《超級技術》是未來社會的預言書。
任何人都無法準確地告訴你，2050年將會涌現哪些改變世界的黑科技；就像30年前，沒人可以預測到今天的蘋果、亞馬遜、臉譜網和谷歌。雖然預測未來十分困難，但是我們可以通過正在發生的趨勢，有依據地發現未來技術的蛛絲馬跡，并預測其大規模商業化的潛力，以及對人類生活和社會的重大影響。
未來已經到來，只是還分布不均。本書提出了勾勒未來科技圖景的三大工具：從過去，從現在，從科幻故事中構建未來世界。
在不久的將來，我們可以把自己的大腦接入互聯網，替換身體中損壞的零件，食用實驗室里培育的奶制品。如果足夠幸運，我們將生活在一個生產力更高、能源更豐富，并且更加平等的社會里。
序 邂逅超級技術
本書旨在從較長的時間維度來思考技術的發展。我們把目光鎖定在2050年，是為了找到這段時間內有可能改變世界的基本動力。本系列書的前一本《大轉變：2050年的世界》（Megachange: The World in 2050）于2012年出版，對全球的人口、宗教、經濟和文化的發展進行了預測。本書僅關注一點技術，但是超級技術的范圍很廣泛，幾乎會給所有一切帶來影響。
顯然，我們無法肯定2050年的技術將會是什么樣，就像30年前，沒人可以預測到今天的蘋果、亞馬遜、臉譜網和谷歌，但進行有根據的預測還是很有趣、很有意義的。本書匯集了各個領域的專家的觀點，囊括了科學家、企業家、學者、科幻作家以及《經濟學人》雜志的記者等，大家對于未來幾十年技術將怎樣演變和影響我們做出了預測。
工具和平臺
本書從基礎開始，第一部分的前六章，討論了未來技術的一些基本問題，以及技術變革的驅動力和限制。我們應如何著手研究未來的發展？科學，特別是物理學和生物學將取得哪些進展？技術的發展將會遇到哪些瓶頸？投資者如何看待新技術，目前他們正把資金投到哪些領域？技術的變革是否會像大家預測的那樣迅猛，抑或遜色于20世紀的技術革命？
為了更好地預測未來的技術，最好是找到相關工具。湯姆斯丹迪奇(Tom Standage)為我們提供了一些這樣的工具，他建議我們到過去的發展模式、現有的邊界案例，以及科幻作家的想象中的未來里尋找線索。然后，他把這些工具在四個很有前景的領域進行測試：虛擬現實、自動駕駛、私人太空旅行以及基因工程。這些案例表明我們將迎來一個技術的孕育期（兩位科幻作家稱這個即將到來的變革時代為加速帶），這將與17世紀中期的科學革命遙相呼應。
科學領域的進步讓加速帶看起來是可行的。弗朗克韋爾切克（Frank Wilczek）在其對基礎物理學的精湛概述（很多讀者會覺得相見恨晚，如果大學里面有如此清晰的解釋就好了）中，給出了一個驚人的論斷：
今天我們有準確的、完整的公式來為核物理、材料科學、化學以及所有合理形式的工程提供基礎。
因此，計算可以越來越多地取代技術開發中的實驗，從而實現更快的進步。這讓我們有更多的機會為人類服務，同時為我們取得更高水平的物質文明和精神文明帶來了令人振奮的前景。但是，它也為我們呈現了一些可怕的錯誤（或失敗模式），其中最令人擔憂的三種是：核戰爭、生態崩潰，以及人工智能戰爭。
如果說物理學已經成熟到可以進行創新，那么生物學就是剛剛升起的太陽。羅伯特卡爾森(Robert
Carlson)預測，到2050年之前的幾十年中，我們將會研究生命科學中各個部分和各個系統是如何協調工作的。在未來一段時間可能會出現的一些技術，包括人的大腦連接互聯網、身體各個部件以舊換新，都可能帶來倫理方面的問題。同時，整個行業（從食物到制藥）都將因為生物工程而轉變，因為它將成為一個制造任何我們在大自然中看到的物體的平臺，以及其他更多的可能。
生物技術巨大潛力的背后是DNA（脫氧核糖核酸）測序能力的超指數增長。十年前，《經濟學人》把這種效率的飆升稱為卡爾森曲線（Carlsons curve），類似于芯片行業驅動數字技術發展的、大家熟知的摩爾定律。其實，摩爾定律的效用正在消失。這是否意味著對于計算能力的巨大需求（本書中提及的很多有趣的事情都需要運用計算能力）將來會受制于物理極限呢？在蒂姆克羅斯（Tim Cross）看來，答案很簡單：也許不會。其他技術將彌補摩爾定律的失效。沒有摩爾定律這個主節拍器，進步可能不會那么規律和可預測，但是結合3D芯片、量子計算以及云計算，計算革命將繼續下去。
根據近幾十年的經驗來看，信息技術總是以技術浪潮的形式出現。從20世紀50年代起，大概經歷了六波這樣的浪潮，從早期的大型主機到現在的智能設備以及物聯網。在每一波浪潮中，都會涌現一堆公司，但只有很少的公司能夠順利到達岸邊。每一波浪潮都會吸取上一波浪潮的力量，長江后浪推前浪。硅谷的投資者已經站上了最新的第七波浪潮，目前還處于形成階段：人工智能。早期的風險投資家在2010年左右就開始投資人工智能，目前，有數十億美元正砸向人工智能軟件工具和應用公司。安溫布萊德（Ann Winblad）認為第七波浪潮中，一個快速的、良性的、互相競爭的創新循環為第七波浪潮的形成帶來了無形的動力，我們將在未來幾十年內感受到這種力量。
人工智能以及其他新技術的影響到底會有多大呢？包括美國經濟學家羅伯特戈登（Robert Gordon）在內的一些人認為，數字革命雖然影響深刻，但是與19世紀下半葉偉大的工業革命相比，它帶來的潛在變革還是相對有限的。電力、汽車、室內下水管道和現代醫學推動了生產力一個多世紀的快速增長，盡管今天互聯網、智能手機、移動應用以及機器人的應用很廣泛，生產力及其收入增長速度卻讓人失望。這些技術增加的只是社會的不平等和憤怒，但是正如賴恩埃文特（Ryan Avent）闡述的那樣，對于未來幾十年，我們還是有充足的理由更加樂觀些。學會如何充分利用新技術需要一定的時間，對于當時的電氣化也是如此（事實上，到目前為止，信息技術時代的勞動生產率增長模式與電氣化時代基本一致）。與以前技術驅動的經濟增長相比，未來的進步將以現在很難想象的方式出現。這并不是說未來的快速變革會很容易應對。相反，它會很困難并且帶有破壞性，本書后面的章節將更深入地分析這個問題。
工業革命
在第二部分，我們首先將分析技術為不同的關鍵行業帶來的變革。在這些行業中，農業是最重要的。到2050年，如何養活地球上近100億的人口？杰弗里凱爾（Geoffrey Carr）認為，消費者也許能夠接受各種即將到來的食物生產技術。這些技術，包括對植物進行精確的基因編輯，能夠讓農作物進行渦輪增壓光合作用（turbo-boost photosynthesis），從而生長得更快，極大地提高產量。城市漁場能夠把海洋引到內陸，會讓魚成為動物蛋白的主要來源。除非它被大規模生產的動物產品取代，這些產品，如牛排、牛奶、無殼雞蛋等，可以直接從細胞進行培育，不需要真正的動物。
如果我們不需為饑餓擔心，那么就應該考慮讓大家的生活更健康一些。過去，醫療保健行業采用新技術的速度相對較慢，如今變化節奏正在加快。攪局者將來自多個領域，包括人工智能、大數據、更廉價的基因組測序。醫療保健行業將迎來非凡的改變：新的應用程序以及更加復雜的人工智能工具將完成以前醫生的工作；針對特定分子或細胞的靶向治療將主導藥物的開發；全新的子行業將出現，如再生醫療以及與數據聚合相關的領域。基安里科法魯吉亞（Gianrico Farrugia）指出，有一點很關鍵，那就是這些變革將帶來似曾相識的結果：醫療行業將和其他行業一樣，把患者視為客戶。
能源行業的未來可能就沒有這么明晰了，我們將逐漸減少使用造成氣候變化的燃料。安妮舒卡特（Anne
Schukat）預計，在未來幾十年，化石燃料的使用量將大幅減少，可再生能源會迅速崛起，特別是太陽能和風能，其成本正在不斷下降。電池技術的巨大進步也將帶來幫助：家用以及商用的分布式能源存儲將逐漸推廣。過去大家都擔心會出現能源短缺，但隨著可再生能源的興起，以及使用壓裂法開采到更多的石油和天然氣，未來的能源將十分豐富。
新材料的使用也將有助于大幅提高制造業的能源使用效率。正如保羅麥基里（Paul Markillie）指出的那樣，從寶馬i3電動汽車由碳纖維編織而成，可以看到未來的一些端倪：與傳統工藝及材料相比，i3的生產過程節省了50%的能源以及70%的水。這只是材料科學革命的一部分，除了碳纖維，還有諸如具有記憶功能以及自我組裝功能的智能材料，以及通過分子級操作創造特定物質，甚至改變物質對光、電、水、熱的反應。新材料也有助于疊加制造（additive manufacturing）的普及，也就是大家熟知的3D打印。隨著材料以及工藝成為企業的核心競爭力，很多曾經流向海外的制造業將會回流，以便更加靠近用戶。
新材料也將應用于軍事工業，如為士兵提供更為輕便、更加靈活的盔甲。其他技術，包括激光槍和軍用機器人也將投入戰場。在防御系統制造方面，美國仍引領全球，但是其潛在的對手正在奮起直追。本杰明薩瑟蘭（Benjamin Sutherland）認為，到21世紀中期，西方世界在精確武器方面的壟斷地位將被打破。西方還保存的一個希望是文化優勢：思想自由也許能讓他們的士兵更加有效地使用智能設備來發揮其聰明才智。
其實，這些技術的影響極為深遠。利奧密拉尼（Leo Mirani）預測，他們給人類行為帶來的影響可能將超過智能手機和網絡。他的筆下描述了一個這樣的2050年世界：虛擬現實眼鏡取代了智能手機，與說外語的人交流時會同步進行翻譯，你將不會忘記任何人的名字，因為當你與別人交談時，所有你知道的關于這個人的信息都會自動顯現。他認為技術將越來越接近我們的身體，甚至進入我們的身體。當這一切發生后，人們將更加關心那些從我們身上收集的大量數據，以及收集這些數據的公司將如何使用它們。
社會變革
目前來看，即將出現的各種技術對社會和政策的影響顯然是巨大的。這是本書第三部分關注的內容，首先，我們看看史蒂芬霍金（Stephen Hawking）和埃隆馬斯克（Elon Musk）擔憂的領域：人工智能。超級智能機器會對人類的生存造成威脅嗎？盧西亞諾弗洛里迪（Luciano Floridi）認為機器并不是問題所在，人類為這些機器創造的環境有可能是癥結所在。
雖然存在一些困難，但還是有很大的進步空間。肯內特庫基爾（Kenneth Cukier）指出，在一個數據驅動的世界里，目前難以做到的事情將會變得更加容易，昂貴的東西將變得更加便宜，稀缺的事物將變得更加豐富。因此，醫生可以使用大數據系統來做診斷，老師將使用數據來針對每個學生因材施教，律師能夠更快、更低成本地找到相關的證據和判例。雖然這些以及其他職業不會被技術消滅（我們甚至可能會需要更多的醫生、老師和律師），但是人們需要改變自己的工作方法、學習新的技能。
即將到來的數字革命會給發達國家帶來劇變，但這并不是技術引起劇變的唯一方式，它給貧困國家帶來的變化有過之而無不及。在梅琳達蓋茨（Melinda Gates）想象的世界里，每個婦女都有一部智能手機。這將給包括醫療保健、農業、銀行業等帶來變革，到2050年，肯定可以實現。
這是技術減少世界不平等的一個例子。阿德里安沃爾德里奇（Adrian Wooldridge）列舉了最近一些導致不平等加劇的例子，將來，技術也許能扭轉這種情況。例如，技術能幫助我們發現和挑選更有才能的年輕人，而不管其社會背景，給那些原本可能一生默默無聞的人一個發光的機會。無論是在教育領域，還是在健康領域，無論是打擊腐敗，還是維持社會安定，技術都會為決策者提供強有力的工具。
即將到來的破壞性是如此之大，人們越來越擔心這對于工作來說意味著什么。機器是將導致工作空心化，還是會創造就業崗位？新的工作崗位能否快速提供給失去工作的人？琳達格拉頓（Lynda Gratton）提出了企業家和決策者在面對未來工作不確定的情況下需要考慮的一些問題，并得出一個結論任何機構成功的關鍵都是具有適應性。這就意味著在設計職業階梯時需要創造性，在培養人才時需要想象力，在進行培訓時需要靈活性并用一種新的態度面對機器伙伴：工人和他們的機器人同事一起合作將取得怎樣的偉大成就呢？
還記得湯姆斯丹迪奇提到想象力（以科幻作品的形式）是展望技術未來的工具之一嗎？在本書中也包含了一些想象中的未來，我邀請兩位科幻作家撰寫了兩篇以2050年為背景的短篇故事。阿拉斯泰爾雷諾茲（Alastair Reynolds）和南希克雷斯（Nancy Kress）寫得非常精彩，把技術融入生活，同時提出了一些相關的道德問題，讓人感覺非常真實。
充滿風險的超級技術
貫穿本書的三條主線，從開始到結束一直交織在一起。第一條反映了本書的主題：超大的感覺。到2050年，技術給我們帶來的可能性是巨大的。我們很難不為即將取得如此巨大的成就而感到興奮。這是一個充滿誘人前景的世界：更快、更好、更便宜的服務；能夠在更廣的范圍、更平等地使用這些服務；食物更豐富、能源更清潔、交通更安全；人們更加健康，也有更多的機會。
但就像奧利弗莫頓（Oliver Morton）在最后一章的深刻總結那樣，還是有可能出現很多問題，可能會帶來很多人們預想不到的后果，技術的力量可能會被濫用或帶來破壞。保持對前方潛在風險的謹慎是本書的第二條主線：超級技術可能變成破壞性的技術（negatech）。弗蘭克韋爾切克提出了失敗模式的警告，其他人也提到了一些決策者必須考慮的、技術可能帶來的問題，每個行業都將面臨動亂：各個工作崗位以及以此為生的人們都將受到威脅。盧西亞諾弗洛里迪一針見血地指出了變革的節奏：
農業革命用了上千年的時間來完成其對社會的全面影響，工業革命也經歷了幾個世紀，但是數字革命僅僅用了幾十年。這也難怪我們會感到困難和措手不及。
變革加速充滿了挑戰和機遇。
與超大的感覺、風險交織在一起的是本書的第三個主題：一個經常被提及的觀點未來與我們每個人都是息息相關的。科學家、極客、企業家們的創新只是影響技術的一部分。2050年將如何，還決定于政府的決策、公司的戰略以及個人的選擇，充分利用超級技術取決于每一個人。
梅琳達蓋茨（Melinda Gates）
比爾與梅琳達蓋茨基金會聯合創始人、聯合主席。
丹尼爾富蘭克林（Daniel Franklin）
《經濟學人》執行主編。1983加入《經濟學人》，以前主要撰寫關于蘇聯以及東歐的文章，后來擔任華盛頓分社社長。他還是《大轉變：2050年的世界》（Megachange）一書的合編者。
譯者簡介：
黃強
本科畢業于中山大學計算機系，研究生畢業于中科院計算技術研究所。目前任職于中國農業銀行某境外機構，高級工程師、金融風險管理師（FRM），曾多次獲得人民銀行科技進步獎。
序 邂逅超級技術 // V
第一部分 基礎
第 1 章 預測未來的水晶球 // 003
如果要窺探技術的未來， 可以從三個方面著手： 過去、現在， 以及科幻小說中的未來世界。
歷史之鏡 // 004
明天重復今天 // 005
從科幻小說中發現未來 // 007
實戰 // 009
未來在加速前進？ // 015
第 2 章 未來技術的物理基石 // 017
基礎物理的進步為其與技術的關系開創了一個質變的新局面。 牢固的基礎能夠讓我們更清晰地認識到機會和挑戰。光明的前途就在前面，也潛伏著危險。
從神秘到精通 // 018
世界系統化 // 022
臆想之事 // 031
機遇 // 032
第 3 章 生物技術的潛能 // 041
從制藥到生產，生物技術將為個人、企業和經濟打開一扇充滿無限可能的大門。
把互聯網接入自己的大腦 // 044
當軟件遇上濕件 // 046
生物技術繁榮的基礎 // 047
生物工程的未來 // 050
從磁盤到 DNA // 053
牛奶工廠和生物經濟 // 054
你好！ 機器牛 // 056
第 4 章 超越摩爾定律 // 058
微處理器性能的巨大進步使得計算革命成為可能。未來， 革命還將以其他方式繼續下去。
強弩之末 // 059
3D芯片和量子計算 // 062
消逝的計算機 // 065
摩爾定律的終結 // 067
第 5 章 技術發展史：凡是過去，皆為序章 // 069
要想了解未來 30 年事情將如何變化， 可以參考過去 30年各種技術浪潮是如何形成的。
第一波浪潮： IBM和七個小矮人 // 070
第二波浪潮的贏家： 微軟和甲骨文 // 072
一浪快過一浪： 第三波和第四波浪潮 // 073
技術浪潮與風險投資家 // 074
第五波和第六波：大數據和物聯網 // 076
第七波到來： 人工智能浪潮 // 076
浪潮退去之后 // 081
第 6 章 創新大辯論 // 084
關于在未來技術是否能像過去一樣給發展和生產力帶來飛躍引起了激烈的爭辯。
令人悲觀的數據和統計的假象 // 086
被低估的指數效應 // 088
技術充分發揮潛力的滯后效應 // 090
技術變革帶來的麻煩 // 093
更加不平等的未來 // 096
第二部分 各個行業的超級技術
第 7 章 歡迎來到 2050 年的農場 // 101
一個擁有 100 億人口的星球如何養活自己。
農業革命 // 104
都市中的田園 // 107
前事不忘， 后事之師 // 109
第 8 章 醫療保健和病人的權利 // 111
醫學的快速進步將同時讓人類和社會受益匪淺。
大數據和人工智能 // 112
個性化醫療和組學 的時代 // 116
分子影像 // 119
超倫理問題 // 119
超級技術 MEGATECH
IV
第 9 章 能源技術：再生能源的崛起 // 121
由于太陽能和風能發電， 以及儲電技術的進步， 能源的消費模式即將迎來劇變。
陽光普照 // 123
風中搖曳 // 126
人民的力量 // 128
加州之夢 // 129
路漫漫 // 131
煤炭工人的煩惱 // 134
變革的時代 // 135
第 10 章 制造業的新材料 // 138
新材料與新技術的結合將同時改變可以生產什么以及怎么生產。
編織 汽車 // 138
黑色藝術品 // 140
回收利用 // 147
制造業回流 // 148
第 11 章 技術改革戰爭：巫術和非對稱 // 151
西方國家將從武器和信息技術的巨大進步中受益匪淺，但這也為敵人留下了可以利用的新漏洞。
創造性破壞 // 153
火與硫黃， 精確制導武器 // 156
思想之戰 // 160
上九天攬月 // 163
已知的未知 // 165
第 12 章 個人技術 // 167
隨著真實世界與虛擬世界之間的關聯越來越緊密， 數字技術將進一步滲透到我們的生活中， 很有可能滲透到我們的身體里面。
虛擬現實 // 168
增強現實的世界 // 171
為什么這次與眾不同 // 173
技術最終植入人的身體 // 175
無處可藏 // 177
第三部分 超級技術與社會
第 13 章 人工智能的倫理 // 185
雖然怪物機器統治人類的威脅目前還是杞人憂天，人類濫用機器的風險卻是真實存在的。
為人工智能設定邊界 // 188
信息圈 里的婚姻 // 191
小心人類 // 194
第 14 章 數據驅動的世界 // 197
大規模的、 創新的、 無處不在的數據應用將使得很多事情變得更容易、 更便宜、 更豐富。
自我療愈 // 199
數據與教育 // 201
取代律師 // 203
就業的末日？ // 206
因果倒置 // 208
數據， 無處不在 // 209
第 15 章 掌握自己的命運 // 211
如果這個世界上的每位女性都有一部智能手機， 那將徹底改變她們的生活。
并不難實現 // 214
第 16 章 超級技術和超級不平等 // 215
技術帶來了很多的不平等， 但是它在很大程度上也能解決不平等。
分界與學校 // 217
可汗學院 // 220
免費教育 // 222
數據革命 // 225
技術與政治家 // 226
第 17 章 工作崗位和機器的崛起 // 229
技術正在挑起一系列關于未來工作的問題，但有一點是明確的： 任何機構成功的關鍵是具有適應性。
機器能解放我們的大腦嗎 // 230
機器能否決定一切 // 232
機器能否讓權力扁平化 // 233
第 18 章 短篇故事：探視時間 // 238
這是 2050 年，技術帶來了身心方面的各種問題。
第 19 章 短篇故事：恒河水 // 249
2050 年，是各種星際探險和科研活動的時代。
第 20 章 史海鉤沉：工業革命的教訓 // 265
為了評估本書對于技術未來的看法是否合理，我們可以看看過去的一些關鍵事件。
自我意識？ // 268
蒸汽動力 // 271
意外的后果 // 275
對策 // 276
致 謝 // 281
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