21世紀

科学技術

20世紀から21世紀にかけての人口の増加と、人間活動の広がりは、地球環境への負荷を非常に大きなものとした。豊かな生活と環境負荷の軽減を両立させるために、新たな環境技術開発が切望されている。また、20世紀後半からの医学・生物学・生命工学の発展は著しく、再生医療や遺伝子治療の実用化により、今まで治ることのなかった病気や老化による障害を治すための研究が進められている。技術進歩を人間の寿命の大幅な延長や肉体機能の拡張に利用しようという動きもある（トランスヒューマニズム）。一方社会の高齢化とあいまって、医療費の高騰も心配されている。
携帯電話やパソコンによるインターネットは、テレビ・ラジオ・CD・新聞など既存のメディアを取り込んで急速に情報化を進展させている。これによりインターネットに接続されたコンピュータの数が増加するとともに、IPアドレスの不足が深刻化しつつある。これに関してはユビキタス社会の進展に伴って、今後、IPv4からIPv6への移行が進められている。また近年では、コンピュータ・ウイルスや不正アクセスによる被害が深刻になり、コンピュータセキュリティ上の問題が重要視されてきている。
2000年代以降のコンピュータとインターネットの普及により、ビッグデータと呼ばれる程の巨大な情報が毎日のように生み出されるようになった。さらには、IoT/M2M技術の進歩により現実世界のデータが高精度にサンプリングされてインターネット上に流通するようにもなった。そのような巨大な情報は人間のみでは十分に利活用しきれないため、高性能なコンピュータ・クラスタや人工知能の産業への応用が急速に進展している。特に、2006年に提唱され、2012年以降に普及したディープラーニングによって人工知能の応用範囲が大幅に広がったことが大きな契機となった。このまま研究が進み、人工知能に関わる技術が進歩した場合には、ある時点で人工知能の思考能力が人間の頭脳の思考能力を超え始めると考えられている（技術的特異点の到来。未来学者のレイ・カーツワイルによると、2045年頃と予測されている）。技術的特異点の支持者らによると、これを超えると。人工知能の手になる、より知性的な人工知能の開発が繰り返され、人類だけの頭脳とコミュニケーションの速度では不可能なほどの超加速度的な科学技術の進歩が始まるとされている。2012年にカーツワイルがGoogleに招致されたことや、同年にディープラーニングの応用が急激に広がり始めたことを機に、ビッグデータや人工知能という概念が頻繁にニュースや新聞記事などに取り上げられ、人類はどのようにその日を迎えるべきか、あるいは、そもそも本当にそのような事が起き得るのかという議論が民間でも活発に行われるようになった。

21世紀初期における現状

本項目では2010年代までの現状と展望を記述する。

コンピュータ・インターネット

2000年代は前世紀期末に引き続きIT関連のテクノロジーが高度化してきた時代である。従来からのパソコンや携帯電話（2010年代前半にフィーチャー・フォンからスマートフォンに移行）に加え、2003年ごろからいわゆるデジタル三種の神器（デジタルカメラ・DVDレコーダー・薄型テレビ）をはじめ、デジタルメディアプレーヤーなどのデジタル家電機器が浸透した。こうして、2000年代後半においてコンピュータはすでに「一家に一台」から「一人一台」を超え、「一人多数台」のレベルへと移行するまでの普及を遂げた。これらは、「20世紀における21世紀像」を大きく上回る進化を遂げ、個々のコンピュータの性能も1980年代のメインフレームを遥かに凌駕しており、情報通信技術による社会の変化は情報革命とも呼ばれる。
コンピュータを常に身につけて利用するウェアラブルコンピューティングも、2000年代に携帯電話（スマートフォン）や携帯ゲーム機の普及により一般化した。ウェアラブルコンピューティングデバイスとして古くから構想されていたスマートウォッチやヘッドマウントディスプレイは1990年代に既に商品化されていたが、本格的な普及が始まるのは2010年代後半に入ってからである。また同時期にはIoT、M2M技術が浸透しはじめ、センサと無線接続機能を持つあらゆる製品がインターネットにつながり、相互に情報交換するようになるなど、ユビキタス社会の深化が進みつつある。家電製品や自動車などの組み込みシステムにはリッチなユーザインターフェース(グラフィカルユーザインタフェース（GUI）や音声ユーザーインターフェース (VUI) ）と無線ネットワーク機能（携帯電話回線への接続や無線PAN機能）が備えられ、スマートフォンなどと連携して動作するようにもなっている。
コンピュータの性能は集積回路の微細化（ムーアの法則）を主な原動力に急激に上昇しつづけてきたが、2004年頃から半導体産業はリーク電流の増大という量子力学的効果に起因する難問に直面した。集積回路を微細化しても以前ほどの高速化にはつながりにくくなり、コンピュータ技術はSIMDやマルチコアなど、並列コンピューティングによる性能向上に舵を切った。しかし、2016年頃からは集積回路の微細化ペース自体も鈍化しはじめ、ムーアの法則に牽引されたコンピュータの性能向上パラダイムは終焉を迎えつつある。このため、量子コンピューターの研究が進められている。
2020年代中には集積回路の微細化が完全に限界に達し、従来のノイマン型コンピュータの性能向上が頭打ちになるとみられており、量子の性質を利用する量子コンピュータの普及も予想されている。一方、人工知能の応用は2010年代初頭までごく限られていたが、2012年以降のディープラーニングの普及によりその実用性が大幅に増し、IoTにより生成されるビッグデータの利活用や、画像認識、音声処理や自然言語の処理、意思決定支援、自動運転車両などへの応用が急激に進みつつある。

電話

電話機はこれらをデザインした作品においても、固定端末であることが多かった。しかしすでに2000年代初頭、日本においては、多機能な携帯電話端末は子供や若者が個人用に保有するまでに普及し、「テレビ電話」も同時期に携帯電話や固定電話で実現されている。2000年代末にはiPhone、Androidの登場を機に、タッチパネルによる直感的な操作性と、パソコン並みの柔軟な機能拡張性をそなえたスマートフォンの普及が一気に進んだ。
2010年代中ごろからは第4世代移動通信システムの普及によって大容量の通信が低コスト化し、固定回線同様の動画や音楽などの配信が携帯端末でも実用化した。将来的には、第5世代移動通信システムへの移行に伴いさらに高速化、大容量化が見込まれる。またGoogleのProject Loonなどの気球無線中継システムによって、通信インフラが乏しい僻地でも携帯電話が使える技術が進んでいる。

テレビ・ディスプレイ

テレビの形状も2000年代には、液晶テレビ・プラズマテレビの普及により薄型テレビが主流になり、従来のブラウン管型から完全に移り変わった。専用の器具を使えば当然、壁に掛けることも可能である。曲げることが可能な有機ELディスプレイも21世紀に実用化された。
また、2010年代に入り4Kや8Kなどの高解像度化や、120Hzや240Hzなどのリフレッシュレートの向上が進んでいる。また、両眼視差やホログラム技術などによる立体描写可能な3Dテレビ・3Dディスプレイ、VRデバイスも開発されている。

照明

21世紀に入ってから、地球温暖化防止・環境保護の観点から消費電力が多く短寿命である白熱電球の使用が控えられるようになり、消費電力が相対的に低い電球型蛍光灯やLED照明への置き換えが進んだ。LED照明は当初は誘導灯や常夜灯など比較的低照度の用途での利用が主であったが、2000年代末から一般照明用光源としての普及が始まり、2010年代中ごろには一般用照明の主流となった。今後は有機EL照明の登場・普及も予想されている。

メディアの電子化

20世紀末までに、ほとんどの映像メディアが電子化され、21世紀に入ってからはデジタルカメラやカメラ付き携帯電話の普及により、写真の電子化が急激に進んだ。
2000年代以降、ニュースなどの情報も新聞社や個人によってインターネット配信されており、徐々に新聞離れ・雑誌離れが起きている。漫画や小説、その他の出版物のネット配信もされているが、2000年代までは紙の本を置き換えるほどには活用されていなかった。しかし、2010年代に入ると直感的な操作ができるタッチパネルを搭載した端末や、表示中に電力を消費しない電子ペーパーを搭載した端末が注目を集め、出版物のインターネット配信が急激に広がった。2017年には電子版の漫画単行本の売り上げが紙媒体の売り上げを上回り、電子書籍による紙の本の置き換えが進みつつある。

エネルギー

エネルギー分野では、太陽光発電、シェールガスなどの非在来型資源の開発が進み、新興国でのモータリゼーションの進行にもかかわらず、石油の戦略性は20世紀と比べ相対的に減少している。
しかし、化石燃料の使用による温室効果ガスの排出増大傾向は続いており、再生可能エネルギーの開発は前世紀に引き続き重要な問題である。2003年頃からの原油価格の高騰により、2006年ごろから世界各国で脱原発の目標を見直し原子力発電所の新設に舵を切るなど「原子力ルネサンス」と言われる動きが生じたが、2011年の福島第一原子力発電所事故により急激に鎮静化。核燃料サイクルに関わる問題の解決の見通しがつかない中、原子力発電所の安全対策費用は高騰の一方で、原子力の先行きには暗雲が立ち込めている。一方で変動型電源である太陽光発電、風力発電の普及は目覚ましく、大容量の蓄電設備、スマートグリッド技術を応用した電力供給体制の整備が急がれている。

自動車

一方、温室効果ガス排出の抑制が強く求められるようになったことにより、化石燃料を燃料とする内燃機関により駆動される現在の形態は、曲がり角に差し掛かっている。現に原油価格が値上がりしていることもあって、日本では軽自動車などの燃費重視型低排気量車両や、ハイブリッドカーが主流となり、欧州など世界各国でも低公害ディーゼル車アルコール燃料車、LPG自動車など燃費に優れた低公害型内燃機関自動車へのシフトが進み、業務用途を中心に蓄電池式の電気自動車の導入も始まりつつある。この他に燃料電池車、水素自動車なども開発が進められている。
情報化の波は自動車も例外でなく、21世紀初頭において乗用車にはカーナビゲーション、テレマティクスの装備が一般化した。さらに、高知能自動車（スマートカー）の開発が進み、「高度道路交通システム」（ITS）と連動して、車間距離を保ったり、道路交通情報がリアルタイムで取得可能になるような技術開発が進められた。自動車の「自動運転システム」についても2010年代に入り開発が活発化しており、2020年頃を目途にまずは有人での自動運転実用化を目指している。
21世紀像としてよく描かれた浮上可能な自動車（flying car）も研究されている。

鉄道

都市鉄道においては、20世紀末よりホームドアや自動運転の普及が続いている。
郊外鉄道では、実用的な蓄電池式車両が登場し、非電化区間に「電車」を走らせることが可能となった。
高速鉄道は、従来の鉄輪式による新幹線において20世紀末の1997年、山陽新幹線500系の登場により、300km/hでの営業運転を開始している。速度的にもフランスのTGVは2007年に営業運転速度ではないが鉄輪式鉄道の世界速度記録、時速574.8キロを記録した。この速度はすでにリニアモーターカーの最高速度の領域である。

磁気浮上式リニアモーターカー

2000年代にはトランスラピッドや、中速式のHSST(愛知高速交通東部丘陵線で採用)で磁気浮上式リニアモーターカーの運転が始まった。また、超電導磁気浮上式リニアモーターカーについては、JR東海が2027年をめどに超電導リニアによる東京〜名古屋間の営業運転開始を目指すと発表している（リニア中央新幹線）。

街並み・建築

建築、特に住宅建築は前世紀の末期から省エネルギー化の要請により気密性能の強化、断熱構造の高度化が進んだ。1980年代以降、寒冷地から複層ガラスや樹脂サッシ、高性能な断熱材が徐々に広がり、2010年代頃から温暖な地域でも一般化しつつある。気密性の強化により新築住宅では24時間自動換気が標準化（日本では2003年に義務化）し、極寒の地でも、暖房なしでも過ごせるパッシブハウスも現れた。
街並みは20世紀後期以降に高層化が進み、都市部においては中高層のオフィスビルや集合住宅が林立するようになった。世界的には20世紀後期にハイテク建築・ポストモダン建築など新奇なデザインへの試みが精力的になされた。21世紀に入ってからは設計にコンピューターを駆使した（CAM）脱構築主義建築がアジア圏を中心に各地で建てられており、中国や中東ではポストモダン建築や脱構築主義建築が林立する景観が見られる。
21世紀に入ってからの建築における進歩としては、先述のCAMのほか、CLTの使用により、木造の高層建築が登場していることが特筆される。

航空宇宙

マルチコプター技術が実用化され、2010年代には人間を乗せることが可能な段階に入った。無人航空機は21世紀初頭には既に世界に普及し、無人航空機が人間を殺害したり、武装集団が無人航空機を使用する時代が到来した。
宇宙開発の分野は20世紀のフィクションと比べて著しく遅れている。これは、冷戦下における超大国同士の競争として莫大な資金をつぎ込まれていた宇宙開発が、米ソ両国の財政状況により1970年代以降鈍化し、冷戦の終結とともに停滞したことや、宇宙速度を振り切って大量の資材を搬送するという宇宙開発の原理的困難が解決される見通しがついていないことが要因に挙げられる。
一方で、資材の搬送を容易にするために、赤道付近に軌道エレベータを建設するプロジェクトが全米宇宙協会などにより進められている。材料にカーボンナノチューブを使用し、2031年10月27日（当初は2018年4月12日を予定していた）の開通を目指している。
21世紀に入りアメリカ航空宇宙局（NASA）は、ブッシュ大統領の宇宙政策に基づき、2020年までに再度月面の有人探査を行い、その後に火星の有人探査も実現するという「コンステレーション計画」を発表したが、計画の遅れや予算の圧迫などを理由に中止となった。この計画では月面基地の建設も構想されていた。一方で、オバマ大統領は2030年代半ばの実現に向けた有人火星探査計画を2010年に発表している。月より遠距離に到達可能な新型ロケットの2025年までの開発、小惑星の有人探査に続き、2030年代の火星軌道への到達、そして有人火星探査を実現するというものである。その後、次の政権に就いたトランプ大統領は月面開発を足がかりにして火星への有人探査を目指す新たな方針を2017年に表明しており、NASAも2024年までに再び月面への有人着陸を目指す「アルテミス計画」を2019年に発表している。
アメリカ以外では中国が月面での有人探査と基地建設を目指している他、ロシアや欧州宇宙機関（ESA）でも有人火星探査計画が構想されている。
宇宙旅行については、21世紀初頭の現在において未だ気軽にできるものではないが、複数の民間企業が企画・研究開発しており、近い将来には比較的難しくなく数日以上の滞在が可能になるとの予測もされている。