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30年(nian)可(ke)能(neng)影(ying)響(xiang)國(guo)家(jia)力(li)量(liang)的(de)核(he)心(xin)科(ke)技(ji)有(you)一(yi)個(ge)總(zong)體(ti)上(shang)的(de)把(ba)握(wo)
，其(qi)二(er)是(shi)為(wei)國(guo)家(jia)及(ji)社(she)會(hui)資(zi)本(ben)指(zhi)明(ming)科(ke)技(ji)投(tou)資(zi)方(fang)向(xiang)，以(yi)確(que)保(bao)美(mei)國(guo)在(zai)未(wei)來(lai)世(shi)界(jie)中(zhong)的(de)戰(zhan)略(lve)優(you)勢(shi)。

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、gonggonganquan，yijigerenshenghuo，tayehuijiazhongduiyuwangluoanquanhegerenyinsidedanyou。kongbufenzi，fanzuijituanyijididuishilijianghuiliyongwulianwangzuoweixindegongjishouduan。erwulianwangzhongsuobaohandedaliangshujuyehuiyouhuozhengfuqushishizhenduirenmindejiankong，congerjinyibudeyinfayinsiheanquanzhijiandeduikang。

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。

但(dan)是(shi)
，機(ji)器(qi)人(ren)與(yu)自(zi)動(dong)化(hua)也(ye)會(hui)帶(dai)來(lai)許(xu)多(duo)的(de)危(wei)機(ji)。數(shu)百(bai)萬(wan)工(gong)作(zuo)被(bei)機(ji)器(qi)取(qu)代(dai)的(de)下(xia)崗(gang)職(zhi)工(gong)將(jiang)會(hui)給(gei)社(she)會(hui)造(zao)成(cheng)極(ji)大(da)的(de)衝(chong)擊(ji)，導(dao)致(zhi)經(jing)濟(ji)與(yu)社(she)會(hui)的(de)不(bu)穩(wen)。自(zi)動(dong)化(hua)網(wang)絡(luo)係(xi)統(tong)則(ze)會(hui)成(cheng)為(wei)各(ge)個(ge)敵(di)對(dui)勢(shi)力(li)相(xiang)互(hu)攻(gong)擊(ji)的(de)主(zhu)要(yao)突(tu)破(po)口(kou)。在(zai)衝(chong)突(tu)中(zhong)使(shi)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)則(ze)有(you)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)極(ji)大(da)的(de)倫(lun)理(li)和(he)文(wen)化(hua)挑(tiao)戰(zhan)。

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(de)30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41座(zuo)。大(da)量(liang)的(de)人(ren)口(kou)向(xiang)城(cheng)市(shi)流(liu)動(dong)將(jiang)會(hui)給(gei)這(zhe)些(xie)城(cheng)市(shi)的(de)基(ji)礎(chu)建(jian)設(she)，比(bi)如(ru)城(cheng)際(ji)交(jiao)通(tong)
，食(shi)物(wu)和(he)水(shui)源(yuan)，電(dian)力(li)能(neng)源(yuan)，汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)
，以(yi)及(ji)公(gong)共(gong)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)等(deng)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)壓(ya)力(li)。

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30nianli，womenchulijuliangdedongtaishujudenenglijianghuizhujiantigao。zidongrengongzhinengruanjianjianghuikeyicongsanluandeshujuzhongshibiebingtiquyouguanliandexinxi。erzhezhongshujufenxidenenglijianghuicongshangyeyingyongkuosandaoputongrenshouli。

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”價(jia)格(ge)的(de)人(ren)群(qun)很(hen)有(you)可(ke)能(neng)發(fa)現(xian)他(ta)們(men)在(zai)增(zeng)強(qiang)經(jing)濟(ji)裏(li)毫(hao)無(wu)競(jing)爭(zheng)力(li)。而(er)增(zeng)強(qiang)科(ke)技(ji)的(de)聯(lian)網(wang)則(ze)會(hui)讓(rang)我(wo)們(men)的(de)身(shen)體(ti)甚(shen)至(zhi)大(da)腦(nao)成(cheng)為(wei)黑(hei)客(ke)的(de)目(mu)標(biao)。對(dui)士(shi)兵(bing)的(de)增(zeng)強(qiang)很(hen)有(you)可(ke)能(neng)引(yin)發(fa)一(yi)場(chang)新(xin)的(de)增(zeng)強(qiang)科(ke)技(ji)軍(jun)備(bei)競(jing)賽(sai)。

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。

muqian，suiranshijieshangdewangluogongjiyuelaiyueduo，danshitamendaduoshudemubiaodouzhishigerenhuozheqiye。erqiezhexiegongjisuozaochengdesunshisuiranhenda
，danshizhexiesunshibingbuhuikuosan。erweilaideshijiejiangbuhuishirucidejiandan。

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。

人(ren)們(men)將(jiang)會(hui)使(shi)用(yong)科(ke)技(ji)形(xing)成(cheng)社(she)會(hui)契(qi)約(yue)和(he)基(ji)於(yu)網(wang)絡(luo)社(she)區(qu)的(de)社(she)交(jiao)結(jie)構(gou)
，從(cong)而(er)顛(dian)覆(fu)許(xu)多(duo)傳(chuan)統(tong)的(de)權(quan)力(li)結(jie)構(gou)。比(bi)如(ru)政(zheng)治(zhi)輿(yu)論(lun)，由(you)於(yu)目(mu)擊(ji)者(zhe)們(men)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)在(zai)網(wang)絡(luo)上(shang)揭(jie)露(lu)腐(fu)敗(bai)和(he)壓(ya)迫(po)而(er)不(bu)用(yong)通(tong)過(guo)媒(mei)體(ti)的(de)過(guo)濾(lv)
，政(zheng)府(fu)將(jiang)會(hui)發(fa)現(xian)輿(yu)論(lun)越(yue)來(lai)越(yue)難(nan)被(bei)直(zhi)接(jie)控(kong)製(zhi)。或(huo)者(zhe)企(qi)業(ye)責(ze)任(ren)，雖(sui)然(ran)企(qi)業(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)社(she)交(jiao)網(wang)絡(luo)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)到(dao)消(xiao)費(fei)者(zhe)，這(zhe)些(xie)消(xiao)費(fei)者(zhe)也(ye)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)社(she)交(jiao)網(wang)絡(luo)來(lai)突(tu)破(po)營(ying)銷(xiao)的(de)噪(zao)音(yin)，使(shi)企(qi)業(ye)對(dui)他(ta)們(men)的(de)產(chan)品(pin)和(he)行(xing)為(wei)負(fu)責(ze)。

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)。

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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。

從(cong)衣(yi)服(fu)到(dao)建(jian)材(cai)，數(shu)碼(ma)產(chan)品(pin)將(jiang)會(hui)更(geng)廣(guang)泛(fan)的(de)融(rong)入(ru)到(dao)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)中(zhong)。在(zai)此(ci)同(tong)時(shi)
，新(xin)科(ke)技(ji)將(jiang)會(hui)改(gai)變(bian)我(wo)們(men)與(yu)科(ke)技(ji)之(zhi)間(jian)交(jiao)流(liu)的(de)方(fang)式(shi)。語(yu)音(yin)界(jie)麵(mian)已(yi)經(jing)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)中(zhong)，而(er)姿(zi)勢(shi)界(jie)麵(mian)則(ze)允(yun)許(xu)我(wo)們(men)無(wu)聲(sheng)的(de)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)通(tong)訊(xun)。最(zui)終(zhong)，人(ren)腦(nao)-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。

納(na)米(mi)材(cai)料(liao)有(you)著(zhe)無(wu)數(shu)種(zhong)應(ying)用(yong)，比(bi)如(ru)作(zuo)為(wei)引(yin)擎(qing)或(huo)其(qi)他(ta)機(ji)械(xie)表(biao)麵(mian)的(de)低(di)摩(mo)擦(ca)力(li)鍍(du)膜(mo)，作(zuo)為(wei)高(gao)強(qiang)度(du)合(he)成(cheng)材(cai)料(liao)來(lai)建(jian)造(zao)汽(qi)車(che)和(he)飛(fei)機(ji)
，輕(qing)便(bian)的(de)防(fang)彈(dan)背(bei)心(xin)，以(yi)及(ji)高(gao)效(xiao)的(de)光(guang)伏(fu)材(cai)料(liao)。

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DNAlaishixianwuzhongshengyou
，chuangzaochuxindeshengwu。jiyingaizaonongzuowuzeshicixiangkejidexianfeng。danshizaicitongshi，womenzhengzhanzaiyichangshengwugemingdetupokou。dangwomenkuarushengwukejidexinshidaishi，shengmingjianghuichengweixinxi，rutongdiannaochengxudedaimayiyang，keyibeigaixiedexinxi。

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”。

另ling一yi方fang麵mian，發fa達da的de醫yi療liao設she施shi的de價jia格ge將jiang會hui給gei各ge國guo的de醫yi療liao係xi統tong帶dai來lai更geng大da的de壓ya力li。窮qiong人ren與yu富fu人ren之zhi間jian的de救jiu命ming資zi源yuan也ye會hui出chu現xian極ji大da地di不bu均jun。而er且qie隨sui著zhe人ren類lei壽shou命ming的de增zeng加jia，年nian輕qing人ren與yu老lao人ren之zhi間jian對dui於yu工gong作zuo以yi及ji資zi源yuan的de競jing爭zheng則ze會hui加jia劇ju。抗kang藥yao性xing極ji高gao的de超chao級ji細xi菌jun也ye會hui給gei世shi界jie各ge地di的de人ren們men帶dai來lai極ji大da的de危wei險xian。

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%，womenzezhengzaimianlinzheyichangnengyuangeming。xindecaiyoujishu，birushuiliyalieyijidingxiangzuanweirenleitianjialedaliangkekaifadeyoutianheqitian。erzhezhijiedianfuleshijieshiyoushichang

，shimeiguocongshijieshangzuidadeshiyoujinkouguobianchenglezuidadeshiyoushengchanguo。

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）。

youxiejishu
，birujingmizhidaowuqi，shuyujiyuxianyoukejidetupo。zhongguojiuzhengzaikaifakeyicuihuihangkongmujiandexianjinfanjiandandaodaodan。eryouxiejishuzeshuyuzhanxindezhuyi
，biru2015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、yushuishoujidengkejijianghuijianhuanrenleiduidanshuishuiyuandexuqiu。jiyingaizaonongzuowuyijizidonghuajianghuiyunxunongminshiyonggengshaodetudilaichuchangengduodeshiwu。shiwuhedanshuijianghuichengweixindekejiredian，yehuichengweixindechongtubaofadian。

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3度(du)這(zhe)種(zhong)最(zui)壞(huai)的(de)情(qing)況(kuang)，它(ta)給(gei)地(di)球(qiu)氣(qi)候(hou)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)巨(ju)大(da)影(ying)響(xiang)將(jiang)難(nan)以(yi)減(jian)緩(huan)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，極(ji)端(duan)的(de)地(di)理(li)工(gong)程(cheng)手(shou)段(duan)很(hen)有(you)可(ke)能(neng)是(shi)避(bi)免(mian)極(ji)度(du)惡(e)劣(lie)氣(qi)候(hou)的(de)唯(wei)一(yi)方(fang)式(shi)。科(ke)學(xue)家(jia)們(men)就(jiu)曾(zeng)提(ti)出(chu)在(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)中(zhong)散(san)布(bu)硫(liu)或(huo)者(zhe)氧(yang)化(hua)鋁(lv)來(lai)減(jian)少(shao)抵(di)達(da)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)的(de)陽(yang)光(guang)。不(bu)過(guo)，這(zhe)些(xie)手(shou)段(duan)還(hai)處(chu)於(yu)理(li)論(lun)階(jie)段(duan)

，風(feng)險(xian)非(fei)常(chang)大(da)。