姚建銓：盤點新一輪科技革命的發展狀況

本刊編輯部

當前，歐美等發達國家都在致力于促進本國的科技革命發展，引導未來的科技走向。面對這種情況，我國也在積極布局，希望在未來能夠和歐美并肩而立。那么新一輪的科技革命發展狀況如何，發展方向又是怎樣的？中國科學院姚建銓院士在2017（第二屆）中國產業互聯網大會上，為大家帶來了全面詳細的介紹。

中國復興迎來“超級機遇”

過去五個世紀里，全球科技大致發生了五次革命，即近代物理學誕生，蒸汽機、冶金和機械革命，電力、化工和運輸革命，相對論和量子論革命以及電子和信息革命。其中，近代物理學誕生、相對論和量子論兩個是科學革命，其他三次則偏重技術革命。從前五次革命可以看到，沒有一次是由中國人首創和先導的。

從已有的路徑可以看出，科技革命的發展路徑必然是從科學革命到科技革命再到產業革命的。沒有科學革命就沒有技術革命，沒有科技革命就沒有產業革命，技術革命是產業革命的先導；一次技術革命對應一次產業革命。歷史經驗顯示，國家的成功和繁榮與科技革命和產業革命有著緊密關系。那些抓住科技革命和產業革命歷史機遇的國家，很容易成為發達國家或世界強國，如英國、德國和美國；忽視科技革命和產業革命所帶來機遇的國家，國際地位有可能下降，如葡萄牙、西班牙。

理論界和產業界普遍認為，世界正處于新一輪技術創新浪潮引發的新一輪工業革命的開端。現在正在進行的是第五次電子與信息革命，分為自動化、信息化和智能化三個階段。而第三次產業革命大致也要經歷三個階段，自動化與高技術階段、信息化與全球化階段、智能化與綠色化、網絡化階段。目前正進入第三階段，智能化、綠色化、網絡化和全球化互相交織，正改變世界經濟和人類社會。

目前，我國的珠三角、長三角以及京津冀地區已經逐漸步入發達的智能化階段，但中國的廣大地區其實還沒有完成信息化階段，因此中國處于信息化和智能化過渡的第三階段科技革命。也因此，中國面臨著諸多機遇和挑戰。其中，三個歷史機遇值得高度關注。首先是第五次科技革命和第三次產業革命帶來的創新機會。包括互聯網與“互聯網+”、物聯網、移動-無線網、大數據、云計算、量子通信等在內的新一代信息技術，以及信息技術在經濟和社會領域（包括農業、制造業、交通和能源等）的滲透和應用，包括智能化和綠色化的先進制造（如3D 打印等）、機器人、智慧城市、智能交通、智能電網、可再生能源和綠色技術等。第二個歷史機遇是第六次科技革命和第四次產業革命創造的領先機會。第三個歷史機遇是世界現代化和文明轉型的趕超機會。這就是習近平總書記和黨中央提出的中國夢。姚建銓認為，即將召開的十九大將會是一個歷史的轉折，黨中央將會帶領中華民族在科學技術方面走向科技強國。

英美“瞄準”的顛覆性技術

據麥肯錫公司2014年出具的報告，至2025年預估潛在經濟影響前五名的顛覆性技術，都是現在中國發展火熱的移動互聯網、知識工作自動化、云計算、物聯網、先進機器人等，都是在信息技術領域。

英國發布科學和創新戰略

根據英國科學界和產業界的實力，英國政府與研究創新界確定了英國研究水平世界一流、產業應用廣泛、商業潛力極大的八大技術，包括大數據和高能效計算、合成生物學、再生醫學、農業科技、能源及儲能、先進材料及納米技術、機器人及自治系統、衛星及航天技術應用。該戰略以卓越、敏捷、合作和開放為原則，以優先重點、人才培養、科研設施、一流研究、刺激創新和國際化為戰略要素，總結近期已有行動，并提出了一批新的重點任務。

美國國防部瞄準未來六大顛覆性基礎研究

美國國防部將顛覆性基礎研究領域定義為：對于近期與未來美軍的戰略需求和軍事任務行動能夠產生長期、廣泛、深遠、重大影響的基礎研究領域，這些領域的研究已取得關鍵突破并且可以持續發展，未來的研究成果能夠使美軍在全球范圍內具備絕對的、不對稱的軍事優勢。

新任的美國國防部（DoD）負責科研與工程技術（R&E）事務的助理國防部長（ASD）鮑勃·貝克在其最新的年度報告中詳細介紹了美國國防部2013-2017年科技發展“五年計劃”的制定過程，通過分析美國在21世紀所面臨的新秩序與新挑戰，提出了未來重點關注的六大顛覆性基礎研究領域（Disruptive BasicResearch Areas）。包括超材料與表面等離激元學（Metamaterials &Plasmonics）、量子信息與控制技術（Quantum Information & Control）、認知神經學（Cognitive Neuroscience）、納米科學與納米工藝（Nanoscience & Nanoengineering）、合成生物學（Synthetic Biology）、對人類行為的計算機建模（Computational Models of Human Behavior）。

白宮發布2015版《美國創新新戰略》九大領域

2015年10月底，由美國國家經濟委員會（National Economic Council）美國國家科學與技術政策辦公室（National Economic Council Policy）編寫的《美國創新新戰略（New Strategy for American Innovation）》新鮮出爐。奧巴馬重點強調了九大戰略領域：先進制造、精密醫療、大腦計劃、先進汽車、智慧城市、清潔能源和節能技術、教育技術、太空探索、計算機新領域。

中國科學院發布《十三五發展規劃綱要》

去年年底，中國科學院發布了《十三五規劃綱要》。綱要中提出八個領域60項重大突破。

基礎前沿交叉領域

在該領域，將有8項突破。在數學與交叉方向，有“Langlands綱領和千禧數學問題”；在物理與交叉方向，凝聚態物質科學若干前沿問題，粒子物理的新發現和研究，星系的結構、形成與演化，超導量子探測與應用，超常環境下系統力學問題研究與驗證；在化學與交叉方向，將會有功能體系的分子工程與分子成像和能源化學轉化的動態本質與調控。endprint

先進材料領域

在材料創制方向，將有高性能材料結構設計、制備與應用探索以及人工合成天然橡膠；在新材料應用方向，將會有變革性納米產業制造技術聚焦，新能源汽車的新探索。

能源領域

有聚變等離子體物理前沿研究，煤炭清潔高效利用技術與示范，未來先進核裂變能，基于高效熱工轉換的先進動力技術，以及可再生能源與多能互補應用示范。

生命與健康領域

該領域將會有17個突破。首先，在健康方向，腦科學與類腦智能研究，生物超大分子復合體的結構、功能與調控，細胞命運決定的分子調控，病原微生物與宿主免疫，個性化藥物——基于疾病分子分型的普惠新藥研發，器官修復與再造，生物合成以及健康保障技術與裝備方面都會有所突破。其次，生物多樣性方向也有所規劃。動物復雜性狀的進化解析與調控，戰略生物資源評價與轉化利用，大尺度區域生物多樣性格局與生命策略。同時，在現代農業方向也將有新進展：基于生物信息流操縱的病蟲害導向性防控重大原理與技術，解析植物特化性狀形成和定向發育調控機制，分子模塊設計育種創新體系，農業轉型發展示范，現代農業區域示范，環境友好的近海養殖技術。

海洋領域

包括海斗深淵前沿科技問題研究與攻關，南海生態環境安全工程，海底科學觀測網和裝備研究及示范。

資源生態環境領域

首先是資源方向：頁巖氣勘探開發基礎理論與關鍵技術；深地智能導鉆理論與技術體系；特色金屬礦藏的高效清潔綜合利用。其次是生態環境方向：青藏高原多層圈相互作用及其資源環境效應，大氣灰霾追因與控制，典型污染物的環境暴露與健康危害機制，土壤-微生物系統功能調控及土壤污染治理，全國及重點區域生態環境評估與修復，典型區域水體污染綜合治理技術，重大建設工程防護，“一帶一路”典型區域地緣環境系統演化模擬研究。

信息領域

首先是信息方向：量子通信，網絡空間安全關鍵技術與應用，高效能計算與網絡通信關鍵技術及應用，大數據與人工智能，人機交互與虛擬現實，集成電路與核心基礎器件。其次是智能制造方向，即機器人與超精密極端制造。

光電空間領域

空間科學先導專項（二期），載人空間站及空間實驗室空間應用，月球與首次火星科學探測，北斗全球衛星導航系統，平流層飛艇。endprint