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21君：2017 年年初，四肢癱瘓的羅德里戈·許布納·門德斯 （Rodrigo Hübner Mendes）成為世界上首個通過意念駕駛 F1（世界一級方程式錦標賽）賽車的人。
在神經技術業內人士看來，借助腦機接口控制物體已經是非常常見的現象。羅德里戈·許布納·門德斯這一案例的特別之處在於，人們可以在網上訂購他控制賽車的工具——Emotiv 推出的Epoc 神經頭盔，價格僅為幾百美元， 目前已有上萬人在日常生活中使用這種頭盔，提升電子遊戲娛樂體驗或監測睡眠狀況。就在不久前還只能出現在科幻小說中的情節，如今只需點幾下滑鼠，這種設備就能進入人的日常生活。
而這，還只是開始。
來源丨本文內容綜合選自《第四次工業革命——行動路線圖：打造創新型社會》
編輯丨陳思；實習生 傑怡
全世界快速進入由數據和技術推動的時代，新機會與新挑戰不斷湧現。在本書中，克勞斯·施瓦布與世界經濟論壇深入探討了當今時代最重要的問題之一：如何在第四次工業革命中勇往直前。
——馬雲
題記
一、神經技術
圖片來源 / 圖蟲
2030 年的某一天，你正坐在螢幕前，突然注意到螢幕上彈出一條消息，上面顯示：「您的專注度較低。」
這時你才意識到，剛才的幾分鐘內，你一直在盯著螢幕發呆。然後你打了個哈欠，點開一條鏈接，查看你的精神狀態分析數據。系統建議你休息，但你的工作還沒完成，必須得再熬幾個小時。
你決定再吃一片促智藥，爭取堅持到凌晨3點。你的朋友都說， 過度依賴激發大腦活力的化學制劑有害健康，不過一直在幫助你監測阿爾茨海默病和帕金森病征候監測顯示，目前一切正常。
以上的一系列監測都是由「神經技術」在支持，它是指各種深入解析人腦運作過程的方法。這些信息由一直在監測你的腦電波、為你評估實時精神狀態的系統提供。我們借助這些方法提煉信息、拓展感官、改變行為，並與外界互動。這也許像是科幻小說中的情節，但現在卻是一個真實存在的科學領域——神經科學。神經科學已經逐漸延伸至醫學和科學實驗室以外，滲入我們的日常生活中。
它能幫助我們更好地影響意識和思維，了解大腦的各種活動。這些技術包括：利用新的化學品精細地解讀我們的思維，採取干預手段來修復或增強大腦功能。神經技術還可幫助我們探索與外界溝通和互動的新方式，尋求可大大拓展感官知覺的可能性。
近10年，得益於上述技術，研究人員取得了極大進展。 2014—2016 年擔任美國國防高級研究計劃局生物技術辦公室主任的傑弗里·林（Geoffrey Ling）指出：
「在 2008年的科學實驗中，一只猴子僅僅通過腦信號就成功控制了一只機械臂。再過幾年，我們會將這個實驗視為人類歷史上的一項重大突破。」
此外，還有一些方法正幫助我們更加深入地了解神經疾病和精神疾病的根源，包括精神分裂症、心境障礙、阿爾茨海默病等。
二、生物技術
數十年來，生物技術的複雜性和影響均大大增長，尤其是DNA測序、DNA 合成和基因組編輯技術的發展，迅速提升了將多層基因變化（突變或變體）引入細胞及生物體的能力。簡言之，生物工程的規模和這些系統所要解決的挑戰達到前所未有的難度，並且仍在不斷擴大。
生物技術有望推動醫療業改革的一大領域是精準醫學，即針對每位患者而非某一類疾病制訂治療方案。
治療模式的轉變，資料來源：Reenita Das，2010
除了幫助選擇治療方案外，機器學習和大數據技術的發展還可以輕鬆生成成百上千兆字節數據，用於提高機器學習能力，讓其高效提取診斷試驗所需的必要數據，以發現問題、預測每位患者對治療方案的反應。精準醫學運用最廣泛的領域是癌症治療，但在囊腫性纖維化、哮喘、單基因糖尿病、自身免疫性和心血管疾病及神經退行性疾病的治療方面也取得了不少進展。
在農業領域生物技術也蘊藏著巨大的潛力。未來50年，我們的糧食產量要達到過去1萬年所生產的糧食總量，才能滿足全球需求。而全球每年有近 200萬名兒童因缺乏維生素A所導致的失明及發育缺陷最終死亡，為了消除此現象生物技術在農業領域開拓了黃金大米。
在當前人口日益老齡化的背景下，生物技術還可結合新型生物材料和先進的工程技術，幫助解決衰老帶來的諸多典型難題，如最常見的骨骼疾病——骨質疏松症。生物技術可使用3D列印技術列印患者幹細胞，再在實驗室中培養替代骨骼。這一發展前景並非遙不可及，科研人員正積極探索這一研究領域，企業家也在尋求將之投入實際應用的方法。
三、VR、AR、MR
長久以來，科幻小說中重返過去或遨遊未來的奇幻經歷令人心馳神往。穿梭時空的夢想至今還未做到，或許永遠也無法成真。不過，虛擬現實（VR）已經問世，也許很快能帶來穿越時空般的感受。
增強現實（AR）和混合現實（MR）的沉浸感弱於虛擬現實，將多個層次的數據、信息和虛擬實體疊加到現實環境中。這些技術正在顛覆我們對身邊世界的體驗、理解及與世界的互動方式，更打開了通往其他世界的窗口，讓我們可以在想像中的廣闊天地盡情遨遊。
虛擬現實是指以計算機模擬營造多感官維度的360°三維虛擬環境，給予用戶豐富的沉浸式感受和互動體驗。戴上封閉式虛擬現實頭盔後，用戶能獲得身臨其境的視覺、聲音和其他感官體驗。這些不同維度的感官信息，可以復制出某個已知的現實場景或創造出一個虛構的場景。
增強現實和混合現實可以理解為有「孔隙」的虛擬現實，它們將數字化生成的多層次聲音、視頻或圖像疊加到用戶所在的真實環境中。相比而言，虛擬現實以一個模擬的世界完全替代了現實世界，增強現實和混合現實則是增強用戶對現實的感知。
增強現實技術以可視化的方式提供關於現實世界的信息，例如通過Google眼鏡和微軟HoloLens 全息眼鏡等設備，加強與實體空間和物體的互動感。混合現實與之相似，將逼真的虛擬物體和人物疊加到真實場景中。《精靈寶可夢Go》遊戲就運用了混合現實技術，通過精妙的設計，與現實環境達到無縫銜接。
虛擬現實、增強現實和混合現實技術不僅僅是體驗數字化環境的新途徑，更構成了創造、交流、傳播價值的平台和體系。它們帶來了感知世界及與之互動的全新方式，也因此成了第四次工業革命中最具變革力的技術之一。然而，這些技術的本質是沉浸式體驗，與其他數字化管道相比，會讓人工技術與客觀世界、人類直覺和能動性之間的界限變得更加模糊不清。
虛擬現實與增強現實技術正在改變人們和互聯網及數字化環境的互動方式，也向我們提出了深刻的問題：人類體驗世界的方式本身蘊含何種意義？
四、新計算技術
圖片來源 / 圖蟲
馬克·維瑟（Mark Weiser）在1991 年寫道：
「影響最深遠的技術是隱沒的技術。那些技術已經滲透到日常生活中，直至人們察覺不到它們的存在。」
如今，計算機不僅是新車、消費電子品和大多數家用電器的重要組成部分，而且融入紡織品和衣物，進入我們身邊的基礎設施，如道路、街燈、橋梁和建築。我們生活在計算機構建的世界中。
自1947年問世以來，晶體管的尺寸呈指數級縮小，而成本呈指數級下降，這使數字計算能力成為第三次工業革命的通用技術。新計算技術將保持這一重要地位，是因為普遍、可靠、高效與低成本的數字能力成為第四次工業革命技術和系統的支柱，也是因為有望出現全然不同的計算方法，為未來創造全新機遇和挑戰。
計算進步的核心是材料、組合與架構的創新。這些創新成果幫助我們處理、存儲、操控信息並與信息互動。它們集中於幾個領域，如中央雲計算、量子計算、神經網路處理、生物數據存儲、光學與網格計算。這些方法促進軟件開發和新型加密技術的發展，製造並解決網路安全挑戰，做到自然語言處理，並有望顯著提高醫療保健應用及物理化學工藝等領域的效率。
五、區塊鏈
想像一下：如果全球GDP 的近 10% 將以超越國家主權的貨幣存儲或交易，或者對經濟體成員自動、透明、實時征稅，這將產生怎樣的影響？
美國伯克曼互聯網與社會研究中心副教授普里馬韋拉·德 菲利皮（Primavera De Filippi）將目前的區塊鏈比作20世紀90 年代初的互聯網。當時，技術專家和企業對互聯網的潛力與價值毫無概念，也看不到互聯網的無限用途。德菲利皮認為，區塊鏈最具變革性的作用是反對剝削，影響新社會契約，使之更適應日益依賴技術並被技術包圍的社會和經濟。
區塊鏈技術的廣泛實施很可能成為一個歷史轉折點，但技術本身及各組織對這一技術的應用能力尚處於早期階段。許多問題妨礙這一技術充分發揮效益，例如對區塊鏈網路結構的爭論，交易可能違反國家數據傳輸規定，等等。要讓這項革命性技術做到重新定義交易和信任的潛力，我們首先必須實行共同治理，讓各利益相關者參與，並解決一系列「線下」協調問題。
正如「分布式帳本技術」這一詞組所表達的含義，區塊鏈技術的核心是創建與交換唯一數字記錄，無須通過中心化的受信任方。利用加密技術與對等網路的巧妙組合，該技術確保以準確、透明的方式做到群體之間信息的存儲和共享，並產生多項額外價值，如查看每條記錄的先前狀態，創建可編程的記錄，即所謂的「智能合約」。區塊鏈記錄具有永久性、透明性的特點，非常適合創建安全數字身份，有可能徹底改變從醫療保健記錄到投票乃至政府服務等各個方面。
六、物聯網
未來10年，全球將有逾800億台互聯設備，它們能夠與彼此以及人類持續連通。超市不再需要結帳設施，快餐店工作人員將比10 年前減少一半以上。這一具有互動、分析與輸出功能的巨大網路將重塑產生對象的方式，預測人類需求，提供看待世界的新視角。
與此同時，分布式系統將挑戰我們創建、衡量、分配數據和價值的方式。不僅如此，發展中國家可以應用物聯網這一技術跟蹤水位，還可通過衛星覆蓋幫助偏遠地區加速發展醫療技術。如果傳感器、錄影頭、人工智能和臉部識別軟件共同發揮作用，公共場合的犯罪也會隨之減少。物聯網做到經濟生產的去中心化與大眾化，為世界各地民眾提供全新的創造性機遇，有助於提升公眾對技術系統的信任。
物聯網是第四次工業革命的核心基礎設施，由一系列智能互聯傳感器組成。這些傳感器根據需要收集、處理和轉換數據，再將數據傳輸給其他設備或個人，做到系統可能用戶的目標。
倫敦市場分析公司IHS預測，物聯網設備將從2015年的約154億台增至2025年的754億台。這種規模的增長將加深人類生活所有方面的連通，以嶄新的方式將全球經濟體聯繫在一起，甚至包括蓬勃發展的機對機經濟（machine-to-machine economy）。
在物聯網的巨大影響下，今天的服務業和製造業將經歷傳媒業在1995—2015年的劇變。世界經濟論壇與埃森哲的合作研究表明，物聯網的工業應用將使企業和社會經濟影響的消費側相形見絀；到2030年，工業應用將為全球經濟增加高達14萬億美元的產值，並支持聯合國可持續發展目標中的第十二個目標。
2025年物聯網每年可能創造4萬億~11萬億美元的經濟價值，圖片資料來源：麥肯錫全球研究院，2015
七、人工智能
1956年在達特茅斯學院召開的一場會議揭開了人工智能發展的序幕，世界上第一台工業機器人於1961 年誕生。在此後的10年中，流行文化構想出大量能讓生活更加便利的新事物：
如動畫片《傑森一家》（The Jetsons）中的家政機器人羅西（Rosie）描繪了技術帶來全新威脅的恐怖場景，
如斯擔利·庫勃里克（Stanley Kubrick）執導的電影《2001太空漫遊》 （2001: A Space Odyssey）中拒不服從命令的電腦HAL9000讓人印象深刻。
如今，人工智能已擊敗世界上頂尖的圍棋大師，這是人類在人工智能領域最新取得的重大成就。
目前，人工智能的認知能力發展迅速正趕超人類，而這些能力正是人類所獨有的，如綜合學習和高級推理。實際上，計算機已通過簡單的圖靈測試（判斷機器是否與人無法區分的測試）： 2014 年，一台偽裝成13 歲男孩的聊天機器人尤金·古 斯特曼（Eugene Goostman）讓超過30% 的測試人員認為它是真人。
八、先進材料
材料是第四次工業革命的創新基石，將影響第四次工業革命的方方面面，對能源的生產、輸送和儲存、水過濾與消費電子等領域的技術都至關重要。
關鍵技術中採用化學和先進材料生產的產品示例
資料來源：世紀經濟論壇，2017a
未來20年，從原子級別開始，人類將更好地掌控眾多技術的材料基礎，這可能將有助於解決當今世界上一些最嚴峻的挑戰。隨著材料科學用於計算技術微型化中，形成了創新的良性反饋回路，計算技術正在幫助各領域的科學家創造各種新產品，包括合成有機體和石墨烯電池。
無論是通過傳感器將廢熱轉為電能，還是採用奈米機器人給受損細胞施藥，抑或是應用材料科學解決各類挑戰，唯有經過細致評估，獲得著眼長遠的投資支持，這些潛在應用才會變為現實。此外，不同領域的技術和科學融合，有助於最大限度地做到先進材料和奈米技術的潛能。例如，人工智能與機器人平台的發展，配合成熟初創企業生態系統的建立，可能會大幅加快先進材料領域的創新步伐。
理想的情況是，先進材料的組分採用對生態負責的方式獲取，由地球上富含的原材料構成，利用契合循環經濟原則的綠色工藝製造而成。這種材料含有的有毒物質少，對環境的損害也減至最小。不過，單單依靠消費者需求和信譽風險等市場激勵因素，可能無法要求新材料製造商必須為其環境影響承擔責任。
九、多維列印
當今時代，富裕國家和地區的人們通過實體供應鏈獲取世界各地的商品與食物。不過，3D 列印技術將顛覆這一現狀。未來，服裝、電子產品、工具、工業品和零部件等個人消費品很可能會回歸本土製造。許多具有地域和文化特色的產品設計可能仍需以數字的形式從全球各地獲取，但產品本身可在當地或本地區生產製造。
目前，3D 列印機仍較為小眾，僅占全球製造業的 0.04%。在美國，3D 列印產品在全部制成品中的比例不足1%。不過，現如今它正迅速向主流邁進。隨著帶寬的擴展、數據監管的跟進，以及大型文件傳輸難度的降低，產品設計和個性化定制將迎來新的機遇，這項技術可能將顛覆整個生產體系，製造、運輸、物流、交通、基礎設施、建築、零售、航空太空企業都將迎來巨變，無論發達國家還是發展中國家的政府、經濟和勞力力市場都會受到巨大影響。
十、清潔能源
在現代化進程中，幾乎每個經濟體都進入了電氣化時代。在最發達的經濟體中，通常近一半的一次能源都會轉化成電力，再通過輸電線路輸送給最終用戶，這一輸送過程清潔無污染。隨著能源系統清潔化的壓力日益加大，預計更多能源將轉化為清潔能源。
社會對清潔能源的依賴越來越深，第一次工業革命和第二次工業革命均以能源轉型為基礎，第一次工業革命，轉向使用蒸汽動力；第二次工業革命，電力得到廣泛應用。如今，第四次工業革命剛剛開始，可再生能源將逐漸取代化石能源，令能源業面臨又一次歷史性轉型。清潔能源技術和儲能技術逐漸成熟，從實驗室走向工廠和市場，各國紛紛投資可能改變歷史的突破性能源，如核聚變這種未來新能源。
從聯合國可持續發展目標來看，氣候變化問題備受關注， 推動了可再生能源技術的使用。2015年，太陽能、風能等可再生能源的投資突破歷史紀錄，達到2650億美元，不過2016年這一數據又降至2260億美元。風能和太陽能發電成本的下降也刺激了該領域的投資。2016年，可再生能源發電量首次超過 新髮電方式發電量的50%，但與全球總發電量相比，仍然僅占10%。為了滿足日益增長的能源需求，減少傳統燃料的使用，減緩氣候變化，能源行業需取得進一步創新。
2008——2016年電力投資
資料來源：法蘭克福金融管理學院，2017
全球廣泛應用價格經濟的清潔能源不僅有助於改善環境，而且會惠及發展中國家無法享受電力或無穩定供電的居民。此外，可持續能源技術可降低企業和消費者的成本，扭轉20 世紀工業排放對環境的影響。
十一、地球工程
地球工程的概念是，人類可以掌控地球上極為複雜的生物圈的運作。然而，許多科學家都不看好這些試圖干預生物圈的技術，樂觀觀點認為其不成熟、不安全，消極觀點則認為其存在威脅，人們對這些技術帶來的後果既無法預測也無力控制。
盡管如此，仍然有人提議借助技術干預應對空氣污染、旱災、全球變暖等挑戰，因此，有必要開辟一章專門探討這一問題。目前已有的地球工程提案包括：
在平流層中安置一些巨大的鏡子，以擋開太陽光線；
在大氣層添加化學品來增加降雨；
利用大型機器除去空氣中的二氧化碳。
技術也許能干預這些系統，但鑒於我們對後果的認知有限，此類行為很可能給世界造成無法挽回的破壞。因此，在地球工程這個爭議話題上，人們必須制定新的治理框架，並深入思考每一個可能影響地球大氣層這一人類共有資源的行為是否審慎。
所以，無論發生何種情況，從現實主義角度講，地球工程都算不上萬能的靈丹妙藥。為保持氣候穩定，第四次工業革命的經濟和社會系統必須做到碳排放零淨值，即一方面顯著降低排放量，另一方面通過去除現有二氧化碳抵消減排後剩餘的排放量。
雖然相關的新技術和新政策不可或缺，但如果僅採取「技術解決方案」，我們無法做到這些目標。因此，一些地球工程支持者建議政策制定者雙管齊下，避免氣候變化可能造成的最壞局面。
十二、空間技術
第四次工業革命將讓宇宙離我們越來越近。到2030年，空間技術預計將突飛猛進。
航空太空技術、天文觀測能力、微衛星研發、奈米材料、3D 列印、機器人技術和機器視覺等領域將做到重大飛躍，開啟一個規模空前的太空探索時代，帶來科技和經濟的高速發展。發達國家和發展中國家都將受益於太空領域的發展。研究者和企業將獲得大量數據，從而催生全新的價值創造和交換流程。新的科學知識將激發創新和生態響應行為。太空資源的利用和生產製造將帶來豐厚的利潤，重新定義未來的工業貿易之路。
贈書福利
施瓦布先生認為，第四次工業革命的大門才剛剛打開，我們每個人都置身於這一重要歷史時期的開端，個人的前途、企業的存亡、國家的安危、世界的未來把握在我們每一個人手中。
在第四次工業革命中如何打造創新型社會是任何國家、組織、個人都無法忽視的話題。
《第四次工業革命——行動路線圖：打造創新型社會》
作者：【德】克勞斯·施瓦布，【澳】尼古拉斯·戴維斯
出版社：中信出版集團
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21君
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