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來源:中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院《創(chuàng)新研究報(bào)告》第43期

作者：張利潔 劉春平 劉明 豐玲玲 卓文艷，編輯:高曉巍

技術(shù)可能從兩個(gè)方面造成顛覆性效果。①一項(xiàng)新興技術(shù)本身具有顛覆性，如載人飛行技術(shù)。②對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行組合也可能是顛覆性的，坦克就是一個(gè)具有說服力的例子。坦克的分項(xiàng)技術(shù)——裝甲鍍層或裝甲車、履帶和大炮——都是已經(jīng)存在的，但把這些技術(shù)組合到一起，就可以創(chuàng)造出改變機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)面貌的武器。針對未來戰(zhàn)場應(yīng)用而言，無人機(jī)、自動(dòng)駕駛車輛和傳感器受到了越來越多的關(guān)注，其他許多技術(shù)也很有可能會(huì)重新塑造未來的安全環(huán)境。

自1950 年艾薩克·阿西莫夫公開發(fā)表有影響力的科幻小說《我，機(jī)器人》以來，人工智能（AI）和“智慧”設(shè)備一直令大眾著迷。幾代技術(shù)專家、發(fā)展學(xué)家和科幻作家都在想象，未來的人工智能對人類世界的作用是促進(jìn)還是破壞？但是，像冷聚變一樣，這些預(yù)測似乎總是過于激進(jìn)。對許多人來說，實(shí)現(xiàn)人類與人工通用智能（AGI）甚至人工超級智能（ASI）系統(tǒng)的互動(dòng)似乎遙不可及。然而，最近幾十年來人工智能得到顯著發(fā)展，甚至當(dāng)前社會(huì)已十分依賴人工智能系統(tǒng)的最基本功能。人工通用智能增長的先決條件是計(jì)算能力和摩爾定律，但當(dāng)前的系統(tǒng)不足以支持人工通用智能的發(fā)展，超人工智能則更少。量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展會(huì)改變目前的情況，很可能導(dǎo)致最先進(jìn)的加密算法無用武之地，這也將會(huì)對人工超級智能的發(fā)展提供有利環(huán)境。

量子計(jì)算機(jī)利用的是量子力學(xué)的基本原理，如量子疊加態(tài)，在這種狀態(tài)下，一個(gè)量子比特（稱為量子位）可以同時(shí)持有0 和1 的值。由于這種量子疊加態(tài),n 量子位實(shí)際上提供了相當(dāng)于2n經(jīng)典比特的信息量。一個(gè)30 個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)比超級計(jì)算機(jī)都強(qiáng)大，而擁有300 個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)比地球上所有計(jì)算機(jī)更強(qiáng)大。量子計(jì)算機(jī)不同于經(jīng)典計(jì)算機(jī)，它可以實(shí)施多種并行運(yùn)算，而不僅僅是快速串聯(lián)。目前市場上只有一家公司（加拿大D-Wave System 公司）擁有量子計(jì)算機(jī)，但一些科學(xué)家認(rèn)為它并非真正的量子計(jì)算機(jī)。D-Wave System 公司2012 年將該量子計(jì)算機(jī)出售給谷歌、美國國家航空航天局、大學(xué)空間研究協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)，金額共計(jì)1000 萬美元。未來，當(dāng)新的金融刺激措施實(shí)施后，可能有新的參與者對量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行研發(fā)投入。谷歌、IBM、微軟甚至政府都已經(jīng)開始致力于開發(fā)量子計(jì)算機(jī)，原因之一在于擁有量子計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行許多有益的嘗試。例如，最新的加密技術(shù)[對稱加密、高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）、非對稱加密以及RSA加密算法]正是基于電腦無法進(jìn)行大規(guī)模分解方程運(yùn)算的特點(diǎn)開發(fā)的，但所有當(dāng)前的加密技術(shù)對于量子計(jì)算機(jī)而言可能是不起作用的。

鑒于技術(shù)的相對不成熟和更新速度的加快，我們還無法精確預(yù)測足夠先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)最早將于何時(shí)被制造出來和投入使用。這也許會(huì)在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。此外，由于困難較大或價(jià)格昂貴，保持和測量量子位的糾纏態(tài)可能難以實(shí)現(xiàn)。然而，鑒于目前的投資和需求，某種量子計(jì)算機(jī)很可能會(huì)在2045年前被研發(fā)出來。這將對發(fā)展先進(jìn)人工智能系統(tǒng)有重大影響。

許多公司正在開發(fā)人工智能系統(tǒng)，其中人工通用智能方面的突破可能比多數(shù)人的設(shè)想來得更早。為了提供更好的搜索體驗(yàn)，谷歌已經(jīng)建立了一個(gè)量子人工智能實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)，并迅速創(chuàng)辦了AI創(chuàng)業(yè)公司，尤為引人關(guān)注的是其以5億美元收購了Deep Mind公司。事實(shí)上，谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人拉里佩奇（Larry Page）在2006年的一次會(huì)議上建議谷歌的目標(biāo)是“創(chuàng)造可以理解世界上一切的搜索引擎”。牛津大學(xué)人類未來研究院院長尼克波斯特洛姆（Nick Bostrom）博士認(rèn)為，一個(gè)升級版的谷歌（能夠理解用戶需求）將真正成為人工智能。在他的書《超級智能:路徑、危險(xiǎn)性與我們的戰(zhàn)略》中談到：“如果有人成功創(chuàng)建了一個(gè)能像成年人一樣理解自然語言的人工智能，他們也很可能已經(jīng)制造出像人類一樣可以做任何事的機(jī)器人，或者他們距此只有一小步之遙?！彼詥栴}是：我們什么時(shí)候能實(shí)現(xiàn)人工通用智能的發(fā)展？波斯特洛姆搜集了一系列相關(guān)領(lǐng)域的專家投票，答案是發(fā)人深思的，根據(jù)中位估計(jì)，人工通用智能到2022年能實(shí)現(xiàn)的概率是10%，2040年實(shí)現(xiàn)的概率是50%，2075年實(shí)現(xiàn)的概率是90%。

增材制造（AM），也稱3D打印，是使用分層工藝和數(shù)字模型產(chǎn)生三維物體的技術(shù)。所謂增材，就是一定厚度（例如，0.5mm）的二維夾層印在另一個(gè)夾層上面。最早的增材制造技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)80年代，但是直到2010年后由于3D打印技術(shù)的成本下降才使其迅速發(fā)展。過去的增材制造成品主要由分層塑料構(gòu)成，但隨著其領(lǐng)域的發(fā)展，新的材料也隨之使用。

在日益自動(dòng)化的生產(chǎn)中，增材制造技術(shù)是一個(gè)革命性的進(jìn)程，也許對個(gè)人、企業(yè)、整個(gè)行業(yè)甚至國家，它是一項(xiàng)主要的顛覆技術(shù)。英國國防部認(rèn)為“隨著性能和成本效益迅速提高，累積制造技術(shù)很有可能在2045年前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，并將有可能改變制造業(yè)?！彼麄冞M(jìn)一步提出，到2045年“增材制造系統(tǒng)可能成為一般家居用品”并且能生產(chǎn)“食物、衣服甚至由機(jī)械和電子組件構(gòu)建的復(fù)雜設(shè)備。”增材制造技術(shù)的影響可能會(huì)更深遠(yuǎn)。例如，加利福尼亞生物技術(shù)公司Organovo已經(jīng)開始出售肝組織的替代品，該公司還可以打印“從骨骼到血管乃至心臟組織的任何東西”。該公司最近與美國國立衛(wèi)生研究院合作，“幫助科學(xué)家開發(fā)更可靠的工具，能在更短的時(shí)間內(nèi)給病人提供更安全、更有效的治療”。增材制造系統(tǒng)與合成生物學(xué)、材料科學(xué)、納米技術(shù)等領(lǐng)域的進(jìn)步相結(jié)合，很有可能到2045年甚至更早的時(shí)候，能夠生產(chǎn)全部替代器官。

增材制造技術(shù)革命會(huì)帶來很多益處。隨著技術(shù)的發(fā)展，3D打印機(jī)的采購成本將繼續(xù)下降，其性能將會(huì)激增。企業(yè)能夠通過消除過剩庫存和長距離運(yùn)輸零件和成品來大大降低成本。個(gè)人和企業(yè)一樣，將增加創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)的機(jī)會(huì)。廉價(jià)的3D打印房子就像那些中國為生活貧困的人提供建設(shè)的保障性住房一樣，特別是在發(fā)展中城市。在制造替代性器官方面的探索可能會(huì)挽救無數(shù)人的生命。

然而增材制造技術(shù)的擴(kuò)散也可能產(chǎn)生負(fù)面影響，一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是使已經(jīng)呈現(xiàn)增長趨勢的系統(tǒng)性失業(yè)率進(jìn)一步增加。特別是在發(fā)展中國家，當(dāng)消費(fèi)者能夠在家里生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致無數(shù)的制造業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)的喪失。英國國防部表示，在較貧困國家“大規(guī)模的自動(dòng)化工作可能會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展，甚至徹底破壞經(jīng)濟(jì)發(fā)展”。另一個(gè)真正的風(fēng)險(xiǎn)是犯罪分子、恐怖分子或者其他非國家行為體獲得3D打印先進(jìn)武器系統(tǒng)的能力。一個(gè)名為“分布式防御”的組織[該組織尚未被認(rèn)定為符合501（c）（3）條款^①]，宣稱將在2013年實(shí)現(xiàn)完整3D打印第一支槍支。2014年，弗吉尼亞大學(xué)的一個(gè)研究小組為國防部創(chuàng)建了一個(gè)能夠攜帶680克載荷的3D打印的無人航空載具，倫敦帝國學(xué)院空中機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)出一種能攜帶3D打印機(jī)的半自治性的旋翼無人機(jī)。雖然恐怖組織現(xiàn)在購買的是便宜的、傳統(tǒng)的武器和無人機(jī)，但是很可能在將來，隨著累積制造生產(chǎn)武器的成本下降，恐怖組織將更多地運(yùn)用先進(jìn)武器。

增材制造技術(shù)革命對國防領(lǐng)域有重大影響。美國海軍部署軍艦已經(jīng)在使用3D打印機(jī)，美國陸軍正在開發(fā)3D打印機(jī)為部署軍隊(duì)制造食物，美國特種作戰(zhàn)司令部也建立一個(gè)增材制造設(shè)備并積極擴(kuò)大增材制造技術(shù)在物流鏈中的使用。特種作戰(zhàn)司令部科技部主任托尼戴維斯（Tony Davis）指出：“當(dāng)我們將軍事部署從較為集中的伊拉克和阿富汗轉(zhuǎn)向全球部署時(shí)，我們會(huì)遇到非常大的物流問題?！睆脑缙凇昂凶永锏纳痰辍钡母拍畛霭l(fā)，美國特種作戰(zhàn)司令部試圖建立一個(gè)系統(tǒng)，前線執(zhí)行者可以簡單地根據(jù)需要打印替換零件,“而不是找到一些稀缺部分和將其運(yùn)輸?shù)侥硞€(gè)地方”。將來，在遠(yuǎn)程環(huán)境中，增材制造技術(shù)可以為小規(guī)模團(tuán)隊(duì)提供變革式的加倍軍事力量。

增材制造技術(shù)與先進(jìn)的機(jī)器人結(jié)合，其未來的軍事應(yīng)用前景將是無限的。2014年，哈佛和麻省理工學(xué)院工程師小組設(shè)計(jì)了第一個(gè)自組裝機(jī)器人。很可能在不久的將來，3D打印的機(jī)器人將有能力自動(dòng)自組裝并且能夠執(zhí)行像彈藥交付或監(jiān)視這樣簡單的任務(wù)。一旦實(shí)現(xiàn)這種能力，就不需要在國內(nèi)生產(chǎn)無人機(jī)，然后再運(yùn)送到國外或者被友軍控制的基地。雖然以這種方式部署無人機(jī)可能影響它們的修復(fù)，但最終它可能會(huì)帶來巨大的成本節(jié)約優(yōu)勢。另一個(gè)假設(shè)的應(yīng)用是特戰(zhàn)部隊(duì)能夠通過商業(yè)航空公司進(jìn)入一個(gè)敵對國家，在安全的地點(diǎn)連接預(yù)先放置的增材制造機(jī)器，并打印完成其任務(wù)所必需的材料。此外，累計(jì)制造技術(shù)帶來的成本降低和安全加強(qiáng)的影響是不可估量的。

生物技術(shù)和生物工程是發(fā)展最快的技術(shù)領(lǐng)域之一，其未來發(fā)展既有可觀的前景，也存在風(fēng)險(xiǎn)。2003年，人類基因組圖譜完成，開創(chuàng)了合成生物學(xué)新興領(lǐng)域研究的新時(shí)代。合成生物學(xué)是針對綜合領(lǐng)域特別是生物工程和生物技術(shù)的研究，主要聚焦于“設(shè)計(jì)和制造新的生物器件、設(shè)備和系統(tǒng)……同時(shí)有針對性地對已有的、自然存在的生物系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)”。

我們很難預(yù)測合成生物學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步意義，但有一件事是肯定的：它將深刻塑造我們的未來。美國進(jìn)步中心的《學(xué)科進(jìn)展雜志》撰稿人丹尼斯卡魯索（Denise Caruso）談到，贊成者“宣稱擁有創(chuàng)建、操縱和廉價(jià)制造定制的或獨(dú)特的生命形式的能力，能夠在醫(yī)療、能源生產(chǎn)和環(huán)境修復(fù)等廣泛領(lǐng)域內(nèi)獲益”，卡魯索認(rèn)為這些益處忽略了“存在的同等程度的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如制造新的致命病原體作為生物武器的可能性”。另一個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)，即是發(fā)生生物技術(shù)在合成中產(chǎn)生的意外性“生物差錯(cuò)”，如造成“無害的”生物發(fā)生致命的突變或人造生物對生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境未知的影響。詹姆斯卡迪克（James Kadtke）博士（美國國防大學(xué)聚合技術(shù)特別顧問）也表達(dá)了同樣的擔(dān)憂，他認(rèn)為，盡管生物恐怖主義已經(jīng)在公共空間存在了數(shù)十年，但由于生物技術(shù)合成很難實(shí)現(xiàn)所以極少被使用。然而，通過諸如“Cambrian Genomics”之類的公司（該公司允許客戶打印DNA）合成的有機(jī)體，會(huì)伴隨著越來越多的“生物黑客”破壞生物平衡?！叭绻行┤嗽谒能噹爝M(jìn)行生物合成，則根本無法控制”?！蔼?dú)狼”（lone wolf）能夠在理論上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模攻擊的效果，而無需外圍配合或來自網(wǎng)絡(luò)的資金支持，這會(huì)對安全造成更大的威脅。

而未來合成生物學(xué)的應(yīng)用仍是一個(gè)爭議的話題，生物醫(yī)學(xué)短期內(nèi)的發(fā)展將對國防安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2014年，國防高級研究計(jì)劃局（Defense Advanced Research Projects Agency）宣布成立一個(gè)新的生物技術(shù)辦公室，該辦公室的目標(biāo)是“通過諸如神經(jīng)接口和高級假肢之類的產(chǎn)品提高所服務(wù)人員的健康和福祉……利用生物系統(tǒng)創(chuàng)造優(yōu)于現(xiàn)有的化學(xué)和機(jī)械制造的產(chǎn)品，在空間、物理和時(shí)間尺度上研究生物系統(tǒng)，以尋求生物復(fù)雜性的大規(guī)模應(yīng)用”。

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域成功的例子比比皆是。例如，蓋茨基金會(huì)支持生物技術(shù)公司開發(fā)無線控制醫(yī)療植入體，它可以不斷向身體供藥，且可能16年才需要更換一次。微芯片公司一直在測試針對骨質(zhì)疏松癥患者的設(shè)備，但蓋茨基金會(huì)希望利用這項(xiàng)技術(shù)使發(fā)展中國家更有效地控制出生率。當(dāng)無線設(shè)備連接到另一個(gè)設(shè)備的過程中，數(shù)據(jù)加密和安全性是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。生物技術(shù)與其他新興技術(shù)（如納米技術(shù)）的耦合將取得很大進(jìn)展。在未來，“它將有可能在身體系統(tǒng)中植入微型機(jī)器人，記錄人體血壓、心臟病并進(jìn)行早期癌癥診斷”。

將來，合成生物學(xué)也可能為武器發(fā)展提供技術(shù)手段。例如，針對DNA的生化武器專門用來感染或殺死特定的個(gè)體。戰(zhàn)略與國際研究中心的未來戰(zhàn)略部副主任斯科特奧格亨博（Scott Aughenbaugh）指出，“如果有人對精準(zhǔn)打擊很感興趣，那么這將是一個(gè)精確打擊的途徑”，他甚至認(rèn)為非國家組織將在2045年就擁有這樣的技術(shù)和能力。

雖然在第二次世界大戰(zhàn)中，遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)（UAVS）已經(jīng)被應(yīng)用，但是直到最近才出現(xiàn)沒有或較少人工參與的無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)。無人機(jī)戰(zhàn)場監(jiān)視發(fā)展于20世紀(jì)90年代，1998年基地組織在非洲襲擊了兩名美國大使之后，克林頓政府使用無人機(jī)在阿富汗獵殺奧薩馬本拉登；2001年9月11日恐怖襲擊后，武裝無人機(jī)開始了在阿富汗的飛行作戰(zhàn)行動(dòng)；自此之后，美國軍方的無人機(jī)成為戰(zhàn)場行動(dòng)不可分割的一部分。到2013年，美國軍方保有的飛機(jī)中31%為無人機(jī)，而2005年這一比例僅為5%。作戰(zhàn)的無人系統(tǒng)不再僅僅是在空中執(zhí)行任務(wù)。P.W.辛格（P.W.Singer）表示，在2003年美軍進(jìn)入伊拉克時(shí)，在地面上沒有機(jī)器人系統(tǒng)，但是在之后美國越來越主導(dǎo)戰(zhàn)爭之時(shí)，有數(shù)千機(jī)器人在地面行動(dòng)。根據(jù)美國戰(zhàn)略與國際研究中心最新報(bào)告，“近期無人系統(tǒng)對于現(xiàn)有的力量結(jié)構(gòu)所帶來的最重要的進(jìn)步或者改變很可能出現(xiàn)在地面上、海上和海底”。

未來機(jī)器人領(lǐng)域取得的進(jìn)步可能更加令人難以置信。例如，在2012年7月，以色列巴伊蘭大學(xué)的學(xué)生能夠僅僅利用它的意念控制一個(gè)在法國Béziers技術(shù)研究所的機(jī)器人，這個(gè)以色列學(xué)生身處功能性磁共振成像（fMRI）機(jī)器中，該設(shè)備通過大腦中血液流動(dòng)成像來掃描神經(jīng)活動(dòng)。機(jī)器人頭部有一個(gè)相機(jī)，位于fMRI設(shè)備中的學(xué)生利用能近于實(shí)時(shí)觀察和操控機(jī)器人在房間運(yùn)動(dòng)，這個(gè)例子表明，在未來有可能實(shí)現(xiàn)更高級的神經(jīng)控制機(jī)器人。這具有一系列的實(shí)際意義，從“鎖定”創(chuàng)傷患者避免受到周圍環(huán)境影響，到派機(jī)器人在危險(xiǎn)的環(huán)境中（如生物或輻射受污染地區(qū)）工作，甚至可能代替人類士兵上戰(zhàn)場。

盡管美國軍方是先行者，但它將不再是唯一研發(fā)半自動(dòng)無人機(jī)的組織。根據(jù)蘭德公司最近的一份報(bào)告指出，超過70個(gè)國家已經(jīng)擁有了無人機(jī)，并且23個(gè)國家正在開發(fā)武裝無人機(jī)。國際和戰(zhàn)略研究中心的山姆布萊農(nóng)（Sam Brannen）強(qiáng)調(diào)說，他調(diào)查了機(jī)器人技術(shù)問題，認(rèn)為最早在未來的5～10年內(nèi)，世界上任何國家都可以使用武裝無人機(jī)，無人機(jī)技術(shù)能否得到應(yīng)用，在于該國能否像美國那樣充分利用和使用無人機(jī)技術(shù)。前聯(lián)合國非法處決問題特別報(bào)告員菲利普阿爾斯通（Phillip Alston）認(rèn)為，“如果其他國家也像美國那樣對此進(jìn)行廣泛授權(quán)——隨時(shí)隨地殺人——那么它將會(huì)導(dǎo)致混亂”。武裝無人機(jī)的軍備競賽中蘊(yùn)含的地緣政治穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)尚不清楚。

上述無人機(jī)大多數(shù)是半自動(dòng)的，這意味著人類操作員需要進(jìn)行全部或大部分決定，但擁有自控權(quán)通常有顯著的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，未來無人系統(tǒng)可能會(huì)越來越自主。布萊農(nóng)強(qiáng)調(diào)說，“在未來十年，無人機(jī)系統(tǒng)最重要的進(jìn)步可能是自動(dòng)技術(shù)的融合”。原因之一是與人相關(guān)的運(yùn)營成本，例如，一個(gè)飛行員每年的薪水可能很輕易超過十萬美元。另一個(gè)原因是半自動(dòng)無人機(jī)必須與操作員保持聯(lián)系，這也為干擾或欺騙信號入侵提供可能?；蛟S在危險(xiǎn)的環(huán)境中，自動(dòng)系統(tǒng)或者人工智能會(huì)表現(xiàn)得更好。

美國軍方在無人系統(tǒng)發(fā)展中已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。2013年，諾斯羅普格魯曼公司的X-47B自主飛行無人機(jī)在沒有飛行員的幫助的情況下在航母上實(shí)現(xiàn)起降。在另一項(xiàng)測試中，空軍轟炸機(jī)發(fā)射實(shí)驗(yàn)導(dǎo)彈時(shí)，導(dǎo)彈擁有獨(dú)立選擇和鎖定目標(biāo)的能力。然而機(jī)器人在未來的發(fā)展可能會(huì)使今天的無人機(jī)過時(shí)。布萊農(nóng)表示，“我們現(xiàn)在尚處于使用無人機(jī)的石器時(shí)代”。他認(rèn)為，在未來的十年內(nèi)將出現(xiàn)大規(guī)模商用無人機(jī)，并且自動(dòng)駕駛汽車“將在未來5～6年占據(jù)主流”，鑒于這一技術(shù)是幾年前開發(fā)的，其前景將令人難以置信。布萊農(nóng)還認(rèn)為在不久的將來，最低端的無人機(jī)可能是反介入和區(qū)域封鎖(A2 /AD)防御中的有效途徑。前技術(shù)顧問丹尼爾蘇亞雷斯（Daniel Suarez）（同時(shí)也是幾部關(guān)于先進(jìn)技術(shù)帶來風(fēng)險(xiǎn)的有影響力的小說作者）認(rèn)為，“無人機(jī)帶來的風(fēng)險(xiǎn)不久將會(huì)顯現(xiàn)，這是確證無疑的”。

與納米技術(shù)相比，也許沒有其他新興技術(shù)在未來能夠產(chǎn)生更加顛覆性的影響。納米技術(shù)，即在納米尺度上進(jìn)行科學(xué)、工程和技術(shù)操作，納米尺度大約在1～100納米，能夠?qū)崿F(xiàn)對單個(gè)原子和分子的操控。納米科學(xué)和納米制造前景無限?！懊绹鴩壹{米技術(shù)計(jì)劃”（NNI）始于2000年，是一個(gè)跨部門的小組，旨在幫助協(xié)調(diào)和報(bào)告聯(lián)邦政府在納米技術(shù)開發(fā)上的進(jìn)展。根據(jù)NNI研究，“在過去的十年中，幾乎所有高性能電子設(shè)備都使用了一些納米材料進(jìn)行生產(chǎn)”。該計(jì)劃進(jìn)一步估計(jì)，2015年納米技術(shù)對全球經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)將達(dá)2.4萬億美元。未來納米技術(shù)的應(yīng)用將覆蓋每一個(gè)經(jīng)濟(jì)部門，包括電子、建筑、醫(yī)藥、食品甚至國防。

納米技術(shù)的深遠(yuǎn)影響不僅在于可以在越來越小的尺度上進(jìn)行建設(shè)，也在于可以合成新的物質(zhì)?？ǖ峡耍↘adtke）和林頓威爾二世（Linton Wells Ⅱ）博士在美國國防大學(xué)的一篇論文中，對七種納米技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了闡述：復(fù)合材料和混合材料、智能材料、納米材料、納米電子、納米傳感器、生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)和納米藥物、納米機(jī)械和納米制造。根據(jù)NNI的闡述，“今天的科學(xué)家和工程師正在尋找各種各樣的方法在納米尺度上進(jìn)行制造，這種制造利用的是納米材料的更好性能，比如高強(qiáng)度、輕質(zhì)量、對光譜的更強(qiáng)控制力以及更好的化學(xué)反應(yīng)，這比現(xiàn)在大規(guī)模制造中的材料性能更好”。令人驚訝的是，工程師和科學(xué)家可以在納米尺度上利用量子力學(xué)效應(yīng)，“可以更好地根據(jù)意愿提升材料的適應(yīng)性能”，甚至可以復(fù)制納米尺寸的生物材料，比如進(jìn)行分子自組裝或自組織。K.埃里克德雷克斯勒（K. Eric Drexler）博士是納米技術(shù)方面的領(lǐng)軍學(xué)者，他認(rèn)為，“大規(guī)模、高產(chǎn)量的自動(dòng)精確制造（APM）是先進(jìn)納米技術(shù)的核心，在未來數(shù)年它有可能改變我們的世界”。在德雷克斯勒看來，“自動(dòng)精準(zhǔn)制造對事物處理將發(fā)揮的作用，就如同計(jì)算機(jī)在信息處理中的作用那樣……數(shù)字革命打開了極為豐富的信息產(chǎn)品的大門，自動(dòng)精準(zhǔn)制造將打開極為豐富的實(shí)物產(chǎn)品的大門”。

盡管對納米技術(shù)及其影響的預(yù)測聽起來像科幻小說，但軍事方面技術(shù)應(yīng)用的例子已經(jīng)非常多。在這一領(lǐng)域一個(gè)著名的產(chǎn)品是美國特種作戰(zhàn)司令部的戰(zhàn)術(shù)突襲輕甲（TALOS），通常被稱為“鋼鐵俠組合”。雖然TALOS還需要幾年才能實(shí)現(xiàn)完全作戰(zhàn)能力，但這種概念結(jié)合了先進(jìn)復(fù)合材料所制的輕型裝甲與傳感器，將為穿戴者提供更好的環(huán)境感知能力。另一個(gè)實(shí)際應(yīng)用與隱形和偽裝有關(guān)。納米技術(shù)可以提供新的隱形應(yīng)用，其性能在于能夠創(chuàng)造輕質(zhì)量、高性能的結(jié)構(gòu)，以及通過改變可見光、紅外線和微波的反射、吸收和散射性能，來達(dá)到隱性的目的。比如，碳納米管不僅是“已知物質(zhì)中最黑暗的”，也可以“吸收從無線電波到可見光再到紫外線的廣泛光譜，幾乎是十分完美的”。據(jù)報(bào)道，2010年以色列公司Nanoflight成功完成碳納米管的測試和評估，英國公司Surrey NanoSystems創(chuàng)造了一種名為Vantablack的新“超黑”材料，根據(jù)該公司發(fā)布的新聞，這種材料能夠吸收“99.96%入射輻射，被認(rèn)為是有史以來最高紀(jì)錄”。未來，納米技術(shù)的應(yīng)用可能提供新的無法預(yù)見的軍事應(yīng)用。

正如同其他新興技術(shù)一樣，納米技術(shù)在帶來優(yōu)勢的同時(shí)也會(huì)隱藏風(fēng)險(xiǎn)。盡管“灰霧”場景——自我復(fù)制的納米機(jī)器人統(tǒng)治世界——無疑會(huì)在一些人的腦海中產(chǎn)生，但是真正納米技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)是不可預(yù)測的。納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，比如納米器件在人體的植入等都是未知的。而納米顆粒向空氣或環(huán)境中排放將造成一種新的不能進(jìn)行生物降解的污染。而如果將來大量使用納米傳感器，也將可能帶來重大的隱私隱患?？ǖ峡苏J(rèn)為，由于新的納米材料和復(fù)合材料之前從未被利用，因此很難確定其對健康和環(huán)境的長期影響。

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