美國蘭德公司國防研究所于2001年向國家情報(bào)委員會(huì)提交了一份報(bào)告，闡述了2015年前生物,、納米,、材料技術(shù)及其與信息技術(shù)發(fā)展趨勢。該報(bào)告的主要內(nèi)容如下,。
前言
本報(bào)告由國家情報(bào)委員會(huì)資助,，是1996年出版的《展望2010年全球發(fā)展趨勢》的續(xù)集。國家情報(bào)委員會(huì)相信,，包括信息技術(shù),、生物技術(shù)、納米技術(shù)(廣義)和材料技術(shù)的各種各樣技術(shù),，對全球有重大和決定性的影響,。本報(bào)告提出的內(nèi)容包括：預(yù)測2015年生物技術(shù)、納米技術(shù)和材料技術(shù)的發(fā)展趨勢,，以及它們對信息技術(shù)和世界的意義和影響,，從而為決策者、情報(bào)分析家和公眾提供參考,。本報(bào)告由蘭德公司的國防研究所技術(shù)政策中心負(fù)責(zé)編寫,。該研究所是美國聯(lián)邦政府資助的研究開發(fā)中心,，由國防部長,、參謀長聯(lián)席會(huì)議主席辦公室提供資助。
這份中長期戰(zhàn)略和情報(bào)研究報(bào)告,，為美國中央情報(bào)局主任和主要決策者在尋求國家利益和制定對外政策的優(yōu)先目標(biāo)時(shí)提供參考,。
摘 要
科學(xué)技術(shù)影響著人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì),、政治和個(gè)人生活的各個(gè)方面,。到 2015年，隨著各種學(xué)科技術(shù)的發(fā)展,，人類生活將會(huì)發(fā)生徹底變革,。生物技術(shù)將使我們能夠識別、理解,、操作,、改進(jìn)和控制生命體(包括人類自己)。信息技術(shù)將繼續(xù)在所有方面深刻地影響世界,。智能材料,、敏捷制造和納米技術(shù)在擴(kuò)大設(shè)備能力的同時(shí)，將改變制造設(shè)備的方法,。到2015年,，如果一些技術(shù)難關(guān)被及時(shí)克服的話，將可以用這些技術(shù)制造出“瘋狂卡”,。
世界將發(fā)生驚人的變化,。包括人類生活質(zhì)量和生活幅度的極大提高，極高的產(chǎn)業(yè)成交額,，工人的終身訓(xùn)練,，繼續(xù)全球化，財(cái)富重組,，文化融合或者入侵,，可能增加的緊張局勢和沖突，權(quán)力從國家向非政府組織和個(gè)人轉(zhuǎn)移,，環(huán)境因素的相互影響,，生活質(zhì)量提高的同時(shí)伴隨著繁榮和緊張局勢緩和，以及可能的人類優(yōu)生學(xué)和克隆,。
許多因素決定這些預(yù)測是否可能真正成為現(xiàn)實(shí),。這些因素包括當(dāng)?shù)卣畬夹g(shù)變化的接受程度，技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施投資的水平,，市場驅(qū)動(dòng)和限制,，技術(shù)突破和進(jìn)步。這些因素在全球因地而異,，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)程度也將因地而異,，尤其在發(fā)展中國家,。然而在大多數(shù)發(fā)達(dá)國家，整個(gè)變化趨勢將會(huì)繼續(xù),。
技術(shù)的快速發(fā)展和突破使預(yù)測變得困難,，但是全球技術(shù)革命的發(fā)展趨勢是非常有意義的和有希望的。
本報(bào)告討論了生物技術(shù),、材料技術(shù)和納米技術(shù)相互作用的趨勢,，以及它們同信息技術(shù)的相互促進(jìn)。
生物革命
到2015年,，生物技術(shù)將開始改變生物本身,。疾病、營養(yǎng)不良,、食物生產(chǎn),、污染、人的壽命,、生活質(zhì)量,、犯罪和安全等問題，將被極大地關(guān)注,、處理,、改善和爭論。隨著生態(tài)系統(tǒng)的變化,，有些進(jìn)步可能被認(rèn)為是人工改良動(dòng)植物的結(jié)果,。
以下是最具有重大意義的一些問題：
1.提高人的壽命和生活質(zhì)量。2015年,，隨著人類生活質(zhì)量的巨大改善,，人的壽命將進(jìn)一步增加。更好的疾病控制,、定向藥物,、基因治療、延緩衰老,、增強(qiáng)記憶的藥物,、修復(fù)技術(shù)、仿生移植,、動(dòng)物器官移植以及其他許多進(jìn)展,，會(huì)繼續(xù)提高人的壽命和生活質(zhì)量。某些進(jìn)展甚至?xí)谷祟愃刭|(zhì)超過目前的水平(例如通過人造傳感器),。
2.優(yōu)生學(xué)和克隆,。到2015年，人們也許有能力利用基因工程技術(shù)來“改進(jìn)”人類的品種和克隆人,。在整個(gè)人類歷史上,，這些發(fā)展將是最有爭議的,。尚不清楚到2015年這方面是否會(huì)開始廣泛的努力。然而,，人們將至少可能看到一些有限的嘗試，例如基因治療遺傳性疾病,，通過優(yōu)勝劣汰的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行克隆,。爭論將會(huì)很激烈。
這就是說,，如果沒有爭論和尚未預(yù)見到的改變,，就不會(huì)有生物革命。在轉(zhuǎn)基因食物,、克隆和基因測繪等方面,，已經(jīng)出現(xiàn)倫理、道德,、宗教,、隱私和環(huán)境問題的大辯論和抗議。今后15年,，隨著用生物技術(shù)控制人口,，這些爭論還將繼續(xù)下去。但是,，這場生物革命不會(huì)中斷,，而只是修改進(jìn)程。
生物革命極大地依賴于各種技術(shù)的發(fā)展趨勢,，不只是生物科學(xué)和技術(shù),，而且還包括微電機(jī)系統(tǒng)、材料,、成像,、傳感器和信息技術(shù)。技術(shù)發(fā)展和快速突破使預(yù)測變得困難,，但是基因測繪,、克隆、基因修改,、生物醫(yī)學(xué)工程,、疾病治療和藥物開發(fā)的進(jìn)步正在加速。
生物技術(shù)
不管可能性如何,，人們將繼續(xù)討論這些問題：
1.優(yōu)生學(xué),。
2.人類克隆，包括道德,、失誤,、導(dǎo)致醫(yī)學(xué)問題,、基因所有權(quán)和人類雜交。
3.基因?qū)＠?，基因排序所有?quán)及知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),。
4.基因修改生物的安全性和道德規(guī)范。
5.干細(xì)胞用于細(xì)胞工程,。
6.動(dòng)物器官移植,，及由此帶來的對動(dòng)物權(quán)利的保護(hù)和物種之間疾病傳染的風(fēng)險(xiǎn)。
7.基因測序結(jié)果的,，隱私(例如全國范圍內(nèi)警察局的DNA資料數(shù)據(jù)庫,，基于基因預(yù)測遺傳性疾病造成拒絕聘用或者保險(xiǎn))。
8.源于基因改良品種帶來的環(huán)境破壞的危險(xiǎn),。
9.生物武器危險(xiǎn)的增加,。
在發(fā)達(dá)國家，生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)步以及健康方面的其他改進(jìn),，將繼續(xù)增加人類的壽命,。與此同時(shí)，將加速人口老齡化,、增加退休人員的財(cái)政支出和個(gè)人醫(yī)療保險(xiǎn)成本等問題,。
材料、裝置和制造業(yè)的革命
材料技術(shù)將使產(chǎn)品,、元件和系統(tǒng)變得更小,，更智能化、多功能,、環(huán)境兼容,、更加和諧和專業(yè)化。這些產(chǎn)品將不僅有益于信息革命和生物革命,，而且對制造業(yè),、后勤保障和個(gè)人生活方式都有好處。
1.智能材料
具有敏感和激勵(lì)能力的某些材料,，將日益被用于不同的環(huán)境條件,。可以預(yù)見的用途包括：
?、龠m應(yīng)天氣變化的衣服,，信息系統(tǒng)的各種界面，生命跡象的監(jiān)視器,，藥物釋放,，傷口保護(hù)；
②人身識別和安全系統(tǒng),；
③隨天氣變化自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境條件的建筑物和運(yùn)輸工具,。
增加材料的功率、感應(yīng)和激勵(lì)特性,，或者基于生物模型,，使新的更精密的機(jī)器人和遙控運(yùn)輸工具成為可能。
2.敏捷制造
快速樣品生產(chǎn)和嵌入式傳感器,，為加快開發(fā)復(fù)雜元件和系統(tǒng)提供了一種手段,。到2015年，加上柔性制造方法和設(shè)備,，使得向敏捷制造系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移成為可能，元件更加容易實(shí)現(xiàn)專業(yè)化,，制造更加全球化,，進(jìn)而推動(dòng)全球企業(yè)的發(fā)展。
3.納米半導(dǎo)體
半導(dǎo)體硬件呈指數(shù)級實(shí)現(xiàn)更小,、更快速和更廉價(jià),，是信息技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。到2015年,，將實(shí)現(xiàn)20― 25微米的規(guī)模,，從而大大降低計(jì)算成本，使在消費(fèi)產(chǎn)品,、器具和環(huán)境中普遍設(shè)置嵌入式傳感器和計(jì)算系統(tǒng)成為可能,。
到2015年，納米材料(如“量子半導(dǎo)體”)能夠開始對化學(xué)標(biāo)識實(shí)現(xiàn)變革,，使藥物發(fā)現(xiàn),、血液化驗(yàn)、基因測定和其他生物應(yīng)用的快速實(shí)現(xiàn)成為可能,。
4.集成微系統(tǒng)
今后5―10年,，化學(xué)的、流體的,、光學(xué)的,、機(jī)械的和生物的元件將同計(jì)算邏輯一起，集成在一個(gè)芯片中,。計(jì)量和測試技術(shù)設(shè)備是近期最有前景的應(yīng)用領(lǐng)域,。到2015年，依靠這些進(jìn)步,，生物技術(shù)的研究和生產(chǎn),、化學(xué)合成、傳感器都很可能被大大改進(jìn)。即使是由微觀元件集成的整系統(tǒng)(例如衛(wèi)星和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)加工設(shè)備),，其成本也只有目前大系統(tǒng)成本的一小部分,，這將大大改進(jìn)各種軍民兩用設(shè)備中的信息傳感和加工過程。此外也許還會(huì)開發(fā)出一些目前受約束的加工能力(例如核同位素分離),。
技術(shù)瘋狂卡
上面描述的技術(shù)看起來雖然非常有希望,，而且有重大的全球影響，但這些預(yù)測仍因不確定性因素而難以保證,。隨著時(shí)代的進(jìn)步,，不可預(yù)見的技術(shù)發(fā)展或者效果也許會(huì)使這些預(yù)測黯然失色。2015年,，由于技術(shù)的挑戰(zhàn),，尚未被看到的其他趨勢由于技術(shù)得到突破，也許會(huì)變得十分重要,。提出“瘋狂卡”的概念,，有助于描繪出一個(gè)未來最終可能發(fā)生的畫面。
1.納米計(jì)算機(jī)
2015年以后,，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造技術(shù)將遇到嚴(yán)重的困難,。克服障礙以增加計(jì)算能力的一個(gè)潛在的遠(yuǎn)期解決辦法是量子計(jì)算機(jī),。另一個(gè)是分子電子學(xué),，用化學(xué)裝配的邏輯開關(guān)組成一臺大計(jì)算機(jī)。開發(fā)低功率,、巨量平行計(jì)算設(shè)備是很吸引人的想法,，但預(yù)期到2015年還不會(huì)有很大的成果。
2.分子制造
許多幻想家已經(jīng)提出了分子制造的概念,，即把一個(gè)一個(gè)原子(或者分子)自下而上的排列起來(而不是采用常規(guī)的制造技術(shù)自上而下的排列),。分子制造技術(shù)雖然有改變?nèi)虻木薮笙Ｍ悄壳爸惶幱谧罨A(chǔ)的研究階段,?？梢灶A(yù)期在今后15年里能夠開發(fā)出一個(gè)小規(guī)模的集成系統(tǒng)，但是大規(guī)模的則不明朗,。
3.自裝配
到2015年,，自裝配方法(包括使用生物方法)盡管還不會(huì)形成規(guī)模，但將最終向自上而下的半導(dǎo)體平版印刷技術(shù)和分子制造技術(shù)提出挑戰(zhàn),。
總趨勢
到2015年,，信息革命、生物革命,、材料革命,、設(shè)備革命和制造革命將普遍形成趨勢,。
1.技術(shù)變化加速。技術(shù)變化加速加上工業(yè)技術(shù)的推陳出新,，將增加繼續(xù)教育和培訓(xùn)的重要性,。這可借助于遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)和其他替代機(jī)制得以實(shí)現(xiàn)，但這些變化將使社會(huì)難以適應(yīng),。今后15年,，文化的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)的必要性,、社會(huì)的需求和資源的可利用程度,，將影響技術(shù)在每個(gè)產(chǎn)業(yè)和社會(huì)的利用規(guī)模和快慢。這些變化的規(guī)模和快慢,，反過來能對大多數(shù)國家的經(jīng)濟(jì),、社會(huì)和政治產(chǎn)生深刻的影響?？茖W(xué)和技術(shù)能夠在多大程度上完成這種改變和得到好處,，將完全取決于創(chuàng)建者、推動(dòng)者和執(zhí)行者的決心,。
2.技術(shù)的多學(xué)科性質(zhì)日益增加,。由于學(xué)科的交叉融合和相互影響,，使得許多技術(shù)趨勢成為可能,。生物技術(shù)將極大地依賴于在芯片實(shí)驗(yàn)室里做分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及生物信息學(xué)的進(jìn)步。微機(jī)電系統(tǒng),、智能材料和新材料將使普遍設(shè)置的小型傳感器成為可能,。還有，工程師將日益轉(zhuǎn)向生物學(xué)家,，理解生物體如何解決涉及自然環(huán)境的問題,；這些“仿生物”的努力，把來自天然的最好的解決辦法與人造的元件結(jié)合起來,，能夠開發(fā)出比現(xiàn)存生物體更好的系統(tǒng),。
3.技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先的競爭。對每一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)和參與將取決于許多因素,，包括未來的地區(qū)經(jīng)濟(jì)的安排(例如歐盟),，國際知識產(chǎn)權(quán)和保護(hù)，未來多國合作的性質(zhì),，以及公――私對研究開發(fā)的投資量和作用,。目前，已出現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合和地區(qū)之間競爭的趨勢,，增加對全球知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度的支持,，更加全球化以及研究開發(fā)投資的責(zé)任區(qū)分 (例如，公營的研究投資和私營的開發(fā)投資)。
4.繼續(xù)全球化,。信息技術(shù)以及它對其他技術(shù)(例如敏捷制造)的影響,，將繼續(xù)推動(dòng)全球化進(jìn)程。
5.潛在的側(cè)面滲透,。到2015年,，比較舊的成熟的技術(shù)將進(jìn)入發(fā)展中國家的新市場。這會(huì)涉及到一些創(chuàng)新,，使現(xiàn)有技術(shù)適應(yīng)新的條件和需要,，但發(fā)展中國家不需要進(jìn)行新技術(shù)的基礎(chǔ)性開發(fā)。
值得關(guān)注的問題
許多國家業(yè)已存在下列問題,，并且在今后15年將繼續(xù)發(fā)展,。
1.等級差別。技術(shù)將給使用者帶來利益和繁榮,，同時(shí)也會(huì)帶來新的等級差別,，并擴(kuò)大這種差別。技術(shù)雖然有助于緩解發(fā)展中國家的某些嚴(yán)峻困難(例如食品短缺和營養(yǎng)問題),，但也會(huì)在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家之間及內(nèi)部產(chǎn)生實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)差別,。那些不打算或者不能夠接受再訓(xùn)練和新技術(shù)•的人將進(jìn)一步落在后面。此外,，在發(fā)展中國家特定的市場條件下,，經(jīng)濟(jì)激勵(lì)常常還不足以驅(qū)動(dòng)新技術(shù)或技藝的取得。
2.減少隱私,。對個(gè)人隱私的各種威脅,，包括連接互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫、傳感器能力的增加,、DNA測試,、指示先天性疾病的基因資料。由于這些技術(shù)也有潛在的好處,，所以有正反兩方面的利弊(例如個(gè)人化的產(chǎn)品和服務(wù)),。由于立法常常落后于技術(shù)的進(jìn)步，隱私常常會(huì)以反作用的形式起作用,。
3.文化威脅,。許多人會(huì)感覺到，他們文化的活力正在受到新技術(shù)帶來的新的生活方式的威脅,。特別是年輕一代,，他們看到新技術(shù)帶來的好處，所以很難阻止這一威脅,。即使有些技術(shù)能夠保護(hù)文化遺產(chǎn)和珍寶,，但這一變化趨勢也很難逆轉(zhuǎn),。
結(jié) 論
在農(nóng)業(yè)革命和工業(yè)革命之后，一個(gè)廣泛的多學(xué)科的技術(shù)革命正在改變世界,。信息技術(shù)已經(jīng)在變革著人們的生活(特別在發(fā)達(dá)國家),，并將繼續(xù)對材料技術(shù)和納米技術(shù)的突破發(fā)揮作用。生物技術(shù)將變革生物體,。材料和納米技術(shù)將使新設(shè)備裝置具有不可預(yù)見的能力,。這些技術(shù)不僅對人們的生活產(chǎn)生影響，而且交叉融合,，相互影響,，進(jìn)而使得技術(shù)革命更加廣泛，并加速這些技術(shù)的發(fā)展,。
生物技術(shù)革命的影響也許是最令人吃驚的,。技術(shù)突破的結(jié)果將使人類的生活質(zhì)量得到改善，延長壽命,。對環(huán)境的污染和保護(hù)將達(dá)到空前的程度,。對于公眾來說，其他方面的技術(shù)發(fā)展趨勢也許不那么明顯,，但事后來看也許是相當(dāng)有意義的,。制造技術(shù)基礎(chǔ)原理方面的突破，可以使人們生產(chǎn)出更加專門化和功能更加強(qiáng)大的新產(chǎn)品,。
沒有爭論就不會(huì)有技術(shù)革命的繼續(xù),。當(dāng)世界人口被控制住的時(shí)候，必須處理好倫理,、經(jīng)濟(jì),、法律,、環(huán)境,、安全和人們關(guān)心的其他各種問題。其中最關(guān)鍵的問題也許是隱私,、經(jīng)濟(jì)差別,、文化威脅和生物倫理。特別是優(yōu)生學(xué),、人類克隆和基因修改,，在倫理道德上會(huì)引起最強(qiáng)烈的反抗。這些爭論既驅(qū)動(dòng)著技術(shù)的方向,，又相互影響,，所以相當(dāng)復(fù)雜。這就需要公眾和決策者了解技術(shù),，綜合分析它們之間的復(fù)雜關(guān)系和相互作用,，以便真正地理解圍繞技術(shù)的這些辯論,。
