报告时间：2013年10月20日
报告地点：文典阁
报告人：汪旭光（校友、中国工程院院士）
今天回到母校非常开心，我为母校如今的成绩感到自豪！今天所讲的并非报告，只是心得体会，想和大家分享这个行业所关注的东西。
2013年5月，麦肯锡公司发布了题为《颠覆性技术：改变生活、商业和全球经济的先进技术》报告。这份报告主要运用系统方法，将未来10年到20年内富有变革性和颠覆性的技术进行分类，利用现有的知识评估这些技术可能带来的影响，并从实用角度判断这些潜力无限的技术，以此为各行业高层预测未来机遇和变化提供指导。今天给在座各位讲的是本人学习这份报告的心得体会以及对我所从事的矿山工程、工程爆破、爆破器材、土木工程等行业的思考。
一、 什么是颠覆性技术？
颠覆性技术是一种能够对已有传统或主流技术途径产生颠覆性效果的技术，可能是完全创新的技术，也可能是基于现有技术的跨学科、跨领域的创新型应用。颠覆性技术打破了传统技术思维和技术发展路线，是对渐进式技术的跨越式发展。
颠覆性技术能够带来经济体的“创造性”破坏，并促进其重大发展，造成利润空间转移和产业结构调整，导致传统企业被新兴企业所取代。颠覆性技术能够打破现状，改变人们的生活、工作方式，重新配置价值体系，并引领全新的产品和服务。颠覆性技术能够给企业带来特殊的变革，创造巨大的价值，但常常通过一个非常具有破坏性的过程。在过去几年，技术变革重塑了数个行业秩序，利润来源也在资本、劳动力和消费者之间发生转移。
工业革命以来，在一系列技术进步的推动下，全球经济进入急速增长轨迹。蒸汽机、电力、电话、汽车、飞机、晶体管、计算机、互联网……每一个新技术浪潮为执行现有的任务提供了高效的新方法，并引致全新类型企业的产生，提高社会生产力，推动经济增长。某些技术如蒸汽动力或互联网，在各经济体间是通用的，有大规模和颠覆性的影响。历史证明，科技革命构成了发掘和发展颠覆性技术的难得历史机遇。当今世界已处在新一轮科技革命的前夜，颠覆性技术大量涌现时期即将到来。
二、 如何识别颠覆性技术？
颠覆性技术具有四个共同特点：技术发展速度快、产生潜在影响范围广、可创造经济价值高、带来颠覆性影响大。
（一）飞速发展的技术与突破性技术
颠覆性技术通常在价格或性能的快速变化中展现出来；另一种是产生突破性进展的技术，这些突破可加快发展速度或阶段性技术进步。
如基因测序技术进步日新月异，发展速度甚至超过了计算机处理能力，因此，很快就可以制造出价格低廉的台式测序仪。从2004年第一颗人造石墨（用纳米材料制造且具有坚固性、导电性等非凡属性）产生到2011年IBM研制出石墨烯集成电路，新型材料技术取得了巨大突破。
（二）潜在影响范围广
在经济上产生颠覆性影响的技术必然涉及多个公司和多个行业，影响或造就各式各样的机器、产品或服务。例如移动互联网可以影响50亿人的生活方式，为人们提供工具，使之成为未来的创新者或企业家，因此移动互联网被视为对人类最具影响力的技术。
（三）可创造巨大经济价值
经济上具有颠覆性影响的技术必须能创造巨大经济效益，但技术的风险价值很高，因此它可能会扰乱利益体系，导致国内生产总值增加，资本投资过大。例如：先进机器人技术可能会对全球6.3万亿美元的劳动力成本产生影响。云技术可能会为全球企业降低3万亿美元的IT支出，也可能会为数十亿消费者和成千上万的企业创造新型在线产品和服务。
（四）经济上会产生颠覆性影响
有影响的技术可能会极大地改变现状。这些技术可能改变人们的生活和工作方式，为企业创造新机遇或转移盈余，推动各国经济增长或改变国与国之间的比较优势。新一代的基因组学具有改变医学诊断、治疗癌症和其他疾病并最终延长人类寿命的潜力。
三、影响未来的颠覆性技术
为获取完整的颠覆性技术列表，麦肯锡公司通过学术期刊、商业和技术出版社、风险资本组合投资分析、相关专家推荐、领导采访等途径列出了100项候选技术。从技术的发展速度、潜在的影响范围、可创造的经济价值、经济上是否产生颠覆性影响四个方面，筛选出了可能影响数十亿消费者、上百万的劳动者，带来数万亿美元的行业价值的12项颠覆性技术。具体如下：
（一）移动互联网
移动互联网是移动互联设备、高速无线连接和应用程序的组合。仅仅几年之间，移动互联设备（如手机和平板电脑）就由最初的奢侈品摇身一变，成为10亿多人共同的生活方式。链接无处不在，应用程序暴增，这些都使用户拥有全新的生活方式，他们通过移动互联网了解和感知物质世界，甚至与之互动。移动互联网应用的技术包括无线技术、小型、成本低廉的运算与储存设备，先进的显示科技、自然用户接口，以及先进但价格低廉的电池。可用于提高劳动生产力，远程监控系统，减少治疗慢性疾病的成本。预估这项技术到2025年可带来3.7～10.8万亿美元的经济效益。
（二）知识工作自动化
知识工作自动化是运用电脑来进行复杂分析、精确判断，创造性地解决问题。随着人工智能、机器学习和自然语言用户接口（如语音识别）的不断进步，知识工作正在逐步实现自动化。比如，计算机能够回答“非结构性”的问题（如未被准确写入软件查询的日常用语），如此一来即便没有经过专业的训练，员工或客户也能自行获取信息。这将对知识工作的组织与执行方式带来巨大的改变。高技能员工能够使用复杂分析工具更好地完成任务，而且随着越来越多的知识工作由机器完成，某些类型的工作可能实现完全自动化。预估这项技术到2025年可带来5.2～6.7万亿美元的经济效益。
（三）物联网
物联网是指在从道路到心脏起搏器等各类物体中植入传感器、执行器和数据通信技术，使得能够通过数据网络或互联网对这些物体进行跟踪、协调或控制。从工厂的产品流监控，到农田湿度测量，再到公共设施管道水流跟踪，物联网使企业和公共部门组织实现了资产管理、性能优化、以及商业模式的创新。此外，物联网的远程监控功能也将改善慢性病病人的健康状况，降低卫生保健成本。预估这项技术可带来2.7～6.2万亿美元的经济效益，可为中国带来5～6万亿美元的经济效益。
（四）云计算
云计算让所有潜在的计算机应用和服务，通过网络或因特网交付。这一点美国和印度做得比较好，美国现在不做财务成本计算，全交给印度。印度班加罗尔在做这方面的工作。利用云技术，用户只需最低配置甚至无需本地软件或处理能力，就能通过网络共享计算机应用或服务。厂商可透过网络提供服务，也可增强企业信息科技的生产力。可以减少配置，降低成本，提高计算速度和服务能力。预估这项技术到2025年可带来1.7～6.2万亿美元的经济效益。云计算相对比较复杂，要在中国落地生根，创造经济效益，还需要一段时间。
（五）高级机器人技术
传统的机器人擅长需要超人的速度、力量、体力或在受控环境中精度要求高的任务。未来机器人会发展得更敏感、灵巧、更有智慧，可完成以往认为过于细致或不符经济效益的工作。若用于医学上，可在手术台上完成工作，甚至比人做得更出色，机器人手术系统可降低风险。预估这项技术到2025年可带来1.7～4.5万亿美元的经济效益。
（六）无人驾驶汽车与准无人驾驶汽车
无人驾驶汽车可以减少或者不需要人来操作。无人驾驶技术对于转向、刹车和避碰系统具有实用价值，将增加汽车的安全性，降低碳排放，为汽车司机提供更多的休闲时间（自动驾驶），并提高货车运输业的效率。除了方便外，还可避免严重交通意外发生，可拯救3万至15万人的生命。北京市有了第一台无人驾驶汽车，已经在道路上运行了，我们在和他们讨论无人驾驶汽车时，当时我们觉得不可能，他们说北京市已经有了。无人驾驶汽车能不能在道路上推广，还要看运行实际情况。目前无人驾驶汽车还没有发生过交通事故，这是一个很好的信号。我们认为无人驾驶汽车首先应该在矿上推广，矿山上的大货车，逢道路简单，危险性就很大，所以在矿上推广操作性比较强。预估这项技术到2025年可带来0.2～1.9万亿美元的经济效益。
（七）新一代基因组学
新一代基因组学是新一代测序技术、大数据分析和生物合成技术的组合，包括重组技术和DNA合成（即合成生物学）。以快速、低廉的成本完成基因组定序，进行先进的分析，以用于合成生物，可应用在治疗疾病、发展农业上，还可以生产高价值物质。预估这项技术到2025年可带来0.7～1.6万亿美元的经济效益。
（八）蓄能技术
能量储存系统能够将电能转换成一种可以储存的能源形势，并且在需要用能时再重新转换成电能。储能技术的进步能够降低电动汽车（包括混合动力车、插电式混合动力车、纯电动车）的成本，从而使其能够与内燃机车竞争。在电网中先进的电池储能，将有机整合太阳能和风能，通过控制频率变化提高发电质量、处理峰值负荷，并且能够使公用事业部门减少基础设施扩建从而降低成本。蓄能技术对我们国家意义重大，现在的太阳能、风能开始逐步上网，太阳能以前频率不稳定，风能有限，所以不能上网，而后来大的风力发电都需要建立蓄变交换才能够上网。现在通过蓄能技术使得太阳能、风能都能顺利上网。我们国家几乎每个省都建立了蓄能电站。为什么建立蓄能电站？它需要条件电水供应，使得节水供应能够均匀。所以，蓄能技术对我国意义重大，并在我国推广得较好，尤其是风能和太阳能方面。预估这项技术到2025年可带来0.1～0.6万亿美元的经济效益，每年可为中国创造0.5万亿美元的经济效益。
（九）三维打印技术
大家不要误会，这不是一个打印技术而是一个制造技术，3D打印是添加剂制造技术的一种形式。三维打印技术能够将三维设计文件中的概念直接转化为制成品，从而跳出了许多传统生产步骤，使按需生产成为可能。此项技术还能减少生产过程中的材料浪费，并能开发出传统工艺很难或无法生产的产品。预估这项技术到2025年可带来0.2～0.6万亿美元的经济效益，此技术推广后，每年可为中国带来0.4万亿美元的经济效益。
（十）新型材料
新型材料既包括有机材料也包括无机材料，包括功能材料也包括建筑材料，是非常广泛的概念。历史经验表明，基础材料在质量和成本方面的突破可以改变颠覆性增长的周期。过去几十年，科学家发明了多种属性各异的材料兼具自愈和自洁能力的机敏材料、能够恢复原形的记忆金属材料、将压力转化为能量的压电陶瓷和水晶材料以及纳米材料。技术发展十分迅速，现在建筑材料无处不在。这项技术预估到2025年可带来经济效益0.2～0.5万亿美元。中国专家认为，此预估过于保守，每年至少能为中国带来0.5万亿美元的经济效益。
（十一）先进的油气勘探和开采技术
开采页岩油气资源成为人们普遍关注的一项技术革命，其潜在影响力已被广泛关注。经过不断完善，它将在未来几十年极大地提高化石燃料的可用性，迅速为石化生产等能源密集型产业带来福音。最终，不断进步的石油、天燃气勘探和开采技术甚至可以运用于其他能源的开采，如煤层气、致密砂岩气、甲烷包合物等，从而引领新的能源革命。中国的页岩气储量占全球首位，这项技术在中国亟待开发。预估这项技术2025年可带来经济效益0.1～0.5万亿美元，每年可为中国带来1～2万亿美元的经济效益。
（十二）可再生能源
可再生能源（如太阳能、风能、水力发电和潮汐能等）来自于可以不断补充的源级，这种能源使人类既不用担心过度开采资源，也不用担心气候变化或加剧化石燃料的竞争。太阳能技术发展尤为迅猛，过去20年，太阳能电池的发电成本从8美元每瓦降低为之前的十分之一。同时风力发电在可再生能源发电量中所占的比例不断攀升。可再生能源在国内外发展得都比较快。预估这项技术到2025年可带来0.2～0.3万亿美元的经济效益，中国将获得0.5万亿美元的经济效益。
四、其他值得关注的技术
其他一些技术虽未能列入颠覆性技术的最终名单，但它们同样值得关注。下列五项技术距颠覆性技术仅一步之遥：下一代核（裂变）有可能颠覆全球能源结构。但鉴于目前试验和试点的时间框架，似乎不太可能在2025年之前带来显著影响。目前中国也投入很大的力量在研究下一代核（裂变）。
（一）下一代核（裂变）有可能颠覆全球能源结构
但鉴于目前试验和试点的时间框架，似乎不太可能在2025年之前带来显著影响。目前中国也投入很大的力量在研究下一代核（裂变）。
（二）聚变能也具有巨大潜力
但就技术成熟度和时间框架而言，它比下一代核裂变更难以确定。
（三）碳封存对减少大气中二氧化碳含量有很大影响
碳封存对减少大气中二氧化碳含量有很大影响，尽管持续投入了大量研发资金，但难以在2025年前降低成本并开展大规模部署。碳封存技术备受世界瞩目，而中国的二氧化碳问题比较突出，中国政府也给予了更多的关注。如果长期未能解决碳封存技术，会对人类生存构成很大威胁。
（四）先进的水净化技术可能造福数百万面临缺水问题的人们
先进的水净化技术可能造福数百万面临缺水问题的人们但是比目前已知的方法更为经济的方法还难以在2025年之前实现操作，但是水净化技术已经到了试用阶段。以色列的用水全靠海水净化，阿联酋等国的水净化技术也非常高。中国的水净化成本和自来水相当，水净化技术发展很快。
（五）量子计算是替代数字计算机的一项重大变革
量子计算是替代数字计算机的一项重大变革，但是其适用性和影响力尚不明晰，商业化的时间框架也难以确定。量子计算技术发展得很快，一旦突破了量子计算技术，数字计算机就会被淘汰。
以上几项技术发展得都很快，特别是水净化技术、碳封存技术，但要发展到蓄能技术那样的水平，还需要一个过程。以下几项技术与入选的颠覆性技术存在一定差距：
（一） 私人飞机运用
到2025年，私人太空飞行可能仅限于太空旅行和私人卫星发射，尽管此后申请小行星采矿等可能带来更大的经济效益。
（二）有机发电二级管/发光二级管（OLED/LED）
发光二级管在生活中已有不少应用，许多灯都改成LED，但成本比较高。这项技术不可能在2025年前突破狭隘的行业限制为经济价值带来颠覆性的影响。
（三）无线充电具有某些应用前景
无线充电具有某些应用前景，但总体而言影响力有限，且成本高昂。目前简单版本已存在，但尚不清楚该技术是重要需求还是作为改进的能源储存技术的替代物。
（四）柔性显示器长期以来一直在发展
柔性显示器长期以来一直在发展，将为移动设备和电视提供令人振奋的新体验，但到2025年该技术不太可能有广泛的颠覆性影响力。
（五） 三维立体显示器已受到广泛关注
三维立体显示器已受到广泛关注，但是该技术能否在2025年前带来广泛的经济影响力尚不得而知。
五、几点思考与对策
（一）页岩气和致密砂岩气的勘探开采技术
在座各位虽然不是中石油、中石化或中海油系统的，不直接从事油气勘探与开采工作，似乎与我们无关，其实不然。大家知道，美国、加拿大都是页岩气勘探开采顺利成功的的国家，美国已由天然气进口国变为出口国，也就是说美国通过页岩气的开采改变了美国油气结构。美国、加拿大在页岩气勘探开采工作中吸收、鼓励众多的非专业的小公司介入其中，发挥了很大作用，这就给我们以启示，我国既然是一个页岩气资源非常丰富的国家，约占世界储量的45～70%，我们是可以介入其中做些工作的，说不定会有较大的收获。我个人认为下面几点是可以介入的：
1、页岩气和致密砂岩气的勘探工作
咱们学校有地质方面专门人才，还得到国家科技进步二等奖，而且华东地区页岩气资源比较丰富，再者国土资源部允许非专业公司或机构参与勘探开发工作，理论指导也是可以的。当然要申请办理介入的手续，据说门槛是较低的，因为国家有鼓励政策。
2、页岩气开采的压裂技术
页岩气开采的压裂抽采工作是一项关键技术，因为砂岩等致密地层裂缝细浅，需要采用强有力的压裂器材与技术。
（1）压裂液及压裂输送技术
据美国、加拿大的实践经验，压裂液是非常关键的，印度瓜尔胶在美国、加拿大页岩气开采中发挥了至关重要的作用，价格也在飚升中。博士生陈峰在瓜尔胶的分子中引入合成高分子，可以大幅度提高压裂效果，正在工厂进行试验，有望获得成功。
（2）高压射流技术的引入也是有希望的。
3、管道的爆炸焊接修复技术
遇到管道堵塞时，可以通过安置药包，利用爆破的方法，把管道炸开。管道修复是指管道受损时，利用爆炸、焊接等方法，修复管道。
4、水平钻孔技术
（二）物联网技术在爆破工程和采选工程中的应用与发展
1、物联网就是利用互联网实行物-物相联的技术，在工程爆破中可实现远程测振技术和数据共享。同时，可监督数据测试的可靠性，建立全国统一的远程测试中心，实现对爆破工程作业现场的监控，发现和制止违规作业，避免事故的发生。物联网可实现全国民爆器材工厂的联网，实现全国统一监控，避免因误操作发生事故。
2、在采矿和选矿作业中利用物联网技术可达到无人自动化操作，提高操作的规范性、统一性，避免因误操作降低操作水平，甚至发生事故。当然，要在地下矿山利用物联网尚要解决地下与地表的统一联结问题。
3、矿山CT将微振测试技术与物联网融会贯通，可以对地下矿山，特别是海底地下矿山的微小变化及时发现与跟踪，做到对地下矿山的CT效果，及时预测预报地下矿山的细微变化，避免事故的发生。
（三）云计算
无论是矿山CT还是统一的远程测试等都要涉及复杂而大量的计算问题，云计算会在类似的技术中发挥作用。中国爆破协会已在西安建立了“云计算中心”，欢迎矿业界和爆破行业的同仁利用这个中心进行远程运算。
（四）矿山运输汽车或电机车无人驾驶技术与装备
无论是地下矿山还是露天矿山运输卡车，其运输道路和环境都相对简单，实现无人驾驶可能性是比较大的，比较容易实现。
互动提问：
1、问：近年来，颠覆性技术都被美国所掌握，中国一直扮演世界工厂的角色，而在颠覆性技术方面却处于下游，请问中国怎样才能改变这种现状？
答：首先我们要承认，这种现状的确存在。因此我们要清楚的了解世界巅峰性技术的前沿动态，知道什么能产生巨大的经济效益，加大投入。如页岩气的开采是先进的技术，我们就应该投入巨大的精力去研究。中国不可能一下子就站在世界技术顶端，但是我们在很多方面却也有自己的优势，如核裂变技术，国家投入很多资金在研究，整体实力也在慢慢提高。目前我国整体实力较弱，但是通过不断探索与钻研，是可以获得很大进步的。
2、问：无线充电技术具体是什么？页岩气和天然气、石油等有什么区别？
答：顾名思义，无线充电技术就是不需要通过线路来实现充电的技术。这个技术若能得到发展，将会对我们的生产生活产生巨大的影响。
页岩气和其他能源的主要区别是埋藏深、所处地层缝隙小、开采困难。相比石油、天然气等它更加需要先进的勘探技术的支持，但是页岩气具有更长远的市场价值。
（本文由徐晖、李阳伸、倪飞、蔡丽丽根据录音整理，未经本人审阅）