商業(yè)交易。

但是，雖然物聯(lián)網(wǎng)會(huì )提高經(jīng)濟效率、公共安全，以及個(gè)人生活，它也會(huì )加重對于網(wǎng)絡(luò )安全和個(gè)人隱私的擔憂(yōu)?？植婪肿?，犯罪集團以及敵對勢力將會(huì )利用物聯(lián)網(wǎng)作為新的攻擊手段。而物聯(lián)網(wǎng)中所包含的大量數據也會(huì )誘惑政府去實(shí)施針對人民的監控，從而進(jìn)一步的引發(fā)隱私和安全之間的對抗。

代表性技術(shù)：

微電子機械系統（MEMS）

無(wú)線(xiàn)通訊

電源管理技術(shù)

實(shí)際應用：

海量數據分析

亞洲物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟

醫療實(shí)時(shí)監測

機器人與自動(dòng)化系統

在2045年的地球上，機器人和自動(dòng)化系統將無(wú)處不在。自動(dòng)駕駛汽車(chē)會(huì )使交通更加安全與高效，或許還會(huì )給共享經(jīng)濟帶來(lái)新的動(dòng)力。機器人則會(huì )負責日常生活中大量的任務(wù)，比如照顧老人與買(mǎi)菜，以及工業(yè)中的職責，比如收獲農作物，維護公共設施等等。

而隨著(zhù)機器人的機動(dòng)性、靈敏度以及智能的提高，它們將成為強大的戰士，在戰場(chǎng)上輔助、甚至替代人類(lèi)士兵作戰。人工智能軟件則會(huì )被使用到商業(yè)上，例如從數百TB的數據里面提取有意義的信息，使商業(yè)服務(wù)自動(dòng)化，以及替代諸如客服、教師等傳統意義上 “以人為本”的職業(yè)。

但是，機器人與自動(dòng)化也會(huì )帶來(lái)許多的危機。數百萬(wàn)工作被機器取代的下崗職工將會(huì )給社會(huì )造成極大的沖擊，導致經(jīng)濟與社會(huì )的不穩。自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )系統則會(huì )成為各個(gè)敵對勢力相互攻擊的主要突破口。在沖突中使用機器人和自動(dòng)化系統則有可能造成極大的倫理和文化挑戰。

代表性技術(shù)：

機器學(xué)習

傳感器與控制系統

人機交互

實(shí)際應用：

AlphaGo

機器人神經(jīng)系統

微軟聊天機器人Tay

智能手機與云端計算

智能手機與云端計算正在改變人類(lèi)與數據相處的方式。比如目前的美國，大約有30%的網(wǎng)頁(yè)瀏覽和40%的社交媒體是通過(guò)手機的。而這的原因之一就是具有各種可以測量天氣、位置、光度、聲音、以及生物特征的探測器的智能手機。

隨著(zhù)手機的威力越來(lái)越大，功能也越來(lái)越全面，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的鋪展也將加速。在2030年，全球75%的人口將會(huì )擁有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )連接，60%的人口將會(huì )擁有高速有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接。

移動(dòng)終端的發(fā)展以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的擴散，也會(huì )進(jìn)一步推進(jìn)云端計算的進(jìn)展。云端計算可以在在零投入的情況下給用戶(hù)帶來(lái)大量的計算能力。在未來(lái)的30年里，基于云的移動(dòng)計算端將會(huì )改變從醫療到教育的各行各業(yè)。

比如人們可以通過(guò)手機來(lái)進(jìn)行體檢并與云端的診斷軟件直接溝通，人們也可以在手機上使用教育軟件來(lái)學(xué)習新的技能，農民們甚至可以通過(guò)手機連接到實(shí)時(shí)氣象數據，通過(guò)云端軟件計算最優(yōu)化的收割時(shí)間。

但是，這一切都需要極高的網(wǎng)絡(luò )安全性、可靠性、以及流量。商業(yè)用戶(hù)以及個(gè)人用戶(hù)也都需要習慣把數據上傳到云端中。

代表性技術(shù)：

高效無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )

近場(chǎng)通信與低能耗網(wǎng)絡(luò )

電池優(yōu)化

實(shí)際應用：

數據流動(dòng)性

移動(dòng)端惡意軟件

云端移動(dòng)處理器

智能城市

在2045年，全世界65%-70%的人口將會(huì )居住在城市里。隨著(zhù)城市人口的增加，全球人口超過(guò)1千萬(wàn)的超級都市將會(huì )從2016年的28座增加至2030年的41座。大量的人口向城市流動(dòng)將會(huì )給這些城市的基礎建設，比如城際交通，食物和水源，電力能源，污水處理，以及公共安全系統等帶來(lái)極大的壓力。

未來(lái)的智能城市將利用信息和通訊技術(shù)（ICT），通過(guò)大數據以及自動(dòng)化來(lái)提高城市的效率和可持續性。

比如使用分散探測系統將實(shí)時(shí)監視城市用水用電數據，通過(guò)智能電網(wǎng)自動(dòng)調整配電設置；通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的交通信號系統以及自動(dòng)駕駛系統來(lái)減緩車(chē)輛堵塞的程度；利用由新材料和新設計技巧所建的智能建筑來(lái)提高空調和照明系統的效率，減少能源浪費；使用屋頂太陽(yáng)能板、小型風(fēng)力發(fā)電機、地熱發(fā)電，以及其他可再生資源提供干凈的電力。

但是，在另一方面，沒(méi)錢(qián)或者缺乏政治信念去投資這些科技的城市將會(huì )變得極其擁擠和骯臟，成為暴動(dòng)和沖突的爆發(fā)點(diǎn)。

量子計算

量子計算是通過(guò)疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來(lái)實(shí)現對數據的編碼和操縱。

雖然在過(guò)去的幾十年里，量子計算只存在于理論上，近些年的研究已經(jīng)開(kāi)始出現有意義的結果。在未來(lái)的5-15年里，我們很有可能制造出一款有實(shí)用意義的量子計算機。

量子計算機的出現將會(huì )給其他的研究方向，比如氣候模擬、藥物研究、以及材料科學(xué)帶來(lái)巨大的進(jìn)步。

不過(guò)，最令人期待的還是量子密碼學(xué)。一臺量子計算機將可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也將真正無(wú)懈可擊。如今，量子計算機的許多技術(shù)堡壘已經(jīng)開(kāi)始被逐一攻克，雖然我們也許在21世紀40年代才會(huì )看到真正實(shí)用的量子計算機，但來(lái)自政府和業(yè)界的大量投資意味著(zhù)量子計算已經(jīng)邁過(guò)了轉折點(diǎn)。

代表性技術(shù)：

量子糾錯

量子編程

后量子密碼學(xué)

實(shí)際應用：

MIT量子疊加研究

IBM云端量子計算服務(wù)

量子通訊衛星

混合現實(shí)

虛擬現實(shí)和增強現實(shí)（VR和AR）技術(shù)已經(jīng)在消費電子市場(chǎng)激發(fā)了極大的熱情，各科技公司也迅速的開(kāi)始進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)。在2014年收購Oculus VR之后，Facebook將在今年推出他們首款VR眼鏡。三星，索尼，宏達也計劃在今年推出VR產(chǎn)品。資本的涌進(jìn)代表了VR將會(huì )成為新一代的主流娛樂(lè )技術(shù)。當然，VR也有在娛樂(lè )之外的應用。美國第二大家居裝飾用品公司Lowe’s（勞氏公司）正在開(kāi)發(fā)名為Holoroom的一款3D增強現實(shí)科技。Lowe’s的客戶(hù)將可以設計一個(gè)空間，然后使用Holoroom進(jìn)入一個(gè)3D模型，體驗他們設計的空間感覺(jué)如何。

雖然在歷史上，市場(chǎng)對VR和AR曾有些過(guò)于膨脹的預期，如今的超高清顯示，低價(jià)的姿勢與位置探測器以及高清視頻內容給混合現實(shí)科技打下了雄厚的基礎。在未來(lái)的30年里，這些技術(shù)將成為主流科技。AR眼鏡將把實(shí)時(shí)相關(guān)的信息給用戶(hù)投放在現實(shí)中，而VR眼鏡則可以通過(guò)融合視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，嗅覺(jué)和觸覺(jué)來(lái)實(shí)現深度沉浸的體驗。

代表性技術(shù)：

消費級硬件

沉浸式體驗

交互技術(shù)

實(shí)際應用：

谷歌Cardboard

混合現實(shí)軟硬件市場(chǎng)規模預測

手術(shù)現場(chǎng)流媒體直播

數據分析

在2015年，人類(lèi)總共創(chuàng )造了4.4ZB（44億TB）的數據，而這個(gè)數字大約每?jì)赡昃蜁?huì )翻倍。在這些數據中隱藏了各種關(guān)于消費習慣，公共健康，全球氣候變化以及其他經(jīng)濟，社會(huì )還有政治等等方面的深刻信息?？上У氖?，雖然“大數據”成為了一個(gè)熱點(diǎn)，但每年只有不到10%的數據會(huì )被分析。

在接下來(lái)的30年里，我們處理巨量的動(dòng)態(tài)數據的能力將會(huì )逐漸提高。自動(dòng)人工智能軟件將會(huì )可以從散亂的數據中識別并提取有關(guān)聯(lián)的信息。而這種數據分析的能力將會(huì )從商業(yè)應用擴散到普通人手里。

人們將會(huì )獲得在生活中使用大數據的能力，并且通過(guò)這種能力來(lái)迫使政府以及各種機構對它們的政策負責。而這很有可能引起關(guān)于數據限制的沖突。超級個(gè)性化營(yíng)銷(xiāo)，政府對人民數據的監視，以及各大數據被盜案件的曝光則會(huì )引起數據所有權的討論。各個(gè)敵對勢力則可以利用被盜取的，從暗網(wǎng)中購買(mǎi)的，甚至是開(kāi)源的數據來(lái)相互攻擊。

代表性技術(shù)：

可視化

自動(dòng)化

自然語(yǔ)言處理

實(shí)際應用：

深度學(xué)習超級計算機

犯罪預測

新加坡國家智能平臺

網(wǎng)絡(luò )安全

網(wǎng)絡(luò )安全不是一個(gè)嶄新的話(huà)題。事實(shí)上，早在1991年就有人提出了“網(wǎng)絡(luò )上的珍珠港”這一警告。但是在未來(lái)的30年里，隨著(zhù)物流網(wǎng)的發(fā)展以及日常生活中越來(lái)越多的連接，網(wǎng)絡(luò )安全將會(huì )成為網(wǎng)絡(luò )行業(yè)首要的話(huà)題。

目前，雖然世界上的網(wǎng)絡(luò )攻擊越來(lái)越多，但是它們大多數的目標都只是個(gè)人或者企業(yè)。而且這些攻擊所造成的損失雖然很大，但是這些損失并不會(huì )擴散。而未來(lái)的世界將不會(huì )是如此的簡(jiǎn)單。

隨著(zhù)汽車(chē)、家電、電廠(chǎng)、路燈，以及數百萬(wàn)個(gè)其他的事物相互連接，網(wǎng)絡(luò )攻擊的后果也會(huì )越來(lái)越嚴重。國家、企業(yè)、以及個(gè)人的數據將會(huì )面臨越來(lái)越隱蔽的攻擊。有些甚至在數年后才會(huì )被發(fā)現。目前，人們可以想象出來(lái)最壞的情況就是“網(wǎng)絡(luò )世界末日”– 在越發(fā)越瘋狂越頻繁的攻擊下，整個(gè)世紀的互聯(lián)網(wǎng)以及其中所包含的經(jīng)濟社會(huì )功能的崩潰。

代表性技術(shù)：

用戶(hù)身份鑒定技術(shù)

自我進(jìn)化型網(wǎng)絡(luò )

下一代解密技術(shù)

實(shí)際應用：

美國網(wǎng)絡(luò )司令部

Oceans 00001011

網(wǎng)絡(luò )隱私與安全

社交網(wǎng)絡(luò )

如今，大約有65%的美國人使用社交網(wǎng)絡(luò )，而在2005年，這個(gè)數量只有7%。社交網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)開(kāi)始展現出改變人類(lèi)行為的能力。但是在未來(lái)的30年里，社交科技將會(huì )給人們帶來(lái)可以創(chuàng )造出各自微型文化圈的力量。

人們將會(huì )使用科技形成社會(huì )契約和基于網(wǎng)絡(luò )社區的社交結構，從而顛覆許多傳統的權力結構。比如政治輿論，由于目擊者們可以直接在網(wǎng)絡(luò )上揭露腐敗和壓迫而不用通過(guò)媒體的過(guò)濾，政府將會(huì )發(fā)現輿論越來(lái)越難被直接控制?；蛘咂髽I(yè)責任，雖然企業(yè)可以通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò )直接接觸到消費者，這些消費者也可以利用社交網(wǎng)絡(luò )來(lái)突破營(yíng)銷(xiāo)的噪音，使企業(yè)對他們的產(chǎn)品和行為負責。

眾籌和直播將會(huì )使內容創(chuàng )作進(jìn)一步的民主化，從而模糊媒體人與觀(guān)眾之間的區別。而比特幣以及其他加密貨幣也許會(huì )把貨幣和交易的控制從政府手中剝離，從此基于社會(huì )共識而不是政府的規定。

代表性技術(shù)：

區塊鏈技術(shù)

應用社會(huì )科學(xué)

網(wǎng)絡(luò )身份與名譽(yù)管理

實(shí)際應用：

區塊鏈技術(shù)的商業(yè)應用

社交媒體與心理健康

先進(jìn)數碼設備

由于計算機和各種數碼設備在過(guò)去的60年里給人們生活帶來(lái)的天翻地覆的改變，我們似乎已經(jīng)忘了這些技術(shù)還比較新。個(gè)人電腦在1975年才出現在商店里，而當時(shí)的個(gè)人電腦有如今日的宜家，是作為一套零件賣(mài)給顧客的。用戶(hù)需要自己把它組裝起來(lái)，所有的程序也都需要自己編寫(xiě)。僅僅40年后，人們手中智能手機的計算能力就已經(jīng)遠超1969年把宇航員送上月球時(shí)的NASA了。在未來(lái)的30年里，這個(gè)趨勢也將會(huì )繼續下去。

人們將會(huì )擁有更多的計算能力以及更廣的數碼資源。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和云計算將會(huì )給人們帶來(lái)幾乎無(wú)限的內存和計算能力。虛擬技術(shù)和基于軟件的系統將會(huì )允許政府和企業(yè)在不需要昂貴的硬件升級的情況下迅速的調整升級IT系統。

從衣服到建材，數碼產(chǎn)品將會(huì )更廣泛的融入到日常生活中。在此同時(shí)，新科技將會(huì )改變我們與科技之間交流的方式。語(yǔ)音界面已經(jīng)被廣泛應用在智能手機中，而姿勢界面則允許我們無(wú)聲的與計算機通訊。最終，人腦-電腦界面將會(huì )允許我們用思想控制數碼設備，使它們成為我們身體的一部分。

代表性技術(shù)：

軟件定義一切

自然用戶(hù)界面

腦機接口

實(shí)際應用：

聊天機器人

Neuroverse腦波監測

  軟件定義網(wǎng)絡(luò )

太空科技

太空行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)從上個(gè)世紀60年代后就從未出現過(guò)的發(fā)展階段。新的科技，比如機器人，先進(jìn)的推進(jìn)系統，輕便的材料，增加制造，以及元件小型化正在減少把人和物送入太空的價(jià)格，而這則會(huì )開(kāi)啟太空探險的新機會(huì )。

SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行業(yè)的新人已經(jīng)帶來(lái)了例如可回收火箭等顛覆式創(chuàng )新。

在未來(lái)的30年里，科技的研發(fā)將會(huì )帶領(lǐng)人類(lèi)將重返月球。在此之外，更加偉大的探險，比如人類(lèi)登錄火星也是，以及新型基于太空的行業(yè)，比如在開(kāi)采小行星中的礦物也都有可能出現。

雖然探索甚至殖民太空是現代人來(lái)長(cháng)久的夢(mèng)想，但是對太空設施的需求很有可能加大地球上的沖突。隨著(zhù)更多的國家開(kāi)始依賴(lài)天基設備，對太空的控制將有可能成為一個(gè)全新的爆發(fā)點(diǎn)。天基武器不再是不可能，而反衛星也將成為未來(lái)戰爭的一部分。

能 源

在未來(lái)的30年里，全球能源需求預計會(huì )增長(cháng)35%，我們則正在面臨著(zhù)一場(chǎng)能源革命。新的采油技術(shù)，比如水力壓裂以及定向鉆為人類(lèi)添加了大量可開(kāi)發(fā)的油田和氣田。而這直接顛覆了世界石油市場(chǎng)，使美國從世界上最大的石油進(jìn)口國變成了最大的石油生產(chǎn)國。

與此同時(shí)，可再生能源，比如太陽(yáng)能和風(fēng)能的價(jià)格也開(kāi)始接近與石油。就拿太陽(yáng)能來(lái)說(shuō)，在過(guò)去的10年里，太陽(yáng)能發(fā)電的價(jià)格從每瓦8美元降低至這個(gè)數字的十分之一。在此之外，還有核能這個(gè)抱有爭議但從未停止開(kāi)發(fā)的能源。新一代的核反應堆設計宣稱(chēng)遠比之前的更安全，也會(huì )產(chǎn)生更少的核廢料。

不過(guò)，雖然使用清潔能源可以幫助我們減緩全球氣候變化，但是圍繞著(zhù)用于生產(chǎn)電池，光伏，以及其他元件的稀有資源的新的糾紛與摩擦也會(huì )出現。石油經(jīng)濟的消退也會(huì )在中東和北非引起經(jīng)濟和社會(huì )的嚴重不穩，進(jìn)一步加深當地的武裝沖突。

代表性技術(shù)：

高效太陽(yáng)能

電池技術(shù)

能源收集

實(shí)際應用：

新能源占比提高

高效氫燃料電池

原油價(jià)格下跌

新型武器

在未來(lái)的30年里，數種新型武器技術(shù)將出現在戰場(chǎng)上。除了目前正在開(kāi)發(fā)中的非致命武器以及能量武器之外，數個(gè)國家也正在開(kāi)發(fā)可以阻絕軍事行動(dòng)能力的反介入和區域阻絕武器（A2AD）。A2AD技術(shù)包括反艦彈道導彈、精密制導反車(chē)輛反人員武器、反火箭炮、火炮和迫擊炮系統（CRAM）、反衛星武器，以及電磁脈沖武器（EMP）。

有些技術(shù)，比如精密制導武器，屬于基于現有科技的突破。中國就正在開(kāi)發(fā)可以摧毀航空母艦的先進(jìn)反艦彈道導彈。而有些技術(shù)則屬于嶄新的主意，比如2015年由美國防部高等研究計劃部(DARPA)所開(kāi)發(fā)的EXACTO自導子彈。隨著(zhù)中國，俄羅斯，美國以及其他國家斥巨資推進(jìn)軍隊現代化，新一代的高科技軍備競爭正在揭曉。

食物與淡水科技

在未來(lái)的30年里，淡水和食物的缺乏將會(huì )在世界上制造更多的沖突。大約全球25%的農地已經(jīng)由于過(guò)度耕作，干旱，污染等原因造成了嚴重退化。

在未來(lái)的幾十年里，最樂(lè )觀(guān)的預測也指出主食谷物的價(jià)格將會(huì )提高30%。但那是最樂(lè )觀(guān)的情況。如果全球氣候變化、需求，以及資源管理的失敗按照目前的趨勢繼續下去，價(jià)格提高100%也是可能的。

在2045年，全球超過(guò)40%的人口將會(huì )面臨缺乏水源的問(wèn)題。這一切問(wèn)題的解決方式只有科技。

海水淡化、微型灌溉、污水回收、雨水收集等科技將會(huì )減緩人類(lèi)對淡水水源的需求?；蚋脑燹r作物以及自動(dòng)化將會(huì )允許農民使用更少的土地來(lái)出產(chǎn)更多的食物。食物和淡水將會(huì )成為新的科技熱點(diǎn)，也會(huì )成為新的沖突爆發(fā)點(diǎn)。

代表性技術(shù)：

農業(yè)技術(shù)

水資源循環(huán)與回收

可替代食物來(lái)源

實(shí)際應用：

農業(yè)無(wú)人機

從霧氣中取水

垂直農業(yè)

對抗全球氣候變化

根據目前的數據，在2050年，地球表面的溫度將增加1.4至3攝氏度。就算我們采取了一些極端方式來(lái)減少溫室氣體的排放，氣候的慣性也會(huì )引起溫度的提高。而地表溫度的提高則會(huì )帶來(lái)一系列的惡果，比如海平面的提高給海岸城市所帶來(lái)的危險，農作物產(chǎn)量的下降所引發(fā)的饑荒，干旱導致數百萬(wàn)人缺乏飲用水，以及洪水所造成的數十億損失。

在未來(lái)的30年里，這些危機將會(huì )引導各方投資研究可以減緩氣候變化所帶來(lái)的影響的科技。在近期，這些科技將包括在地圖上標出有洪水危險的系統，以及可以抵抗干旱的基因改造農作物。在更長(cháng)遠的時(shí)間里，也許會(huì )出現野心更大的科技，比如可以從大氣中提取二氧化碳和甲烷等溫室氣體，并在把它們安全的儲存在地下的科技。

但是，如果氣候變化的趨勢是增加3度這種最壞的情況，它給地球氣候所造成的巨大影響將難以減緩。在這種情況下，極端的地理工程手段很有可能是避免極度惡劣氣候的唯一方式?？茖W(xué)家們就曾提出在大氣層中散布硫或者氧化鋁來(lái)減少抵達地球表面的陽(yáng)光。不過(guò)，這些手段還處于理論階段，風(fēng)險非常大。