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未来20年全球技术创新的趋势与影响: 美国国家情报委员会《全球趋势2040-竞争更激烈的世界》报告摘译

05月27日

2021年3月,美国国家情报委员会(NIC)发布了每四年一度的全球趋势预测报告《全球趋势2040——竞争更激烈的世界》。NIC是美国最高层级的战略情报机构,该委员会的成员均为来自政府、学术界和私营部门的高级专家,被誉为美国情报界“中长期战略思考的中心”。自1997年以来,每四年一度,与美国总统任期同步发布的全球趋势预测报告是NIC最为重要的预见性情报产品,白宫对此报告高度重视,并将其作为美国长期战略规划及政策设定的基础。

《全球趋势2040》报告主要采用情景分析方法对2040年前可能出现的世界性趋势进行综合预测,为拜登政府提供未来全球战略的评估框架和决策基础。报告内容主要分为三大部分:一是“结构动力”,分析了影响未来20年全球趋势的五大核心驱动力,包括人口、健康、环境、经济和技术;二是“新兴动态”,探讨了世界未来可能面临的社会分裂、国家动荡、国际冲突和新型恐怖主义等重大不确定性问题;三是“未来情景”,在预测全球长期趋势的基础上,建构了2040年世界可能出现的五种主要情景。

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报告总述部分指出:技术将是国家在未来20年中获得优势的关键途径。能够利用科技提高生产率的国家将拥有更多的经济机会,并能够更有效地解决发展和社会问题。像人工智能这样的技术带来的益处将是全球不均衡分布的,将会令先发国家取得显著的竞争优势。报告在关于国际长期发展趋势的预测中,提到中国的“技术驱动”治理已成为对全球新兴国家发展理念产生重要影响的路径之一,有可能在塑造世界未来新的治理模式和意识形态中发挥重要作用。

在报告第一部分“结构动力”中,“技术”一节重点分析了未来20年全球科技领域不断融合,创新竞争日益激烈的发展态势,预测了人工智能、智能材料和制造、生物技术、空间技术以及超级互联五大主要领域的创新发展趋势,并讨论了技术发展有可能对经济、社会、政治等带来的方方面面影响,以及潜在的风险和问题。我们特全文译介该节内容。

结构动力——技术

关键要点

1.在未来二十年中,技术发展的速度可能会加快,技术影响力进一步加强。技术将改变人们的生活经验,增强人类的能力,帮助人们提供应对老龄化、气候变化和低生产率增长等挑战的潜力。同时,技术发展也可能在社会、产业和国家内部以及三者之间带来新的紧张和混乱。

2.未来几十年,全球围绕技术核心要素(如人才、知识和市场)和领先地位的竞争将日益激烈,这可能造就新的技术领导者或技术霸权。

3.全球技术优势的争夺与不断演变的地缘政治和更广泛的美中竞争紧密联系。与此同时,具有长期战略目标、资源和全球影响力的公司将增强技术优势。

4.跨国公司的衍生技术和应用将迅速扩散,使发展中国家有机会利用最新的核心技术进展,开发利基领域的全球应用,参与到全球供应链中并作出贡献。

新兴技术的趋势

多种趋势正在共同塑造未来20年的技术格局。虽然新技术不会一致地或可预测地出现,但它们可能有一些共同的驱动力和动力。看似不相关的领域日益融合,围绕形成和巩固技术优势的全球竞争日益激烈,这些都加速了尖端技术的涌现。技术知识的传播,技术解决方案标准制定权的竞争以及产品开发周期的不断缩短,将促进科技创新领域的长期战略和快速决策,以避免失误和落后于竞争对手。

跨界融合引发创新。看似不相关的科学研究和技术应用的融合正在推动各种可能、实用的新应用领域快速发展。例如,智能手机是通过几十年来在电子、天线、材料、电池、电信网络和用户界面等方面的基础研究和开发实现的。到2040年,通过对社会科学和行为科学的进一步了解,人工智能(AI)、高速通讯和生物技术等技术的融合将得到加强,以实现快速突破和用户定制化的应用,其效能远远超过各单独技术领域的总和。这些跨界融合的技术平台可以为快速创新提供基础,同时降低进入市场的壁垒。

技术竞争日益激烈。技术主导权的竞争与不断演变的地缘政治密不可分,并日益受到更广泛的政治、经济和社会竞争的影响,尤其是与中国崛起有关的竞争。积累资源以维持广泛的技术领先地位,包括人才、基础知识和供应链的集中,需要数十年的长期投资和富有远见的领导力。今天那些技术资源的成功集聚者很可能成为2040年的技术领导者。开放经济体中,由私人创新努力、政府与私营企业之间的伙伴关系和研究项目共同形成的创新生态将与国家主导的经济体展开创新竞争。国家主导型经济在指导和集中资源,包括数据方面可能更具优势,但可能缺乏更开放、更具创造性和更具竞争性的环境。

技术全球扩散加速。跨国企业的衍生产品、技术和应用通常可以在世界几乎每个区域被迅速采用,使发展中国家也能利用最新的核心进展,在利基领域开发全球应用,或为较发达经济体的供应链作出贡献。许多国家将寻求加速和利用这一进程,支持重点工作,例如打造模仿硅谷的创新区域,或建设生物技术孵化器等。来自意外地区的创新应用也有可能为世界增加意外的风险。

技术更替速度加快。一项新技术从开发、应用、成熟到淘汰的时间周期从以十年计到以年计,有时甚至更快。处于新兴技术前沿的国家和企业可能会抢在其他人起步之前完成新技术的开发和应用。那些试图迎头赶上的国家,特别是发展中国家,可能越来越被迫在技术选择的影响未被充分理解之前选择技术方向,从而承担在技术死胡同上投资的风险,或者无可救药地落后。计划经济体也许能够对新兴技术的发展做出更快的反应,但这可能以降低技术多样性和效率作为代价。

技术推动的变革

尽管技术进步的方式难以预测,过程中往往遇到意想不到的困难和意外的突破,一些技术领域似乎已经显示出颠覆式变革的潜力,可以作为研究未来几十年新技术潜在影响的案例。以下关于人工智能、生物技术、新材料和制造等部分是在与科技领袖讨论后选定的,重点探讨了新技术在创造未来超级互联世界中可能带来的潜在利益和风险。这些关键领域的进步将与其他新技术(如储能技术等)相结合,共同塑造未来的全球社会、经济,或许还有世界权力结构。

人工智能成为主流

人工智能是用机器而不是人或动物来演示认知和创造性地解决问题。从设计用来解决特定问题的狭义人工智能,到通用人工智能,人工智能系统在未来可能达到或超越人类的理解和学习能力。到2040年,人工智能应用与其他技术相结合,将使生活的几乎方方面面受益,包括改善医疗保健、更安全和更有效的交通、个性化教育、改进日常工作软件以及提高农作物产量等。全世界的政界和商界领袖都在寻找全球人才,并将大量资源投入到人工智能的开发中,希望能率先利用人工智能重塑社会、经济,甚至战争。随着高质量数据、计算能力和高速通信链路的同步增长,人工智能将要求领导者紧紧跟上步伐,努力在减少有害影响(如对隐私和自由的威胁)的同时获取利益。

虽然许多新的人工智能开发将在全球范围内进行,但那些现在有能力支持、开发和采用人工智能的国家相对其他国家有着不对称的优势。人工智能的广泛应用,特别是在军事领域的应用,也增加了故意滥用人工智能,或无意中卷入或升级冲突的风险。

促进工业和劳动力转型。人工智能将改变几乎所有行业,扰乱全球劳动力市场,创造新的就业领域,消灭部分行业,并推动重大的经济和社会再分配。在未来的许多工作中,人机合作将很常见。为了在降低失业率的同时利用人工智能的优势,国家和企业需要把重点放在教育和对劳动力的再培训上。

数据称王。未来依赖人工智能的行业和组织将需要大量的数据才能高效和有竞争力地运行。已经投资于数据获取、分类、存储和资本化的机构、公司和国家将赢得优势。2040年,前所未有的海量数据量将为人类提供有价值的知识和能力。同时,开放数据的访问、隐私、所有权和控制权也将成为竞争和冲突日益加剧的领域。

安全和隐私重构。当前的隐私问题将继续发展,个人需要共享更多的个人信息来访问应用程序,而跟踪将变得无处不在。专制政府可能会利用不断增长的数据来监控甚至控制自己的人口。此外,许多公司和组织还将拥有强大的工具,如视频操作,或AI换脸,以进行定制营销或传播特定的叙事。新兴的人工智能应用程序也可能成为数据操纵的潜在目标,使其输出结果受到扭曲。

自治伦理。人工智能发展和参与人类决策将继续引起伦理关注,全球范围内对于人工智能伦理义务的看法可能会有所不同。此外,人工智能决策的不透明性增加了无意偏见、歧视、意外结果或故意误导的可能性。通过透明和明确的决策过程,合作推进可信赖的人工智能,可以提高各方的信任和信心。尽管许多国家将制定严格的个人数据使用规则,但这些规则能否与人工智能能力的全面实现共存,仍将存在争议。

增强战争。那些将人工智能纳入其军事系统的国家将获得强大的不对称优势。人工智能将提高现有武器、防御系统、物理和网络安全系统的性能,而旨在影响或混淆人工智能决策的反人工智能技术也可能出现。

智能材料和制造建构新世界

到2040年,新材料的进步和智能制造的发展将重塑从消费品到高端军事系统的一切生产,降低成本,扩展能力,改变供应链,实现全新的设计选择。我们正在进入的快速变革时期通常被称为第四次工业革命,因为它有可能提高生活水平,同时可能破坏传统产业、就业、供应链和商业模式。

材料和制造业在长期的良性循环中有着千丝万缕的联系,一方的进步推动另一方的进步。尽管仅仅材料和制造两者的互动循环就可能在未来几十年中继续推动进步,但高性能计算、材料建模、人工智能和生物材料等技术领域的融合发展很可能会加速这一进程。不断发展的全球互联将进一步促进全球分散化和临近市场的制造业创新,从而促进制造领域的增长。

更多的设计选项。增材制造(AM)技术,更常被称为3D打印,正被用于制造越来越多的材料,从钛到炸药。增材制造可以为世界各地的小公司和个人提供先进的制造能力,仅需要较小的设施和较少的专业知识。尽管存在一些技术障碍和可靠性问题,AM正在推动现代制造业的一场革命,它实现了快速原型制作、高度定制的零件、现场生产以及过往不可能实现的形状制造。

柔性灵活生产。包括计算建模和机器学习的信息系统进步,加上先进的物理系统如强大的工业物联网和先进的机器人技术,有可能实现完全集成的协同制造系统,可以在生产过程中实时响应工厂、供应网络或需求端不断变化的条件需求。

需求导向的设计。今天的材料正在经历一场革命性的变革,从现成的材料转向为定制产品设计的优化材料和工艺。材料设计与增材制造相结合,将使从飞机到手机的所有产品都能更坚固、更轻、更耐用。

按需定制的材料。在未来几十年里,新材料的开发将取得进展,这些新材料具有以前无法获得的性能,使许多产品具有以前无法达到的功能水平。二维材料、超材料和可编程物质将具有不寻常的强度、柔韧性、导电性或其他特性,从而实现新的应用可能。

生物技术促进快速创新

随着自动化、信息和材料科学的进步,可控操纵生物系统的能力不断提高,正刺激着卫生、农业、制造业和认知科学领域前所未有的创新。到2040年,生物技术的创新很可能使社会减少疾病、饥饿和对石油化工的依赖,并将改变我们与环境和彼此之间的互动方式。同时社会也将面临新的挑战,如何利用生物技术领域有益的进步,同时解决围绕这些技术(例如转基因作物和食品)的市场、监管、安全和道德问题。

生物技术很可能在未来20年中对经济增长作出重大贡献。到2040年,生物技术可能影响全球经济活动的20%,特别是在农业和制造业领域。2019年,美国估计其生物经济每年约为1万亿美元,约占其经济总量的5.1%,而欧盟和联合国基于更广泛的生物经济活动定义,估计2017-2019年生物技术对欧洲经济的贡献率高达10%。

宇航新技术推动空间商业化并引发竞争

2040年,新兴技术和现有技术的成熟将帮助推动空间商业化,拓展新的应用领域。通信、导航和卫星图像等服务将变得无处不在,提供更优的功能、更低的成本和更高的效率。各国政府和企业的努力将开启空间领域新的激烈竞争,特别是中美之间的竞争。

广泛参与的空间探索。到2040年,作为国际合作努力的一部分,越来越多的国家将参与空间探索。通过开展空间探索,这些国家将获得国家威望、科技进步的机会和潜在的经济利益。虽然各国政府仍然是支持大规模空间探索活动的主要资助者,但商业实体在空间活动的大多数方面的作用将大大扩大。商业项目将与政府资助的空间项目共存,并合作推动空间技术的发展。

中国将成为航天强国。到2040年,中国将成为美国在太空领域最重要的竞争对手,在商业、民用和军事领域展开竞争。中国将继续走一条独立于美国和欧洲的空间技术发展道路,并将有自己的一系列外国伙伴参与中国主导的空间活动。中国的空间服务,如北斗卫星导航系统,将在世界各地使用,作为西方选择的替代品。

政府和军事对空间提出需求。政府将积极促进新的空间技术和空间服务用于民用和商业用途,也将出现更多的空间军事应用。由于各国政府仍然担心在发生冲突时,商业公司或外国政府提供的空间服务可能被禁用,因此各国自主的空间资产将尤其受到重视。

在轨活动成为常规活动。到2040年,各国可能将通过先进的智能制造、增材制造等技术,开展常规的在轨服务、装配和制造活动,以支持国家空间系统和国际项目。商业公司可能会提供空间维修、远程勘测、轨道搬迁、燃料加注和碎片清除等在轨服务业务。商业在轨服务将能够升级卫星,延长其功能寿命,并建设新型、超大超复杂的空间站,但商业公司开发这一行业可能需要政府的大力支持。

人工智能走进太空。人工智能将在协助大型卫星星座运行和空间态势感知等方面发挥能力,实现空间服务创新。人工智能还将在汇集和分析由空地超级互联系统实时传输的,高质量、连续收集的海量数据中发挥重要作用。

超级互联促进社会融合或分裂

到2040年,全球的设备、数据和交互将出现数量级的提升,将现代生活的各个方面联系在一起,跨越政治和社会的界限。随着通信速度提高和全球准入的发展,将使原本仅限繁荣国家享有的服务和资源能够提供给更多国家、公司甚至个人。超级互联的世界未来已经开始出现,下一代网络、持久传感器和无数技术将融合在一个拥有数十亿个连接设备的全球系统中。例如,如今无处不在的公共摄像头将引领未来的智能城市,在那里,光学和其他传感器与人工智能结合,在全球范围内监控人、车辆和基础设施。

据估计,目前的物联网作为超级互联未来的先兆,到2025年将能够容纳640亿个实时监控的对象,高于2018年的100亿个。展望未来,更快的网络即将出现,一个超级互联的世界可以用下一代手机系统(5G)支持每平方公里多达100万台设备,而目前用现有的手机网络仅可以支持6万台设备。网络化传感器将变得无处不在,2020年有200多亿台传感器投入使用,随着新的地面网络与天基服务的增加,预计全球上千亿甚至数万亿台传感器将链接在一起。

加速社会变革。由于个人和职业生活的方方面面都被全球网络跟踪,隐私和匿名可能会因个人选择或政府授权而消失。虚拟实况或合成媒体可能进一步扭曲真相和现实,以前所未有的规模和速度传播虚假信息,破坏社会稳定。许多类型的犯罪,特别是那些可以通过数字监控进行防范和追踪的犯罪,将变得不那么常见,同时可能出现新的犯罪和潜在的新形式的歧视。

新的网络安全模式。更强的互联性几乎肯定会增加连接的个人、机构和政府的脆弱性,因为数千亿连接设备的存在极大地增加了网络物理攻击面。此外,在日益全球化的网络中,基于地理边界的网络安全执法的重要性有可能下降

新兴技术发展带来的广泛影响

新兴技术正在迅速改善人类的各种体验和能力。但至少在短期内,这些技术可能会破坏长期存在的系统和社会动态,迫使个人、社区和政府调整并找到新的生活、工作和管理方式。新技术与任何系统干扰因素一样,一些受影响者将蓬勃发展,而另一些将面临困境,可能带来日益严重的不平等和不平衡问题。新技术并不是导致以下影响的唯一原因,但可能会加剧和扩大这些影响。

快速解决问题。正如全球COVID-19疫苗开发工作所展示的那样,当面对解决危机的需要时,以新的和富有想象力的方式整合的技术可以从最初的通常用途迅速拓展出新的应用领域。在生命健康科学领域几十年的研究基础上,有效的COVID-19疫苗能够进行前所未有的快速开发。同样,面对几十年的重大挑战,如气候变化,也可以通过汇集多元化的技术,分别针对重大问题中的具体要素,形成一套有效的技术解决方案。

技术成为地缘政治力量。美国长期以来通过对科研、创新和发展的投资形成的技术主导权,已成为美国重要的国家权力工具。未来几十年中,全球围绕人才、知识和市场等技术创新核心要素的竞争将日益激烈。2030年代有可能形成新的全球技术领袖或霸权。复杂的国际供应链、全球创新的扩散以及地缘政治竞争对手可能进一步阻碍各国单方面使用技术工具实现其政治目的。当前,国际技术领域既可能发生更加复杂多元的合作和竞争,也可能爆发决定未来时代的关键冲突。

加剧社会紧张。技术变革的步伐可能会加剧那些有机会、有能力和意愿适应的人与那些不能或不愿意变革的人之间的紧张关系。随着技术的迅速普及和采用,一些个人、社区和国家可能会取得快速进步,而其他人可能被抛在后面,追赶的希望渺茫,加剧了国家内部和国家之间的不平等。技术应用也可能突破伦理道德和监管界限,造成持续性的潜在社会焦虑和政治分歧。这些紧张情形有可能会因假新闻或人工智能虚假信息(如AI换脸)的大肆传播而进一步加剧。

使政府和企业的关系复杂化。在技术投资和促进研发方面的公私伙伴关系对于实现技术突破和建立优势至关重要,但企业和国家的核心利益并不自然一致。大型科技公司越来越多地拥有抗衡甚至超越某些国家的资源和影响力。企业在扩大全球市场份额和增加利润方面的利益可能与国家在保持技术控制优势以及保护国家安全方面的利益相违背。

影响产业和就业。技术变革的步伐,特别是先进制造业、人工智能和生物技术的发展,可能会加速制造业和全球供应链的断裂,使供应链向更临近市场迁移,并消灭一些生产方式和就业机会。不断变化的供应链可能会对欠发达经济体产生不对称的影响,而许多新出现的工作岗位将需求掌握新技能的劳动力。

促进治理,威胁自由和隐私。高技术和超级互联的未来将为领导人和政府提供新的工具来监控他们的人口,实现更好的服务提供和安全保障,同时也提供更强的控制手段。帮助公民交流、组织和监测健康状况的技术,同时也在为政府和私营部门提供越来越多的数据。各国政府,特别是专制政府,将行使前所未有的监视能力以执行法律和保障安全,跟踪和实名化公民,并可能把具体个人作为监控目标。

促进关于开放性的辩论。一个超级互联世界的前景将激发国家内部和国家之间关于开放、连接网络的好处和风险的辩论和分歧。随着全球网络联通性日益加强,一个国家维持隔离或封闭的网络系统可能更加困难,封锁互联网的努力可能会无可挽回地切断封闭系统与全球经济的联系。

人类生存风险。技术进步可能会增加对人类生存的威胁。技术同时发挥着产生风险和消除风险的双刃剑作用,我们可能难以想象和理解未来技术所带来的潜在全球性生存威胁的范围和规模。一些容易设想的风险包括失控的人工智能、人造传染病、纳米技术武器或核战争。这种低概率、高影响的事件很难预测,预防成本也很高,但识别潜在风险和提前制定应对战略可以为人类提供一些抵御冲击的能力。

(来源:三思派,王雪莹编译)

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