未來20年全球技術創新的趨勢與影響

編譯 王雪瑩 劉鵠依

技術將是國家在未來20年中獲得優勢的關鍵途徑。能夠利用科技提高生產率的國家將擁有更多的經濟機會，并能夠更有效地解決發展和社會問題。在未來20年中，技術發展的速度可能會加快，影響力進一步加強。技術將改變人們的生活，增強人類的能力，幫助人們提供應對老齡化、氣候變化和低生產率增長等挑戰的潛力。同時，技術發展也可能在社會、產業和國家內部以及三者之間帶來新的緊張和混亂。全球圍繞技術核心要素（如人才、知識和市場）和領先地位的競爭將日益激烈，這可能造就新的技術領導者或技術霸權。跨國公司的衍生技術和應用將迅速擴散，使發展中國家有機會利用最新的核心技術進展，開發利基領域的全球應用，參與到全球供應鏈中并做出貢獻。具有長期戰略目標、資源和全球影響力的公司將增強技術優勢。全球技術優勢的爭奪與不斷演變的地緣政治和更廣泛的中美競爭緊密聯系。中國的“技術驅動”治理已成為對全球新興國家發展理念產生重要影響的路徑之一，有可能在塑造世界未來新的治理模式和意識形態中發揮重要作用。

《全球趨勢2040——競爭更激烈的世界》報告主要采用情景分析方法對2040年前可能出現的世界性趨勢進行綜合預測，為拜登政府提供未來全球戰略的評估框架和決策基礎。報告內容主要分為三大部分：一是“結構動力”，分析了影響未來20年全球趨勢的五大核心驅動力，包括人口、健康、環境、經濟和技術；二是“新興動態”，探討了世界未來可能面臨的社會分裂、國家動蕩、國際沖突和新型恐怖主義等重大不確定性問題；三是“未來情景”，在預測全球長期趨勢的基礎上，構建了2040年世界可能出現的五種主要情景，即民主復興的世界、漂流的世界、競爭共存的世界、孤島的世界、悲劇與動員的世界。在第一部分“結構動力”中，“技術”一節重點分析了未來20年全球科技領域不斷融合，創新競爭日益激烈的發展態勢，預測了人工智能、智能材料和制造、生物技術、空間技術以及超級互聯五大主要領域的創新發展趨勢，并討論了技術發展有可能對經濟、社會、政治等帶來的方方面面的影響，以及潛在的風險和問題。本文主要編譯這一章節內容。

新興技術的趨勢

多種趨勢正在共同塑造未來20年的技術格局。雖然新技術不會一致地或可預測地出現，但它們可能有一些共同的驅動力。

跨界融合引發創新。看似不相關的科學研究和技術應用的融合正在推動各種可能、實用的新應用領域快速發展。例如，智能手機是通過幾十年來在電子、天線、材料、電池、電信網絡和用戶界面等方面的基礎研究和開發實現的。到2040年，通過對社會科學和行為科學的進一步了解，人工智能（AI）、高速通信和生物技術等技術的融合將得到加強，以實現快速突破和用戶定制化的應用，其效能遠遠超過各單獨技術領域的總和。這些跨界融合的技術平臺可以為快速創新提供基礎，同時降低進入市場的壁壘。

技術競爭日益激烈。技術主導權的競爭與不斷演變的地緣政治密不可分，并日益受到更廣泛的政治、經濟和社會競爭的影響，尤其是與中國崛起有關的競爭。積累資源以維持廣泛的技術領先地位，包括人才、基礎知識和供應鏈的集中，需要數十年的長期投資和富有遠見的領導力。今天那些技術資源的成功集聚者很可能成為2040年的技術領導者。開放經濟體中，由私人創新、政府與私營企業之間的伙伴關系和研究項目共同形成的創新生態將與國家主導的經濟體展開創新競爭。國家主導型經濟在指導和集中資源，包括數據方面可能更具優勢，但可能缺乏更開放、更具創造性和更具競爭性的環境。

技術全球擴散加速?？鐕髽I的衍生產品、技術和應用通?？梢栽谑澜鐜缀趺總€區域被迅速采用，使發展中國家也能利用最新的核心進展，在利基領域開發全球應用，或為較發達經濟體的供應鏈做出貢獻。許多國家將尋求加速和利用這一進程，支持重點工作，例如打造模仿硅谷的創新區域，或建設生物技術孵化器等。來自一些地區的創新應用也有可能為世界增加意外的風險。

技術更替速度加快。一項新技術從開發、應用、成熟到淘汰的時間周期從以十年計到以年計，有時甚至更快。處于新興技術前沿的國家和企業可能會搶在其他人起步之前完成新技術的開發和應用。那些試圖迎頭趕上的國家，特別是發展中國家，可能越來越被迫在技術選擇的影響未被充分理解之前選擇技術方向，從而承擔在技術死胡同上投資的風險，或者無可救藥地落后。計劃經濟體也許能夠對新興技術的發展做出更快的反應，但這可能以降低技術多樣性和效率作為代價。

技術推動的變革

盡管技術進步的方式難以預測，過程中往往遇到意想不到的困難和意外的突破，一些技術領域似乎已經顯示出顛覆式變革的潛力，可以作為研究未來幾十年新技術潛在影響的案例。

人工智能成為主流 人工智能是用機器而不是人或動物來演示認知和創造性地解決問題。從設計用來解決特定問題的狹義人工智能，到通用人工智能，人工智能系統在未來可能達到或超越人類的理解和學習能力。到2040年，人工智能應用與其他技術相結合，將使生活的方方面面受益，包括改善醫療保健、更安全和更有效的交通、個性化教育、改進日常工作軟件以及提高農作物產量等。全世界的政界和商界領袖都在尋找全球人才，并將大量資源投入到人工智能的開發中，希望能率先利用人工智能重塑社會和經濟。隨著高質量數據、計算能力和高速通信鏈路的同步增長，人工智能將要求領導者緊緊跟上步伐，努力在減少有害影響（如對隱私和自由的威脅）的同時獲取利益。人工智能的廣泛應用，特別是在軍事領域的應用，也增加了故意濫用人工智能，或無意中卷入或升級沖突的風險。

促進工業和勞動力轉型。人工智能將改變幾乎所有行業，擾亂全球勞動力市場，創造新的就業領域，消滅部分行業，并推動重大的經濟和社會再分配。在未來的許多工作中，人機合作將很常見。為了在降低失業率的同時利用人工智能的優勢，國家和企業需要把重點放在教育和對勞動力的再培訓上。

數據稱王。未來依賴人工智能的行業和組織將需要大量的數據才能高效和有競爭力地運行。已經投資于數據獲取、分類、存儲和資本化的機構、公司和國家將贏得優勢。2040年，前所未有的海量數據將為人類提供有價值的知識和能力。同時，開放數據的訪問、隱私、所有權和控制權也將成為競爭和沖突日益加劇的領域。

安全和隱私重構。當前的隱私問題將繼續發展，個人需要共享更多的個人信息來訪問應用程序，而跟蹤將變得無處不在。政府可能會利用不斷增長的數據來監控人口。此外，許多公司和組織還將擁有強大的工具，如視頻操作，或AI換臉，以進行定制營銷或傳播特定的敘事。新興的人工智能應用程序也可能成為數據操縱的潛在目標，使其輸出結果受到扭曲。

自治倫理。人工智能發展和參與人類決策將繼續引起倫理關注，全球范圍內對于人工智能倫理義務的看法可能會有所不同。此外，人工智能決策的不透明性增加了偏見、歧視、意外結果或故意誤導的可能性。通過透明和明確的決策過程，合作推進可信賴的人工智能，可以提高各方的信任和信心。盡管許多國家將制定嚴格的個人數據使用規則，但這些規則能否與人工智能能力的全面實現共存，仍將存在爭議。

增強戰爭。那些將人工智能納入其軍事系統的國家將獲得強大的不對稱優勢。人工智能將提高現有武器、防御系統、物理和網絡安全系統的性能，而旨在影響或混淆人工智能決策的反人工智能技術也可能出現。

智能材料和制造建構新世界 到2040年，新材料的進步和智能制造的發展將重塑從消費品到高端軍事系統的一切生產，降低成本，擴展能力，改變供應鏈，實現全新的設計選擇。我們正在進入的快速變革時期通常被稱為第四次工業革命，因為它有可能提高生活水平，同時可能破壞傳統產業、就業、供應鏈和商業模式。材料和制造業在長期的良性循環中有著千絲萬縷的聯系，一方的進步推動另一方的進步。盡管僅僅材料和制造兩者的互動循環就可能在未來幾十年中繼續推動進步，但高性能計算、材料建模、人工智能和生物材料等技術領域的融合發展很可能會加速這一進程。不斷發展的全球互聯將進一步促進全球分散化和臨近市場的制造業創新，從而促進制造領域的增長。

更多的設計選項。增材制造（AM）技術，更常被稱為3D打印，正被用于制造越來越多的材料，從鈦到炸藥。增材制造可以為世界各地的小公司和個人提供先進的制造能力，僅需要較小的設施和較少的專業知識。盡管存在一些技術障礙和可靠性問題，AM正在推動現代制造業的一場革命，它實現了快速原型制作、高度定制的零件、現場生產以及過往不可能實現的形狀制造。

柔性靈活生產。包括計算建模和機器學習的信息系統進步，加上先進的物理系統，如強大的工業物聯網和先進的機器人技術，有可能實現完全集成的協同制造系統，可以在生產過程中實時響應工廠、供應網絡或需求端不斷變化的條件需求。

需求導向的設計。今天的材料正在經歷一場革命性的變革，從現成的材料轉向為定制產品設計的優化材料和工藝。材料設計與增材制造相結合，將使從飛機到手機的所有產品都能更堅固、更輕、更耐用。

按需定制的材料。在未來幾十年里，新材料的開發將取得進展，這些新材料具有以前無法獲得的性能，使許多產品具有以前無法達到的功能水平。二維材料、超材料和可編程物質將具有不尋常的強度、柔韌性、導電性或其他特性，從而實現新的應用可能。

生物技術促進快速創新 隨著自動化、信息和材料科學的進步，可控操縱生物系統的能力不斷提高，正刺激著衛生、農業、制造業和認知科學領域前所未有的創新。到2040年，生物技術的創新很可能使社會減少疾病、饑餓和對石油化工的依賴，并將改變我們與環境和彼此之間的互動方式。同時社會也將面臨新的挑戰，如何利用生物技術領域有益的進步，并解決圍繞這些技術（例如轉基因作物和食品）的市場、監管、安全和道德問題。

生物技術很可能在未來20年中對經濟增長做出重大貢獻。到2040年，生物技術可能影響全球經濟活動的20%，特別是在農業和制造業領域。2019年，美國估計其生物經濟每年約為1萬億美元，約占其經濟總量的5.1%，而歐盟和聯合國基于更廣泛的生物經濟活動定義，估計2017—2019年生物技術對歐洲經濟的貢獻率高達10%。

宇航新技術推動空間商業化并引發競爭 2040年，新興技術和現有技術的成熟將幫助推動空間商業化，拓展新的應用領域。通信、導航和衛星圖像等服務將變得無處不在，提供更優的功能、更低的成本和更高的效率。各國政府和企業的努力將開啟空間領域新的激烈競爭。

廣泛參與的空間探索。到2040年，作為國際合作努力的一部分，越來越多的國家將參與空間探索。通過開展空間探索，這些國家將獲得國家威望、科技進步的機會和潛在的經濟利益。雖然各國政府仍然是支持大規?？臻g探索活動的主要資助者，但商業實體在空間活動的大多數方面的作用將大大擴大。商業項目將與政府資助的空間項目共存，并合作推動空間技術的發展。

中國將成為航天強國。到2040年，中國將成為美國在太空領域最重要的競爭對手，在商業、民用和軍事領域展開競爭。中國將繼續走一條獨立于美國和歐洲的空間技術發展道路，并將有自己的一系列外國伙伴參與中國主導的空間活動。中國的空間服務，如北斗衛星導航系統，將在世界各地使用，作為西方選擇的替代品。

政府和軍事對空間提出需求。政府將在民用和商用領域積極促進新的空間技術和空間服務，也將出現更多的空間軍事應用。由于各國政府仍然擔心在發生沖突時，商業公司或外國政府提供的空間服務可能被禁用，因此各國自主的空間資產將尤其受到重視。

在軌活動成為常規活動。到2040年，各國可能將通過先進的智能制造、增材制造等技術，開展常規的在軌服務、裝配和制造活動，以支持國家空間系統和國際項目。商業公司可能會提供空間維修、遠程勘測、軌道搬遷、燃料加注和碎片清除等在軌服務業務。商業在軌服務將能夠升級衛星，延長其功能壽命，并建設新型、超大超復雜的空間站，但商業公司開發這一行業可能需要政府的大力支持。

人工智能走進太空。人工智能將在協助大型衛星星座運行和空間態勢感知等方面發揮作用，實現空間服務創新。人工智能還將在匯集和分析由空地超級互聯系統實時傳輸的，高質量、連續收集的海量數據中發揮重要作用。

超級互聯促進社會融合或分裂 到2040年，全球的設備、數據和交互將出現數量級的提升，將現代生活的各個方面聯系在一起，跨越政治和社會的界限。超級互聯的世界未來已經開始出現，下一代網絡、持久傳感器和無數技術將融合在一個擁有數十億個連接設備的全球系統中。據估計，目前的物聯網作為超級互聯未來的先兆，到2025年將能夠容納640億個實時監控的對象，高于2018年的100億個。展望未來，更快的網絡即將出現，一個超級互聯的世界可以用下一代手機系統（5G）支持每平方公里多達100萬臺的設備，而目前用現有的手機網絡僅可以支持6萬臺設備。網絡化傳感器將變得無處不在，2020年有200多億臺傳感器投入使用，隨著新的地面網絡與天基服務的增加，預計全球上千億甚至數萬億臺傳感器將連接在一起。

加速社會變革。由于個人和職業生活的方方面面都被全球網絡跟蹤，隱私和匿名可能會因個人選擇或政府授權而消失。虛擬實況或合成媒體可能進一步扭曲真相和現實，以前所未有的規模和速度傳播虛假信息，破壞社會穩定。許多類型的犯罪，特別是那些可以通過數字監控進行防范和追蹤的犯罪，將變得不那么常見，同時可能出現新的犯罪和潛在的新形式的歧視。

表1 未來生物技術應用可能帶來的利益和風險預測

新的網絡安全模式。更強的互聯性幾乎肯定會增加連接的個人、機構和政府的脆弱性，因為數千億連接設備的存在極大地增加了網絡物理攻擊面。此外，在日益全球化的網絡中，基于地理邊界的網絡安全執法的重要性有可能下降。

新興技術發展帶來的廣泛影響

新興技術正在迅速改善人類的各種體驗和能力。但至少在短期內，這些技術可能會破壞長期存在的系統和社會動態，迫使個人、社區和政府調整并找到新的生活、工作和管理方式。新技術并不是導致以下影響的唯一原因，但可能會加劇和擴大這些影響。

快速解決問題。正如全球COVID-19疫苗開發工作所展示的那樣，當面對解決危機的需要時，以新的和富有想象力的方式整合的技術可以從最初的通常用途迅速拓展出新的應用領域。在生命健康科學領域幾十年的研究基礎上，有效的COVID-19疫苗能夠進行前所未有的快速開發。同樣，面對幾十年的重大挑戰，如氣候變化，也可以通過匯集多元化的技術，分別針對重大問題中的具體要素，形成一套有效的技術解決方案。

技術成為地緣政治力量。美國長期以來通過對科研、創新和發展的投資形成的技術主導權，已成為美國重要的國家權力工具。未來幾十年中，全球圍繞人才、知識和市場等技術創新核心要素的競爭將日益激烈。21世紀30年代有可能形成新的全球技術領袖或霸權。復雜的國際供應鏈、全球創新的擴散以及地緣政治競爭對手可能進一步阻礙各國單方面使用技術工具實現其政治目的。當前，國際技術領域既可能發生更加復雜多元的合作和競爭，也可能爆發決定未來時代的關鍵沖突。

加劇社會緊張。技術變革的步伐可能會加劇那些有機會、有能力和愿意適應的人與那些不能或不愿意變革的人之間的緊張關系。隨著技術的迅速普及和采用，一些個人、社區和國家可能會取得快速進步，而其他人可能被拋在后面，追趕的希望渺茫，加劇了國家內部和國家之間的不平等。技術應用也可能突破倫理道德和監管界限，造成持續性的潛在社會焦慮和政治分歧。這些緊張情形有可能會因假新聞或人工智能虛假信息（如AI換臉）的大肆傳播而進一步加劇。

使政府和企業的關系復雜化。在技術投資和促進研發方面的公私伙伴關系對于實現技術突破和建立優勢至關重要，但企業和國家的核心利益并不自然一致。大型科技公司越來越多地擁有抗衡甚至超越某些國家的資源和影響力。企業在擴大全球市場份額和增加利潤方面的利益可能與國家在保持技術控制優勢以及保護國家安全方面的利益相違背。

影響產業和就業。技術變革的步伐，特別是先進制造業、人工智能和生物技術的發展，可能會加速制造業和全球供應鏈的斷裂，使供應鏈向更臨近市場遷移，并消滅一些生產方式和就業機會。不斷變化的供應鏈可能會對欠發達經濟體產生不對稱的影響，而許多新出現的工作崗位將需要掌握新技能的勞動力。

促進治理，威脅自由和隱私。高技術和超級互聯的未來將為領導人和政府提供新的工具，實現更好的服務提供和安全保障，同時也提供更強的控制手段。幫助公民交流、組織和監測健康狀況的技術，同時也在為政府和私營部門提供越來越多的數據。各國政府，特別是專制政府，將行使前所未有的監視能力以執行法律和保障安全，跟蹤和實名化公民，并可能把具體個人作為監控目標。

促進關于開放性的辯論。一個超級互聯世界的前景將激發國家內部和國家之間關于開放、連接網絡的好處和風險的辯論和分歧。隨著全球網絡聯通性日益加強，一個國家維持隔離或封閉的網絡系統可能更加困難，封鎖互聯網的努力可能會無可挽回地切斷封閉系統與全球經濟的聯系。

人類生存風險。技術進步可能會增加對人類生存的威脅。技術同時發揮著產生風險和消除風險的雙刃劍作用，我們可能難以想象和理解未來技術所帶來的潛在全球性生存威脅的范圍和規模。一些容易設想的風險包括失控的人工智能、人造傳染病、納米技術武器或核戰爭。這種低概率、高影響的事件很難預測，預防成本也很高，但識別潛在風險和提前制定應對戰略可以為人類提供一些抵御沖擊的能力。

資料來源 NIC