湖北省教育考試院

白春禮

      當(dāng)前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，科技創(chuàng)新正加速推進(jìn)，并深度融合、廣泛滲透到人類(lèi)社會(huì)的各個(gè)方面，成為重塑世界格局、創(chuàng)造人類(lèi)未來(lái)的主導(dǎo)力量。我們只有認(rèn)清趨勢(shì)、前瞻擘劃，才能順勢(shì)而為、搶抓機(jī)遇。從宏觀(guān)視角和戰(zhàn)略層面看，當(dāng)今世界科技發(fā)展正呈現(xiàn)以下十大新趨勢(shì)。

      顛覆性技術(shù)層出不窮，將催生產(chǎn)業(yè)重大變革，成為社會(huì)生產(chǎn)力新飛躍的突破口。作為全球研發(fā)投入最集中的領(lǐng)域，信息網(wǎng)絡(luò)、生物科技、清潔能源、新材料與先進(jìn)制造等正孕育一批具有重大產(chǎn)業(yè)變革前景的顛覆性技術(shù)。量子計(jì)算機(jī)與量子通信、干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)、合成生物和“人造葉綠體”、納米科技和量子點(diǎn)技術(shù)、石墨烯材料等，已展現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景。先進(jìn)制造正向結(jié)構(gòu)功能一體化、材料器件一體化方向發(fā)展，極端制造技術(shù)向極大（如航母、極大規(guī)模集成電路等）和極小（如微納芯片等）方向迅速推進(jìn)。人機(jī)共融的智能制造模式、智能材料與3D打印結(jié)合形成的4D打印技術(shù)，將推動(dòng)工業(yè)品由大批量集中式生產(chǎn)向定制化分布式生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)“數(shù)碼世界物質(zhì)化”和“物質(zhì)世界智能化”。這些顛覆性技術(shù)將不斷創(chuàng)造新產(chǎn)品、新需求、新業(yè)態(tài)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供前所未有的驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)格局和產(chǎn)業(yè)形態(tài)深刻調(diào)整，成為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展和國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。

      科技更加以人為本，綠色、健康、智能成為引領(lǐng)科技創(chuàng)新的重點(diǎn)方向。未來(lái)科技將更加重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)，致力于研發(fā)低能耗、高效能的綠色技術(shù)與產(chǎn)品。以分子模塊設(shè)計(jì)育種、加速光合作用、智能技術(shù)等研發(fā)應(yīng)用為重點(diǎn)，綠色農(nóng)業(yè)將創(chuàng)造農(nóng)業(yè)生物新品種，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，保障糧食和食品安全。基因測(cè)序、干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)、分子靶向治療、遠(yuǎn)程醫(yī)療等技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，醫(yī)學(xué)模式將進(jìn)入個(gè)性化精準(zhǔn)診治和低成本普惠醫(yī)療的新階段。智能化成為繼機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化之后的新“工業(yè)革命”，工業(yè)生產(chǎn)向更綠色、更輕便、更高效的方向發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、快遞無(wú)人機(jī)、智能穿戴設(shè)備等的普及，將持續(xù)提升人類(lèi)生活質(zhì)量，提升人的解放程度?？萍紕?chuàng)新在滿(mǎn)足人類(lèi)不斷增長(zhǎng)的個(gè)性化多樣化需求、增進(jìn)人類(lèi)福祉方面，將展現(xiàn)出超乎想象的神奇魅力。

      “互聯(lián)網(wǎng)+”蓬勃發(fā)展，將全方位改變?nèi)祟?lèi)生產(chǎn)生活。新一代信息技術(shù)發(fā)展和無(wú)線(xiàn)傳輸、無(wú)線(xiàn)充電等技術(shù)實(shí)用化，為實(shí)現(xiàn)從人與人、人與物、物與物、人與服務(wù)互聯(lián)向“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展提供豐富高效的工具與平臺(tái)。隨著大數(shù)據(jù)普及，人類(lèi)活動(dòng)將全面數(shù)據(jù)化，云計(jì)算為數(shù)據(jù)的大規(guī)模生產(chǎn)、分享和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、太空互聯(lián)網(wǎng)等新網(wǎng)絡(luò)形態(tài)不斷涌現(xiàn)，智慧地球、智慧城市、智慧物流、智能生活等應(yīng)用技術(shù)不斷拓展，將形成無(wú)時(shí)不在、無(wú)處不在的信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對(duì)人們的交流、教育、交通、通信、醫(yī)療、物流、金融等各種工作和生活需求作出全方位及時(shí)智能響應(yīng)，推動(dòng)人類(lèi)生產(chǎn)方式、商業(yè)模式、生活方式、學(xué)習(xí)和思維方式等發(fā)生深刻變革?；ヂ?lián)網(wǎng)的力量將借此全面重塑這個(gè)世界和社會(huì)，使人類(lèi)文明繼農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命之后邁向新的“智業(yè)革命”時(shí)代。

      國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，科技制高點(diǎn)向深空、深海、深地、深藍(lán)拓進(jìn)?？臻g進(jìn)入、利用和控制技術(shù)是空間科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，天基與地基相結(jié)合的觀(guān)測(cè)系統(tǒng)、大尺度星座觀(guān)測(cè)體系等立體和全局性觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)將有效提升對(duì)地觀(guān)測(cè)、全球定位與導(dǎo)航、深空探測(cè)、綜合信息利用能力。海洋新技術(shù)突破正催生新型藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的興起與發(fā)展，多功能水下纜控機(jī)器人、高精度水下自航器、深海海底觀(guān)測(cè)系統(tǒng)、深?？臻g站等海洋新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，將為深海海洋監(jiān)測(cè)、資源綜合開(kāi)發(fā)利用、海洋安全保障提供核心支撐。地質(zhì)勘探技術(shù)和裝備研制技術(shù)不斷升級(jí)，將使地球更加透明，人類(lèi)對(duì)地球深部結(jié)構(gòu)和資源的認(rèn)識(shí)日益深化，為開(kāi)辟新的資源能源提供條件。量子計(jì)算機(jī)、非硅信息功能材料、第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）等下一代信息技術(shù)向更高速度、更大容量、更低功耗發(fā)展。第五代移動(dòng)通信技術(shù)有望成為未來(lái)數(shù)字經(jīng)濟(jì)乃至數(shù)字社會(huì)的“大腦”和“神經(jīng)系統(tǒng)”，幫助人類(lèi)實(shí)現(xiàn)“信息隨心至、萬(wàn)物觸手及”的用戶(hù)體驗(yàn)，并帶來(lái)一系列產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和巨大經(jīng)濟(jì)及戰(zhàn)略利益。

      前沿基礎(chǔ)研究向宏觀(guān)拓展、微觀(guān)深入和極端條件方向交叉融合發(fā)展，一些基本科學(xué)問(wèn)題正在孕育重大突破。隨著觀(guān)測(cè)技術(shù)手段的不斷進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)宇宙起源和演化、暗物質(zhì)與暗能量、微觀(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、極端條件下的奇異物理現(xiàn)象、復(fù)雜系統(tǒng)等的認(rèn)知將越來(lái)越深入，把人類(lèi)對(duì)客觀(guān)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)提升到前所未有的新高度。合成生物學(xué)進(jìn)入快速發(fā)展階段，從系統(tǒng)整體的角度和量子的微觀(guān)層面認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的規(guī)律，為探索生命起源和進(jìn)化開(kāi)辟了嶄新途徑，將掀起新一輪生物技術(shù)的浪潮。人類(lèi)腦科學(xué)研究將取得突破，有望描繪出人腦活動(dòng)圖譜和工作機(jī)理，有可能揭開(kāi)意識(shí)起源之謎，極大帶動(dòng)人工智能、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)發(fā)展。前沿基礎(chǔ)研究的重大突破可能改變和豐富人類(lèi)對(duì)客觀(guān)世界與主觀(guān)世界的基本認(rèn)知，不同領(lǐng)域的交叉融合發(fā)展可望催生新的重大科學(xué)思想和科學(xué)理論。

      國(guó)防科技創(chuàng)新加速推進(jìn)，軍民融合向全要素、多領(lǐng)域、高效益深度發(fā)展。受世界競(jìng)爭(zhēng)格局調(diào)整、軍事變革深化和未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)新形態(tài)等影響，主要國(guó)家將重點(diǎn)圍繞極地、空間、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域加快發(fā)展“一體化”國(guó)防科技，信息化戰(zhàn)爭(zhēng)、數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)、智能化裝備、新概念武器將成為國(guó)防科技創(chuàng)新的主要方向。大數(shù)據(jù)技術(shù)將使未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的決策指揮能力實(shí)現(xiàn)根本性飛躍，推動(dòng)現(xiàn)代作戰(zhàn)由力量聯(lián)合向數(shù)據(jù)融合方向發(fā)展，自主式作戰(zhàn)平臺(tái)將成為未來(lái)作戰(zhàn)行動(dòng)的主體。軍民科技深度融合、協(xié)同創(chuàng)新，在人才、平臺(tái)、技術(shù)等方面的界限日益模糊。隨著腦科學(xué)與認(rèn)知技術(shù)、仿生技術(shù)、量子通信、超級(jí)計(jì)算、材料基因組、納米技術(shù)、智能機(jī)器人、先進(jìn)制造與電子元器件、先進(jìn)核能與動(dòng)力技術(shù)、導(dǎo)航定位和空間遙感等的重大突破，將研發(fā)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(guó)防科技水平，并帶動(dòng)眾多科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大創(chuàng)新突破。

      國(guó)際科技合作重點(diǎn)圍繞全球共同挑戰(zhàn)，向更高層次和更大范圍發(fā)展。全球氣候變化、能源資源短缺、糧食和食品安全、網(wǎng)絡(luò)信息安全、大氣海洋等生態(tài)環(huán)境污染、重大自然災(zāi)害、傳染性疾病疫情和貧困等一系列重要問(wèn)題，事關(guān)人類(lèi)共同安危，攜手合作應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)成為世界各國(guó)的共同選擇。太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉撮_(kāi)發(fā)、存貯和傳輸技術(shù)的進(jìn)步，將提升新能源利用效率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，深刻改變現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，大幅提高能源自給率。據(jù)國(guó)際能源署（IEA）預(yù)測(cè)，到2035年可再生能源將占全球能源的31％，成為世界主要能源。極富發(fā)展?jié)撃艿男乱淮茉醇夹g(shù)將取得重大突破，氫能源和核聚變能可望成為解決人類(lèi)基本能源需求的主要方向。人類(lèi)面臨共同挑戰(zhàn)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性、科學(xué)研究的艱巨性和成本之高昂，使相互依存與協(xié)同日趨加深，將大大促進(jìn)合作研究和資源共享，推動(dòng)高水平科技合作廣泛深入開(kāi)展，并更多上升到國(guó)家和地區(qū)層面甚至成為全球共同行動(dòng)。

      科技創(chuàng)新活動(dòng)日益社會(huì)化、大眾化、網(wǎng)絡(luò)化，新型研發(fā)組織和創(chuàng)新模式將顯著改變創(chuàng)新生態(tài)。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、大型科研設(shè)施開(kāi)放共享、智能制造技術(shù)提供了功能強(qiáng)大的研發(fā)工具和前所未有的創(chuàng)新平臺(tái)，使創(chuàng)新門(mén)檻迅速降低，協(xié)同創(chuàng)新不斷深化，創(chuàng)新生活實(shí)驗(yàn)室、制造實(shí)驗(yàn)室、眾籌、眾包、眾智等多樣化新型創(chuàng)新平臺(tái)和模式不斷涌現(xiàn)，科研和創(chuàng)新活動(dòng)向個(gè)性化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、集群化方向發(fā)展，催生越來(lái)越多的新型科研機(jī)構(gòu)和組織。以“創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)”為代表的小微型創(chuàng)新正在全球范圍掀起新一輪創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱潮，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的“軟件創(chuàng)業(yè)”方興未艾，由新技術(shù)驅(qū)動(dòng)、以極客和創(chuàng)客為重要參與群體的“新硬件時(shí)代”正在開(kāi)啟。這些趨勢(shì)將帶來(lái)人類(lèi)科研和創(chuàng)新活動(dòng)理念及組織模式的深刻變革，激發(fā)出前所未有的創(chuàng)新活力。

      科技創(chuàng)新資源全球流動(dòng)形成浪潮，優(yōu)秀科技人才成為競(jìng)相爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。一方面，經(jīng)濟(jì)全球化對(duì)創(chuàng)新資源配置日益產(chǎn)生重大影響，人才、資本、技術(shù)、產(chǎn)品、信息等創(chuàng)新要素全球流動(dòng)，速度、范圍和規(guī)模都將達(dá)到空前水平，技術(shù)轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)重組不斷加快。另一方面，科技發(fā)達(dá)國(guó)家強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，主導(dǎo)全球標(biāo)準(zhǔn)制定，構(gòu)筑技術(shù)和創(chuàng)新壁壘，力圖在全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中保持主導(dǎo)地位，新技術(shù)應(yīng)用不均衡狀態(tài)進(jìn)一步加劇，發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家的“技術(shù)鴻溝”不斷擴(kuò)大。發(fā)達(dá)國(guó)家利用優(yōu)勢(shì)地位，通過(guò)放寬技術(shù)移民政策、開(kāi)放國(guó)民教育、設(shè)立合作研究項(xiàng)目、提供豐厚薪酬待遇等方式，持續(xù)增強(qiáng)對(duì)全球優(yōu)秀科技人才的吸引力。新興國(guó)家也紛紛推出各類(lèi)創(chuàng)新政策和人才計(jì)劃，積極參與科技資源和優(yōu)秀人才的全球化競(jìng)爭(zhēng)。

      全球科技創(chuàng)新格局出現(xiàn)重大調(diào)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(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程加快和新興經(jīng)濟(jì)體崛起，特別是國(guó)際金融危機(jī)以來(lái)，全球科技創(chuàng)新力量對(duì)比悄然發(fā)生變化，開(kāi)始從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)散。從2001年到2011年，美國(guó)研發(fā)投入占全球比重由37%下降到30%，歐洲從26%下降到22%。雖然以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家目前在科技創(chuàng)新上仍處于無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)先地位，但優(yōu)勢(shì)正逐漸縮小，中國(guó)、印度、巴西、俄羅斯等新興經(jīng)濟(jì)體已成為科技創(chuàng)新的活化地帶，在全球科技創(chuàng)新“蛋糕”中所占份額持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)世界科技創(chuàng)新的貢獻(xiàn)率也快速上升。全球創(chuàng)新中心由歐美向亞太、由大西洋向太平洋擴(kuò)散的趨勢(shì)總體持續(xù)發(fā)展，未來(lái)20—30年內(nèi)，北美、東亞、歐盟三個(gè)世界科技中心將鼎足而立，主導(dǎo)全球創(chuàng)新格局。

      正如雨果所說(shuō)：與有待創(chuàng)造的東西相比，已經(jīng)創(chuàng)造出來(lái)的東西是微不足道的。科技創(chuàng)新的前沿永無(wú)止境，科技創(chuàng)新的未來(lái)激動(dòng)人心。我們要準(zhǔn)確把握世界科技發(fā)展新趨勢(shì)，樹(shù)立創(chuàng)新自信，搶抓戰(zhàn)略機(jī)遇，實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，加快建成世界科技強(qiáng)國(guó)，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)提供強(qiáng)有力科技支撐。

   作者為中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)