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未来十年的技术预测（三）

来源：晰数塔互联网快讯时间：2021年01月18日 10:31

神译局是36氪旗下编译团队，关注科技、商业、职场、生活等领域，重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。

编者按：100年前的1920年，人类遭遇了西班牙大流感。不过在这场疫情之后，西方世界进入了一个经济持续繁荣的时期，开启了咆哮的20年代。100年后的今天，历史似乎又走到了惊人相似的起点。展望未来十年，我们会不会再度迎来又一个咆哮的20年代呢？还是说，因为非技术上的原因，度过无聊的十年？经济学者Eli Dourado对未来十年的技术发展进行了预测。原文发表在其个人博客上，标题是Notes on technology in the 2020s。篇幅关系，我们分三部分刊出。此为第三部分。

未来十年的技术预测（一）

未来十年的技术预测（二）

划重点：

未来十年，航天技术的最大故事是“星际飞船“

Starlink可能会成为一颗摇钱树

人类会在2030年踏上火星

太空制造成为可能

苹果M1那种定制硅片会成为趋势

2020年代会是加密货币的关键十年，不成功，便成仁

增强现实会得到广泛的部署

垂直农业大有可为

航天

未来十年，航天技术的最大故事是“星际飞船（Starship）”，因为这艘飞船将实现几乎所有的其他功能。我们不妨比较一下发射成本。航天飞机（Space Shuttle）是在1981年开始服役的，并成功发射了134次。考虑了通胀因素之后，每次发射的成本为18亿美元。发射有效载荷到低地球轨道（LEO）的成本为65400美元/千克。如今，主力的运载火箭Falcon 9可以用2600美元/千克的价格将货物送到LEO。这种发射成本的降幅十分惊人。

星际飞船有望将这一趋势进一步发展。Falcon 9只有第一级是可重用的，而星际飞船整个系统（包括助推器和航天器）都是可重用的。星际飞船靠廉价的液态甲烷来代替昂贵的火箭燃料。它由不锈钢制成，而不是由更昂贵的传统航空材料制成。SpaceX正在讨论以每72小时一艘的速度制造“星际飞船”，每艘飞船的造价为500万美元。而运营成本也会随较高的发射频次而降低，因此马斯克是想用150万美元的发射成本实现向LEO运送150吨货物的目标。那就是每公斤才10美元，比今天的Falcon 9发射还要便宜100多倍！

还没完，这还可以变得更加疯狂。由于“星际飞船”被设计为可在轨道上重新加油，所以它向LEO提供的150吨有效载荷容量就相当于其在太阳系任何地方的有效载荷容量。这样你就可以向LEO发射150吨载荷，然后在绕地球飞行的时候重新装载燃料，然后再把相同的载荷运往木星的卫星。整个过程花费不到Falcon 9的一次发射成本——在可重复使用的配置下，后者飞赴LEO的载荷限制为15吨，或者在不重复使用的配置下，运往火星的载荷限制为4吨。

我们再次运用一下贸易的引力模型，这次是用到地球与LEO之间的贸易。荟萃分析发现，（地球上的）贸易在运输成本上大致呈逆线性的关系。如果这一点适用于太空贸易的话，如果能够把地球与LEO之间的旅行成本降低200倍的话，那么地球与LEO之间的“贸易”就可以增加200倍。从接近于零的基数开始，地球与月球之间，或者地球与火星之间的贸易还会受到更大的刺激。

值得注意的是，廉价的发射成本还具备二阶效应。如果发射费用昂贵，对负载就得增加设计以确保可靠性。你可不希望花费了18亿美元用来发射后（就像美国宇航局发射哈勃太空望远镜那样），发现你的新卫星竟然需要维修。这种顾虑导致了对太空有效载荷的过度设计。一旦发射成本降到10-20美元/千克的新水平，公司和研究机构就可以减少工程设计方面的开支了，大不了再发射一次呗。

由于我的引导星是在经济上值得注意的技术进步，所以我们就再谈一谈这方面。5年前SpaceX首次回收了火箭助推器。从那以后，他们就一直在撬中级发射市场所有其他玩家的墙角。但是从宏伟计划的角度来看，发射仍然是个很小的市场。除了可以欣赏飞行器升空降落的精彩直播以外，Falcon 9（猎鹰9号）对你的生活可能没有什么显著的影响（除非你在航天行业工作）。

Starlink终于开始改变这种状况。截至本月，已有955颗Starlink卫星通过一次“总比没有好”（better-than-nothing）的beta测试为成千上万的用户提供互联网访问。StarLink的规模可能高达42000颗卫星。互联网的下行速度已经达到100 mbps以上——似乎只有糟糕天气才会让速度有所降低。对于许多农村客户而言，这项服务的确总比没有要好得多，比任何其他可用的替代品都好。随着更多（以及更先进的）卫星投入运行，其速度可能达到千兆比特。再借助于星舰飞船，发射这数千颗卫星的成本以及该公司的发射频度都将得到改善。他们计划在未来十年全面扩展这一网络。

Starlink可能会是一颗摇钱树。对于大多数客户而言，这项服务不是个很好的选择——城市人口过于密集，并且已经有太多其他服务提供商，让Starlink没有参与竞争的空间。马斯克表示，Starlink将会为最难覆盖到的3-4％客户提供服务。除了农村客户外，它还会为飞机上的WiFi以及集装箱船上的工作人员等其他小众市场提供互联网接入。

姑且假设全球电信市场的规模为2.4万亿美元。假设Starlink可以拿到其中的3％。那就是每年720亿美元的收入，这比SpaceX的商业发射收入还要多。在2019年，该公司的收入仅为20亿美元。Starlink是一部印钞机。这还会让你心里不禁会想，如果SpaceX到目前为止的成功是基于年收入20亿美元的预算的话，那么每年有720亿美元进账的SpaceX会干些什么呢？

殖民火星怎么样？我曾跟罗宾·汉森（Robin Hanson）过打赌，说人类会在2030年一季度末的那一天踏上火星，其实我对此也不是完全相信（但Robin给了我机会），但我认为最有可能会发生以下情况：StarLink赚了很多钱，然后SpaceX用这笔钱支付星舰飞船以惊人的速度殖民火星的费用。其结果是，人类登陆火星的发射活动将不晚于2029一月开始，然后在2029年9月降落。SpaceX公司总裁格温·肖特韦尔（Gwynne Shotwell）说如果到2023年星舰飞船还不能载人太空飞行（大概只到近地轨道）的话，就算是“公司的重大失败”。有了Starlink的收入保障之后，SpaceX就可以进行生命支持系统和任务计划的工作，从而实现2029年殖民火星的使命。NASA可以作为合作伙伴参与其中，但SpaceX不会容忍政府任何的从中作梗。

星际飞船仍将继续作为NASA的阿耳忒弥斯计划(Artemis)的着陆工具。如果不选择它的话，那似乎要犯大错误。可以肯定的是，选择“星际飞船”将代表NASA的计划发生了巨大变化，因为NASA一直在假设作为无效投资的太空发射系统（Space Launch System），猎户座（Orion）太空舱以及绕月的深空门户（Gateway）会得到美国国会的支持。尽管阿耳忒弥斯的目标是到2024年实现人类在月球南极登陆，但这个进度安排可能很容易就会错过。不过如果能利用星际飞船提供的新机会的话，到本世纪末建立永久性的月球基地似乎都说得过去。

在发射成本很低的情况下，还有什么样的可能性呢？Varda是一家从事太空制造的新公司。微重力意味着可以利用在地球自身重量下会坍塌的结构。其结果是，可以到太空中制造在我们星球上无法制造的某些药物、光纤、半导体晶圆以及纳米管材料。现在很多人都希望把制造业带回美国，但把制造业推向轨道显然要令人兴奋得多。

进行小行星开采怎么样？我认为实现还有一段距离。毫无疑问，总有一天这会取得盈利的。小行星16Psyche上面的材料在地球的黑市价是10亿美元——就算考虑到高价不可避免要跌，但太空资源开采也可能造就出若干的万亿富翁出来。我认为最早要到2030年代进行大规模的太空开采才有可能，对此我倒希望结果证明自己是错的。同样地，廉价的发射成本可能会改变游戏规则。

信息技术

定制硅片会变成大生意。苹果公司新出定制版片上系统平台（M1芯片）收到的好评如潮，证明了它的必然性。在机器学习方面，Cerebras有用一整块晶圆的SoC。特斯拉的“全自动驾驶”计算机同样也是用定制硅片。几乎所有的计算机硬件——任何上规模的硬件——都会朝这个方向发展，因为它的性能优势实在是太大了。从某种意义上讲，这是半导体领域发展历史的重演：个体晶体管在给集成电路让路。这种改变只是让集成更上一层楼而已。注意：我们缺乏在北美制造这些SoC （至少是好的SoC）的能力。考虑到它们的战略重要性，可能值得采取补救措施（编者注：也就是在北美建设高质量的晶圆厂）。

2020年代会是加密货币的关键十年，不成功，便成仁。好吧，加密货币是不可战胜的——真正的信徒不管怎样都会把这个网络永远做下去。但是，要想让加密货币具备长期价值，我仍然认为加密货币必须要有主流用途。这意味着它需要扩展，需要有良好的用户体验，而且普通人需要真正用它来进行交易。如果到十年末还不能达到这一目标，我认为加密货币就是没有兑现承诺。对此我仍持谨慎的乐观。我认为，向权益证明，更低的交易成本，更完善的工具以及成熟的标准过渡的话，加密货币有可能会进入主流。

到5年后，增强现实会得到广泛的部署，就像今天的智能手表一样。眼镜会成为计算设备。每一家大型高科技公司在实验室都会有一个相对成熟的眼镜项目。跟当今的Siri、Alexa等相比，智能眼镜需要了解环境情况，这样才有可能成为聪明得多的数字助理。

其他

我对垂直农业的热爱已经超越了理性。LED灯，廉价电力（用于水泵），直接可用的地热来加热，加上确定最佳养分搭配的智能机器学习算法，就可以种植出价格有竞争力，品质比传统种植方法更好的蔬菜。通过消灭农药，针对营养和口味优化品种，而不是靠供应链牢靠，并确保快速投放市场，垂直农场就可以提供更健康，更美味的食品。说到食物，我预计植物“肉”会惨败，但是实验室种植的真肉值得关注。在此之前，还是吃用人道方式饲养的吃草的牛吧。

建筑技术是另一个值得关注的领域。无论是Icon设想的3D打印的房屋，还是Cover或Modal设计的高级制造房屋，都必须有比我们现在构件式的做法更好的建造方式。住房成本的飙升在很大程度上是因为城区的划分规则，但是建筑技术是我们可以提高住房生产率的又一个杠杆。同样地，这是障碍似乎主要不是来自技术的又一个领域。

总的来说，上述技术的可能性都很大。如果我们能够治愈一系列的疾病，延缓衰老，实现廉价且无碳排放的基载能源，并可以运用新的运输方式和更好的建筑技术，那么TFP增长率几乎肯定可以超过2％。但问题是我们可能不会做这些事情。

一切都取决于执行。基础科学已经有了。工程师也愿意做。在大多数情况下，甚至资金都不是问题。但是，作为社会来说，我们的紧迫感有多强呢？我们的文化并没有把进步放在首位，而是在破坏性地你争我夺。美国的政治折射出美国的文化。

我想走得更快些。

译者：boxi