中國科學院院長白春禮撰文：未來的科技發展新趨勢

當前，全球新一輪科技革命和產業變革方興未艾，科技創新正加速推進，並深度融合、廣泛滲透到人類社會的各個方面，成為重塑世界格局、創造人類未來的主導力量。我們隻有認清趨勢、前瞻擘劃，才能順勢而為、搶抓機遇。從宏觀視角和戰略層面看，當今世界科技發展正呈現以下十大新趨勢。

顛覆性技術層出不窮，將催生產業重大變革，成為社會生產力新飛躍的突破口。作為全球研發投入最集中的領域，信息網絡、生物科技、清潔能源、新材料與先進制造等正孕育一批具有重大產業變革前景的顛覆性技術。量子計算機與量子通信、干細胞與再生醫學、合成生物和“人造葉綠體”、納米科技和量子點技術、石墨烯材料等，已展現出誘人的應用前景。先進制造正向結構功能一體化、材料器件一體化方向發展，極端制造技術向極大（如航母、極大規模集成電路等）和極小（如微納芯片等）方向迅速推進。人機共融的智能制造模式、智能材料與3D打印結合形成的4D打印技術，將推動工業品由大批量集中式生產向定制化分布式生產轉變，引領“數碼世界物質化”和“物質世界智能化”。這些顛覆性技術將不斷創造新產品、新需求、新業態，為經濟社會發展提供前所未有的驅動力，推動經濟格局和產業形態深刻調整，成為創新驅動發展和國家競爭力的關鍵所在。

科技更加以人為本，綠色、健康、智能成為引領科技創新的重點方向。未來科技將更加重視生態環境保護與修復，致力於研發低能耗、高效能的綠色技術與產品。以分子模塊設計育種、加速光合作用、智能技術等研發應用為重點，綠色農業將創造農業生物新品種，提高農產品產量和品質，保障糧食和食品安全。基因測序、干細胞與再生醫學、分子靶向治療、遠程醫療等技術大規模應用，醫學模式將進入個性化精准診治和低成本普惠醫療的新階段。智能化成為繼機械化、電氣化、自動化之后的新“工業革命”，工業生產向更綠色、更輕便、更高效的方向發展。服務機器人、自動駕駛汽車、快遞無人機、智能穿戴設備等的普及，將持續提升人類生活質量，提升人的解放程度。科技創新在滿足人類不斷增長的個性化多樣化需求、增進人類福祉方面，將展現出超乎想象的神奇魅力。

“互聯網+”蓬勃發展，將全方位改變人類生產生活。新一代信息技術發展和無線傳輸、無線充電等技術實用化，為實現從人與人、人與物、物與物、人與服務互聯向“互聯網+”發展提供豐富高效的工具與平台。隨著大數據普及，人類活動將全面數據化，雲計算為數據的大規模生產、分享和應用提供了基礎。工業互聯網、能源互聯網、車聯網、物聯網、太空互聯網等新網絡形態不斷涌現，智慧地球、智慧城市、智慧物流、智能生活等應用技術不斷拓展，將形成無時不在、無處不在的信息網絡環境，對人們的交流、教育、交通、通信、醫療、物流、金融等各種工作和生活需求作出全方位及時智能響應，推動人類生產方式、商業模式、生活方式、學習和思維方式等發生深刻變革。互聯網的力量將借此全面重塑這個世界和社會，使人類文明繼農業革命、工業革命之后邁向新的“智業革命”時代。

國際科技競爭日趨激烈，科技制高點向深空、深海、深地、深藍拓進。空間進入、利用和控制技術是空間科技競爭的焦點，天基與地基相結合的觀測系統、大尺度星座觀測體系等立體和全局性觀測網絡將有效提升對地觀測、全球定位與導航、深空探測、綜合信息利用能力。海洋新技術突破正催生新型藍色經濟的興起與發展，多功能水下纜控機器人、高精度水下自航器、深海海底觀測系統、深海空間站等海洋新技術的研發應用，將為深海海洋監測、資源綜合開發利用、海洋安全保障提供核心支撐。地質勘探技術和裝備研制技術不斷升級，將使地球更加透明，人類對地球深部結構和資源的認識日益深化，為開辟新的資源能源提供條件。量子計算機、非硅信息功能材料、第五代移動通信技術（5G）等下一代信息技術向更高速度、更大容量、更低功耗發展。第五代移動通信技術有望成為未來數字經濟乃至數字社會的“大腦”和“神經系統”，幫助人類實現“信息隨心至、萬物觸手及”的用戶體驗，並帶來一系列產業創新和巨大經濟及戰略利益。

前沿基礎研究向宏觀拓展、微觀深入和極端條件方向交叉融合發展，一些基本科學問題正在孕育重大突破。隨著觀測技術手段的不斷進步，人類對宇宙起源和演化、暗物質與暗能量、微觀物質結構、極端條件下的奇異物理現象、復雜系統等的認知將越來越深入，把人類對客觀物質世界的認識提升到前所未有的新高度。合成生物學進入快速發展階段，從系統整體的角度和量子的微觀層面認識生命活動的規律，為探索生命起源和進化開辟了嶄新途徑，將掀起新一輪生物技術的浪潮。人類腦科學研究將取得突破，有望描繪出人腦活動圖譜和工作機理，有可能揭開意識起源之謎，極大帶動人工智能、復雜網絡理論與技術發展。前沿基礎研究的重大突破可能改變和豐富人類對客觀世界與主觀世界的基本認知，不同領域的交叉融合發展可望催生新的重大科學思想和科學理論。

國防科技創新加速推進，軍民融合向全要素、多領域、高效益深度發展。受世界競爭格局調整、軍事變革深化和未來戰爭新形態等影響，主要國家將重點圍繞極地、空間、網絡等領域加快發展“一體化”國防科技，信息化戰爭、數字化戰場、智能化裝備、新概念武器將成為國防科技創新的主要方向。大數據技術將使未來戰爭的決策指揮能力實現根本性飛躍，推動現代作戰由力量聯合向數據融合方向發展，自主式作戰平台將成為未來作戰行動的主體。軍民科技深度融合、協同創新，在人才、平台、技術等方面的界限日益模糊。隨著腦科學與認知技術、仿生技術、量子通信、超級計算、材料基因組、納米技術、智能機器人、先進制造與電子元器件、先進核能與動力技術、導航定位和空間遙感等的重大突破，將研發更多高效能、低成本、智能化、微小型、抗毀性武器裝備，前所未有地提升國防科技水平，並帶動眾多科技領域實現重大創新突破。

國際科技合作重點圍繞全球共同挑戰，向更高層次和更大范圍發展。全球氣候變化、能源資源短缺、糧食和食品安全、網絡信息安全、大氣海洋等生態環境污染、重大自然災害、傳染性疾病疫情和貧困等一系列重要問題，事關人類共同安危，攜手合作應對挑戰成為世界各國的共同選擇。太陽能、風能、地熱能等可再生能源開發、存貯和傳輸技術的進步，將提升新能源利用效率和經濟社會效益，深刻改變現有能源結構，大幅提高能源自給率。據國際能源署（IEA）預測，到2035年可再生能源將佔全球能源的31％，成為世界主要能源。極富發展潛能的新一代能源技術將取得重大突破，氫能源和核聚變能可望成為解決人類基本能源需求的主要方向。人類面臨共同挑戰的復雜性和風險性、科學研究的艱巨性和成本之高昂，使相互依存與協同日趨加深，將大大促進合作研究和資源共享，推動高水平科技合作廣泛深入開展，並更多上升到國家和地區層面甚至成為全球共同行動。

科技創新活動日益社會化、大眾化、網絡化，新型研發組織和創新模式將顯著改變創新生態。網絡信息技術、大型科研設施開放共享、智能制造技術提供了功能強大的研發工具和前所未有的創新平台，使創新門檻迅速降低，協同創新不斷深化，創新生活實驗室、制造實驗室、眾籌、眾包、眾智等多樣化新型創新平台和模式不斷涌現，科研和創新活動向個性化、開放化、網絡化、集群化方向發展，催生越來越多的新型科研機構和組織。以“創客運動”為代表的小微型創新正在全球范圍掀起新一輪創新創業熱潮，以互聯網技術為依托的“軟件創業”方興未艾，由新技術驅動、以極客和創客為重要參與群體的“新硬件時代”正在開啟。這些趨勢將帶來人類科研和創新活動理念及組織模式的深刻變革，激發出前所未有的創新活力。

科技創新資源全球流動形成浪潮，優秀科技人才成為競相爭奪的焦點。一方面，經濟全球化對創新資源配置日益產生重大影響，人才、資本、技術、產品、信息等創新要素全球流動，速度、范圍和規模都將達到空前水平，技術轉移和產業重組不斷加快。另一方面，科技發達國家強化知識產權戰略，主導全球標准制定，構筑技術和創新壁壘，力圖在全球創新網絡中保持主導地位，新技術應用不均衡狀態進一步加劇，發達國家與發展中國家的“技術鴻溝”不斷擴大。發達國家利用優勢地位，通過放寬技術移民政策、開放國民教育、設立合作研究項目、提供豐厚薪酬待遇等方式，持續增強對全球優秀科技人才的吸引力。新興國家也紛紛推出各類創新政策和人才計劃，積極參與科技資源和優秀人才的全球化競爭。

全球科技創新格局出現重大調整，將由以歐美為中心向北美、東亞、歐盟“三足鼎立”的方向加速發展。隨著經濟全球化進程加快和新興經濟體崛起，特別是國際金融危機以來，全球科技創新力量對比悄然發生變化，開始從發達國家向發展中國家擴散。從2001年到2011年，美國研發投入佔全球比重由37%下降到30%，歐洲從26%下降到22%。雖然以美國為代表的發達國家目前在科技創新上仍處於無可爭議的領先地位，但優勢正逐漸縮小，中國、印度、巴西、俄羅斯等新興經濟體已成為科技創新的活化地帶，在全球科技創新“蛋糕”中所佔份額持續增長，對世界科技創新的貢獻率也快速上升。全球創新中心由歐美向亞太、由大西洋向太平洋擴散的趨勢總體持續發展，未來20—30年內，北美、東亞、歐盟三個世界科技中心將鼎足而立，主導全球創新格局。

正如雨果所說：與有待創造的東西相比，已經創造出來的東西是微不足道的。科技創新的前沿永無止境，科技創新的未來激動人心。我們要准確把握世界科技發展新趨勢，樹立創新自信，搶抓戰略機遇，實施創新驅動發展戰略，加快建成世界科技強國，為實現中華民族偉大復興的中國夢提供強有力科技支撐。

（作者為中國科學院院長）