世界科技发展新趋势

进入21世纪以来，新一轮科技革命正在孕育兴起，世界科技发展呈现新的大趋势。为反映当今世界科技发展新趋势，从本期“观察”版起将陆续推出“世界科技发展新趋势”系列专版。今日刊发第一期，敬请关注。

——编 者

新一轮科技革命将深刻影响世界力量格局

创造未来的科技发展新趋势（大势所趋）

白春礼

当前，全球新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，科技创新正加速推进，并深度融合、广泛渗透到人类社会的各个方面，成为重塑世界格局、创造人类未来的主导力量。我们只有认清趋势、前瞻擘划，才能顺势而为、抢抓机遇。从宏观视角和战略层面看，当今世界科技发展正呈现以下十大新趋势。

颠覆性技术层出不穷，将催生产业重大变革，成为社会生产力新飞跃的突破口。作为全球研发投入最集中的领域，信息网络、生物科技、清洁能源、新材料与先进制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的颠覆性技术。量子计算机与量子通信、干细胞与再生医学、合成生物和“人造叶绿体”、纳米科技和量子点技术、石墨烯材料等，已展现出诱人的应用前景。先进制造正向结构功能一体化、材料器件一体化方向发展，极端制造技术向极大（如航母、极大规模集成电路等）和极小（如微纳芯片等）方向迅速推进。人机共融的智能制造模式、智能材料与3D打印结合形成的4D打印技术，将推动工业品由大批量集中式生产向定制化分布式生产转变，引领“数码世界物质化”和“物质世界智能化”。这些颠覆性技术将不断创造新产品、新需求、新业态，为经济社会发展提供前所未有的驱动力，推动经济格局和产业形态深刻调整，成为创新驱动发展和国家竞争力的关键所在。

科技更加以人为本，绿色、健康、智能成为引领科技创新的重点方向。未来科技将更加重视生态环境保护与修复，致力于研发低能耗、高效能的绿色技术与产品。以分子模块设计育种、加速光合作用、智能技术等研发应用为重点，绿色农业将创造农业生物新品种，提高农产品产量和品质，保障粮食和食品安全。基因测序、干细胞与再生医学、分子靶向治疗、远程医疗等技术大规模应用，医学模式将进入个性化精准诊治和低成本普惠医疗的新阶段。智能化成为继机械化、电气化、自动化之后的新“工业革命”，工业生产向更绿色、更轻便、更高效的方向发展。服务机器人、自动驾驶汽车、快递无人机、智能穿戴设备等的普及，将持续提升人类生活质量，提升人的解放程度。科技创新在满足人类不断增长的个性化多样化需求、增进人类福祉方面，将展现出超乎想象的神奇魅力。

“互联网+”蓬勃发展，将全方位改变人类生产生活。新一代信息技术发展和无线传输、无线充电等技术实用化，为实现从人与人、人与物、物与物、人与服务互联向“互联网+”发展提供丰富高效的工具与平台。随着大数据普及，人类活动将全面数据化，云计算为数据的大规模生产、分享和应用提供了基础。工业互联网、能源互联网、车联网、物联网、太空互联网等新网络形态不断涌现，智慧地球、智慧城市、智慧物流、智能生活等应用技术不断拓展，将形成无时不在、无处不在的信息网络环境，对人们的交流、教育、交通、通信、医疗、物流、金融等各种工作和生活需求作出全方位及时智能响应，推动人类生产方式、商业模式、生活方式、学习和思维方式等发生深刻变革。互联网的力量将借此全面重塑这个世界和社会，使人类文明继农业革命、工业革命之后迈向新的“智业革命”时代。

国际科技竞争日趋激烈，科技制高点向深空、深海、深地、深蓝拓进。空间进入、利用和控制技术是空间科技竞争的焦点，天基与地基相结合的观测系统、大尺度星座观测体系等立体和全局性观测网络将有效提升对地观测、全球定位与导航、深空探测、综合信息利用能力。海洋新技术突破正催生新型蓝色经济的兴起与发展，多功能水下缆控机器人、高精度水下自航器、深海海底观测系统、深海空间站等海洋新技术的研发应用，将为深海海洋监测、资源综合开发利用、海洋安全保障提供核心支撑。地质勘探技术和装备研制技术不断升级，将使地球更加透明，人类对地球深部结构和资源的认识日益深化，为开辟新的资源能源提供条件。量子计算机、非硅信息功能材料、第五代移动通信技术（5G）等下一代信息技术向更高速度、更大容量、更低功耗发展。第五代移动通信技术有望成为未来数字经济乃至数字社会的“大脑”和“神经系统”，帮助人类实现“信息随心至、万物触手及”的用户体验，并带来一系列产业创新和巨大经济及战略利益。

前沿基础研究向宏观拓展、微观深入和极端条件方向交叉融合发展，一些基本科学问题正在孕育重大突破。随着观测技术手段的不断进步，人类对宇宙起源和演化、暗物质与暗能量、微观物质结构、极端条件下的奇异物理现象、复杂系统等的认知将越来越深入，把人类对客观物质世界的认识提升到前所未有的新高度。合成生物学进入快速发展阶段，从系统整体的角度和量子的微观层面认识生命活动的规律，为探索生命起源和进化开辟了崭新途径，将掀起新一轮生物技术的浪潮。人类脑科学研究将取得突破，有望描绘出人脑活动图谱和工作机理，有可能揭开意识起源之谜，极大带动人工智能、复杂网络理论与技术发展。前沿基础研究的重大突破可能改变和丰富人类对客观世界与主观世界的基本认知，不同领域的交叉融合发展可望催生新的重大科学思想和科学理论。

国防科技创新加速推进，军民融合向全要素、多领域、高效益深度发展。受世界竞争格局调整、军事变革深化和未来战争新形态等影响，主要国家将重点围绕极地、空间、网络等领域加快发展“一体化”国防科技，信息化战争、数字化战场、智能化装备、新概念武器将成为国防科技创新的主要方向。大数据技术将使未来战争的决策指挥能力实现根本性飞跃，推动现代作战由力量联合向数据融合方向发展，自主式作战平台将成为未来作战行动的主体。军民科技深度融合、协同创新，在人才、平台、技术等方面的界限日益模糊。随着脑科学与认知技术、仿生技术、量子通信、超级计算、材料基因组、纳米技术、智能机器人、先进制造与电子元器件、先进核能与动力技术、导航定位和空间遥感等的重大突破，将研发更多高效能、低成本、智能化、微小型、抗毁性武器装备，前所未有地提升国防科技水平，并带动众多科技领域实现重大创新突破。

国际科技合作重点围绕全球共同挑战，向更高层次和更大范围发展。全球气候变化、能源资源短缺、粮食和食品安全、网络信息安全、大气海洋等生态环境污染、重大自然灾害、传染性疾病疫情和贫困等一系列重要问题，事关人类共同安危，携手合作应对挑战成为世界各国的共同选择。太阳能、风能、地热能等可再生能源开发、存贮和传输技术的进步，将提升新能源利用效率和经济社会效益，深刻改变现有能源结构，大幅提高能源自给率。据国际能源署（IEA）预测，到2035年可再生能源将占全球能源的31％，成为世界主要能源。极富发展潜能的新一代能源技术将取得重大突破，氢能源和核聚变能可望成为解决人类基本能源需求的主要方向。人类面临共同挑战的复杂性和风险性、科学研究的艰巨性和成本之高昂，使相互依存与协同日趋加深，将大大促进合作研究和资源共享，推动高水平科技合作广泛深入开展，并更多上升到国家和地区层面甚至成为全球共同行动。

科技创新活动日益社会化、大众化、网络化，新型研发组织和创新模式将显著改变创新生态。网络信息技术、大型科研设施开放共享、智能制造技术提供了功能强大的研发工具和前所未有的创新平台，使创新门槛迅速降低，协同创新不断深化，创新生活实验室、制造实验室、众筹、众包、众智等多样化新型创新平台和模式不断涌现，科研和创新活动向个性化、开放化、网络化、集群化方向发展，催生越来越多的新型科研机构和组织。以“创客运动”为代表的小微型创新正在全球范围掀起新一轮创新创业热潮，以互联网技术为依托的“软件创业”方兴未艾，由新技术驱动、以极客和创客为重要参与群体的“新硬件时代”正在开启。这些趋势将带来人类科研和创新活动理念及组织模式的深刻变革，激发出前所未有的创新活力。

科技创新资源全球流动形成浪潮，优秀科技人才成为竞相争夺的焦点。一方面，经济全球化对创新资源配置日益产生重大影响，人才、资本、技术、产品、信息等创新要素全球流动，速度、范围和规模都将达到空前水平，技术转移和产业重组不断加快。另一方面，科技发达国家强化知识产权战略，主导全球标准制定，构筑技术和创新壁垒，力图在全球创新网络中保持主导地位，新技术应用不均衡状态进一步加剧，发达国家与发展中国家的“技术鸿沟”不断扩大。发达国家利用优势地位，通过放宽技术移民政策、开放国民教育、设立合作研究项目、提供丰厚薪酬待遇等方式，持续增强对全球优秀科技人才的吸引力。新兴国家也纷纷推出各类创新政策和人才计划，积极参与科技资源和优秀人才的全球化竞争。

全球科技创新格局出现重大调整，将由以欧美为中心向北美、东亚、欧盟“三足鼎立”的方向加速发展。随着经济全球化进程加快和新兴经济体崛起，特别是国际金融危机以来，全球科技创新力量对比悄然发生变化，开始从发达国家向发展中国家扩散。从2001年到2011年，美国研发投入占全球比重由37%下降到30%，欧洲从26%下降到22%。虽然以美国为代表的发达国家目前在科技创新上仍处于无可争议的领先地位，但优势正逐渐缩小，中国、印度、巴西、俄罗斯等新兴经济体已成为科技创新的活化地带，在全球科技创新“蛋糕”中所占份额持续增长，对世界科技创新的贡献率也快速上升。全球创新中心由欧美向亚太、由大西洋向太平洋扩散的趋势总体持续发展，未来20—30年内，北美、东亚、欧盟三个世界科技中心将鼎足而立，主导全球创新格局。

正如雨果所说：与有待创造的东西相比，已经创造出来的东西是微不足道的。科技创新的前沿永无止境，科技创新的未来激动人心。我们要准确把握世界科技发展新趋势，树立创新自信，抢抓战略机遇，实施创新驱动发展战略，加快建成世界科技强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦提供强有力科技支撑。

（作者为中国科学院院长）

科技是经济发展的重要引擎

新科技革命引发新产业革命（适势求是）

何传启

科技与经济的发展既相互独立，各有规律，各有追求；又相互作用，互为需求，互为动力。科技发展有两个动力，一是源于人类好奇心和科技发展惯性等的内在动力，二是源于社会需求和投入、与经济和安全紧密相关的外部动力。经济发展的动力因素很多，科技创新是重要的原动力。当前，新一轮科技革命和由此引发的产业革命方兴未艾，能否抢抓机遇将深刻影响一个国家的前途命运。

从人类社会发展历程来看，科技与经济一直是互利共生的。科技发展既有渐进性变化，也有爆发性突变，前者是常规科技进步，后者被称作科技革命，包括科学革命和技术革命。现代经济发展既有普通经济增长，也有爆发性产业变革，前者是常规增长，后者是产业革命。概要地说，常规科技进步推动经济常规增长，科技革命则能引发产业革命，推动经济快速增长和重大转型。这一点，从18世纪以来科技革命与产业革命之间的互动关系中可以清楚地看到。

18世纪以来，科技革命尤其是技术革命一直是产业革命的先导，产业革命是技术革命的结果，而新技术群和重大需求则是产业革命的前提条件。第一次技术革命是18世纪的蒸汽机和机械革命，关键技术包括动力和机械等技术；第一次产业革命是机械化革命，主导产业包括纺织工业、煤和铁、机械、蒸汽机和铁路等。第二次技术革命是19世纪的电力和运输革命，关键技术是电力、运输、化工和电讯等技术；第二次产业革命是电气化革命，主导产业包括电力、石化、钢铁、汽车和家电等。第三次技术革命是20世纪的电子和信息革命；第三次产业革命是自动化和信息化革命。有学者认为，第三次技术和产业革命可分为两个阶段。第一阶段是电子和自动化阶段，关键技术有电子、自动控制、激光、材料、航天和原子能等技术，主导产业包括电子工业、计算机、原子能、航天和自动化产业等。第二阶段是信息化和智能化阶段，关键技术有信息、云计算、量子通信、智能和绿色等技术，主导产业包括信息产业、电子商务、物联网、无线网、大数据、智能制造（3D打印）、先进材料、智能机器人、智慧城市、绿色能源和生物产业等。纵观历史，人类社会就是在一次次技术革命与产业革命中不断向前发展的。

当前，世界科技加速发展，21世纪很可能在生命科技、信息科技和纳米科技的交叉结合部，发生以“新生物学和再生革命”为中心的新科技革命，并催生新的产业革命。这场科技革命从科学角度看是一次“新生物学革命”，主要涉及五大学科：整合和创生生物学将解释生命本质，思维和神经生物学将解释人脑工作原理，生命和再生工程将实现生命体的工程化和产业化，信息仿生工程将实现人脑的信息仿生，纳米仿生工程将实现人的躯体仿生。这场科技革命从技术角度看是一次“创生和再生革命”，主要包括五大技术：信息转换器技术可实现人脑与电脑之间的直接信息交流和转换，人格信息包技术可实现人脑的电子备份与虚拟再现，仿生技术可实现人体的仿生备份和躯体仿真，创生技术将创造新的生命形态和生命功能，再生技术将实现生物体的体内和体外再生。这场科技革命从产业角度看，可能引发“仿生再生和生物经济革命”，主导产业包括：新一代生物技术产业将实现现有生物产业的升级换代，拟人化的信息和智能产业将实现信息转换器和人格信息包技术的商业应用，仿生和创生产业、再生产业等。届时，人类文明有可能进入“再生时代”，人类个体将获得自然人、网络人、仿生人和再生人四种存在形态。围绕这四种形态的客观需求，将形成新的科技群和产业群。

（作者为中国科学院中国现代化研究中心主任）

以改革释放科技创新活力

打造世界科技强国的路径选择（势所必然）

柯正言

当今世界，面对科技发展新趋势，主要国家都在寻找科技创新的突破口，抢占未来科技、经济发展的先机。我国要想在这场科技创新大赛中迎头赶上，成为世界科技强国，并通过实施创新驱动发展战略使经济发展摆脱对要素驱动、投资驱动的路径依赖，需要着眼长远进行战略规划，以改革释放科技创新活力，明确打造世界科技强国的路径。

着眼伟大复兴进程，确立战略目标步骤。打造世界科技强国、实施创新驱动发展战略是一项复杂系统工程，需要紧紧围绕“两个一百年”奋斗目标，从我国国情和科技发展水平出发，科学确立分阶段的战略目标和发展路径。第一阶段是到2020年，全面完成国家中长期科技规划纲要确定的目标任务，在若干重点科技领域实现跨越发展，基本形成适应创新驱动发展战略的国家创新体系和治理体制，进入创新型国家行列。第二阶段是到2030年，开辟一批新的学科方向，形成若干引领全球学术发展的中国学派，从根本上扭转我国科技创新以跟踪为主的局面，实现由“并行”向“领跑”转变，使创新成为财富增长和社会发展的主要驱动力，跻身创新型国家前列。第三阶段是到2050年，成为世界重要科学中心和创新创业高地，引领全球创新发展潮流，建成世界科技强国。

构筑强大创新基石，打造国家创新利器。创新主体的能力和水平决定着我国能否建成世界科技强国，关系着创新驱动发展战略的成败。当前，国家创新体系建设中最迫切需要解决的问题就是加快提升各主体的创新能力。人才是科技创新的第一要素，我们要以全球视野吸引和凝聚一流人才，着力培养一批科学大师和新一代优秀青年科学家，造就一批具有全球影响力的创新型企业家，使我国成为全球高端创新创业人才的重要聚集地。以打造具有中国特色和世界领先水平的国家创新体系为重点，培育一批引领全球重要产业发展的创新型龙头企业，扶持一大批创新活力旺盛、成长潜力好的“专精特新”中小企业，建设一批国际一流科研机构、研究型大学和若干国际领先的国家科学中心。同时，布局建设一批体现国家综合科技实力、面向国内外开放的国家重大科技基础设施，建成一批事关国家安全和战略利益的重大技术平台与装备体系；在京津冀、长江经济带、珠三角等地区，推进具有全球影响力的科技创新中心建设，推动科技中心与经济中心融合发展。

明确创新重点方向，引领创新跨越发展。新一轮科技革命和产业变革正与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，只有把握住未来科技革命性突破的前沿领域、明确创新重点方向，才能使我国产业发展实现弯道超车。我国科技创新应关注三个重点方向：在面向世界科技前沿方面，加强脑科学与人工智能、量子通信与量子计算、干细胞与再生医学、合成生物学、纳米材料等的前瞻布局，促进学科交叉融合，实现重大创新突破，为实施创新驱动发展战略提供源头活水。在面向国家重大需求方面，加强载人航天、卫星导航、信息安全、先进核能、深海资源开采等科技攻关和协同创新，实现关键核心技术重大突破，在关系国家核心利益、国防安全和长远发展的战略必争领域抢占制高点。在面向国民经济主战场方面，着力构建具有国际竞争力的现代产业技术体系，重点围绕节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业，加强关键技术研发与集成，加强产业技术推广与应用，为经济社会发展注入新动能。

改革创新管理体制，提高创新效率效益。当前，我国科技管理各自为政、科技投入结构不合理、科研项目重复布局、科技队伍低水平竞争等问题依然突出，制约了科技产出的质量和效益。这就要求我们完善政府创新管理体制机制，建立科学高效的决策机制，充分发挥科技智库在创新决策中的咨询和支撑作用，加强对落实国家创新战略与政策的统筹协调。构建分工合理、协同高效的创新体制机制，明确界定不同创新主体在国家创新体系中的定位，加快科研院所分类改革，完善高校科研体系，加强产学研紧密合作，推动军民融合发展。持续加大创新投入，提高对基础性、公益性和战略性高技术研究投入比重，提高对人力资本的投入比重，加强和改进对创新投入的绩效评估和监管，提高资源配置效率。

优化创新生态系统，营造良好创新环境。总体上看，我国激励创新的政策还不完善，公平、开放、透明的创新环境还未形成。为此，要完善创新法治环境，逐步形成以保障和促进创新为核心的法律法规体系；确立正确的评价导向，根据不同创新活动的规律和特征建立健全评价制度体系，引导鼓励科技人员增强创新自信，敢于拔尖、安心致研；全面深化教育改革，加强科学普及，引导公众关心、理解、支持、参与创新创业；发挥市场在资源配置中的决定性作用，综合运用产业、金融、财税等政策，引导全社会加大创新投入，形成大众创业、万众创新的生动局面。