美國(guó)NRC顛覆性技術(shù)持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)淺析

張曉林

（中國(guó)工程物理研究院科技信息中心，四川綿陽(yáng) 621900）

一、前言

隨著顛覆性技術(shù)相關(guān)理論研究的持續(xù)深入，人們對(duì)顛覆性技術(shù)的認(rèn)識(shí)也更加深刻，如何準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)與識(shí)別顛覆性技術(shù)已成為全球競(jìng)相關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[1,2]。國(guó)內(nèi)外許多智庫(kù)和咨詢(xún)機(jī)構(gòu)都不斷加大研究力度，尋求有效預(yù)測(cè)顛覆性技術(shù)的最佳途徑。經(jīng)過(guò)幾年的研究和發(fā)展，以美國(guó)國(guó)家情報(bào)委員會(huì)、新美國(guó)安全中心、麥肯錫等為代表的典型機(jī)構(gòu)，陸續(xù)發(fā)布了顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)分析報(bào)告[3～5]，形成了一系列顛覆性技術(shù)清單。

美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）在2009年成立了一個(gè)未來(lái)顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)委員會(huì)，專(zhuān)門(mén)為開(kāi)發(fā)顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)提供指導(dǎo)和見(jiàn)解。顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)委員會(huì)認(rèn)為，上述智庫(kù)和咨詢(xún)機(jī)構(gòu)發(fā)布的顛覆性技術(shù)主要來(lái)自問(wèn)卷調(diào)查和研討會(huì)，在很大程度上受限于專(zhuān)家意見(jiàn)，這樣的預(yù)測(cè)方法可能產(chǎn)生許多偏見(jiàn)。因此，顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)委員會(huì)致力于尋求一種更好的顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)方法，能夠持續(xù)地捕獲到其他預(yù)測(cè)方法可能忽略的顛覆性技術(shù)，以及描述其他方法無(wú)法描述的顛覆性質(zhì)。通過(guò)多次研討和分析，顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)委員會(huì)在2009年和2010年先后發(fā)布了3份有關(guān)持續(xù)性預(yù)測(cè)顛覆性技術(shù)的報(bào)告[6]。在這3份報(bào)告中系統(tǒng)分析了顛覆性技術(shù)的屬性，探討了現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法存在的問(wèn)題，并提出了構(gòu)建一個(gè)理想的顛覆性技術(shù)持續(xù)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)的思路和框架。

本文旨在對(duì)NRC報(bào)告進(jìn)行系統(tǒng)、深入的分析，總結(jié)顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題及理想的持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的模型框架，為我國(guó)開(kāi)展顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)研究提供借鑒和參考。

二、NRC對(duì)顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)的定義

（一）顛覆性技術(shù)的定義與屬性

目前，顛覆性技術(shù)并沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的或被廣泛認(rèn)可的定義。在NRC的報(bào)告中，顛覆性技術(shù)被定義為“能夠極大影響全球力量平衡的技術(shù)及技術(shù)應(yīng)用”。這可以從兩個(gè)角度來(lái)理解，首先，該定義中的顛覆性技術(shù)并非指一種新技術(shù)，而是強(qiáng)調(diào)技術(shù)的新應(yīng)用，因?yàn)樾屡d技術(shù)很少會(huì)立即變成顛覆性技術(shù)，都會(huì)經(jīng)過(guò)一定的潛伏期，只有經(jīng)過(guò)一系列的創(chuàng)新應(yīng)用之后，才有可能變成顛覆性技術(shù)；其次，顛覆性技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是技術(shù)的影響，是能夠在技術(shù)的生命周期中引起不連續(xù)和非線(xiàn)性變化，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)有技術(shù)、商業(yè)模式、國(guó)家經(jīng)濟(jì)與安全產(chǎn)生顛覆性影響的技術(shù)。因此，這個(gè)定義給出了顛覆性技術(shù)具有的一些屬性。

從歷史發(fā)展角度來(lái)看，顛覆性技術(shù)的誕生存在多個(gè)屬性。首先，從時(shí)間維度來(lái)說(shuō)，其技術(shù)的性能、成本、可靠性、利用率等因素存在不連續(xù)性，但這種不連續(xù)性可能是與新應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)，而不是技術(shù)本身的變化；其次，某一種技術(shù)能否成為顛覆性技術(shù)，要考慮其對(duì)其他技術(shù)的影響，技術(shù)是突然出現(xiàn)的，并不意味著其一定成為顛覆性技術(shù)，而是要考察其是否具有影響力；再次，顛覆性技術(shù)可能是一種交叉技術(shù)，是多學(xué)科的融合，比如互聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和瀏覽器技術(shù)的集合；最后，顛覆性技術(shù)的誕生與企業(yè)發(fā)展愿景密切相關(guān)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、超前思維并且愿意迎合新興市場(chǎng)而非歷史市場(chǎng)的發(fā)展愿景，將加快引入不可避免的顛覆。由此可以看出，要成為顛覆性技術(shù)，從工程或技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，其技術(shù)本身并不需要是激進(jìn)的或新穎的。許多技術(shù)成為顛覆性技術(shù)，僅僅是因?yàn)樗鼈冊(cè)趦r(jià)格或性能上越過(guò)“引爆點(diǎn)”，或大大提高了現(xiàn)有技術(shù)的可及性或功能。因此，普遍存在也是顛覆性技術(shù)的重要特征。

（二）如何定義顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)

NRC的報(bào)告中并未特別提出顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)的概念，但對(duì)過(guò)去和當(dāng)前正在使用的一般技術(shù)預(yù)測(cè)的常見(jiàn)方法，包括判斷或直觀方法、外推和趨勢(shì)分析、模型分析及情境模擬等，進(jìn)行了分析，他們認(rèn)為沒(méi)有一種技術(shù)預(yù)測(cè)方法能夠完全適合解決決策者當(dāng)前面臨的一系列問(wèn)題、挑戰(zhàn)和需求。這是因?yàn)椋嵏残约夹g(shù)預(yù)測(cè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅要預(yù)測(cè)潛在技術(shù)本身，而且要預(yù)測(cè)潛在的市場(chǎng)機(jī)會(huì)、競(jìng)爭(zhēng)威脅或可能推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的問(wèn)題領(lǐng)域。

首先，一種新的、顛覆可能性高的技術(shù)，其可能產(chǎn)生的潛在變化和影響是不被欣賞或重視的。因此，顛覆性技術(shù)的預(yù)測(cè)首先是從新技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用和發(fā)現(xiàn)的海洋里識(shí)別出潛在顛覆性技術(shù)的征兆信號(hào)；其次，歷史表明，許多技術(shù)并沒(méi)有達(dá)到其預(yù)期的顛覆性影響，其失敗的原因可能是由于成本、投資、社會(huì)需求、市場(chǎng)推動(dòng)、地理、政治因素的影響等。所以，預(yù)測(cè)未來(lái)需求、問(wèn)題領(lǐng)域、威脅和機(jī)遇與預(yù)測(cè)可能導(dǎo)致顛覆的特定技術(shù)一樣重要。

基于此，可以將顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)定義為：在普遍存在的技術(shù)中，識(shí)別出潛在顛覆性技術(shù)的征兆信號(hào)，并在綜合考慮技術(shù)推動(dòng)的可行性、市場(chǎng)、投資、成本、社會(huì)、人口、地理、政治、文化等各方面影響因素的基礎(chǔ)上，對(duì)技術(shù)的顛覆性潛力進(jìn)行系統(tǒng)、綜合評(píng)估，最后給出有助于決策的發(fā)展建議或解決方案。

三、顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)關(guān)鍵問(wèn)題分析

（一）顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)的挑戰(zhàn)

目前，許多智庫(kù)和咨詢(xún)機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)展了顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)工作，并發(fā)布了一系列成果，如新美國(guó)安全中心發(fā)布的《改變游戲規(guī)則：顛覆性技術(shù)與美國(guó)國(guó)防戰(zhàn)略》、麥肯錫發(fā)布的《2025年前可能改變生活、企業(yè)與全球經(jīng)濟(jì)的12項(xiàng)顛覆性技術(shù)》等[3～5]。這些成果主要采用了問(wèn)卷調(diào)查、專(zhuān)家咨詢(xún)、場(chǎng)景模擬、文獻(xiàn)分析等目前主流的技術(shù)預(yù)測(cè)方法。這些方法的單一應(yīng)用使得預(yù)測(cè)結(jié)果存在一定的局限性，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：①預(yù)測(cè)重點(diǎn)關(guān)注的是技術(shù)本身的發(fā)展，忽略了相關(guān)資源和問(wèn)題領(lǐng)域的影響；②預(yù)測(cè)的信息源大部分來(lái)自西方國(guó)家（主要是美國(guó)），并且參與主體限于專(zhuān)家，這樣的預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生許多偏見(jiàn)；③所有預(yù)測(cè)方法在一定程度上都依賴(lài)于歷史數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)，但單純依賴(lài)于歷史數(shù)據(jù)不可避免地會(huì)導(dǎo)致過(guò)分強(qiáng)調(diào)進(jìn)化創(chuàng)新，同樣會(huì)造成預(yù)測(cè)偏差。

因此，要使顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)是有用的，必須開(kāi)發(fā)新的預(yù)測(cè)方法，同時(shí)考慮可應(yīng)用于預(yù)測(cè)的資源（財(cái)務(wù)、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施和人力資本）、正在被預(yù)測(cè)的技術(shù)的性質(zhì)和類(lèi)型、專(zhuān)家的可用性以及大眾參與預(yù)測(cè)的意愿、預(yù)測(cè)必須解決的時(shí)間范圍以及決策者打算如何使用預(yù)測(cè)等問(wèn)題，使預(yù)測(cè)最終為更好的決策而服務(wù)。

（二）構(gòu)建顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)

如前所述，開(kāi)發(fā)一種新的預(yù)測(cè)方法對(duì)實(shí)現(xiàn)顛覆性技術(shù)的有用預(yù)測(cè)至關(guān)重要，但新的預(yù)測(cè)方法并非重新創(chuàng)建一種全新的方法，而是在系統(tǒng)考慮顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)需求和目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)預(yù)測(cè)方法進(jìn)行組合應(yīng)用，從而提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。NRC在系統(tǒng)分析顛覆性技術(shù)的性質(zhì)及其預(yù)測(cè)的挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，提出建立一套顛覆性技術(shù)持續(xù)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠持續(xù)、開(kāi)放、穩(wěn)定地對(duì)顛覆性技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并最大限度地減少傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法所造成的偏差，被定義為是“理想的持續(xù)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)”，如圖1所示。

圖1 理想的顛覆性技術(shù)持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)屬性

理想的持續(xù)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)首先考慮的一個(gè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)就是持續(xù)性，其目標(biāo)是能夠根據(jù)新數(shù)據(jù)、信號(hào)和參與者的輸入不斷更新預(yù)測(cè)，以持續(xù)地為決策者或客戶(hù)提供最新的預(yù)測(cè)結(jié)論。由于沒(méi)有任何一個(gè)單獨(dú)團(tuán)隊(duì)有人力、資本或智力資源能夠想象每一個(gè)可能的顛覆場(chǎng)景，捕獲每一個(gè)信號(hào)或獲得所有的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，因此，持續(xù)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)必須盡量開(kāi)放、友好，這樣可以建立信任和激勵(lì)機(jī)制，吸引各種群體的參與者持續(xù)廣泛地參與。而廣泛的公眾參與對(duì)系統(tǒng)提出了要求，即系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡量保證使用簡(jiǎn)單、直觀，支持持續(xù)訪(fǎng)問(wèn)且全球可用。

除此之外，要想系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果是有用的，最關(guān)鍵的是要盡量減少由于數(shù)據(jù)源、使用的預(yù)測(cè)方法的限制所帶來(lái)的偏差。解決的辦法唯有廣泛收集來(lái)自各個(gè)國(guó)家、各種語(yǔ)言、不同文化背景、不同年齡、不同技術(shù)領(lǐng)域、多種受教育程度和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的專(zhuān)家和公眾的各類(lèi)信息，特別是年輕的研究人員、技術(shù)專(zhuān)家、企業(yè)家和科學(xué)家，因?yàn)樗麄兪亲钣锌赡軇?chuàng)造未來(lái)的顛覆性技術(shù)并且受到未來(lái)顛覆性技術(shù)影響的群體。顛覆性技術(shù)的預(yù)測(cè)和評(píng)估需要將各種定性、定量及新預(yù)測(cè)方法和工具組合使用，以可視化的直觀方式呈現(xiàn)預(yù)測(cè)結(jié)果，并通過(guò)定期反饋、審查，不斷改進(jìn)和更新，以保證系統(tǒng)長(zhǎng)期持續(xù)有效。

四、顛覆性技術(shù)持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)模型

在分析了理想的持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的屬性和關(guān)鍵問(wèn)題之后，NRC提出了理想預(yù)測(cè)系統(tǒng)的框架模型，如圖2所示。該模型定義了持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該包含的6個(gè)重要功能：①提供一種定義需求的機(jī)制；②提供廣泛的數(shù)據(jù)收集工具；③提供非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)預(yù)處理工具；④跟蹤、監(jiān)測(cè)和處理出現(xiàn)顛覆的預(yù)警及微弱信號(hào)；⑤提供決策者、利益相關(guān)者及公眾參與的數(shù)據(jù)分析和可視化工具；⑥建立反饋機(jī)制，允許系統(tǒng)進(jìn)行迭代開(kāi)發(fā)。具體功能見(jiàn)表1。

從表1可以看到，理想的持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)模型在定義預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，同時(shí)給出了系統(tǒng)的功能流程及其實(shí)現(xiàn)方法。NRC在報(bào)告的后續(xù)部分提出了幾種可能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，也同時(shí)指出，沒(méi)有一個(gè)單獨(dú)的方案能夠滿(mǎn)足持續(xù)系統(tǒng)的所有要求。因此，該預(yù)測(cè)系統(tǒng)必須是一個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，需要長(zhǎng)期評(píng)估和不斷優(yōu)化。另一方面，系統(tǒng)特別強(qiáng)調(diào)收集各種信息源，并對(duì)現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法進(jìn)行新的組合應(yīng)用。因此，對(duì)廣泛的信息源進(jìn)行甄別及現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法的遴選與評(píng)價(jià)，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵考慮因素。

圖2 理想的顛覆性技術(shù)持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的框架模型

五、結(jié)語(yǔ)

美國(guó)NRC發(fā)布的《顛覆性技術(shù)持續(xù)性預(yù)測(cè)》報(bào)告提出了構(gòu)建一個(gè)理想的顛覆性技術(shù)持續(xù)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)的框架模型和設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其中的關(guān)鍵問(wèn)題和存在的挑戰(zhàn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。雖然截至目前，未見(jiàn)理想預(yù)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建情況的后續(xù)報(bào)道，但該報(bào)告仍然對(duì)顛覆性技術(shù)的預(yù)測(cè)研究提供了很好的參考和借鑒。

筆者基于對(duì)顛覆性技術(shù)持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的分析，提出兩點(diǎn)認(rèn)識(shí)：①顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)通常是在普遍存在的技術(shù)中識(shí)別出顛覆性技術(shù)的征兆，并對(duì)其顛覆性影響進(jìn)行評(píng)估，因此，顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)需要綜合考慮技術(shù)存在的潛在市場(chǎng)機(jī)會(huì)、競(jìng)爭(zhēng)威脅或可能推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的相關(guān)問(wèn)題等因素；②顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)是為決策服務(wù)，為了盡量減少預(yù)測(cè)偏差，保證預(yù)測(cè)的可用，構(gòu)建一套開(kāi)放的持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)是最佳的方案，但構(gòu)建系統(tǒng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜的任務(wù)，需要全世界范圍內(nèi)的各行業(yè)研究人員、專(zhuān)家參與，并且需要更系統(tǒng)、全面的深入研究。

表1 理想的持續(xù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能