《2016-2045年新兴科技趋势》预测报告，由未来侦察（FutureScout）战略与分析公司为美国陆军负责研究与技术的副部长助理（DASA R&T）撰写，帮助陆军理解新兴技术趋势，使陆军领导者和联合、跨机构及国际的利益相关者了解影响未来作战环境和塑造未来30年作战能力的科技趋势；激发陆军有关科技投资的战略对话，确保士兵在未来作战中保持优势。

目录

一、新兴科技未来发展趋势报告概况

二、新兴科技未来发展趋势主要内容

三、美国陆军部报告主要特点及启示

一、新兴科技未来发展趋势报告概况

美国陆军2016年6月16日公布了Emerging Science and Technology Trends: 2016-2045 -- A Synthesis of Leading Forecasts Report (April 2016)——《2016-2045年新兴科技趋势——领先预测综合报告（2016年4月）》（以下简称“报告”）。报告长达35页、图文并茂，由未来侦察战略与分析公司（FutureScout，LLC.）为陆军负责研究与技术的陆军副部长助理（DASA R&T）撰写，帮助陆军理解新兴技术趋势、应对未来的不确定性。该报告是陆军负责研究与技术的助理部长帮办发布的有关新兴科技趋势的第三份年度报告。如同前两年发布的报告，该报告主要有两大目标：一是使陆军领导者和联合、跨机构及国际的利益相关者了解影响未来作战环境和塑造未来30年作战能力的科技趋势；二是激发陆军有关科技投资的战略对话，确保士兵在未来作战中保持优势。

报告的内容表展示了报告的八个部分：一、执行摘要Pg1 EXECUTIVE SUMMARY，二、背景Pg2 BACKGROUND，三、新兴科技趋势Pg3 EMERGING S&T TRENDS，四、横向主题Pg9 CROSS-CUTTING THEMES，五、结论Pg12 CONCLUSION，六、附录A：文献目录Pg14 APPENDIX A: BIBLIOGRAPHY，七、附录B：分析方法Pg16 APPENDIX B: ANALYSIS METHODS，八、趋势卡TREND CARDS。报告的主要内容为三、四两部分，本报告解读的第二部分专门长篇详述。

报告综合分析了过去五年内由美国内外政府机构、科研机构、咨询机构、国际研究所、工业界、智囊团和智库等发布的32份科技预测报告及这些报告提到的690项科技趋势，以识别出可能带来变革性或颠覆性影响的科技趋势。通过报告涉及的690项科技趋势进行综合比对分析，最终提炼形成并明确了24个值得关注的新兴科技趋势，暨上述内容表三：新兴科技趋势，包括：机器人与自主系统、增材制造、大数据分析、人体机能增强系统（Human Augmentation）、移动和云计算、医疗进步、网络空间、能源、智慧城市、物联网、食物与水技术、量子计算、社交媒体使能（Social Empowerment）、先进数码产品、混合实境（即虚拟现实与增强现实）、气候变化技术、先进材料、新型武器、太空、合成生物等20大核心科技趋势；以及源文件出现但未经常发生而未入选的四个影响陆军能力的趋势，分别是工作性质的变化、教育、隐私、交通和物流等4项，虽然缺乏足够定量分析但可能会对未来军队产生影响的科学技术趋势，后文用（*源文件出现但未经常发生）标注。报告的内容表四：横向主题，对城镇化、气候变化、资源紧张、人口变迁、创新全球化和全球中产阶级兴起等六大影响社会政治变革、技术和安全的发展背景趋势进行了阐述，这些也是许多源文件中出现的共同主题。

报告最后（内容表五、结论），结合新兴科技趋势分析，提出了未来美国军队在应对未来趋势方面所应思考的五大战略问题：一是除了采办流程的重大改变，陆军如何更多、更快地利用技术创新，尤其是商业研发工作成果；二是假定创新实现全球化，陆军如何与外国政府和国际研发中心合作，以确保陆军获得最新技术；三是人效增强和自主系统有潜力变革几乎所有作战功能，陆军是否做好了变化的准备，如应对利用同样技术的对手、给予机器人多大的自主性、士兵身心将受到哪些长期影响；四是陆军如何更好地与联合团体、国际伙伴、非政府组织及其他利益相关者合作，影响政府和工业界支持的研发议题，以交付维护安全的新能力、组织对手吸纳技术创新、组织众多潜在科技趋势创造的新安全挑战；五是陆军如何培育新兴创新者，包括传统国防工业基础以外的初创企业，陆军如何鼓励自身研发中心的创新。

报告附录B分析方法指出，通过搜索已公布的趋势分析报告、借助语义分析进行聚类分析以识别出共同主题、编码后确定新兴科技趋势类型等步骤，采用趋势识别方法对新兴科技趋势进行了甄别。杰森?奥古斯汀博士团队通过潜在语义分析LSA来识别这些报告中共享的常用语义动态趋势的聚类，从趋势数据库引用进行预处理除去标点和停用词，如“的”；然后对文本数据标记化，把包含每一个单词频率的引用和计数的唯一词转换为向量，采用基于重合与分享的关注度指标来对24个焦点问题进行深度分析。文本分析涉及到词频-逆文档频率TF-IDF模型、余弦相似度衡量矩阵、沃德聚类分析法、定量和定性（LSA）编码、等潜在语义分析、交叉分析、语境分析方法。这个过程中，重合值（Concurrence values）是指用来测得特定趋势源报道的百分比，显示了每个趋势的报道量；分享值（Share values）是整个源文档数据库中的每个报道趋势被分享的百分占比，是衡量被预测相关源文件中，每个趋势被分享的次数。

二、新兴科技未来发展趋势主要内容

新兴科技未来发展趋势主要内容指的是上述目录（内容表）中的：三、新兴科技趋势Pg3 EMERGING S&T TRENDS，四、横向主题Pg9 CROSS-CUTTING THEMES，本文主要从这两方面来说。（一）24项新兴科技的未来发展趋势：1、数字技术和网络科技在科技发展中的地位不断提升；（报告原文非此次序）2、随着自主科技的普遍化，物联网迅速扩张，生物和物理硬件不断提升人体机能，使得人类与技术之间的隔阂在未来的30年里将可能进一步缩小；3、创新科技为创造物理环境提供了新工具，强化了个人与企业的能力。社会技术的革新也使个人拥有了创造自己微观文化的能力并重新定义了传统的阶级制度；4、在生物科技领域，合成生物科技的发展体现了人类在基因工程上修改生物基因的可行性。这些潜在的技术进步改善了我们“分析复杂数据——发现规律——做出决策”的能力；5、随着世界人口扩张以及因气候变化而造成的食物和饮水压力的不断增加，技术将成为全人类健康、安全以及生产运作的保障。（二）6项关键宏观趋势（横向主题）：城镇化、气候变化、资源紧张、人口变迁、创新全球化、全球中产阶级的兴起等，可能与社会政治变化、技术和安全产生联系。

（一）24项新兴科技的未来发展趋势

报告第三页开始提出的24个值得关注的新兴科技，可归纳总结为以下几方面趋势：

1、数字技术和网络科技在科技发展中的地位不断提升。

未来30年“先进数码产品”会在运转能力和运用广泛度上做文章，虚拟化和软件定义的系统将使政府和机构能够迅速适应最新的信息技术并避免耗钱耗力的硬件升级。数码将融入更多的日常用品中（如衣服和建筑材料），数码系统将成为人们身体延伸的一部分，嵌入式的电子系统将把士兵和自主软件助手联通以此来进行技术支持、火力配比和智能分析。“移动和云计算技术”改变了人类和信息互动的方式，移动设备将会愈发强大并具有多功能特征，与信息权限串联的云端计算服务提供了无比强悍的计算能力，预计到2030年75%的世界人口将拥有移动通讯联通性，云端移动计算将转变诸如“教育”（如由大学提供的线上课程，新科技在学校教室中的推广应用等）、医疗等的现有运作方式。同时，“大数据分析”技术发展会不断提升由此产生的海量数据分析能力，自动机器人会用于分析信息之间的关联，信息所有权将成为人们关注的议题，潜在敌人通过不同渠道获取信息会挑战美国国防部的应对能力。

另一方面，在未来的30年里我们生活的方方面面将依赖于“网络（Cyber）”，而由此也带来了人们对于安全性与个人隐私的忧虑。未来潜在的网络攻击将会非常具有破坏性。国家、企业和个人将不得不更小心地保存他们的数据以防受到不良网络黑客的袭击。在该报告最坏的预测中，“网络末日战”将会打响，金融和社会将随着网络的崩塌而遭受无尽的黑客袭击。同时，随着人们对个人“隐私”问题的关注与担忧，在2045年可能会产生由个人隐私维护所带来的市场机会，包括可以让人生活度假的“无监控”的居住空间，保护和修复网络信誉度的技术在未来也会变得愈发举足轻重，网络安全和个人隐私也会导致数码自由和安全的纷争。

1.1先进数码设备（第6页）

由于计算机和各种数码设备在过去的60年里给人们生活带来的天翻地覆的改变，我们似乎已经忘了这些技术还比较新。个人电脑在1975年才出现在商店里，而当时的个人电脑有如今日的宜家，是作为一套零件卖给顾客的。用户需要自己把它组装起来，所有的程序也都需要自己编写。仅仅40年后，人们手中智能手机的计算能力就已经远超1969年把宇航员送上月球时的NASA了。在未来的30年里，这个趋势也将会继续下去。

人们将会拥有更多的计算能力以及更广的数码资源。移动网络和云计算将会给人们带来几乎无限的内存和计算能力。虚拟技术和基于软件的系统将会允许政府和企业在不需要昂贵的硬件升级的情况下迅速的调整升级IT系统。

从衣服到建材，数码产品将会更广泛的融入到日常生活中。在此同时，新科技将会改变我们与科技之间交流的方式。语音界面已经被广泛应用在智能手机中，而姿势界面则允许我们无声的与计算机通讯。最终，人脑-电脑界面将会允许我们用思想控制数码设备，使它们成为我们身体的一部分。

1.2智能手机与云端计算（第4页）

智能手机与云端计算正在改变人类与数据相处的方式。比如目前的美国，大约有30%的网页浏览和40%的社交媒体是通过手机的。而这的原因之一就是具有各种可以测量天气、位置、光度、声音、以及生物特征的探测器的智能手机。

随着手机的威力越来越大，功能也越来越全面，移动网络的铺展也将加速。在2030年，全球75%的人口将会拥有移动网络连接，60%的人口将会拥有高速有线网络连接。

移动终端的发展以及移动网络的扩散，也会进一步推进云端计算的进展。云端计算可以在在零投入的情况下给用户带来大量的计算能力。在未来的30年里，基于云的移动计算端将会改变从医疗到教育的各行各业。

比如人们可以通过手机来进行体检并与云端的诊断软件直接沟通，人们也可以在手机上使用教育软件来学习新的技能，农民们甚至可以通过手机连接到实时气象数据，通过云端软件计算最优化的收割时间。

但是，这一切都需要极高的网络安全性、可靠性、以及流量。商业用户以及个人用户也都需要习惯把数据上传到云端中。

1.3教育（*源文件出现但未经常发生，第8页）

技术正在改变教育。在线课程现在由学院和大学提供；自适应数字教师提供了新的教材提供途径；学校将常规整合平板电脑进教室。新兴技术对教育的影响可能成为军队训练创新的重要来源。

1.4数据分析（第3页）

在2015年，人类总共创造了4.4ZB（44亿TB）的数据，而这个数字大约每两年就会翻倍。在这些数据中隐藏了各种关于消费习惯，公共健康，全球气候变化以及其他经济，社会还有政治等等方面的深刻信息。可惜的是，虽然“大数据”成为了一个热点，但每年只有不到10%的数据会被分析。

在接下来的30年里，我们处理巨量的动态数据的能力将会逐渐提高。自动人工智能软件将会可以从散乱的数据中识别并提取有关联的信息。而这种数据分析的能力将会从商业应用扩散到普通人手里。

人们将会获得在生活中使用大数据的能力，并且通过这种能力来迫使政府以及各种机构对它们的政策负责。而这很有可能引起关于数据限制的冲突。超级个性化营销，政府对人民数据的监视，以及各大数据被盗案件的曝光则会引起数据所有权的讨论。各个敌对势力则可以利用被盗取的，从暗网中购买的，甚至是开源的数据来相互攻击。

1.5网络安全（第4页）

网络安全不是一个崭新的话题。事实上，早在1991年就有人提出了“网络上的珍珠港”这一警告。但是在未来的30年里，随着物流网的发展以及日常生活中越来越多的连接，网络安全将会成为网络行业首要的话题。目前，虽然世界上的网络攻击越来越多，但是它们大多数的目标都只是个人或者企业。而且这些攻击所造成的损失虽然很大，但是这些损失并不会扩散。而未来的世界将不会是如此的简单。

随着汽车、家电、电厂、路灯，以及数百万个其他的事物相互连接，网络攻击的后果也会越来越严重。国家、企业、以及个人的数据将会面临越来越隐蔽的攻击。有些甚至在数年后才会被发现。目前，人们可以想象出来最坏的情况就是“网络世界末日”– 在越发越疯狂越频繁的攻击下，整个世纪的互联网以及其中所包含的经济社会功能的崩溃。

1.6隐私（*源文件出现但未经常发生，第8页）

隐私，也叫秘密；隐居；私事；指不受公众干扰的状态。皮尤研究中心最近的一项调查发现，50%的美国人对网上的信息感到担忧，自2009以来增长了51%。这些数字反映了全球趋势并指出人们日益关注隐私。2045年对个人隐私保护的市场可能会出现，包括“关闭网络”的空间，人们可以在那里生活，度假，或在远离网络传感器。保护和“治愈”在线声誉的技术可能变得更重要，因为一个人的在线行为对现实世界的关系和就业的影响更为显著。

2、随着自主科技的普遍化，物联网迅速扩张，生物和物理硬件不断提升人体机能，使得人类与技术之间的隔阂在未来的30年里将可能进一步缩小。

根据保守估计，到2045年将会有包括移动手机和可穿戴设备、医疗器械、电器、工业传感器、监控摄像头、汽车、衣服等超过1千亿的设施与网络连接。这些设施将使原来需要劳动力的检测、管理和维修等工作实现全自动化。“物联网”的交叉、分析和人工智能将创造一个拥有全球网络的智能机器，使其在没有人影响的情况下处理庞大的关键事务。同时，在未来的30年，人体能够感知的可穿戴设备、将外骨骼技术与大脑相连接的假肢、嵌入传感器和电脑的隐形眼镜、可扩展个体接受能力并运用在工作学习中的益智药等不断涌现，“人体机能增强”科技通过生物科技手段将把人类潜力推向极限。而无力支付这些技术更新费用的人们将在运用增强技术的世界中失去竞争力，并且网络增强技术也将会成为黑客的目标，以借此控制人类的思想和身体。

2.1物联网（第5页）

在2045年，最保守的预测也认为将会有超过1千亿的设备连接在互联网上。这些设备包括了移动设备、可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业探测器、监控摄像头、汽车，以及服装等。它们所创造并分享的数据将会给我们的工作和生活带来一场新的信息革命。人们将可以利用来自物联网的信息来加深对世界以及自己生活的了解，并且做出更加合适的决定。

在此同时，联网设备也将把目前许多工作，比如监视，管理，以及维修等需要人力的工作自动化。物联网、数据分析、以及人工智能这三大技术之间的合作将会在世界上创造出一个巨大的智能机器网络，在不需人力介入的情况下实现巨量的商业交易。

但是，虽然物联网会提高经济效率、公共安全，以及个人生活，它也会加重对于网络安全和个人隐私的担忧。恐怖分子，犯罪集团以及敌对势力将会利用物联网作为新的攻击手段。而物联网中所包含的大量数据也会诱惑政府去实施针对人民的监控，从而进一步的引发隐私和安全之间的对抗。

2.2人类增强（第3页）

在接下来的30年里，科技将带领人类突破人类潜力的极限甚至生物的极限。由物联网连接的可穿戴设备将会把与实时有关的信息直接打入我们的感官中。外骨骼和与大脑连接的假肢将会使我们变得更加强大，为老弱病残恢复移动力。装有探测器和嵌入式计算机的隐形眼镜或者被永久植入在体内的装备将给我们带来可以穿墙的听力，天然夜视，以及可以嵌入虚拟和增强现实系统的能力。益智药将会扩大我们的思维能力，改变工作和学习的方式。

当然，人类增强科技也会带来新的挑战。那些负担不起“升级肉体”价格的人群很有可能发现他们在增强经济里毫无竞争力。而增强科技的联网则会让我们的身体甚至大脑成为黑客的目标。对士兵的增强很有可能引发一场新的增强科技军备竞赛。

3、创新科技为创造物理环境提供了新工具，强化了个人与企业的能力。社会技术的革新也使个人拥有了创造自己微观文化的能力并重新定义了传统的阶级制度。

未来创新科技不断涌现，强化了个人与企业的能力。在“增材制造”技术方面，3D打印机将可以打印包含多种材料的复杂物体，比如工具、电子产品、替换部件、医疗设施等等，人们可以根据自身需要自定义这些东西，实现个性化产品定制。而以虚拟现实和增强现实（VR和AR）为主的“混合实境”则已经为电子消费产业注入了很多活力，未来将应用于更多产业领域，来传递实时的、情境感知的体验（AR），提供身临其境的视觉、听觉、嗅觉和触觉的感受（VR）。同时，除工业用途以外，“先进材料”（如纳米材料和其他诸如金属海绵和陶瓷部件）还将会在成衣、建筑材料、汽车、路面和桥梁以及其他诸多物体中出现，军队将能够运用先进材料来生产更轻更强的装甲、更加高效的运载车辆和护盾以及更强力的电池和可再生能源系统。在“量子计算”方面，虽然大多数对于量子计算技术的研究兴趣在于如何将其运用于密码破解，真正使用量子电脑可能在21世纪40年代中期才会出现，但它可能会成为一项改变许多其他技术领域诸如气候建模、药物研究和材料科学的革命性技术。到2045年，“机器人与自主系统”将会被普遍运用，拥有自主系统的汽车在使运输更加便利和高效的同时也会为共享经济的崛起注入活力，自主汽车和自主运输科技（“交通与物流”技术趋势，第8页）会对大众交通运输和物流造成革命性的改变（*源文件出现但未经常发生，第8页）；机器人将会运用于照顾老年人、运输货物、收获庄稼、维护公共治安，并为人们的每日生活提供必要服务，在军事行动中使用机器人将会使整个系统更加具有机动性、敏捷度和智能。

不可忽视的是，社会技术的革新也带来了微观文化与传统阶级的变化。一方面，“工作性质变化”因素使得自由撰稿人数量不断增加（*源文件出现但未经常发生），创业者在使用3D打印及接口技术的帮助下不断创新，众筹平台改变了产品开发方式，使得产品开发者与消费者可以直接互动,有些企业在这些趋势下会创造更多新机遇，而有些企业则会在“打零工经济”（gig economy）的竞争中失去竞争力。另一方面，“社交媒体使能”技术在未来30年里将成为一个强化独立个体个性的主要工具，许多传统的人类地位结构将被由网络主导的社交媒体社区所颠覆。比如，人们可以避开主流媒体的诱导并直接从社交网络中看到政府腐败或镇压民众的新闻，因此政府将越来越难以操纵政治导向；比特币和其他虚拟货币将颠覆传统的政府控制的货币政策；众包理念将进一步激发民主并削弱媒体创造者和消费者之间的区别；社交媒体还会挑战未来战争的舆论导向，等等。

3.1增材制造（第3页）

增材制造（3D打印）已经在工业界作为制造限量设计原型的技术而被使用超过30年了。但是，在近十年里，3D打印技术获得了惊人的发展。如今，随着3D打印机价格的下降以及大量开源工具和付费模型的出现，世界上已经出现了一个庞大的“创客”群体，无时不刻的在突破这项技术的极限。

在2040年，3D打印技术将改变世界。新一代的3D打印机将可以融合多种材料，电子元件，电池以及其他原件。人们将会利用3D打印技术制造工具，电子产品，备用零件，医疗设备等各种产品，并按照自己个人需求来实现真正的“私人订制”。

军队的后勤将变得更简单，因为装备和补给可以在当地直接打印。物体将会变成信息，而网络盗版将会代替现实偷窃。而恐怖分子以及犯罪集团将会使用难以追查的原材料来打印武器，探测器，以及其他装备，给社会安定造成极大的隐患。

3.2混合现实（第6页）

虚拟现实和增强现实（VR和AR）技术已经在消费电子市场激发了极大的热情，各科技公司也迅速的开始进入这个市场。在2014年收购Oculus VR之后，Facebook将在今年推出他们首款VR眼镜。三星，索尼，宏达也计划在今年推出VR产品。资本的涌进代表了VR将会成为新一代的主流娱乐技术。当然，VR也有在娱乐之外的应用。美国第二大家居装饰用品公司Lowe’s（劳氏公司）正在开发名为Holoroom的一款3D增强现实科技。Lowe’s的客户将可以设计一个空间，然后使用Holoroom进入一个3D模型，体验他们设计的空间感觉如何。

虽然在历史上，市场对VR和AR曾有些过于膨胀的预期，如今的超高清显示，低价的姿势与位置探测器以及高清视频内容给混合现实科技打下了雄厚的基础。在未来的30年里，这些技术将成为主流科技。AR眼镜将把实时相关的信息给用户投放在现实中，而VR眼镜则可以通过融合视觉，听觉，嗅觉和触觉来实现深度沉浸的体验。

3.3先进材料（第7页）

在过去的10年里，材料科学的突破给我们带来了许多种先进的材料。从可以自我恢复和自我清理的智能材料，到可以恢复原本形状的记忆金属，到可以利用压力发电的压电陶瓷材料，到拥有惊人的结构和电力性能的纳米材料，这些都是材料科学家的成功。尤其是纳米材料，它有着广泛的应用价值。在纳米尺度（少于100纳米），普通的材料比如碳，将会呈现出独特的性能。石墨烯，一种由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，强度是钢的100倍，能够高效的传导热和电，并且几乎透明。

纳米材料有着无数种应用，比如作为引擎或其他机械表面的低摩擦力镀膜，作为高强度合成材料来建造汽车和飞机，轻便的防弹背心，以及高效的光伏材料。在工业应用之外，制药企业也正在研究作为靶向分子的医疗纳米粒子用于治疗癌症。在未来的30年里，纳米材料以及新型材料，比如泡沫金属以及陶瓷复合材料将会被用在从衣服，到建材，到车辆，到公路以及桥梁中，无处不在。

3.4量子计算（第5页）

量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。虽然在过去的几十年里，量子计算只存在于理论上，近些年的研究已经开始出现有意义的结果。在未来的5-15年里，我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。量子计算机的出现将会给其他的研究方向，比如气候模拟、药物研究、以及材料科学带来巨大的进步。

不过，最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也将真正无懈可击。如今，量子计算机的许多技术堡垒已经开始被逐一攻克，虽然我们也许在21世纪40年代才会看到真正实用的量子计算机，但来自政府和业界的大量投资意味着量子计算已经迈过了转折点。

3.5机器人与自动化系统（第3页）

在2045年的地球上，机器人和自动化系统将无处不在。自动驾驶汽车会使交通更加安全与高效，或许还会给共享经济带来新的动力。机器人则会负责日常生活中大量的任务，比如照顾老人与买菜，以及工业中的职责，比如收获农作物，维护公共设施等等。

而随着机器人的机动性、灵敏度以及智能的提高，它们将成为强大的战士，在战场上辅助、甚至替代人类士兵作战。人工智能软件则会被使用到商业上，例如从数百TB的数据里面提取有意义的信息，使商业服务自动化，以及替代诸如客服、教师等传统意义上“以人为本”的职业。

但是，机器人与自动化也会带来许多的危机。数百万工作被机器取代的下岗职工将会给社会造成极大的冲击，导致经济与社会的不稳。自动化网络系统则会成为各个敌对势力相互攻击的主要突破口。在冲突中使用机器人和自动化系统则有可能造成极大的伦理和文化挑战。

3.6运输与物流（*源文件出现但未经常发生，第8页）

自主车辆和机器智能将在未来30年内改变大众运输和物流。自主交通技术可以提高城市内部和城市之间的人和产品的移动效率。半自动或完全自主的商用飞机、公共汽车和出租车，可以提供更安全的出行方式，同时还能减少拥挤和污染。交通与物流技术趋势会对大众交通运输和物流造成革命性的改变；机器人将会运用于照顾老年人、运输货物、收获庄稼、维护公共治安，并为人们的每日生活提供必要服务，在军事行动中使用机器人将会使整个系统更加具有机动性、敏捷度和智能。

3.7工作性质变化（*源文件出现但未经常发生，第8页）

技术正在改变个人与工作之间的关系。通过接入网络赋能市场和协作工具的驱动，自由工作方式在变多。“工作性质变化”因素使得自由撰稿人数量不断增加，企业家使用3D打印和应用程序接口（API）技术实现快速创新。众筹平台Kickstarter正在改变产品开发的直接合作的方式，运用“庄家”与消费者直接连接。未来30年，这些趋势将重新定义工作。对一些人来说，创业障碍将下降。

3.8社交网络（第6页）

如今，大约有65%的美国人使用社交网络，而在2005年，这个数量只有7%。社交网络已经开始展现出改变人类行为的能力。但是在未来的30年里，社交科技将会给人们带来可以创造出各自微型文化圈的力量。

人们将会使用科技形成社会契约和基于网络社区的社交结构，从而颠覆许多传统的权力结构。比如政治舆论，由于目击者们可以直接在网络上揭露腐败和压迫而不用通过媒体的过滤，政府将会发现舆论越来越难被直接控制。或者企业责任，虽然企业可以通过社交网络直接接触到消费者，这些消费者也可以利用社交网络来突破营销的噪音，使企业对他们的产品和行为负责。

众筹和直播将会使内容创作进一步的民主化，从而模糊媒体人与观众之间的区别。而比特币以及其他加密货币也许会把货币和交易的控制从政府手中剥离，从此基于社会共识而不是政府的规定。

4、在生物科技领域，合成生物科技的发展体现了人类在基因工程上修改生物基因的可行性。这些潜在的技术进步改善了我们“分析复杂数据——发现规律——做出决策”的能力。

在未来30年，基因技术的发展进一步带动“医疗进步”，药物将会经历多重技术革新，人性化的药物将会因基因技术而崛起，这些药物帮助病患实现个性化医疗。同时，随着对基因学的认识不断深入，人们发现可以直接构筑DNA序列来创造生物（正如转基因作物），目前科学家们正在思考能否将生命转变成数据像电脑程序一样进行编写。一种可以作为生物燃料的藻类已经被编写出来，并用其DNA编写了数以兆计的数据。在未来的30年，“合成生物学”将可以造出可以检测毒气的生物，将工业废物转为生物燃料，并利用人体寄生体为人类传递药物。同时，合成生物学也伴随着极大的风险，人们可能会误入歧途用该技术研制生化武器，而可传染的合成生物也有可能破坏生态环境。

4.1医学（第4页）

在未来的30年里，各种科学技术上的突破将改变医学。通过基因组学，我们将会得到真正的私人药物。在未来，癌症，心肺疾病，阿兹海默症，以及其他目前看似无救的疾病将会由针对患者个人基因的药物来治疗。

人类将可以通过DNA培养出来移植所需的器官，从而灭绝等待配型以及排斥反应等很可能致命的情况。生物假肢将会被直接连接到神经系统上，从而提供与真实触感极其相似的感官。

机器急救人员以及例如控制性降温的肢体存活技术将会大幅度延长救援的“黄金时间”。科学家们将找到衰老的原因，从而增加人类的寿命，涌现出一大群非常健康并有活力的“老人”。

另一方面，发达的医疗设施的价格将会给各国的医疗系统带来更大的压力。穷人与富人之间的救命资源也会出现极大地不均。而且随着人类寿命的增加，年轻人与老人之间对于工作以及资源的竞争则会加剧。抗药性极高的超级细菌也会给世界各地的人们带来极大的危险。

4.2合成生物科技（第8页）

早在孟德尔发现遗传的基础规律，以及埃弗里-麦克劳德-麦卡蒂实验证明DNA是遗传物质之前，人类已经进行了几千年的通过选择性育种以及杂交来操纵植物和动物的遗传基因了。

随着我们对遗传学认知的加深，我们已经可以通过搭建新的DNA来实现无中生有，创造出新的生物。基因改造农作物则是此项科技的先锋。但是在此同时，我们正站在一场生物革命的突破口。当我们跨入生物科技的新时代时，生命将会成为信息，如同电脑程序的代码一样，可以被改写的信息。

科学家正在开发一种可以分泌生物柴油的海藻，这种海藻的DNA中则被编写了数千GB的数据。在未来的30年里，合成生物科技将制造出可以探测到毒素，从工业废料中制造生物柴油，以及通过共栖来给人类寄主提供药物的生物。但是，合成生物也会带来生物武器和难以控制的入侵物种等巨大的危险。

5、随着世界人口扩张以及因气候变化而造成的食物和饮水压力的不断增加，技术将成为全人类健康、安全以及生产运作的保障。

在未来的30年里，全球变暖将威胁整个人类的生存，全球能源的需求将会飙升35%，39亿的人们（超过40%的全球人口）将面临淡水危机，技术发展将成为解决全球共性问题的关键。在“气候变化技术”中，包括建造防洪设施、使用转基因技术使庄稼抵御干旱气候等短期防御科技，以及如碳隔离方式将温室气体（如二氧化碳和甲烷）从大气层抽离并存入地下、将硫或二氧化铝离子植入大气层以此来减少太阳辐射对地球温度的影响等长期防御科技构想。“能源”科技中，太阳能、风能等可再生能源的成本将逐渐与化石能源成本接近，核能的获取将变得更加安全，它们的广泛应用有利于抵御全球变暖的状况。“食物和水”技术中，海水淡化、滴灌技术、水的再利用、雨水收集以及其他技术可以减轻淡水供给的压力，转基因庄稼和全自动收割可以提升庄稼产量，并保障在更少的土地上提供更多的营养供给。

在“太空”技术方面，当前新科技推动发射运载工具的创新，已极大地减少了探索宇宙的成本，未来人们将研发出更加庞大的重回月球旅行计划、开启全新太空工业（如小行星采矿）的火星探索等技术，实现人类不断探索宇宙的梦想。“智慧城市”在信息和通信（ICT）技术的支持下不断成长。据估计，到2045年，65%-70%的世界人口（大约64亿）将会住进城市，基于系统化设计的新技术应用会解决人口膨胀带来的城市发展和公共安全压力：城市数据和全自动化的运营使城市运作更加高效和可持续发展，散布于整个城市的传感器系统将实时监测水和能源的使用并自动平衡供给，网络化的交通系统和完全自主的运输模式将会缓解交通堵塞，新材料和新设计技术将会被用于建造智慧建筑。在国家间防御方面，“新型武器”将会纵横未来战场，一些国家投资的反介入科技（A2AD）将会对美国未来行动环境的随意介入能力进行限制。

5.1对抗全球气候变化（第7页）

根据目前的数据，在2050年，地球表面的温度将增加1.4至3摄氏度。就算我们采取了一些极端方式来减少温室气体的排放，气候的惯性也会引起温度的提高。而地表温度的提高则会带来一系列的恶果，比如海平面的提高给海岸城市所带来的危险，农作物产量的下降所引发的饥荒，干旱导致数百万人缺乏饮用水，以及洪水所造成的数十亿损失。

在未来的30年里，这些危机将会引导各方投资研究可以减缓气候变化所带来的影响的科技。在近期，这些科技将包括在地图上标出有洪水危险的系统，以及可以抵抗干旱的基因改造农作物。在更长远的时间里，也许会出现野心更大的科技，比如可以从大气中提取二氧化碳和甲烷等温室气体，并在把它们安全的储存在地下的科技。

但是，如果气候变化的趋势是增加3度这种最坏的情况，它给地球气候所造成的巨大影响将难以减缓。在这种情况下，极端的地理工程手段很有可能是避免极度恶劣气候的唯一方式。科学家们就曾提出在大气层中散布硫或者氧化铝来减少抵达地球表面的阳光。不过，这些手段还处于理论阶段，风险非常大。

5.2能源（第4页）

在未来的30年里，全球能源需求预计会增长35%，我们则正在面临着一场能源革命。新的采油技术，比如水力压裂以及定向钻为人类添加了大量可开发的油田和气田。而这直接颠覆了世界石油市场，使美国从世界上最大的石油进口国变成了最大的石油生产国。

与此同时，可再生能源，比如太阳能和风能的价格也开始接近与石油。就拿太阳能来说，在过去的10年里，太阳能发电的价格从每瓦8美元降低至这个数字的十分之一。在此之外，还有核能这个抱有争议但从未停止开发的能源。新一代的核反应堆设计宣称远比之前的更安全，也会产生更少的核废料。

不过，虽然使用清洁能源可以帮助我们减缓全球气候变化，但是围绕着用于生产电池，光伏，以及其他元件的稀有资源的新的问题与摩擦也会出现。石油经济的消退也会在中东和北非引起经济和社会的严重不稳，进一步加深当地的武装冲突。

5.3食物与淡水科技（第5页）

在未来的30年里，淡水和食物的缺乏将会在世界上制造更多的冲突。大约全球25%的农地已经由于过度耕作，干旱，污染等原因造成了严重退化。在未来的几十年里，最乐观的预测也指出主食谷物的价格将会提高30%。但那是最乐观的情况。如果全球气候变化、需求，以及资源管理的失败按照目前的趋势继续下去，价格提高100%也是可能的。在2045年，全球超过40%的人口将会面临缺乏水源的问题。这一切问题的解决方式只有科技。

海水淡化、微型灌溉、污水回收、雨水收集等科技将会减缓人类对淡水水源的需求。基因改造农作物以及自动化将会允许农民使用更少的土地来出产更多的食物。食物和淡水将会成为新的科技热点，也会成为新的冲突爆发点。

5.4太空科技（第8页）

太空行业正在进入一个从上个世纪60年代后就从未出现过的发展阶段。新的科技，比如机器人，先进的推进系统，轻便的材料，增加制造，以及元件小型化正在减少把人和物送入太空的价格，而这则会开启太空探险的新机会。SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行业的新人已经带来了例如可回收火箭等颠覆式创新。

在未来的30年里，科技的研发将会带领人类将重返月球。在此之外，更加伟大的探险，比如人类登录火星也是，以及新型基于太空的行业，比如在开采小行星中的矿物也都有可能出现。

虽然探索甚至殖民太空是现代人来长久的梦想，但是对太空设施的需求很有可能加大地球上的冲突。随着更多的国家开始依赖天基设备，对太空的控制将有可能成为一个全新的爆发点。天基武器不再是不可能，而反卫星也将成为未来战争的一部分。

5.5智能城市（第5页）

在2045年，全世界65%-70%的人口将会居住在城市里。随着城市人口的增加，全球人口超过1千万的超级都市将会从2016年的28座增加至2030年的41座。大量的人口向城市流动将会给这些城市的基础建设，比如城际交通，食物和水源，电力能源，污水处理，以及公共安全系统等带来极大的压力。

未来的智能城市将利用信息和通讯技术（ICT），通过大数据以及自动化来提高城市的效率和可持续性。

比如使用分散探测系统将实时监视城市用水用电数据，通过智能电网自动调整配电设置；通过联网的交通信号系统以及自动驾驶系统来减缓车辆堵塞的程度；利用由新材料和新设计技巧所建的智能建筑来提高空调和照明系统的效率，减少能源浪费；使用屋顶太阳能板、小型风力发电机、地热发电，以及其他可再生资源提供干净的电力。另外，没钱或者缺乏政治信念去投资这些科技的城市将会变得极其拥挤和肮脏，成为暴动和冲突的爆发点。

5.6新型武器（第7页）

在未来的30年里，数种新型武器技术将出现在战场上。除了目前正在开发中的非致命武器以及能量武器之外，数个国家也正在开发可以阻绝军事行动能力的反介入和区域阻绝武器（A2AD）。A2AD技术包括反舰弹道导弹、精密制导反车辆反人员武器、反火箭炮、火炮和迫击炮系统（CRAM）、反卫星武器，以及电磁脉冲武器（EMP）。

有些技术，比如精密制导武器，属于基于现有科技的突破。中国就正在开发可以摧毁航空母舰的先进反舰弹道导弹。而有些技术则属于崭新的主意，比如2015年由美国防部高等研究计划部(DARPA)所开发的EXACTO自导子弹。随着中国，俄罗斯，美国以及其他国家斥巨资推进军队现代化，新一代的高科技军备竞争正在揭晓。

（二）6大宏观环境要素的未来发展趋势

以上所有的科技进步都有可能与社会政治，经济以及环境趋势的大环境发生冲突。在未来10年，城镇化、气候变化、资源紧张、人口变迁、创新全球化、全球中产阶级的兴起等6项关键宏观趋势可能与社会政治变化、技术和安全产生联系。

“气候变化”在很多方面可能会对未来地缘政治稳定和新科技发展造成巨大影响。极端天气将会无情地破坏那些急速发展的城市，造成人道主义危机和世界金融的衰退。与气候变化相呼应的包括食物、饮水、资源和原材料在内的资源将出现严重短缺，而“资源短缺”将阻碍经济的扩张并将世界许多地方卷入战争的深渊，引起世界局势的不稳定和资源的争抢。“城镇化”的进程将会造成超大城市的扩张（这些超大城市将会成为政治和经济影响的中心）并影响整个国家的兴衰。随着全球人口的增长，人口老龄化和移民问题将对持续复兴机会、一体化以及社会和谐构成挑战。“创新全球化”趋势明显，创新也会迁徙到像中国、印度这样的在世界经济舞台中崭露头角的发展中国家。当今中国在R&D;领域正向美国靠拢，这将对未来美国经济、国防以及全球创新政策产生深远的影响。另外，全球中产阶级正逐步扩张，“全球中产阶级兴起”。未来世界数以百万计的人们将脱离贫困，但社会阶层间的不平等以及冲突仍然存在，逐渐扩大的消费群体也会加剧能源短缺以及气候挑战。

三、美国陆军部报告主要特点及启示

综合上述，报告主要展示了近年来迅猛发展的各领域高新科学技术、人机结合、科技和社会经济创新。

（一）技术与社会环境的结合。在分析未来技术发展趋势时，把技术方向与人类社会进步可能出现的主要现象进行了密切联系，特别值得关注的是城镇化、气候变化、资源紧张、民主化变迁、创新全球化、全球中产阶级的兴起等6种社会现象。以需求为导向，预测技术发展方向。

（二）对人机结合给予很大关注。广泛的人机结合技术从大数据、可穿戴设备到人体植入设备再到用基因编辑技术改造人体，由此，人体机能增强实现由表及里，由浅入深，未来的“人”是什么状态，将在很大程度上决定了和平与战争是什么状态。所以，美国陆军部对此非常重视。我们还可以关注8月美国政府宣布解除资助使用人类干细胞制造人兽混合胚胎的禁令。

（三）高度重视创新新趋势。因技术发展带来的社会现象和创新现象变化，如与“分享经济”有异曲同工之妙的“打零工经济”、Kickstarter众筹平台、社交媒体尤其是自媒体对传统话语权的颠覆、比特币所引发的全新金融世界等，都极有可能是影响未来和平与竞争格局的重要因素，美国陆军部也予以了高度重视。创新成为未来拉动经济增长的新动力，创新增长模式将支撑未来社会经济的发展。

军事科技往往早于民用科技，并且会逐渐变为民用，代表了人类最高水平的文明成果。

本文来自：中国指挥与控制学会