全球未來最具革命性的六大技術

全球經濟正在進入以創新爲驅動的新時代，美國、歐盟、日本和中國等正着力於人工智能、清潔能源、精準醫療、6G和深層空間探索等領域，旨在通過顛覆性創新推動社會的進步和生活水平的提升。那麼，這些技術將如何聯手塑造一個智能、清潔、健康、互聯的未來世界？

文/何衛華 申金升 王國強

何衛華，中國科協創新戰略研究院博士後。

申金升，中國科協戰略發展部部長。

王國強，中國科協創新戰略研究院研究員。

FUTURE

人工智能

重塑生活和工作

世界各國正加速發展人工智能（AI），以符合各自的社會需求和經濟目標。美國在深度學習和自然語言處理技術方面處於全球前列，其技術巨頭不斷推動AI邊界的拓展。歐盟注重發展複雜數據分析和智能製造技術，以增強其工業和經濟體系的競爭力。日本利用AI提高服務自動化，特別是在醫療和老年護理方面。中國則專注於AI在教育和工業機器人中的應用，以大幅提升工作效率。

AI技術的進步已經觸及生活的各個層面。設備通過深度學習，能夠識別圖像、處理自然語言，甚至模擬複雜決策過程。在智慧城市中，AI技術用於優化交通，提高能源效率，並增強城市安全。先進的自然語言處理技術正在促進多語言實時翻譯和智能對話的發展，預示着未來人機交互的新紀元。同時，計算機視覺技術的發展，使機器能夠像人類一樣“看見”和理解圖像。從簡單的圖像分類到複雜的物體檢測，這些技術正不斷突破，爲醫療、城市服務等領域帶來革命性的進步。

未來，AI將在更多領域展現其創新能力。想象一下，如果機器能通過視覺技術進行精確的醫學影像診斷，將極大地提高醫療診斷的準確性和效率。自動駕駛技術的進步和普及將解決交通安全問題。在智能製造領域，AI將優化生產流程，提高質量控制的準確性。在金融科技領域，AI將用於風險評估和交易策略制訂，提高金融服務的智能化程度。智能家居系統將通過學習用戶習慣，自動調整環境，提升居住舒適度。

FUTURE

綠色能源

驅動清潔未來

在應對氣候變化和環境污染問題方面，綠色能源技術正成爲關鍵。美國積極發展可再生能源，在太陽能和風能技術方面取得顯著進展。歐洲集中力量于海洋能和生物質能，力求實現能源多樣化。中國在太陽能利用和電動汽車技術方面取得顯著成就，促進了清潔能源的廣泛應用。日本則專注於核聚變能源的研發，尋求長期的可持續能源解決方案。

綠色能源技術的發展正在帶來能源生產和消費的根本性變革。目前，我們已經看到清潔能源技術在多個領域的應用。例如，太陽能技術的應用範圍廣泛，包括住宅、商業建築和遠程地區。風能技術正被廣泛應用於陸地和海上風電場，成爲重要的能源補充。此外，生物質能和地熱能也在逐步提升效率，成爲替代傳統化石能源的重要選擇。太陽能、風能、生物質能等可再生能源正逐步成爲未來清潔能源的主力軍。

但是，未來能源還需要更加綠色環保，更加高效和穩定。其中，被譽爲“人造太陽”的核聚變技術，展現出了無與倫比的潛力和前景。該技術通過聚變反應釋放巨大能量，原料豐富，零排放，被稱爲最佳的能源選擇。生物燃料——清潔而可再生的能源“新星”，利用微藻和細菌，不佔用耕地，資源利用效率更高，其發展潛力令人期待，預示着更綠色的未來能源圖景。

FUTURE

生物技術

推進科學邊界

生物技術正在全球範圍內迅速發展，成爲推動醫學、農業和環境領域創新的關鍵力量。美國在合成生物學和基因治療領域保持領先地位，其研發成果在多種疾病的治療中顯示出廣泛的應用潛力。歐盟在基因工程、合成生物學方面取得進展，加強了其在全球生物技術領域的競爭力和影響力。日本在生物醫藥和農業生物技術方面取得顯著成就。中國則在生物能源和生物材料研發方面表現活躍。

生物技術的進步正在爲人們提供解決一些長期挑戰的新途徑。基因編輯技術爲治療遺傳病提供了前所未有的新方法，而合成生物學不僅在推動糖尿病治療等新藥物的誕生，還在幫助人們實現更精準、更高效的農業生產。

可以預見，通過精準模擬和設計，人工智能將幫助科學家創造出新的蛋白質，用於治療疾病、改善健康，乃至改變人們的生活方式。機器學習技術爲藥物研究提供了巨大的可能性，並完善了藥物治療效果評估的方法。同時，腦機接口技術的發展將增強人類的認知能力，提升感知和認知，應用領域包括醫療保障、社交互動和娛樂等。未來，或許能直接通過思維控制機器，從而大幅提高生活和工作的效率，甚至給殘疾人士帶來新的希望。

FUTURE

精準醫療

革新健康管理

在追求更高效、個性化的醫療解決方案方面，精準醫療技術正迅速成爲全球關注的焦點。美國在基因編輯和個性化治療領域處於領先地位，其技術在改善癌症治療等方面極具潛力。歐盟專注於醫學大數據分析和疾病預測模型的發展，以增強其醫療體系的前瞻性。日本利用AI和機器學習技術提高醫療診斷的精確性和效率，中國則在遠程醫療和慢性病管理方面取得了重要進展。

精準醫療技術涉及針對個體或特定患者羣體的醫療干預。這種方法旨在提供更有效的治療方案、更好的治療結果、更安全的臨牀管理和更高效的健康系統。其發展已經開始改變人們對疾病治療的認識。例如，基因測序技術和個性化藥物治療正在爲患者提供更加精確的治療方案。個性化醫療的興起，使基於患者獨特的遺傳信息和生活習慣，爲他們提供量身定製的治療方案成爲可能。遠程醫療結合可穿戴設備，依託互聯網和5G網絡，使遠程問診成爲現實。使用醫療機器人不僅提升了醫療操作的精確度，也大幅提高了整體治療的效率。通過遠程醫療技術，即使是偏遠地區的居民也能享受到與城市同等水平的醫療服務。

預計未來的精準醫療將深度結合人工智能、大數據分析和生物技術，實現更高效和個性化的健康管理。基因測序、生物標誌物等技術將推動精準醫療市場的增長，這些技術的應用不再侷限於腫瘤學，還將擴展到免疫學、遺傳病和罕見病等非腫瘤性疾病的治療。AI和機器學習將在醫療影像診斷和疾病預測中展現出色的性能，提高診斷的準確性和速度。遠程醫療和移動健康應用將使患者能夠實時監測自身健康狀況，並與醫生進行有效溝通。此外，利用虛擬現實和增強現實技術模擬複雜手術環境用於外科醫生訓練，或通過虛擬的解剖過程幫助患者瞭解自己的病情將變得普遍，有利於提升醫療服務的質量和效率。總體而言，未來精準醫療將使醫療服務更加智能化、個性化，極大地提升患者的治療效果和生活質量。

FUTURE

6 G

聯通一切

在通信技術的下一個重大飛躍——6G的研究和開發上，世界各國正積極投入。美國在無線通信和網絡基礎設施方面投入巨資，以保持其在全球通信技術領域的領先地位。歐盟集中於6G的研究和開發，重點關注提高數據傳輸速度和降低延遲。日本和韓國也在6G技術上展示出強大的研發能力，致力於推動通信技術的進步。中國在6G研究方面表現活躍，重視6G在工業互聯網和智能製造中的應用。

預計6G技術將給通信領域帶來革命性的突破，提升數據處理能力和連接穩定性，有望極大地加速大數據和雲計算的應用，並推動物聯網、自動駕駛、遠程醫療等領域飛速發展。這項技術不僅將提升個人通信體驗，還將在智慧城市、工業5.0、遠程教育等多個領域發揮重要作用。6G將支持數字孿生的使用，這些虛擬複製品能夠預測現實世界中的實體如何表現，進一步增強其在增強現實和虛擬現實技術領域的應用潛力。

此外，6G將提供比5G更廣泛的地理覆蓋範圍，連接全球各種機器和設備。它的核心特性包括更高的速度（可能是5G的10~100倍），顯著降低的延遲，改進的連接性、安全性和可靠性。未來，6G將支持自動駕駛汽車，提供所需的數據和計算能力。同時，6G還將使全息通信和觸覺互聯網成爲可能，包括高保真的擴展現實、混合現實交互，爲用戶提供如虛擬體育、虛擬旅遊和虛擬遊戲等全息體驗。

FUTURE

“三深”技術

探索未知世界

“三深”技術，即深海、深空和深地技術，是當今世界科技發展的新前沿。美國在深空探索和衛星技術方面有領先優勢。歐盟在深海研究和海底資源開發上取得重大進展。日本在深地探測技術方面表現突出。中國則在深海探索和深空航天任務中展現了強大的技術實力。

這些技術的發展正不斷拓展人類對地球和宇宙的認識。在深海探索方面，科學家已經開發出先進的潛水器和自動潛水機，這些設備能夠深入海底，探索那裡的生物和地質現象。在深空探索領域，人類已經發射了多個空間站和探測器，不僅探索了近地軌道，還深入到太陽系其他星體。這些探測任務帶來大量關於宇宙的新知識，包括行星和星際物質的組成、太陽系的形成和演化等。在深地探索方面，科學家正在利用各種先進技術深入地球內部，研究地球的結構和動態過程。這些研究有助於更好地瞭解地球的地質歷史，預測和減輕自然災害，如地震和火山爆發等。

展望未來，深海、深空和深地探索技術的應用場景將更加廣泛和深入。深海探索技術不僅能夠幫助我們更好地瞭解海洋生態系統，還可能在開發海底資源，如稀有礦物和生物製藥原料方面發揮重要作用。深空探索的未來可能包括對更遙遠星際和星系的探索。隨着航天技術的發展，我們可能會發現新的可居住行星。此外，深空探索也可能帶來新材料和能源技術的發展。深地探索的未來則可能集中在更深入地理解地球內部結構，以及如何更有效地利用地球深處的資源。隨着探索技術的發展，還可能發現新的礦物資源，甚至開發新的地熱能源技術。

隨着科技領域的革命性突破，我們正邁向一個充滿無限可能和希望的嶄新時代。這些未來技術不僅引領了科技發展的方向，更是推動社會向前邁進、提高我們生活質量的強大引擎。面對這些改變世界的創新，我們必須攜手應對隨之而來的種種挑戰。只有通過全球的合作和理解，才能在這個多元化的、由科技驅動的新時代裡，共同實現社會的全面發展和人類生活的大幅提升，攜手步入一個更加美好的未來。

本文選自《科學畫報》2024年第1期。

本文圖片由ChatGPT生成。