最近，在一次从东京飞往美国的航班上，我的目光从膝盖上的电脑移向了20000英尺以下的太平洋。当飞机下降到洛杉矶上空时，我看着蓝色的波浪无情地向着远方的海岸涌去。突然，我意识到，不仅可以根据波浪的方向和速度计算出它们将流向何方，还可以计算出它们到达的时间。从某种意义上说，我可以预测它们的未来。回到电脑旁，我惊叹于它如此迅速地成为了我的必需品，我意识到，下面的波浪与席卷我们的技术变革浪潮并无太大不同。就像海上的波浪一样，技术浪潮总是在某个地方，无情地驶向冲击。而且，它们在离岸还很远的时候就可以被发现。我们甚至应该能在它们来临20年时就能看到它们。
为了理解今天的未来浪潮可能是什么样子，我研究了过去的科技创新，如冶铁、火药和抗生素。我发现它们都始于变革的涟漪，但很快就变成了陡峭的浪潮，因为无论发现涉及什么，它都会迅速带来极其有用的东西。请注意“历史技术变革浪潮”图表中曲线的突然陡峭。今天，还有几股变革浪潮正朝着我们涌来。第一股浪潮是由集成电路尺寸不断缩小的事实产生的，这使得计算机的速度大约每18个月翻一番。摩尔定律，也就是这条曲线的名称，预测所有类型的数字设备要么以更小的封装完成相同的工作，要么以相同大小的设备完成双倍的工作。因此，20年后，一颗奔腾处理器将缩小到当前尺寸的1/10000，或者保持现有尺寸并拥有大约10000倍于当前的处理能力。固态存储设备也遵循类似的规律。RAM芯片大约每一年半容量翻一番，而硬盘驱动器的曲线更陡峭，性能大约每9到12个月翻一番。另一个伟大的“尤里卡！”浪潮来自近期绘制人类基因组的尝试。正如解决拼图游戏随着接近完成而变得越来越快一样，在未来二十年里，从解开构成我们细胞运作方式的核苷酸之谜中，很可能会迅速涌现出一系列基因疗法。事实上，解码我们的基因可能是人类历史上最重要的转折点，因为与以往改变我们周围“万物”的发现不同，基因组科学可以从根本上改变我们是谁。
请看“当代技术变革浪潮”图表。它表明，计算机能力和基因医学可能会遵循指数增长曲线，呼应之前的主要技术转折点，在20年后创造出一系列高性能产品。但在此期间的早期，正如“全球石油产量预测”图表所示，世界上已知石油储量的近一半将被消耗，石油产量将进入永久性下降。这不会像20世纪70年代的石油禁运那样是一场虚假的危机，而将是对能源格局的永久性改变，届时仍有充足的石油供应，但价格将不再是今天的水平。在石油产量下降和相关价格上涨之后不久，工业化国家可能会面临经济威胁，更不用说掌握世界石油储量的国家日益增长的地缘政治力量了。节能创新将从这场危机中涌现，并显著改变我们的生活。事实上，这是为了维持我们现在所享受的生活水平而必须发明的技术的一个例子。也许关于变革最有趣的事情是它所带来的东西。所以，跟随我进入未来，不仅发现半导体、基因组和节能浪潮将在冲击海岸时扫走什么，还将发现它们将带来什么惊喜。摩尔定律的牺牲品 1 许多机电技术将消失，取而代之的是更可靠的纯固态设备。随着数据压缩技术的不断进步，将音乐和视频压缩到更小的内存空间，以及固态存储器的容量呈指数级增长，CD、DVD、VCR和卡带等存储介质将消失。20年后的MP3型存储设备将能存储1.28TB（是今天容量的10000倍，即1.28亿字节）。这足以存储200多部故事长片。即使是内存需求量巨大的高清视频，也不会对固态设备满足几乎所有人电影存档需求的能力产生重大影响。胶片电影摄影机和放映机也将消失，因为高分辨率数字成像和数字光调制器——没有移动部件——将取代它们的同类产品。可以肯定的是，胶片相机和幻灯片放映机将成为古董店里的稀罕玩意。各种电器上的机械按钮，从电视遥控器到电话，很可能会消失，取而代之的是由廉价、高性能信号处理器实现的语音控制。 2 在无处不在的生物识别身份验证系统（包括虹膜、指纹和语音识别系统）的时代，在法律文件上签名将被视为老式做法。实际上，你将成为自己无法仿制的身份标识。 3 由真实管弦乐队演奏的电影配乐只能在档案馆中找到，因为计算机合成音乐（已经在电影界占据主导地位）将完全压倒真实演奏。电影中的大部分合唱音乐也将源于电子产品，而非歌手。 4 尼尔森收视率将消失，因为大多数电视机将连接到宽带双向网络连接，能够实时告诉广播公司有多少观众正在观看。此外，生物识别身份验证技术还可以让广播公司确切地知道谁在观看，以及他们如何使用遥控器（听起来很可怕，是吗？）。 5 许多模拟设备将消失，因为更强大的数字设备将取代它们。模拟电视和收音机将与真空管一起出现在电子产品处理商店的货架上。数字广播提供的频道容量将是模拟频谱的10倍以上，将成为常态。数字电视和收音机的质量也将大大提高。随着各种更紧凑、更节能的平板显示器开始主导市场，模拟阴极射线管的市场将崩溃。白炽灯泡也将如此，将被寿命更长、功耗更低的LED照明光源取代。模拟手机和电话调制解调器将被淘汰，因为高性能数字系统将取代它们。虽然这可能会让移动电话服务变得更可靠，但更可能的情况是，蜂窝网络服务将和今天一样不稳定，只是它们将传输更多的数据，包括视频。不幸的是，可靠性下降似乎是进步普遍存在的副作用，这解释了为什么你的PC比你的电视更容易崩溃。 6 我们会想知道为什么我们曾经光顾过视频、唱片和软件商店。宽带连接将是分发电影、音乐和软件的更简单的方式。网络内容分发也将大大降低成本：没有制造，没有中间商，也没有库存。 7 耳机上的电线，即使是最便宜的便携式立体声设备，也将消失，因为低成本的无线电链路将取代它们。也很难找到有人将手机贴在耳朵上，因为将手机的“大脑”放在手腕或腰部，并无线连接到小型耳机和麦克风将更方便。 8 在嵌入式GPS接收器使手机、个人数字助理和手表等个人电子设备能够精确到几码内的时代，迷路将需要真正的创造力。 9 垃圾邮件将不再出现。广告商将通过你的在线连接在你家或办公室打印他们的信息，而无需支付邮费和印刷成本。你不会称之为垃圾邮件，因为广告商将从监控你的购买模式和在线行为中了解你很多信息，所以这些广告将是你可能想要购买的商品。邮政编码印戳也将被淘汰，因为在家里和企业中安全地远程打印邮票将变得普遍。 10 动作片和电视节目中的特技替身演员将消失，因为极其逼真的电脑动画演员将更安全、更便宜地制作。同样，20年后，演员工会可能不会在名册上有额外的演员。基因疗法的牺牲品 基因通过引起细胞制造蛋白质来表达，这些蛋白质构成生命的基本构件。各种疗法可能会按蛋白质复杂性的顺序上市，先是简单的治疗性蛋白质（如生长激素），然后是抗体，接着是整细胞，最后是整个器官。医生将通过“开启”基因生长治疗性蛋白质，将健康的基因置入患病细胞，或诱导一类细胞的基因转化为其他类型的细胞，然后用这些细胞替换患病组织来施用这些新疗法。预测哪些医疗治疗将被基因疗法取代，比猜测数字电子产品更容易，也更难。更容易是因为长达10年的临床测试周期决定了十多年后推出的新药物必须已经处于早期开发阶段。更难是因为生物学上的发现从未遵循半导体工程师所展示的那种有序的进步规律。 11 现在来自有限的捐血供应的血友病药物将被体外合成的安全蛋白质或体内经过基因改造的细胞产生的凝血因子取代。 12 脱发治疗将大幅减少，因为皮肤科医生将学会如何促进头皮组织生长毛囊。抗衰老配方也可能消失，因为基因疗法将恢复老年头皮的黑色素。尽管基因脱发治疗还处于非常早期的开发阶段，但有效的治疗所能产生的收入无疑将保证大量研究资金将集中在解决问题的根源上。 13 目前，每年要进行60多万例冠状动脉搭桥手术，但当心脏病专家开始使用他们的基因武器在阻塞的血管处生长新的血管时，这种痛苦而衰弱的手术将成为过去。血管内皮生长因子2的临床试验早期结果表明，在2020年之前，刺激血管生长可能是一种在心脏和四肢都可行的治疗方案。 14 糖尿病患者最终可以告别胰岛素注射。更好的选择是：医生将常规将健康的朗格汉斯岛细胞植入胰腺。 15 遗传性疾病可能由单个基因或多个基因协同作用的突变引起。最先被消除的遗传性疾病很可能是单基因类型的，因为医生可以更精确地靶向疾病的位点。属于此类别的疾病包括囊性纤维化、家族性高胆固醇血症、亨廷顿舞蹈症、镰状细胞贫血、杜氏肌营养不良症和泰-萨克斯病。在一定程度上，基因研究已经为这些病例提供了一种治疗方法，即可以识别携带突变的个体，并就将疾病遗传给后代的风险进行咨询。 16 在医生用患者自身组织培育新器官的世界里，将不再需要免疫抑制剂来防止移植器官的排斥。 17 当更精确的基因疗法出现时，对健康细胞和癌细胞都有毒性的化疗在攻击癌症方面将变得不那么重要。正在开发的技术包括：用重组病毒感染肿瘤，使癌细胞易受抗病毒和抗生素药物的攻击；设计攻击癌症的抗体；将肿瘤细胞取出体外，进行基因改造，然后作为疫苗重新注入体内，以刺激免疫系统。淹没在石油中 18 燃油发动机将不会出现在任何销售展厅，因为汽车和卡车将由电池驱动的电动机、混合动力燃气/电动发动机或燃气/燃料电池发动机提供动力。即使燃油效率有所提高，长途货运在美国可能也会像在欧洲一样萎缩，因为欧洲的汽油价格已经很高了。 19 工业建筑上的冷却塔将被淘汰，因为它们会排放过多的废热。它们将被天然气吸收式制冷机取代，类似于老式燃气冰箱使用的技术。回收的辐射能将用于加热水和发电。 20 保鲜膜和许多塑料餐具将只能在垃圾填埋场找到。取而代之的是由玉米淀粉制成的整系列生物聚合物。其中一些已经可用，但与由暂时廉价的石化产品制成的化合物相比，成本仍然太高。 2020年以后 让我们沿着我们关于“浪潮”的比喻，驶向大海，越过摩尔定律、基因组学和石油价格的巨浪，到达未来海啸只是今天轻微波动的海域。在这些水域，我们将发现来自纳米技术、光学计算、仿生学和核聚变的扰动，让我们得以一窥比我们所能猜测的更美好的未来。
