對(duì)抗全球氣候變化

　　根據(jù)目前的數(shù)據(jù)，在2050年，地球表面的溫度將增加1.4至3攝氏度。就算我們采取了一些極端方式來減少溫室氣體的排放，氣候的慣性也會(huì)引起溫度的提高。而地表溫度的提高則會(huì)帶來一系列的惡果，比如海平面的提高給海岸城市所帶來的危險(xiǎn)，農(nóng)作物產(chǎn)量的下降所引發(fā)的饑荒，干旱導(dǎo)致數(shù)百萬人缺乏飲用水，以及洪水所造成的數(shù)十億損失。

　　在未來的30年里，這些危機(jī)將會(huì)引導(dǎo)各方投資研究可以減緩氣候變化所帶來的影響的科技。在近期，這些科技將包括在地圖上標(biāo)出有洪水危險(xiǎn)的系統(tǒng)，以及可以抵抗干旱的基因改造農(nóng)作物。在更長(zhǎng)遠(yuǎn)的時(shí)間里，也許會(huì)出現(xiàn)野心更大的科技，比如可以從大氣中提取二氧化碳和甲烷等溫室氣體，并在把它們安全的儲(chǔ)存在地下的科技。

　　但是，如果氣候變化的趨勢(shì)是增加3度這種最壞的情況，它給地球氣候所造成的巨大影響將難以減緩。在這種情況下，極端的地理工程手段很有可能是避免極度惡劣氣候的唯一方式?？茖W(xué)家們就曾提出在大氣層中散布硫或者氧化鋁來減少抵達(dá)地球表面的陽光。不過，這些手段還處于理論階段，風(fēng)險(xiǎn)非常大。

　　先進(jìn)材料

　　在過去的10年里，材料科學(xué)的突破給我們帶來了許多種先進(jìn)的材料。從可以自我恢復(fù)和自我清理的智能材料，到可以恢復(fù)原本形狀的記憶金屬，到可以利用壓力發(fā)電的壓電陶瓷材料，到擁有驚人的結(jié)構(gòu)和電力性能的納米材料，這些都是材料科學(xué)家的成功。尤其是納米材料，它有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

　　在納米尺度(少于100納米)，普通的材料比如碳，將會(huì)呈現(xiàn)出獨(dú)特的性能。石墨烯，一種由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體，強(qiáng)度是鋼的100倍，能夠高效的傳導(dǎo)熱和電，并且?guī)缀跬该鳌?/p>

　　納米材料有著無數(shù)種應(yīng)用，比如作為引擎或其他機(jī)械表面的低摩擦力鍍膜，作為高強(qiáng)度合成材料來建造汽車和飛機(jī)，輕便的防彈背心，以及高效的光伏材料。

　　在工業(yè)應(yīng)用之外，制藥企業(yè)也正在研究作為靶向分子的醫(yī)療納米粒子用于治療癌癥。在未來的30年里，納米材料以及新型材料，比如泡沫金屬以及陶瓷復(fù)合材料將會(huì)被用在從衣服，到建材，到車輛，到公路以及橋梁中，無處不在。

　　新型武器

　　在未來的30年里，數(shù)種新型武器技術(shù)將出現(xiàn)在戰(zhàn)場(chǎng)上。除了目前正在開發(fā)中的非致命武器以及能量武器之外，數(shù)個(gè)國家也正在開發(fā)可以阻絕軍事行動(dòng)能力的反介入和區(qū)域阻絕武器(A2AD)。A2AD技術(shù)包括反艦彈道導(dǎo)彈、精密制導(dǎo)反車輛反人員武器、反火箭炮、火炮和迫擊炮系統(tǒng)(CRAM)、反衛(wèi)星武器，以及電磁脈沖武器(EMP)。

　　有些技術(shù)，比如精密制導(dǎo)武器，屬于基于現(xiàn)有科技的突破。中國就正在開發(fā)可以摧毀航空母艦的先進(jìn)反艦彈道導(dǎo)彈。而有些技術(shù)則屬于嶄新的主意，比如2015年由美國防部高等研究計(jì)劃部(DARPA)所開發(fā)的EXACTO自導(dǎo)子彈。隨著中國，俄羅斯，美國以及其他國家斥巨資推進(jìn)軍隊(duì)現(xiàn)代化，新一代的高科技軍備競(jìng)爭(zhēng)正在揭曉。

　　太空科技

　　太空行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)從上個(gè)世紀(jì)60年代后就從未出現(xiàn)過的發(fā)展階段。新的科技，比如機(jī)器人，先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，輕便的材料，增加制造，以及元件小型化正在減少把人和物送入太空的價(jià)格，而這則會(huì)開啟太空探險(xiǎn)的新機(jī)會(huì)。

　　SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行業(yè)的新人已經(jīng)帶來了例如可回收火箭等顛覆式創(chuàng)新。

　　在未來的30年里，科技的研發(fā)將會(huì)帶領(lǐng)人類將重返月球。在此之外，更加偉大的探險(xiǎn)，比如人類登錄火星也是，以及新型基于太空的行業(yè)，比如在開采小行星中的礦物也都有可能出現(xiàn)。

　　雖然探索甚至殖民太空是現(xiàn)代人來長(zhǎng)久的夢(mèng)想，但是對(duì)太空設(shè)施的需求很有可能加大地球上的沖突。隨著更多的國家開始依賴天基設(shè)備，對(duì)太空的控制將有可能成為一個(gè)全新的爆發(fā)點(diǎn)。天基武器不再是不可能，而反衛(wèi)星也將成為未來戰(zhàn)爭(zhēng)的一部分。

　　合成生物科技

　　早在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳的基礎(chǔ)規(guī)律，以及埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)之前，人類已經(jīng)進(jìn)行了幾千年的通過選擇性育種以及雜交來操縱植物和動(dòng)物的遺傳基因了。

　　隨著我們對(duì)遺傳學(xué)認(rèn)知的加深，我們已經(jīng)可以通過搭建新的DNA來實(shí)現(xiàn)無中生有，創(chuàng)造出新的生物?；蚋脑燹r(nóng)作物則是此項(xiàng)科技的先鋒。但是在此同時(shí)，我們正站在一場(chǎng)生物革命的突破口。當(dāng)我們跨入生物科技的新時(shí)代時(shí)，生命將會(huì)成為信息，如同電腦程序的代碼一樣，可以被改寫的信息。

　　科學(xué)家正在開發(fā)一種可以分泌生物柴油的海藻，這種海藻的DNA中則被編寫了數(shù)千GB的數(shù)據(jù)。在未來的30年里，合成生物科技將制造出可以探測(cè)到毒素，從工業(yè)廢料中制造生物柴油，以及通過共棲來給人類寄主提供藥物的生物。但是，合成生物也會(huì)帶來生物武器和難以控制的入侵物種等巨大的危險(xiǎn)。