2030年展望：美国应对未来技术革命战略

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来越分裂的国家，一方是技术“富人”，另一方是技术“穷人”，后者认为自己是新知识经济中的输家。 除了可能对就业和薪酬产生长期的负面影响，新制造技术还有其他安全问题。枪支、攻击性武器的 高容量弹盒和简易爆炸装置的 3D 打印将使致命武器的控制更加困难。无人驾驶飞机技术越来越便宜， 在全球各地都可获取。不仅是国家，而且非国家行为者也可为自己建造用于致命性攻击和监视的无人驾 驶飞机。能够自主做出“杀戮决定”的机器人武器系统有可能制造出来，并且可以扩展到机器人士兵。如 果从汽车到无人驾驶飞机等自动交通工具受到黑客攻击，这也可能造成致命的破坏。 能源 美国已经从页岩革命中获得显著回报。2008 年，美国的页岩气产量真正开始增长。在短短几年里， 美国已经从一个碳氢化合物的净进口国变成似乎是世界上最大的生产国。页岩能源现象同互联网一样， 现在被视为理所当然的事情，但是其快速发展是一个有益的提醒，既让我们知道技术的商业化过程多么 漫长，又让我们知道创新在达到临界质量时改变现实多么迅速。虽然页岩气和致密油的产量在 2007 年 至 2008 年开始上升，但是该技术已经存在了近一个世纪。正是 20 世纪 70 年代政府资助的研发和有 创造力的冒险企业家的公私合作，才开发出商业上可行的压裂技术。 从战略上说，页岩革命已经使美国能够挑战石油出口国组织（欧佩克）对石油市场的控制，并加强 其在亚洲的地位。我们在亚洲的盟友———日本、韩国和台湾———是主要天然气进口者。页岩现在对 美国的经济和安全利益至关重要，因此，我们应确保生产万无一失，不会危害环境。人们对甲烷泄漏、 水污染和轻微地震的正当担忧仍在研究之中。这种担忧正在阻碍纽约、科罗拉多和加利福尼亚等若干州 以及一些欧洲盟国批准页岩气的开采。如果这个风险因素得不到能源公司和监管部门的迅速处理，就可 能破坏页岩革命，并且由此破坏美国的重要安全利益。由于所涉及的利害关系，我们建议组建一个由科 学家和工程师、能源企业、州监管机构和环保团体组成的无党派全国委员会，拟定降低风险和统一法规 的建议。 现在的问题是，廉价和充足的能源可能阻碍我们摆脱对化石燃料的依赖。向后碳氢化合物的过渡不 仅需要电力来源发生巨大变化，还需要电力的使用和配送方式发生巨大变化。美国的电网有很大一部分 已经运行了将近一个世纪。把这个电网改造成一个智能电网是这种转型的重要组成部分。一个智能电网 的建设将需要真正的投资资本。建设智能电网回报可观，将取得高达 2 万亿美元的效益，但是一项行业 研究报告说，在未来 20 年里，公用事业公司每年需要投资 170 亿至 240 亿美元。我们认为，智能电 网的建设应该是国家的优先事项。 城市 城市正在迅速扩展，特别是在亚洲和非洲。城市使用许多新兴技术的区别可能在于，城市要么成为 一个梦魇世界，要么成为一个基本解决食物、水和能源安全、贫困和交通等许多巨大挑战的世界。 “智 能城市”概念对于大大改善城市运作方式至关重要。智能城市利用信息通信技术，以最大限度地提高公
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气候变化、自然资源限制、飞速的城市化、数据隐私、医疗、教育以及通常所说的前所未有的社会变化。 技术不仅可能成为经济复苏和社会复兴的源泉，还可能把奥巴马总统宣称的美国急需的“国内建设” 与美国威望和实力在海外的扩张联系在一起。在制定面向后西方世界的战略方面，技术给美国带来许多 机遇。 二战结束后，美国在许多其他国家赢得了民心。无论是通过马歇尔计划帮助欧洲重建，还是以创建 北助别国战胜各种挑战联系在一起。今天，美国在 本报告介绍的许多技术领域保持领先地位可能有助于同我们的合作伙伴和朋友重新建立一项更加牢固 的契约。 当我们探讨这些时代挑战时，我们想感谢我们的合作伙伴，以及瑞典、新加坡和阿拉伯联合酋长国 等国政府对这项研究报告许多前期工作给予的支持。我们还想感谢大西洋理事会各位资深研究员指导完 成这个项目并提出的宝贵意见。他们是：托马斯坎贝尔、彼得海恩斯、保罗萨福和汤姆芬加。哈佛大学、 麻省理工学院、斯坦福大学和奇点大学还为我们主办过几次圆桌会议，讨论科技和社会的交叉。 我们尤其想感谢撰写这份报告的战略前瞻计划团队成员：马修伯罗斯、彼得恩格尔克、班宁加勒特 和罗伯特曼宁。 摘要 以下报告是大西洋理事会定于 2013 年 12 月 9 日至 10 日举行的战略前瞻论坛的配合报告。外部 专家和理事会成员将讨论这些问题。会议日程已经公开发表。会议视频和记录将在会议开始后不久在大 西洋理事会网站公布。 本报告有一个简单的信息：我们对许多新技术的负面后果毫无准备，或者说，我们没有像我们应该 做的那样准备充分利用这些技术的好处。新兴技术很可能是利多弊少，但是，如果我们不加小心，就可 能事与愿违。本报告研究了三大领域———能源、智能城市和制造业———的新兴技术。这些技术正在 发挥关键而颠覆性的作用：所有技术都给美国及其合作伙伴带来机遇，但是也构成巨大的挑战和风险。 制造业 在本文重点讨论的新兴技术当中，合成生物学是最有前途的技术，但也可能是最危险的技术。在这 个新的合成生物学时代，我们将能够像用计算机编辑软件一样编辑 DNA。经生物工程处理的数字文件 可代表一种现有生物的 DNA 或该生物改变后的形式。 它可能是由称为“生物砖”的 DNA 砌块创建的一种 全新生物。“生物砖”是由不同功能性部件组成的构件，可通过这些部件的组装创建新的生命形式，发挥 特定的功能。我们可为生物燃料、水净化、纺织品、新药物和疫苗以及食物来源创造遗传工程生物。 我们能够使生物数字化。也许比这种能力更加令人震惊的是，数字生物可在互联网上传送，并在地 球上的任何地方复制。克雷格文特尔领导民间研究机构绘制人类基因组的工作，并创造了第一种合成生 物。他创造了“生物转换器”来接收和打印这些文件。这可能是非常有益的研究：如果发生一场全球性流 行病，合成生物学就可能大大缩短开发一种疫苗所需的时间，并且可把数字化疫苗基因序列发送到世界 各地进行生物打印，便可立即使用。除了合成生物学，我们还能够对所有病人以及侵袭病人的病毒、细 菌和癌症进行基因排序，这样就能为病人找到更合适的治疗方法。这增强了我们防治疾病的能力，并能 帮助确保人们延长寿命和改善生活质量。
美智库报告《2030 年展望：美国应对未来技术革命战略》 （上）
美智库报告《2030 年展望：美国应对未来技术革命战略》 （上） 世界正处在下一场重大技术变革的风口浪尖。能源、智能城市，以及 3D 打印、生物和机器人技术 等新制造技术引领的“第三次工业革命”，在各个领域将发挥关键而颠覆性的作用。美国仍是世界级的科 学和技术领导者，但是，科技领域的竞争愈加激烈，美国有失去其优势的风险。在出现这种情况的同时， 应对各种挑战所需的创新比以往任何时候都更加刻不容缓。 这些挑战包括应对气候变化、 自然资源限制、 飞速的城市化、数据隐私、医疗、教育以及通常所说的前所未有的社会变化。美国政府的研发经费应该 大幅增加，以保持美国在科学技术领域的领先地位，巩固美国经济竞争力和增长的基础，利用科学技术 应对全球性挑战。 【本刊讯】美国大西洋理事会 2013 年 12 月 9 日发表该理事会布伦特斯考克罗夫特国际安全研究 中心“战略前瞻计划”高级研究员马修伯罗斯、彼得恩格尔克、班宁加勒特、罗伯特曼宁等人合写的一篇 长篇研究报告，题为《2030 年展望：美国应对未来技术革命战略》 ，全文如下： 前言 （大西洋理事会主席兼首席执行官弗雷德里克肯普） 世界正处在下一场重大技术变革的风口浪尖。现在青少年拥有的掌中计算能力已经超过美国航天局 1969 年发射阿波罗 13 号飞船时拥有的计算能力。同样，2030 年的世界将是一个充满惊喜的世界 ———而我们则刚刚开始想象这样一个世界的好处和风险。 本报告基于我们在奥巴马政府第二任期开始时发表的报告《2030 年展望：美国面向后西方世界的 战略》 。我们面临的未来可能充满大规模的经济和政治动荡、环境灾难和冲突性的封闭式民族主义运动。 我们也可能创造一个减少贫困和人类进步的更加合作的、以规则为基础的世界。这些截然相反的未来以 及两者之间无数变化都将把技术作为动力，开启新的合作，或者加剧现有的问题并导致我们走上一条更 加黑暗的道路。 本报告研究了三大技术类别，即能源、智能城市，以及 3D 打印、生物和机器人技术等新制造技术。 我们把这些技术称之为“第三次工业革命”。在我们看来，新兴技术在这些领域发挥着关键而颠覆性的作 用。这些技术的发展是创新模式飘忽不定的例证，但对于迎接世界上的许多最大挑战却是必不可少。在 这个全球化的世界，所有挑战都给美国带来机遇。 美国仍是世界级的科学和技术领导者， 但是， 科技领域的竞争愈加激烈， 美国有失去其优势的风险。 在出现这种情况的同时，应对各种挑战所需的创新比以往任何时候都更加刻不容缓。这些挑战包括应对
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合成生物学简单易行，成本低廉，材料和能力随处可取，但是，如果用于错误的目的或者管理不善， 也会造成危险。随着合成生物学的问世，我们能够改变病毒，使其变得更加致命，或创造全新的致命微 生物。 科学家们在最近访问美国麻省理工学院和斯坦福大学时对缺乏一项全面的国家生物安全战略表示 担忧，但是他们也担心一项过于严格的方针可能阻碍创新。找到一项合适的方针是最大的挑战之一，但 是，如果要避免意外或悲剧的发生，就迫切需要一项安全战略，这项战略必须与其他国家合作制定。 其他新兴技术也带来挑战，但是也许没有这么严重。合成生物学是一组新制造工艺的一部分。这些 制造工艺正在改变产品的制造方式、制造地点和时间以及分销方式。我们和其他人把所有这些事态发展 称为“第三次工业革命”。除了合成生物学，3D/4D 打印和机器人技术现在已经到达一个起飞点，主要是 因为几种技术的融合。就 3D/4D 的情况来说，起飞的动力是计算机辅助设计、大数据和云计算、新材 料以及打印机成本的降低。 4D 打印的进展不如 3D 打印，但是更令人兴奋。4D 打印就是实物经过编程，在制造出来之后改变 其性状和功能。这种技术将用于建筑物或基础设施，其中所用的材料能适应载荷或天气。甚至在 4D 的 未来到达之前，3D 打印已经开始在很多方面得以应用，从打印人体器官和食物到飞机的机翼。美国航 天局承认 3D 打印为太空探索的一项关键技术。 3D 打印尤其可能给非洲这样的地方带来变化，因为这些地方没有重要的制造能力，并大量依靠进 口，其中包括基本消费品。建立一个基本 3D 打印设施———一台计算机、打印机、材料和互联网接入 ———的成本可能大大低于 10000 美元，远远低于建立一个普通工厂的成本。 新的机器人也是几种迅速改进技术的产物，包括无线通信技术、人工智能以及更便宜的传感器。开 发人员正在扩大机器人的能力，使之跨越工业和非工业机器人间的界限。例如，在医院，我们看到机器 人正在履行特定的职能，如外科手术支持，包括机器设备在熟练的外科医生控制下进行机器人手术。预 计军队会进一步增加机器人的使用， 以减少士兵在危险环境中作战的危险。 像 IBM 的沃森机器人对数十 亿个数据点进行筛选，以便更好地回答例如医院的紧急信息查询等问题。数字机器人以“电子发现”取代 律师，可对数百万份法律文件进行扫描，比人工速度快、成本低、准确率高。 问题是，机器人可能在创造新的就业机会之前取代太多的劳动力，从而扩大财富和收入差距。就业 所需的工作技能发生了戏剧性的变化，许多低端技能就业机会将逐渐消失，而许多中等技能就业机会也 是如此。经济合作与发展组织最近的一份研究报告认为，在劳资分配中，分配给劳动力的国内生产总值 份额在全球范围内下降了 4％，其中 3/4 的下降是新技术造成的。少数高技能人才以及企业管理者和企 业主累积的财富比例越来越大。我们担心，新技术的推出会受到越来越强烈的抵制，使美国成为一个越