前段時間美國公布的一份長達35頁的《2016-2045年新興科技趨勢報告》。該報告是在美國過去五年內由政府機構、谘詢機構
、智囊團
、科研機構等發表的32份科技趨勢相關研究調查報告的基礎上提煉形成的。

通過對近700項科技趨勢的綜合比對分析，最終明確了20項最值得關注的科技發展趨勢。

該報告的發布一是為了幫助美國相關部門對未來30niankenengyingxiangguojialiliangdehexinkejiyouyigezongtishangdebawo，qiershiweiguojiajishehuizibenzhimingkejitouzifangxiang
，yiquebaomeiguozaiweilaishijiezhongdezhanlveyoushi。

1. 物聯網

在2045年，最保守的預測也認為將會有超過1千億的設備連接在互聯網上。這些設備包括了移動設備
、可穿戴設備、家用電器、醫療設備、工業探測器、監控攝像頭、汽車，以及服裝等。它們所創造並分享的數據將會給我們的工作和生活帶來一場新的信息革命。

人們將可以利用來自物聯網的信息來加深對世界以及自己生活的了解，並且做出更加合適的決定。

在此同時
，聯網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化。物聯網
、數據分析
、以及人工智能這三大技術之間的合作將會在世界上創造出一個巨大的智能機器網絡，在不需人力介入的情況下實現巨量的商業交易。

但是，雖然物聯網會提高經濟效率、公gong共gong安an全quan，以yi及ji個ge人ren生sheng活huo，它ta也ye會hui加jia重zhong對dui於yu網wang絡luo安an全quan和he個ge人ren隱yin私si的de擔dan憂you。恐kong怖bu分fen子zi
，犯fan罪zui集ji團tuan以yi及ji敵di對dui勢shi力li將jiang會hui利li用yong物wu聯lian網wang作zuo為wei新xin的de攻gong擊ji手shou段duan。而er物wu聯lian網wang中zhong所suo包bao含han的de大da量liang數shu據ju也ye會hui誘you惑huo政zheng府fu去qu實shi施shi針zhen對dui人ren民min的de監jian控kong，從cong而er進jin一yi步bu的de引yin發fa隱yin私si和he安an全quan之zhi間jian的de對dui抗kang。

代表性技術

實際應用

2. 機器人與自動化係統

在2045年nian的de地di球qiu上shang，機ji器qi人ren和he自zi動dong化hua係xi統tong將jiang無wu處chu不bu在zai。自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che會hui使shi交jiao通tong更geng加jia安an全quan與yu高gao效xiao
，或huo許xu還hai會hui給gei共gong享xiang經jing濟ji帶dai來lai新xin的de動dong力li。機ji器qi人ren則ze會hui負fu責ze日ri常chang生sheng活huo中zhong大da量liang的de任ren務wu，比bi如ru照zhao顧gu老lao人ren與yu買mai菜cai
，以yi及ji工gong業ye中zhong的de職zhi責ze，比bi如ru收shou獲huo農nong作zuo物wu，維wei護hu公gong共gong設she施shi等deng等deng。

而隨著機器人的機動性
、靈敏度以及智能的提高，它們將成為強大的戰士
，在戰場上輔助
、甚至替代人類士兵作戰。人工智能軟件則會被使用到商業上
，例如從數百TB的數據裏麵提取有意義的信息
，使商業服務自動化，以及替代諸如客服
、教師等傳統意義上 “以人為本”的職業。

danshi
，jiqirenyuzidonghuayehuidailaixuduodeweiji。shubaiwangongzuobeijiqiqudaidexiagangzhigongjianghuigeishehuizaochengjidadechongji
，daozhijingjiyushehuidebuwen。zidonghuawangluoxitongzehuichengweigegediduishilixianghugongjidezhuyaotupokou。zaichongtuzhongshiyongjiqirenhezidonghuaxitongzeyoukenengzaochengjidadelunlihewenhuatiaozhan。

代表性技術

實際應用

3. 智能手機與雲端計算

智能手機與雲端計算正在改變人類與數據相處的方式。比如目前的美國，大約有30%的網頁瀏覽和40%的社交媒體是通過手機的。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。

隨著手機的威力越來越大
，功能也越來越全麵
，移動網絡的鋪展也將加速。在2030年
，全球75%的人口將會擁有移動網絡連接，60%的人口將會擁有高速有線網絡連接。

移yi動dong終zhong端duan的de發fa展zhan以yi及ji移yi動dong網wang絡luo的de擴kuo散san，也ye會hui進jin一yi步bu推tui進jin雲yun端duan計ji算suan的de進jin展zhan。雲yun端duan計ji算suan可ke以yi在zai在zai零ling投tou入ru的de情qing況kuang下xia給gei用yong戶hu帶dai來lai大da量liang的de計ji算suan能neng力li。在zai未wei來lai的de30年裏，基於雲的移動計算端將會改變從醫療到教育的各行各業。

比bi如ru人ren們men可ke以yi通tong過guo手shou機ji來lai進jin行xing體ti檢jian並bing與yu雲yun端duan的de診zhen斷duan軟ruan件jian直zhi接jie溝gou通tong，人ren們men也ye可ke以yi在zai手shou機ji上shang使shi用yong教jiao育yu軟ruan件jian來lai學xue習xi新xin的de技ji能neng，農nong民min們men甚shen至zhi可ke以yi通tong過guo手shou機ji連lian接jie到dao實shi時shi氣qi象xiang數shu據ju，通tong過guo雲yun端duan軟ruan件jian計ji算suan最zui優you化hua的de收shou割ge時shi間jian。

但是，這一切都需要極高的網絡安全性

、可靠性
、以及流量。商業用戶以及個人用戶也都需要習慣把數據上傳到雲端中。

代表性技術

實際應用

4. 智能城市

在2045年，全世界65%-70%的人口將會居住在城市裏。隨著城市人口的增加，全球人口超過1千萬的超級都市將會從2016年的28座增加至2030年的41zuo。daliangderenkouxiangchengshiliudongjianghuigeizhexiechengshidejichujianshe，biruchengjijiaotong，shiwuheshuiyuan，dianlinengyuan，wushuichuli，yijigonggonganquanxitongdengdailaijidadeyali。

未來的智能城市將利用信息和通訊技術（ICT）

，通過大數據以及自動化來提高城市的效率和可持續性。

比如使用分散探測係統將實時監視城市用水用電數據，通過智能電網自動調整配電設置；通過聯網的交通信號係統以及自動駕駛係統來減緩車輛堵塞的程度

；利用由新材料和新設計技巧所建的智能建築來提高空調和照明係統的效率
，減少能源浪費；使用屋頂太陽能板
、小型風力發電機、地熱發電
，以及其他可再生資源提供幹淨的電力。

但是
，在另一方麵，沒錢或者缺乏政治信念去投資這些科技的城市將會變得極其擁擠和肮髒，成為暴動和衝突的爆發點。

5. 量子計算

量liang子zi計ji算suan是shi通tong過guo疊die加jia原yuan理li和he量liang子zi糾jiu纏chan等deng次ci原yuan子zi粒li子zi的de特te性xing來lai實shi現xian對dui數shu據ju的de編bian碼ma和he操cao縱zong。雖sui然ran在zai過guo去qu的de幾ji十shi年nian裏li，量liang子zi計ji算suan隻zhi存cun在zai於yu理li論lun上shang，近jin些xie年nian的de研yan究jiu已yi經jing開kai始shi出chu現xian有you意yi義yi的de結jie果guo。在zai未wei來lai的de5-15年裏，我們很有可能製造出一款有實用意義的量子計算機。

量子計算機的出現將會給其他的研究方向，比如氣候模擬
、藥物研究、以及材料科學帶來巨大的進步。

不bu過guo

，最zui令ling人ren期qi待dai的de還hai是shi量liang子zi密mi碼ma學xue。一yi台tai量liang子zi計ji算suan機ji將jiang可ke以yi破po解jie世shi上shang所suo有you的de加jia密mi方fang式shi，而er量liang子zi加jia密mi也ye將jiang真zhen正zheng無wu懈xie可ke擊ji。如ru今jin
，量liang子zi計ji算suan機ji的de許xu多duo技ji術shu堡bao壘lei已yi經jing開kai始shi被bei逐zhu一yi攻gong克ke，雖sui然ran我wo們men也ye許xu在zai21世紀40年代才會看到真正實用的量子計算機，但來自政府和業界的大量投資意味著量子計算已經邁過了轉折點。

代表性技術

實際應用

6. 混合現實

虛擬現實和增強現實（VR和AR）技術已經在消費電子市場激發了極大的熱情
，各科技公司也迅速的開始進入這個市場。在2014年收購Oculus VR之後，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產品。資本的湧進代表了VR將會成為新一代的主流娛樂技術。當然
，VR也有在娛樂之外的應用。美國第二大家居裝飾用品公司Lowe’s（勞氏公司）正在開發名為Holoroom的一款3D增強現實科技。Lowe’s的客戶將可以設計一個空間，然後使用Holoroom進入一個3D模型，體驗他們設計的空間感覺如何。

雖然在曆史上，市場對VR和AR曾有些過於膨脹的預期，如今的超高清顯示
，低價的姿勢與位置探測器以及高清視頻內容給混合現實科技打下了雄厚的基礎。在未來的30年裏，這些技術將成為主流科技。AR眼鏡將把實時相關的信息給用戶投放在現實中，而VR眼鏡則可以通過融合視覺
，聽覺，嗅覺和觸覺來實現深度沉浸的體驗。

代表性技術

實際應用

7. 數據分析

在2015年
，人類總共創造了4.4ZB（44億TB）的de數shu據ju，而er這zhe個ge數shu字zi大da約yue每mei兩liang年nian就jiu會hui翻fan倍bei。在zai這zhe些xie數shu據ju中zhong隱yin藏zang了le各ge種zhong關guan於yu消xiao費fei習xi慣guan
，公gong共gong健jian康kang，全quan球qiu氣qi候hou變bian化hua以yi及ji其qi他ta經jing濟ji，社she會hui還hai有you政zheng治zhi等deng等deng方fang麵mian的de深shen刻ke信xin息xi。可ke惜xi的de是shi，雖sui然ran“大數據”成為了一個熱點，但每年隻有不到10%的數據會被分析。

在接下來的30年(nian)裏(li)，我(wo)們(men)處(chu)理(li)巨(ju)量(liang)的(de)動(dong)態(tai)數(shu)據(ju)的(de)能(neng)力(li)將(jiang)會(hui)逐(zhu)漸(jian)提(ti)高(gao)。自(zi)動(dong)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)軟(ruan)件(jian)將(jiang)會(hui)可(ke)以(yi)從(cong)散(san)亂(luan)的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)識(shi)別(bie)並(bing)提(ti)取(qu)有(you)關(guan)聯(lian)的(de)信(xin)息(xi)。而(er)這(zhe)種(zhong)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)的(de)能(neng)力(li)將(jiang)會(hui)從(cong)商(shang)業(ye)應(ying)用(yong)擴(kuo)散(san)到(dao)普(pu)通(tong)人(ren)手(shou)裏(li)。

人ren們men將jiang會hui獲huo得de在zai生sheng活huo中zhong使shi用yong大da數shu據ju的de能neng力li，並bing且qie通tong過guo這zhe種zhong能neng力li來lai迫po使shi政zheng府fu以yi及ji各ge種zhong機ji構gou對dui它ta們men的de政zheng策ce負fu責ze。而er這zhe很hen有you可ke能neng引yin起qi關guan於yu數shu據ju限xian製zhi的de衝chong突tu。超chao級ji個ge性xing化hua營ying銷xiao，政zheng府fu對dui人ren民min數shu據ju的de監jian視shi，以yi及ji各ge大da數shu據ju被bei盜dao案an件jian的de曝pu光guang則ze會hui引yin起qi數shu據ju所suo有you權quan的de討tao論lun。各ge個ge敵di對dui勢shi力li則ze可ke以yi利li用yong被bei盜dao取qu的de，從cong暗an網wang中zhong購gou買mai的de
，甚shen至zhi是shi開kai源yuan的de數shu據ju來lai相xiang互hu攻gong擊ji。

代表性技術

實際應用

8. 人類增強

在接下來的30年(nian)裏(li)，科(ke)技(ji)將(jiang)帶(dai)領(ling)人(ren)類(lei)突(tu)破(po)人(ren)類(lei)潛(qian)力(li)的(de)極(ji)限(xian)甚(shen)至(zhi)生(sheng)物(wu)的(de)極(ji)限(xian)。由(you)物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接(jie)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)將(jiang)會(hui)把(ba)與(yu)實(shi)時(shi)有(you)關(guan)的(de)信(xin)息(xi)直(zhi)接(jie)打(da)入(ru)我(wo)們(men)的(de)感(gan)官(guan)中(zhong)。外(wai)骨(gu)骼(ge)和(he)與(yu)大(da)腦(nao)連(lian)接(jie)的(de)假(jia)肢(zhi)將(jiang)會(hui)使(shi)我(wo)們(men)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)強(qiang)大(da)，為(wei)老(lao)弱(ruo)病(bing)殘(can)恢(hui)複(fu)移(yi)動(dong)力(li)。

zhuangyoutanceqiheqianrushijisuanjideyinxingyanjinghuozhebeiyongjiuzhiruzaitineidezhuangbeijianggeiwomendailaikeyichuanqiangdetingli
，tianranyeshi，yijikeyiqianruxunihezengqiangxianshixitongdenengli。yizhiyaojianghuikuodawomendesiweinengli
，gaibiangongzuohexuexidefangshi。

當然，人類增強科技也會帶來新的挑戰。那些負擔不起“升級肉體”jiagederenqunhenyoukenengfaxiantamenzaizengqiangjingjilihaowujingzhengli。erzengqiangkejidelianwangzehuirangwomendeshentishenzhidanaochengweiheikedemubiao。duishibingdezengqianghenyoukenengyinfayichangxindezengqiangkejijunbeijingsai。

代表性技術

實際應用

9. 網絡安全

網絡安全不是一個嶄新的話題。事實上，早在1991年就有人提出了“網絡上的珍珠港”這一警告。但是在未來的30年裏，隨著物流網的發展以及日常生活中越來越多的連接，網絡安全將會成為網絡行業首要的話題。

目(mu)前(qian)，雖(sui)然(ran)世(shi)界(jie)上(shang)的(de)網(wang)絡(luo)攻(gong)擊(ji)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)
，但(dan)是(shi)它(ta)們(men)大(da)多(duo)數(shu)的(de)目(mu)標(biao)都(dou)隻(zhi)是(shi)個(ge)人(ren)或(huo)者(zhe)企(qi)業(ye)。而(er)且(qie)這(zhe)些(xie)攻(gong)擊(ji)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)損(sun)失(shi)雖(sui)然(ran)很(hen)大(da)，但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)損(sun)失(shi)並(bing)不(bu)會(hui)擴(kuo)散(san)。而(er)未(wei)來(lai)的(de)世(shi)界(jie)將(jiang)不(bu)會(hui)是(shi)如(ru)此(ci)的(de)簡(jian)單(dan)。

隨著汽車
、家電
、電廠

、路燈，以及數百萬個其他的事物相互連接
，網絡攻擊的後果也會越來越嚴重。國家、企業
、以及個人的數據將會麵臨越來越隱蔽的攻擊。有些甚至在數年後才會被發現。目前，人們可以想象出來最壞的情況就是“網絡世界末日”– 在越發越瘋狂越頻繁的攻擊下，整個世紀的互聯網以及其中所包含的經濟社會功能的崩潰。

代表性技術

實際應用

10. 社交網絡

如今，大約有65%的美國人使用社交網絡，而在2005年

，這個數量隻有7%。社交網絡已經開始展現出改變人類行為的能力。但是在未來的30年裏
，社交科技將會給人們帶來可以創造出各自微型文化圈的力量。

renmenjianghuishiyongkejixingchengshehuiqiyuehejiyuwangluoshequdeshejiaojiegou，congerdianfuxuduochuantongdequanlijiegou。biruzhengzhiyulun，youyumujizhemenkeyizhijiezaiwangluoshangjielufubaiheyapoerbuyongtongguomeitideguolv，zhengfujianghuifaxianyulunyuelaiyuenanbeizhijiekongzhi。huozheqiyezeren，suiranqiyekeyitongguoshejiaowangluozhijiejiechudaoxiaofeizhe，zhexiexiaofeizheyekeyiliyongshejiaowangluolaitupoyingxiaodezaoyin，shiqiyeduitamendechanpinhexingweifuze。

眾zhong籌chou和he直zhi播bo將jiang會hui使shi內nei容rong創chuang作zuo進jin一yi步bu的de民min主zhu化hua，從cong而er模mo糊hu媒mei體ti人ren與yu觀guan眾zhong之zhi間jian的de區qu別bie。而er比bi特te幣bi以yi及ji其qi他ta加jia密mi貨huo幣bi也ye許xu會hui把ba貨huo幣bi和he交jiao易yi的de控kong製zhi從cong政zheng府fu手shou中zhong剝bo離li
，從cong此ci基ji於yu社she會hui共gong識shi而er不bu是shi政zheng府fu的de規gui定ding。

代表性技術

實際應用

11. 先進數碼設備

由於計算機和各種數碼設備在過去的60年裏給人們生活帶來的天翻地覆的改變
，我們似乎已經忘了這些技術還比較新。個人電腦在1975年(nian)才(cai)出(chu)現(xian)在(zai)商(shang)店(dian)裏(li)，而(er)當(dang)時(shi)的(de)個(ge)人(ren)電(dian)腦(nao)有(you)如(ru)今(jin)日(ri)的(de)宜(yi)家(jia)

，是(shi)作(zuo)為(wei)一(yi)套(tao)零(ling)件(jian)賣(mai)給(gei)顧(gu)客(ke)的(de)。用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)自(zi)己(ji)把(ba)它(ta)組(zu)裝(zhuang)起(qi)來(lai)，所(suo)有(you)的(de)程(cheng)序(xu)也(ye)都(dou)需(xu)要(yao)自(zi)己(ji)編(bian)寫(xie)。僅(jin)僅(jin)40年後，人們手中智能手機的計算能力就已經遠超1969年把宇航員送上月球時的NASA了。在未來的30年裏

，這個趨勢也將會繼續下去。

人ren們men將jiang會hui擁yong有you更geng多duo的de計ji算suan能neng力li以yi及ji更geng廣guang的de數shu碼ma資zi源yuan。移yi動dong網wang絡luo和he雲yun計ji算suan將jiang會hui給gei人ren們men帶dai來lai幾ji乎hu無wu限xian的de內nei存cun和he計ji算suan能neng力li。虛xu擬ni技ji術shu和he基ji於yu軟ruan件jian的de係xi統tong將jiang會hui允yun許xu政zheng府fu和he企qi業ye在zai不bu需xu要yao昂ang貴gui的de硬ying件jian升sheng級ji的de情qing況kuang下xia迅xun速su的de調tiao整zheng升sheng級jiIT係統。

congyifudaojiancai，shumachanpinjianghuigengguangfanderongrudaorichangshenghuozhong。zaicitongshi，xinkejijianghuigaibianwomenyukejizhijianjiaoliudefangshi。yuyinjiemianyijingbeiguangfanyingyongzaizhinengshoujizhong，erzishijiemianzeyunxuwomenwushengdeyujisuanjitongxun。zuizhong，rennao-電腦界麵將會允許我們用思想控製數碼設備
，使它們成為我們身體的一部分。

代表性技術

實際應用

12. 先進材料

在過去的10年nian裏li，材cai料liao科ke學xue的de突tu破po給gei我wo們men帶dai來lai了le許xu多duo種zhong先xian進jin的de材cai料liao。從cong可ke以yi自zi我wo恢hui複fu和he自zi我wo清qing理li的de智zhi能neng材cai料liao，到dao可ke以yi恢hui複fu原yuan本ben形xing狀zhuang的de記ji憶yi金jin屬shu，到dao可ke以yi利li用yong壓ya力li發fa電dian的de壓ya電dian陶tao瓷ci材cai料liao，到dao擁yong有you驚jing人ren的de結jie構gou和he電dian力li性xing能neng的de納na米mi材cai料liao，這zhe些xie都dou是shi材cai料liao科ke學xue家jia的de成cheng功gong。尤you其qi是shi納na米mi材cai料liao，它ta有you著zhe廣guang泛fan的de應ying用yong價jia值zhi。

在納米尺度（少於100納米），普通的材料比如碳
，將會呈現出獨特的性能。石墨烯，一種由碳原子構成的隻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，並且幾乎透明。

namicailiaoyouzhewushuzhongyingyong，biruzuoweiyinqinghuoqitajixiebiaomiandedimocalidumo，zuoweigaoqiangduhechengcailiaolaijianzaoqichehefeiji，qingbiandefangdanbeixin
，yijigaoxiaodeguangfucailiao。

在工業應用之外
，製藥企業也正在研究作為靶向分子的醫療納米粒子用於治療癌症。在未來的30年裏
，納米材料以及新型材料，比如泡沫金屬以及陶瓷複合材料將會被用在從衣服
，到建材
，到車輛，到公路以及橋梁中，無處不在。

13. 太空科技

太空行業正在進入一個從上個世紀60年(nian)代(dai)後(hou)就(jiu)從(cong)未(wei)出(chu)現(xian)過(guo)的(de)發(fa)展(zhan)階(jie)段(duan)。新(xin)的(de)科(ke)技(ji)，比(bi)如(ru)機(ji)器(qi)人(ren)，先(xian)進(jin)的(de)推(tui)進(jin)係(xi)統(tong)，輕(qing)便(bian)的(de)材(cai)料(liao)，增(zeng)加(jia)製(zhi)造(zao)，以(yi)及(ji)元(yuan)件(jian)小(xiao)型(xing)化(hua)正(zheng)在(zai)減(jian)少(shao)把(ba)人(ren)和(he)物(wu)送(song)入(ru)太(tai)空(kong)的(de)價(jia)格(ge)，而(er)這(zhe)則(ze)會(hui)開(kai)啟(qi)太(tai)空(kong)探(tan)險(xian)的(de)新(xin)機(ji)會(hui)。

SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行業的新人已經帶來了例如可回收火箭等顛覆式創新。

在未來的30年nian裏li

，科ke技ji的de研yan發fa將jiang會hui帶dai領ling人ren類lei將jiang重zhong返fan月yue球qiu。在zai此ci之zhi外wai，更geng加jia偉wei大da的de探tan險xian，比bi如ru人ren類lei登deng錄lu火huo星xing也ye是shi，以yi及ji新xin型xing基ji於yu太tai空kong的de行xing業ye，比bi如ru在zai開kai采cai小xiao行xing星xing中zhong的de礦kuang物wu也ye都dou有you可ke能neng出chu現xian。

雖sui然ran探tan索suo甚shen至zhi殖zhi民min太tai空kong是shi現xian代dai人ren來lai長chang久jiu的de夢meng想xiang，但dan是shi對dui太tai空kong設she施shi的de需xu求qiu很hen有you可ke能neng加jia大da地di球qiu上shang的de衝chong突tu。隨sui著zhe更geng多duo的de國guo家jia開kai始shi依yi賴lai天tian基ji設she備bei
，對dui太tai空kong的de控kong製zhi將jiang有you可ke能neng成cheng為wei一yi個ge全quan新xin的de爆bao發fa點dian。天tian基ji武wu器qi不bu再zai是shi不bu可ke能neng，而er反fan衛wei星xing也ye將jiang成cheng為wei未wei來lai戰zhan爭zheng的de一yi部bu分fen。

14. 合成生物科技

早在孟德爾發現遺傳的基礎規律，以及埃弗裏-麥克勞德-麥卡蒂實驗證明DNA是遺傳物質之前
，人類已經進行了幾千年的通過選擇性育種以及雜交來操縱植物和動物的遺傳基因了。

隨著我們對遺傳學認知的加深

，我們已經可以通過搭建新的DNA來(lai)實(shi)現(xian)無(wu)中(zhong)生(sheng)有(you)
，創(chuang)造(zao)出(chu)新(xin)的(de)生(sheng)物(wu)。基(ji)因(yin)改(gai)造(zao)農(nong)作(zuo)物(wu)則(ze)是(shi)此(ci)項(xiang)科(ke)技(ji)的(de)先(xian)鋒(feng)。但(dan)是(shi)在(zai)此(ci)同(tong)時(shi)，我(wo)們(men)正(zheng)站(zhan)在(zai)一(yi)場(chang)生(sheng)物(wu)革(ge)命(ming)的(de)突(tu)破(po)口(kou)。當(dang)我(wo)們(men)跨(kua)入(ru)生(sheng)物(wu)科(ke)技(ji)的(de)新(xin)時(shi)代(dai)時(shi)，生(sheng)命(ming)將(jiang)會(hui)成(cheng)為(wei)信(xin)息(xi)，如(ru)同(tong)電(dian)腦(nao)程(cheng)序(xu)的(de)代(dai)碼(ma)一(yi)樣(yang)，可(ke)以(yi)被(bei)改(gai)寫(xie)的(de)信(xin)息(xi)。

科學家正在開發一種可以分泌生物柴油的海藻
，這種海藻的DNA中則被編寫了數千GB的數據。在未來的30年(nian)裏(li)，合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)科(ke)技(ji)將(jiang)製(zhi)造(zao)出(chu)可(ke)以(yi)探(tan)測(ce)到(dao)毒(du)素(su)，從(cong)工(gong)業(ye)廢(fei)料(liao)中(zhong)製(zhi)造(zao)生(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)，以(yi)及(ji)通(tong)過(guo)共(gong)棲(qi)來(lai)給(gei)人(ren)類(lei)寄(ji)主(zhu)提(ti)供(gong)藥(yao)物(wu)的(de)生(sheng)物(wu)。但(dan)是(shi)，合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)也(ye)會(hui)帶(dai)來(lai)生(sheng)物(wu)武(wu)器(qi)和(he)難(nan)以(yi)控(kong)製(zhi)的(de)入(ru)侵(qin)物(wu)種(zhong)等(deng)巨(ju)大(da)的(de)危(wei)險(xian)。

代表性技術

實際應用

15. 增材製造

增材製造（3D打印）已經在工業界作為製造限量設計原型的技術而被使用超過30年了。但是，在近十年裏
，3D打印技術獲得了驚人的發展。如今，隨著3D打印機價格的下降以及大量開源工具和付費模型的出現，世界上已經出現了一個龐大的“創客”群體
，無時不刻的在突破這項技術的極限。

在2040年
，3D打印技術將改變世界。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。人們將會利用3D打印技術製造工具，電子產品，備用零件，醫療設備等各種產品，並按照自己個人需求來實現真正的“私人訂製”。

軍(jun)隊(dui)的(de)後(hou)勤(qin)將(jiang)變(bian)得(de)更(geng)簡(jian)單(dan)，因(yin)為(wei)裝(zhuang)備(bei)和(he)補(bu)給(gei)可(ke)以(yi)在(zai)當(dang)地(di)直(zhi)接(jie)打(da)印(yin)。物(wu)體(ti)將(jiang)會(hui)變(bian)成(cheng)信(xin)息(xi)，而(er)網(wang)絡(luo)盜(dao)版(ban)將(jiang)會(hui)代(dai)替(ti)現(xian)實(shi)偷(tou)竊(qie)。而(er)恐(kong)怖(bu)分(fen)子(zi)以(yi)及(ji)犯(fan)罪(zui)集(ji)團(tuan)將(jiang)會(hui)使(shi)用(yong)難(nan)以(yi)追(zhui)查(zha)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)來(lai)打(da)印(yin)武(wu)器(qi)，探(tan)測(ce)器(qi)
，以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)裝(zhuang)備(bei)，給(gei)社(she)會(hui)安(an)定(ding)造(zao)成(cheng)極(ji)大(da)的(de)隱(yin)患(huan)。

代表性技術

實際應用

16. 醫學

在未來的30年(nian)裏(li)，各(ge)種(zhong)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)突(tu)破(po)將(jiang)改(gai)變(bian)醫(yi)學(xue)。通(tong)過(guo)基(ji)因(yin)組(zu)學(xue)，我(wo)們(men)將(jiang)會(hui)得(de)到(dao)真(zhen)正(zheng)的(de)私(si)人(ren)藥(yao)物(wu)。在(zai)未(wei)來(lai)，癌(ai)症(zheng)
，心(xin)肺(fei)疾(ji)病(bing)，阿(e)茲(zi)海(hai)默(mo)症(zheng)，以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)目(mu)前(qian)看(kan)似(si)無(wu)救(jiu)的(de)疾(ji)病(bing)將(jiang)會(hui)由(you)針(zhen)對(dui)患(huan)者(zhe)個(ge)人(ren)基(ji)因(yin)的(de)藥(yao)物(wu)來(lai)治(zhi)療(liao)。

人類將可以通過DNA培(pei)養(yang)出(chu)來(lai)移(yi)植(zhi)所(suo)需(xu)的(de)器(qi)官(guan)，從(cong)而(er)滅(mie)絕(jue)等(deng)待(dai)配(pei)型(xing)以(yi)及(ji)排(pai)斥(chi)反(fan)應(ying)等(deng)很(hen)可(ke)能(neng)致(zhi)命(ming)的(de)情(qing)況(kuang)。生(sheng)物(wu)假(jia)肢(zhi)將(jiang)會(hui)被(bei)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)到(dao)神(shen)經(jing)係(xi)統(tong)上(shang)
，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)與(yu)真(zhen)實(shi)觸(chu)感(gan)極(ji)其(qi)相(xiang)似(si)的(de)感(gan)官(guan)。

機器急救人員以及例如控製性降溫的肢體存活技術將會大幅度延長救援的“黃金時間”。科學家們將找到衰老的原因，從而增加人類的壽命，湧現出一大群非常健康並有活力的“老人”。

lingyifangmian，fadadeyiliaosheshidejiagejianghuigeigeguodeyiliaoxitongdailaigengdadeyali。qiongrenyufurenzhijiandejiumingziyuanyehuichuxianjidadibujun。erqiesuizherenleishoumingdezengjia，nianqingrenyulaorenzhijianduiyugongzuoyijiziyuandejingzhengzehuijiaju。kangyaoxingjigaodechaojixijunyehuigeishijiegediderenmendailaijidadeweixian。

代表性技術

實際應用

17. 能源

在未來的30年裏
，全球能源需求預計會增長35%
，我wo們men則ze正zheng在zai麵mian臨lin著zhe一yi場chang能neng源yuan革ge命ming。新xin的de采cai油you技ji術shu，比bi如ru水shui力li壓ya裂lie以yi及ji定ding向xiang鑽zuan為wei人ren類lei添tian加jia了le大da量liang可ke開kai發fa的de油you田tian和he氣qi田tian。而er這zhe直zhi接jie顛dian覆fu了le世shi界jie石shi油you市shi場chang，使shi美mei國guo從cong世shi界jie上shang最zui大da的de石shi油you進jin口kou國guo變bian成cheng了le最zui大da的de石shi油you生sheng產chan國guo。

與此同時，可再生能源
，比如太陽能和風能的價格也開始接近與石油。就拿太陽能來說，在過去的10年裏，太陽能發電的價格從每瓦8美(mei)元(yuan)降(jiang)低(di)至(zhi)這(zhe)個(ge)數(shu)字(zi)的(de)十(shi)分(fen)之(zhi)一(yi)。在(zai)此(ci)之(zhi)外(wai)

，還(hai)有(you)核(he)能(neng)這(zhe)個(ge)抱(bao)有(you)爭(zheng)議(yi)但(dan)從(cong)未(wei)停(ting)止(zhi)開(kai)發(fa)的(de)能(neng)源(yuan)。新(xin)一(yi)代(dai)的(de)核(he)反(fan)應(ying)堆(dui)設(she)計(ji)宣(xuan)稱(cheng)遠(yuan)比(bi)之(zhi)前(qian)的(de)更(geng)安(an)全(quan)
，也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)更(geng)少(shao)的(de)核(he)廢(fei)料(liao)。

不bu過guo，雖sui然ran使shi用yong清qing潔jie能neng源yuan可ke以yi幫bang助zhu我wo們men減jian緩huan全quan球qiu氣qi候hou變bian化hua，但dan是shi圍wei繞rao著zhe用yong於yu生sheng產chan電dian池chi

，光guang伏fu，以yi及ji其qi他ta元yuan件jian的de稀xi有you資zi源yuan的de新xin的de糾jiu紛fen與yu摩mo擦ca也ye會hui出chu現xian。石shi油you經jing濟ji的de消xiao退tui也ye會hui在zai中zhong東dong和he北bei非fei引yin起qi經jing濟ji和he社she會hui的de嚴yan重zhong不bu穩wen
，進jin一yi步bu加jia深shen當dang地di的de武wu裝zhuang衝chong突tu。

代表性技術

實際應用

18. 新型武器

在未來的30年(nian)裏(li)
，數(shu)種(zhong)新(xin)型(xing)武(wu)器(qi)技(ji)術(shu)將(jiang)出(chu)現(xian)在(zai)戰(zhan)場(chang)上(shang)。除(chu)了(le)目(mu)前(qian)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)中(zhong)的(de)非(fei)致(zhi)命(ming)武(wu)器(qi)以(yi)及(ji)能(neng)量(liang)武(wu)器(qi)之(zhi)外(wai)，數(shu)個(ge)國(guo)家(jia)也(ye)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)可(ke)以(yi)阻(zu)絕(jue)軍(jun)事(shi)行(xing)動(dong)能(neng)力(li)的(de)反(fan)介(jie)入(ru)和(he)區(qu)域(yu)阻(zu)絕(jue)武(wu)器(qi)（A2AD）。A2AD技術包括反艦彈道導彈

、精密製導反車輛反人員武器、反火箭炮、火炮和迫擊炮係統（CRAM）、反衛星武器
，以及電磁脈衝武器（EMP）。

有(you)些(xie)技(ji)術(shu)，比(bi)如(ru)精(jing)密(mi)製(zhi)導(dao)武(wu)器(qi)

，屬(shu)於(yu)基(ji)於(yu)現(xian)有(you)科(ke)技(ji)的(de)突(tu)破(po)。中(zhong)國(guo)就(jiu)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)可(ke)以(yi)摧(cui)毀(hui)航(hang)空(kong)母(mu)艦(jian)的(de)先(xian)進(jin)反(fan)艦(jian)彈(dan)道(dao)導(dao)彈(dan)。而(er)有(you)些(xie)技(ji)術(shu)則(ze)屬(shu)於(yu)嶄(zhan)新(xin)的(de)主(zhu)意(yi)
，比(bi)如(ru)2015年由美國防部高等研究計劃部(DARPA)所開發的EXACTO自導子彈。隨著中國，俄羅斯，美國以及其他國家斥巨資推進軍隊現代化，新一代的高科技軍備競爭正在揭曉。

19. 食物與淡水科技

在未來的30年裏，淡水和食物的缺乏將會在世界上製造更多的衝突。大約全球25%的農地已經由於過度耕作，幹旱
，汙染等原因造成了嚴重退化。

在未來的幾十年裏，最樂觀的預測也指出主食穀物的價格將會提高30%。但那是最樂觀的情況。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，價格提高100%也是可能的。

在2045年，全球超過40%的人口將會麵臨缺乏水源的問題。這一切問題的解決方式隻有科技。

海水淡化、微型灌溉、汙水回收
、雨yu水shui收shou集ji等deng科ke技ji將jiang會hui減jian緩huan人ren類lei對dui淡dan水shui水shui源yuan的de需xu求qiu。基ji因yin改gai造zao農nong作zuo物wu以yi及ji自zi動dong化hua將jiang會hui允yun許xu農nong民min使shi用yong更geng少shao的de土tu地di來lai出chu產chan更geng多duo的de食shi物wu。食shi物wu和he淡dan水shui將jiang會hui成cheng為wei新xin的de科ke技ji熱re點dian，也ye會hui成cheng為wei新xin的de衝chong突tu爆bao發fa點dian。

代表性技術

實際應用

20. 對抗全球氣候變化

根據目前的數據
，在2050年，地球表麵的溫度將增加1.4至3攝(she)氏(shi)度(du)。就(jiu)算(suan)我(wo)們(men)采(cai)取(qu)了(le)一(yi)些(xie)極(ji)端(duan)方(fang)式(shi)來(lai)減(jian)少(shao)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)的(de)排(pai)放(fang)，氣(qi)候(hou)的(de)慣(guan)性(xing)也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)溫(wen)度(du)的(de)提(ti)高(gao)。而(er)地(di)表(biao)溫(wen)度(du)的(de)提(ti)高(gao)則(ze)會(hui)帶(dai)來(lai)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)惡(e)果(guo)，比(bi)如(ru)海(hai)平(ping)麵(mian)的(de)提(ti)高(gao)給(gei)海(hai)岸(an)城(cheng)市(shi)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)危(wei)險(xian)


，農(nong)作(zuo)物(wu)產(chan)量(liang)的(de)下(xia)降(jiang)所(suo)引(yin)發(fa)的(de)饑(ji)荒(huang)
，幹(gan)旱(han)導(dao)致(zhi)數(shu)百(bai)萬(wan)人(ren)缺(que)乏(fa)飲(yin)用(yong)水(shui)
，以(yi)及(ji)洪(hong)水(shui)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)數(shu)十(shi)億(yi)損(sun)失(shi)。

在未來的30年nian裏li，這zhe些xie危wei機ji將jiang會hui引yin導dao各ge方fang投tou資zi研yan究jiu可ke以yi減jian緩huan氣qi候hou變bian化hua所suo帶dai來lai的de影ying響xiang的de科ke技ji。在zai近jin期qi，這zhe些xie科ke技ji將jiang包bao括kuo在zai地di圖tu上shang標biao出chu有you洪hong水shui危wei險xian的de係xi統tong，以yi及ji可ke以yi抵di抗kang幹gan旱han的de基ji因yin改gai造zao農nong作zuo物wu。在zai更geng長chang遠yuan的de時shi間jian裏li，也ye許xu會hui出chu現xian野ye心xin更geng大da的de科ke技ji
，比bi如ru可ke以yi從cong大da氣qi中zhong提ti取qu二er氧yang化hua碳tan和he甲jia烷wan等deng溫wen室shi氣qi體ti
，並bing在zai把ba它ta們men安an全quan的de儲chu存cun在zai地di下xia的de科ke技ji。

但是，如果氣候變化的趨勢是增加3duzhezhongzuihuaideqingkuang，tageidiqiuqihousuozaochengdejudayingxiangjiangnanyijianhuan。zaizhezhongqingkuangxia
，jiduandediligongchengshouduanhenyoukenengshibimianjiduelieqihoudeweiyifangshi。kexuejiamenjiuzengtichuzaidaqicengzhongsanbuliuhuozheyanghualvlaijianshaodidadiqiubiaomiandeyangguang。buguo，zhexieshouduanhaichuyulilunjieduan

，fengxianfeichangda。