世界正處于新科技革命與產(chǎn)業(yè)變革進程中

在金融危機過去的10年后，2018年科學技術(shù)在多個領(lǐng)域和方向上繼續(xù)保持快速前進的勢頭。這讓人們更加堅信，世界正處于新科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的進程之中。

　　從2008年到2018年：對增長極限的憂慮與探求

　　金融危機的實質(zhì)是科技創(chuàng)新的危機。工業(yè)革命以來，人類社會已形成“科技突破—產(chǎn)業(yè)變革—金融擴展—經(jīng)濟增長”的迭代發(fā)展模式。以摩爾定律放緩為代表，科技重大進展低于預期，進而引起對增長極限的憂慮。

　　一是材料制造的極限。新興產(chǎn)業(yè)急需開發(fā)各種超材料、新材料，極端應用（如自動駕駛對安全的極限要求等）、極端環(huán)境（如極寒、極熱、極壓等）、極端工藝（如制造精細程度不斷突破極限）帶來全面挑戰(zhàn)。

　　二是能源動力的極限。高質(zhì)量發(fā)展急需綠色廉價能源，全球化有賴于更快捷、更智能與更高效的新型交通。這對實現(xiàn)更低甚至接近零的能源邊際生產(chǎn)和輸配成本，超高速、空地一體化交通技術(shù)等提出緊迫的現(xiàn)實需求。

　　三是認知智能的極限。物質(zhì)能量開發(fā)及產(chǎn)業(yè)、技術(shù)進步都有賴于認知范圍的擴展。對“三生”（生命、生物、生態(tài)）、“四深”（深空、深海、深地、物質(zhì)深層）等認知探索亟待加快加深，萬物互聯(lián)、泛在智能的愿景急需盡快實現(xiàn)。

　　四是生態(tài)承載的極限。生態(tài)壓力繼續(xù)增加，全球碳排放總量再創(chuàng)新高。在首次估算出地球上所有生物5500億噸的碳儲存總量中，占比不到1%的人類，數(shù)量再創(chuàng)新高，人口資源環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸亟待突破。

　　面對極限的挑戰(zhàn)，主要國家和地區(qū)都持續(xù)加強科研投入，積極拼搶*前沿的高科技、新科技和黑科技，揭開了堪稱史上*大范圍和*大規(guī)模的科技創(chuàng)新與政治博弈的宏大進程。

坐標2018年：正在改變規(guī)則的八大科技進展

　　一是深空探測取得近幾十年來的多個第一。首張**的、包含17億顆恒星的銀河系三維地圖（蓋亞衛(wèi)星），打破塵封40多年的飛行器*快速度紀錄（太陽探測器帕克）；首次在火星發(fā)現(xiàn)（高鹽度）液態(tài)水（火星快車）；“近距離”看到太陽系邊緣小行星（新視野號觀測小行星天涯海角）；幾十年后人類再次發(fā)射重型火箭（重型獵鷹）；探測到宇宙大爆炸1.8億年后第一批恒星發(fā)出的無線電信號。此外，洞察號成功著陸火星并開始工作，成為第三個在役探測器；人類第三次向水星發(fā)射探測器；兩個探測器分別抵達不死鳥和龍宮兩顆小行星，并在未來返回地球，為太空采礦奠定基礎(chǔ)。

　　二是物質(zhì)深層認識的重要首次。首次實現(xiàn)反氫內(nèi)基準能量躍遷，向認知和操控反物質(zhì)邁近一步，對于未來能源等發(fā)展有極為重要的價值；首次測出質(zhì)子內(nèi)部的壓強是地球大氣壓力的100萬億億億倍，是中子星核心壓力的10倍；首次*定位來自太空、到達地球的幽靈粒子起源，對物質(zhì)世界有了更深理解。

　　三是生命科學深度破解生命“天書”。胚胎首次細胞分裂研究獲“改變教科書”的發(fā)現(xiàn)，父系和母系染色體分頭控制雙方染色體的分離；首次繪出史上*完整的大腦圖譜（黑腹果蠅高清晰度三維腦圖）；各國科學家通力合作，使用源于四川的中國春小麥品種，繪制出小麥基因組圖譜，小麥基因組多而復雜，約為水稻的40倍；在藍藻中發(fā)現(xiàn)新型光合作用機制，為尋找外星生命和改良作物帶來新思路；利用DNA測試技術(shù)，首次發(fā)現(xiàn)5萬多年前丹尼索瓦人（父親）與尼安德特人（母親）的混血兒，對人類演化有了新認識。

　　四是生物技術(shù)持續(xù)增強促進健康的能力。利用基因編輯技術(shù)首次讓皮膚細胞變身干細胞，為治療多種疾病提供新方法；首次利用激活的視網(wǎng)膜干細胞恢復小鼠視力，將為視網(wǎng)膜退行性疾病提供治愈方法；在沒有使用精子或卵子的情況下，利用干細胞開發(fā)出一種胚胎樣的結(jié)構(gòu)，向制造人工胚胎又邁近一步；癌癥患者在免疫細胞治療5年后，依然保持無癌狀態(tài)，創(chuàng)造新紀錄。

　　五是超強算力的研究及應用孕育重大突破。美國以Summit重奪世界超算第一，性能超神威·太湖之光約60%，各國開始積極發(fā)展E級超算；量子開關(guān)驗證出不確定的因果順序，可能對處理量子信息有幫助；利用三個光子創(chuàng)造出一種全新的光物質(zhì)形式，有可能應用于超快量子計算；谷歌公布世界首款72量子比特芯片，英特爾公司推出49量子位超導測試芯片。量子計算可能正進入追逐量子霸權(quán)的十年競賽。

　　六是智能應用牽引新一代信息技術(shù)快速發(fā)展。集成電路制程開始挺進7nm，超越摩爾也在積極探索；谷歌發(fā)布人工智能芯片TPU3.0，英偉達發(fā)布新一代GPU架構(gòu)；5G初現(xiàn)蹤影，相關(guān)標準被推遲，反映出5G標準之爭與商用之路的復雜性；物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算、霧計算等應用拓展，云端和用戶端的速度及可靠性不斷提升；對抗的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正促進人工智能更獨立，但也可能變成數(shù)字造假工具；微軟的機器翻譯系統(tǒng)首次在通用新聞的漢譯英上達到人類專業(yè)水平，實現(xiàn)里程碑式突破；人工智能被用于診斷讀片、癌癥演變、藥物篩選等；生活中無人化場景越來越多，物流、服務、協(xié)作機器人等得到快速發(fā)展，波士頓動力公司的人形機器人可以輕松進行“三連跳”；網(wǎng)絡(luò)安全形勢嚴峻，僵尸攻擊、數(shù)據(jù)泄露、數(shù)據(jù)暴露、云泄露呈現(xiàn)增長態(tài)勢。

　　七是物質(zhì)與材料研究豐富了人們認知和調(diào)控物理世界的手段。因定義千克的標準物在100年間失去了50微克，千克將由普朗克常數(shù)重新定義；當兩層石墨烯以1.1度的“魔角”扭曲在一起時，通過適當調(diào)整，可以在絕緣態(tài)和超導態(tài)之間切換；在23攝氏度下實現(xiàn)氫化鑭的超導性，創(chuàng)造高溫超導新紀錄；首次在準晶結(jié)構(gòu)合金中發(fā)現(xiàn)超導性；彎曲空間內(nèi)首次實現(xiàn)激光束加速，將對模擬廣義相對論及用于控制微通道、彎曲環(huán)境中的納米顆粒提供幫助；在原子層面“無縫縫制”兩種晶體，將為制造柔性LED、超薄二維電路等帶來新思路；低成本快速金屬3D打印商用加速，將為制造業(yè)帶來變革。

　　八是能源動力加速醞釀革命性變化。史上首架離子引擎飛機成功試飛，飛機將可能被“重新發(fā)明”；加氫3分鐘、續(xù)航600千米，有人認為2018年可被稱為氫燃料電池汽車“元年”；盡管目前還無法達到L5級（完全自動駕駛），基礎(chǔ)設(shè)施也尚未智能化，而且還發(fā)生了首例死亡的事件，但是新銳廠商和傳統(tǒng)車企都加快了智能駕駛的研發(fā)和部署，道路測試日益火爆，出現(xiàn)全球*商業(yè)自動駕駛叫車服務；飛行汽車從夢想走進現(xiàn)實，多國政府開始積極支持飛行汽車研發(fā)和測試；晶硅、鈣鈦礦、太陽能組件光電轉(zhuǎn)化效率創(chuàng)紀錄，風光電持續(xù)發(fā)展；超級電池組能將電動汽車續(xù)航能力提高一倍；“迷你”核裂變反應堆成功通過測試，可為未來深空前哨基地提供動力；能源區(qū)塊鏈和智能合約在分布式能源、傳統(tǒng)化石能源、碳交易等方面應用加速。

從2019年到2049年：前所未有的世界科技“超級”革命

　　一系列研究表明，目前正處于工業(yè)革命以來第五次長波下行和第六次長波興起的交會期。世界范圍內(nèi)正在展開一場空前的科技競賽，人類智慧將會被發(fā)揮到*，進而促進科技實現(xiàn)重大突破，新的科學觀念和思想將帶來新的生活方式與社會文化風尚，新的技術(shù)發(fā)明和應用將創(chuàng)造出新產(chǎn)業(yè)與新就業(yè)。未來30年，很可能發(fā)生三次接續(xù)的重大科技與產(chǎn)業(yè)變革，人類社會將在連續(xù)不斷的科技飛躍中得到高度發(fā)展，其影響將媲美農(nóng)業(yè)革命和工業(yè)革命。

　　一是智能與認知革命。前五次長波依次解決了人類賴以生存所需的能量（蒸汽革命、電氣革命）、物質(zhì)（化石與合成材料革命）和信息等相關(guān)問題，隨著人工智能等發(fā)展，人的認知能力極大提升，從而加速科學技術(shù)的突破和應用。

　　二是生命與健康革命?；蚓庉?、免疫治療、再生醫(yī)學、核心器官再造、人體增強等使得人生過百不稀奇，人的身體能力將極大提升，從而加速新產(chǎn)業(yè)和新就業(yè)的出現(xiàn)和壯大。

　　三是能源與動力革命。風光電、核聚變、高效能電池、未來交通等實現(xiàn)突破，人類將獲得空前充沛的強大能源動力，人類社會運行動能極大提升，從而加速孕育出新文化、新文明。

　　到2049年，全球科技競賽將進入尾聲，世界科技“超級”革命將開創(chuàng)一個全新時代?？萍紕?chuàng)新將從根本上改變地球生態(tài)、人類社會和人體自身狀況，億萬民眾的生活水平與生命質(zhì)量將得到極大提升，人類命運共同體更加鞏固。人類將成為一個跨星際物種，從而揭開人類文明、生命進化乃至宇宙演化歷程上的新篇章。毋庸置疑，中國將在其中扮演至關(guān)重要、*為積極的角色。