美國公布未來30年最值得關注的20項科技

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》。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。

物聯網

01

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、以及人工智慧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路，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、公共安全，以及個人生活，它也會加重對於網路安全和個人隱私的擔憂。恐怖分子，犯罪集團以及敵對勢力將會利用物聯網作為新的攻擊手段。而物聯網中所包含的大量數據也會誘惑政府去實施針對人民的監控，從而進一步的引發隱私和安全之間的對抗。

代表性技術

實際應用

機器人與自動化

02

在2045年的地球上，機器人和自動化系統將無處不在。自動駕駛汽車會使交通更加安全與高效，或許還會給共享經濟帶來新的動力。機器人則會負責日常生活中大量的任務，比如照顧老人與買菜，以及工業中的職責，比如收穫農作物，維護公共設施等等。

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。人工智慧軟體則會被使用到商業上，例如從數百TB的數據裡面提取有意義的信息，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。

但是，機器人與自動化也會帶來許多的危機。數百萬工作被機器取代的下崗職工將會給社會造成極大的衝擊，導致經濟與社會的不穩。自動化網路系統則會成為各個敵對勢力相互攻擊的主要突破口。在衝突中使用機器人和自動化系統則有可能造成極大的倫理和文化挑戰。

代表性技術

實際應用

智能手機與雲端計算

03

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、以及生物特徵的探測器的智能手機。

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

移動終端的發展以及移動網路的擴散，也會進一步推進雲端計算的進展。雲端計算可以在在零投入的情況下給用戶帶來大量的計算能力。在未來的30年里，基於雲的移動計算端將會改變從醫療到教育的各行各業。

比如人們可以通過手機來進行體檢並與雲端的診斷軟體直接溝通，人們也可以在手機上使用教育軟體來學習新的技能，農民們甚至可以通過手機連接到實時氣象數據，通過雲端軟體計算最優化的收割時間。

但是，這一切都需要極高的網路安全性、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

智能城市

04

在2045年，全世界65%-70%的人口將會居住在城市裡。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。大量的人口向城市流動將會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極大的壓力。

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。

比如使用分散探測系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系統以及自動駕駛系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系統的效率，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乾淨的電力。

但是，在另一方面，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骯髒，成為暴動和衝突的爆發點。

量子計算

05

量子計算是通過疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來實現對數據的編碼和操縱。雖然在過去的幾十年里，量子計算只存在於理論上，近些年的研究已經開始出現有意義的結果。在未來的5-15年里，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。

不過，最令人期待的還是量子密碼學。一台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懈可擊。如今，量子計算機的許多技術堡壘已經開始被逐一攻克，雖然我們也許在21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

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