科研发展趋势

新的十年已经展开，曾经我们认为不可能的科技逐步变成现实，曾经我们认为缺失市场的产品成为行业风口。跟进科技进步步伐，抓住风口优势，才能够在新的十年把握住机会，最先成为新时代的主人。那么未来十年，科技发展的趋势如何？今天笔者为大家来做一个预测。以下皆为一家之言，仅供参考，如预测属实，不甚荣幸。一、物联网→智慧物联网什么是物联网？物联网（ IoT ，Internet of things ）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。通俗意义上讲，物联网就是讲将万物与互联网进行连接，以取得更加方便快捷的使用体验。比如说淘宝=互联网+全国各类商家，美团=互联网+餐馆，猫眼=互联网+电影院，滴滴=互联网+出租车、共享单车=互联网+自行车、天下帮扶=互联网+助农扶贫等等。因此物联网=互联网+万事万物，也因此万物互联共享共通是当前社会的主要发展趋势。而在未来十年，智慧物联网将会成为风口浪尖。智慧物联网是在原先物联网的基础上，将过程更加智能化新体现。得益于人工智能AI技术的快速发展普及，让智能配送、智能交通、智能家居逐步替代原有模式传统产品，将新的智能技术与互联网连接起来，促成更高效便捷、优化补足传统产品原有缺陷的新产业，真正实现产品定义以用户需求为导向，全面升级用户体验，保障线上服务稳定及数据安全。二、人工智能→超自动化人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。而超自动化（Hyperautomation）即是在人工智能的基础上，增强机器学习能力与控制能力，真正实现从人工操作自动化到机器人全自动化的突破。超自动化不仅能够完成传统人类行为上的模仿，更能够完善思维分析的模仿。让机器人在分析、统计、设计、测量、评估等领域拥有超越人类的智能水平。因此未来十年人工智能的发展是一个向着超自动化行进的加法问题。怎样在现有AI增加流程自动化、数据分析能力、智能管理软件等即是现在攻克的难点也是未来必然的趋势。三、人体研究→人体增强你听说过赛博朋克吗？给人体植入芯片，机械改造身体，装载外部装甲进行身体强化如今逐渐成为可能。从遥远的古时代人类诞生起，人们就已经开启了孜孜不倦的研究自己身体，但过去皆为生物学层面，而如今材料学、机械学、智能学都使得原先人类千万年积累的生物学知识有了新的突破。身体增强当前分为四大类：知觉增强（听觉，视觉，嗅觉），生物功能增强（外骨骼，假肢），大脑增强（用于治疗癫痫的植入物）和基因增强（体细胞基因和细胞疗法）。虽然当前伦理问题、社会问题一直是人体增强备受非议的缘由，但不可否认人体增强让身体残疾的人能够重获新生，让普通人能够发挥出更强大的能量，并且外骨骼装甲已经广泛运用于当下军队的日常任务当中，发挥着至关重要的作用。四、大数据分析→量子数据分析如今，我们生活在一个信息数据爆发的时代，2015年人类创造出了44亿TB数据，之后每年以两倍以上的速度进行翻倍。这些数据含有着大量社会信息、公共信息、甚至私密的个人信息，以及数不尽的垃圾信息。当下大数据分析师要打破信息孤岛利用各种数据源，在海量数据中寻找数据规律，在海量数据中发现数据异常。负责大数据分析和挖掘平台的规划、开发、运营和优化。然而单一人类的力量在数以亿计的数据膨胀面前显得杯水车薪，传统的计算机机能和智能也开始难以处理与分析这些信息，于是量子计算的重要性日益增强。量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。而运用量子计算的新型计算机能够因量子力学叠加性的存在，已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。这样在信息处理以及内容收集和传递的位置更靠近信息源，其思想是将流量保持在本地和分布式将减少延迟。而在癌症治疗、核能控制和 DNA 分析等尖端领域，更需要具备量子计算机进行处理大数据的能力。当前众多实力雄厚的科技公司均已进军量子计算领域，并预计会在未来十年间诞生一个巨大突破。文：俊言

2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——信息篇世界信息领域2020年态势总结多国继续强化人工智能战略部署，同时重视人工智能的治理。加大投资力度，推动技术创新。美国白宫向国会提交2021财年联邦政府预算报告，提议将联邦研发支出增加到1422亿美元，尤其计划大幅增加人工智能和量子信息科学等未来产业的研发投资；白宫科技政策办公室宣布，将在2020-2025年投资超过10亿美元，在全美范围内设立12个新的人工智能和量子信息科学研究机构，旨在让美国在人工智能和量子技术方面保持全球竞争力。德国政府决定对2018年版的《人工智能战略》做出修订，计划到2025年，通过经济刺激和未来“一揽子”计划，把对人工智能的资助从30亿欧元增加到50亿欧元。欧盟拟为“数字欧洲”计划拨付75亿欧元，其中21亿欧元用于人工智能，以提高欧洲数字经济的竞争力。重视人工智能治理和数据可利用性。美国白宫科技政策办公室发布美国人工智能监管原则提案，敦促联邦法规放宽对人工智能的限制，以推动创新并避免监管过度；国防部正式采用国防创新委员会于2019年10月提出的人工智能伦理准则；IBM公司宣布成立政策实验室，旨在为各国政策制定者就人工智能等技术问题提供建议；国家标准与技术研究院（NIST）提出四项原则，以确定人工智能的“可解释”程度。欧盟委员会发布《人工智能白皮书》，旨在促进欧洲在人工智能领域的创新，推动道德和可信赖人工智能的发展；宣布放弃为期5年的面部识别禁令，并鼓励各成员国制定自己的面部识别法规；拟推出《数字治理法案》（Digital Governance Act），以促进数据规范共享，为欧盟经济发展和社会治理提供支撑。5G竞争进入白热化阶段，同时美国联合盟友加大打击中国华为等高科技企业。截至2020年12月，全球5G用户数量达到2.29亿，5G商用网络数量达到近180个。美国联邦通信委员会（FCC）通过97亿美元的拨款计划以收购中频频谱，并启动5G中频频谱拍卖。日本三大运营商NTT DoCoMo、KDDI和软银先后启动5G商用服务。南非成为非洲首个5G网络商用的国家。法国政府启动5G频谱拍卖，以分配3.4~3.8GHz频谱。英国通信办公室（Ofcom）宣布释放700MHz频段，为2021年1月5G频谱拍卖腾出容量。美国联合盟友在全球范围内打击中国华为等高科技企业。美国国务院宣布启动“净网”行动，意在消除中国在全球网络建设中的参与；联邦通信委员会正式将华为和中兴列为国家安全威胁；商务部加强出口管制，阻止台积电、三星等供货商向华为供货。同时，在美国怂恿下，多国已公开表示，将禁用中国电信设备。法国表示不会完全禁用华为5G设备，但不鼓励运营商尝试。印度政府计划禁用中国电信设备，其国内最大电信运营商巴蒂电信在5G试验中排除华为和中兴。英国政府禁止运营商在2021年9月后安装华为5G设备，并要求运营商在2027年年底前彻底拆除华为设备。意大利内阁首次表态反对华为参与5G建设。波兰计划出台新网络安全法，以禁止华为参与5G建设。欧、美、日对科技巨头发起反垄断调查，防止科技巨头利用领先地位破坏市场竞争。美国司法部公布立法提案，拟削弱互联网公司法律豁免权；众议院司法委员会反垄断小组举办反垄断听证会，对谷歌、Facebook、亚马逊和苹果公司进行质询；司法部、联邦贸易委员会及各州和地区检察长对谷歌和Facebook提起5起反垄断诉讼。欧盟发布《数字服务法案》和《数字市场法案》，遏制科技巨头不正当竞争。法国和荷兰呼吁欧盟成立新机构以监管科技巨头。英国政府计划成立数字市场部门（DMU）以监管科技巨头，阻止这些公司利用它们的主导地位排挤较小型企业和弱势消费者。日本政府称将与美欧共同加大对科技巨头的反垄断审查力度。全球恶意网络活动肆虐，医药研发机构、商业公司及政府部门等成为黑客攻击重点。黑客对医疗和医药研发机构发起攻击。中国医疗机构遭印度黑客定向攻击。美国联邦调查局警告勒索软件攻击威胁美国医疗保健体系；微软公司称至少有7家新冠疫苗开发组织遭到黑客攻击。对商业公司的攻击。美国导航系统制造商佳明公司遭勒索软件攻击，服务器被迫关闭；社交媒体平台Twitter遭大规模黑客攻击，大量高影响力账号被盗；雅诗兰黛公司服务器遭黑客入侵，4.4亿条数据泄露；顶级安全公司FireEye遭黑客入侵，敏感安全测试工具被盗；英特尔公司20GB内部文档被公开，大量芯片机密数据遭泄漏。印度杂货电商BigBasket公司遭黑客攻击，2000万用户信息泄露。对各国政府政府部门及军事机构的攻击。美国联邦储存图书馆计划网站遭伊朗黑客入侵，网站页面被篡改；洲际弹道导弹部队机密文件遭黑客窃取；商务部、财政部和国土安全部等6家政府机构及多家美国公司遭俄罗斯黑客组织“Cozy Bear”入侵。波兰在北约军演期间遭俄罗斯黑客攻击，多个网站被植入虚假信息。奥地利外交部计算机系统遭网络攻击，内部系统受损。各国持续加码量子计算研究，量子计算机性能不断增强。美国麻省理工学院、加州大学河滨分校、中国香港科技大学和印度理工学院研究人员在金属材料中观察到马约拉纳费米子，可推进容错量子计算开发。美国陆军研究实验室与麻省理工学院研究人员合作证明了室温下量子计算的可行性；IBM公司宣布将其量子计算机的量子比特数提升至64位，相比于2019年的32位提升了一倍；量子计算初创企业IonQ宣布，其已推出“具有32个完美的量子比特、且门误差相当低”的新型量子计算机。量子通信领域突破性研究凸显，长距离量子纠缠实验取得成功，量子网络建设提上日程。丹麦技术大学和哥本哈根大学成功使用纠缠量子网络实现高精度分布式传感。德国慕尼黑大学研究人员成功将量子纠缠态传输距离拓展至20公里。中国科学技术大学完成长距离量子纠缠实验，借助两种实验方案分别实现22公里和50公里的量子纠缠，创长距离量子纠缠新纪录。瑞士苏黎世联邦理工学院创造出5米长的微波量子链路。美国发布量子互联网蓝图，计划在10年内建成量子网络。全球半导体市场迎来并购热潮，美、韩半导体企业通过并购壮大自身实力以应对激烈竞争。美国英伟达公司宣布将斥资400亿美元收购英国ARM公司；模拟芯片企业亚德诺半导体公司（ADI）宣布以210亿美元全股票收购另一大模拟芯片公司美信（Maxim Integrated）；AMD公司宣布以350亿美元全股票收购全球最大的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）独立供应商赛灵思，以扩大其日益增长的数据中心业务；美满电子科技公司（Marvell）宣布将以100亿美元收购Inphi公司。韩国SK海力士公司宣布将以90亿美元价格收购英特尔NAND存储芯片业务。世界信息领域2021年趋势展望信息技术产业化规模持续扩大，数字经济与实体经济融合发展。美国白宫劳动力政策咨询委员会呼吁对数字基础设施进行空前的投资，以支持新冠病毒大流行后的经济复苏；美国咨询公司麦肯锡预测，2030年全5G网络建设投资额将高达7000至9000亿美元，中低频5G网络将覆盖全球80%的人口（约70亿人）；国际数据公司（IDC）预测，全球云计算市场将在2024年超过1万亿美元，复合年均增长率将达到15.7%。网络攻击形式复杂化、目标多元化，攻防手段多样化。攻击手段不局限于硬破解和漏洞利用，将更加隐秘、难以察觉。美国密歇根州立大学发现使用超声波操纵语音助手的新方法。以色列本·古里安大学展示新的侧信道攻击方法，可通过灯泡振动进行实时窃听；本·古里安大学演示通过电脑存储器的辐射信号发送数据的窃密方法。为应对安全威胁，美英等国加强防御手段、设备和人才方面的网络安全部署。美国芝加哥大学开发出超声波手环，可干扰麦克风、防止窃听；德克萨斯大学达拉斯分校提出网络防御新方法，可为黑客设置陷阱；陆军发布8.5亿美元的加密设备招标书，计划在2020~2030年间开发新型加密设备和加密算法；国家标准与技术研究院公布抗量子密钥第三轮竞赛15种入围算法名单，并计划于2022年发布抗量子密钥初始标准；国土安全部将启动网络人才管理系统，将于2021年春季末启动意见征询程序。英国国防部设立首个网络战军团,为全球行动提供数字保护。以量子计算机、超级计算机为代表的高性能计算技术持续发展，应用面不断拓展。超级计算机仍将是各国研发的重点，2021年将有更先进的超级计算机推出。美国能源部橡树岭国家实验室搭建的顶级超级计算机“Frontier”将于2021年面世，其峰值运算能力将达到150亿亿次/秒；英伟达公司宣布将与佛罗里达大学联合开发人工智能超级计算机。欧盟通过欧洲高性能计算机（EuroHPC）项目联合承诺书，拟在2021~2033年间投资80亿欧元研发新一代超级计算机，其中一部超级计算机“LUMI”将于2021年面世。日本理化学研究所和富士通公司共同研发的超级计算机“富岳”（Fugaku）将于2021年全面投入运营。俄罗斯计划在其境内建设超级计算机网络，以改善俄罗斯超级计算机研制水平落后于中国和美国的现状。量子计算机研发将持续进步，市场逐步扩大。美国Hyperion Research公司预测，到2024年，私营部门在量子计算产品和服务的支出可能会增加两倍以上，从2019年的2.5亿美元增加到8.3亿美元；哥伦比亚大学获得美国国家科学基金会（NSF）拨款100万美元，用于建造量子模拟器，推进量子计算研究；麻省理工学院研究人员提出一种量子计算架构，将可同时兼容量子计算与量子通信。半导体行业迎来复苏，销售额将持续增长。5G、人工智能等行业的发展导致电子设备的需求量增大。世界半导体贸易统计组织（WSTS）预测，2021年芯片销售额将增长8.4%，达到4690亿美元。欧美国家推进半导体自主。欧盟17国决定投入1450亿欧元，在2021~2023年间自主研发半导体。美国政府提出《2020美国晶圆代工法案》（AFA），拟投入250亿美元推动半导体供应链回流；邀请台积电、英特尔在美建厂，提供高端半导体本土制造能力。各国关注下一代移动通信技术，纷纷开始布局6G技术，以争夺领跑地位。尽管6G技术尚未形成国际标准，但世界多国均意在抢跑以获取主导权。国际电信联盟启动面向2030年及以后技术的研发，提出6G发展规划、启动6G技术研发。日本内政和通信部发布“6G综合战略”计划纲要，将通过财政支持和税收优惠等手段推动6G技术研发，力争在2025年取得关键突破，在2030年实现6G商业化。法国原子能委员会电子与信息技术实验室（CEA-Leti）研制出满足6G应用的D波段射频架构。韩国科学与信息通信技术部发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》，计划在2021~2026年内投资2000亿韩元（约合1.68亿美元）研发6G技术，确保韩国在2029年前成为首个6G商用的国家。美国高通、微软、Facebook、InterDigital、Verizon、AT&T和T-Mobile等公司宣布成立6G联盟，致力于在未来10年内推动美国的移动技术在6G及其后的行业领先地位。全球数字税问题悬而未决，亟待重启谈判。由于美国单方面退出世界经合组织框架下的数字税谈判，全球范围内普遍适用的数字税规则讨论陷入停滞状态。预计2021年各国将继续围绕数字税问题展开多边磋商谈判。世界经合组织警告，数字税冲突会使全球GDP减损1%以上。法国财政部长表示，无论国际税收协议进展如何，法国将坚持于2021年征收数字税。根据欧盟此前的计划，在2020年未达成全球数字税的情况下，欧盟可能在2021年单独对谷歌、亚马逊、Facebook和苹果等大型科技公司的数字服务征税。加拿大计划从2022年开始对提供数字服务的公司征税，直至全球主要国家就数字税问题达成一致解决方案。作者简介唐乾琛国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究五室，研究助理研究方向：信息领域战略、技术和产业前沿联系方式：tangqc@drciite.org作者丨 唐乾琛编辑丨 刘瑾研究所简介国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。地址：北京市海淀区小南庄20号楼A座电话：010-82635522

2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——海洋篇世界海洋领域2020年态势总结海洋国家针对海洋事务推出新的战略规划。美国海军、海军陆战队、海岸警卫队发布《海上优势：胜在一体化全域海军力量》报告，指出要建设现代化全域海军。俄罗斯出台《2035年前国家北极政策基础》，提出2035年前在北极地区的国家政策目标、政策实施领域和主要任务，旨在保障俄在北极的国家利益。欧洲海洋局发布《引领未来V：海洋十年的建议》，针对未来十年（2021~2030）提出以解决方案为导向的跨学科研究议程，核心目标是推动海洋可持续发展。英国国家海洋学中心推出五年发展战略，旨在通过创新研究和技术开发，推进英国海洋领域前沿发展。日本船级社推出“数字化总体设计2030”计划，拟将其丰富的技术与经验拓展至海事相关业务，并着眼于海事及相关产业的创新。北极开发表现出趋热趋紧的态势。在军事部署方面，俄罗斯在北极地区部署了第二个防空师和S-300地空导弹部队，加速构建北极防空网；美国联合英国、加拿大等国举行“ICEX-2020”极地演习，并向阿拉斯加埃尔森空军基地部署首批两架F-35A战斗机，以应对俄北极威胁。在破冰船建造方面，俄罗斯开建全球最强大的“领袖”号重型核动力破冰船；特朗普政府下令组建极地破冰船队，以确保美国在极地地区的持久存在。在航道开发方面，俄罗斯出台北方航道发展计划，将至少建造40艘北极船只、升级4个北极机场、修建铁路和海港；中国大连海事大学与国内外26家单位成立“东北亚北极航运研究联盟”，旨在推动国内外多家研究机构和高校共同参与北极和北极航道研究。在资源开发方面，俄杜马通过俄北极油气项目矿产资源开采税优惠法案；特朗普政府批准在北极阿拉斯加进行石油钻探；挪威拟扩大北极地区油气开采范围。深海探索迎来重要的成果丰产期。在深海研究方面，国际团队呼吁制定一项长达十年的深海研究计划“挑战者150”，以促进对深海的探索。在深潜装备方面，俄罗斯“勇士”号潜航器首次潜入马里亚纳海沟，探潜深度达10028米；中国自主研发制造的全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜至10909米，创造了中国载人深潜新纪录。在深海钻探方面，日本宣布将利用“地球”号深海探测船对南鸟岛周边的深海海底稀土进行开采实际验证；美国海洋动力科技公司为深海油气开采提供可远程控制的零碳电力，并降低深海油气开采成本及碳排放量。多国加快推进军用海上无人装备的研制列装。美国“霸主”无人水面舰艇完成长达8704千米的航行。该艇旨在利用大型无人水面艇增强现有有人驾驶海军战舰的补充能力，提高舰队作战效能。英国正研制一款可秘密潜入作战区域执行情报收集任务的超大型无人潜航器“魔鬼鱼”。以色列完成“海鸥”无人水面艇与“云雀-C”微型无人机的集成测试，进一步提升“海鸥”的情报搜集和态势感知能力。澳大利亚开发可执行反潜战和持久监视任务的无人水面艇“蓝色哨兵”样艇。土耳其推出首艘国产武装型无人水面艇，可执行反潜、反水面舰艇、扫雷、侦察和监视等多种任务。脱碳仍是航运业的重点关注方向。随着环保监管压力日益增加，脱碳化已经成为全球航运业的一个重要趋势，燃料选择是航运业迈向脱碳进程的关键环节。2020年，发达国家加紧开发各种船用清洁燃料，以减少二氧化碳排放量。德国赫伯罗特公司在一艘集装箱船上进行首次生物燃料测试。日本五家船企联手研发氨燃料船舶，目标是在2024年实现氨燃料船的商业化。英国开展“Wave Master”零碳研发项目，以开发一系列零碳燃料系统。世界海洋领域2021年趋势展望大国北极竞争加剧，北极安全问题进一步凸显。俄罗斯方面，2021年，俄将进一步在北极地区部署新型战斗机和直升机，并完善驻军指挥系统和通信网络部署，从而赢得在北极地区绝对的空中优势。美国方面，美国参议院拨款委员会在2021财年国防预算要求基础上增加了825万美元，以购买能够在北极地区作战的车辆。此外，美国空军还将在阿拉斯加部署150架F-35和F-22战斗机。挪威方面，2021年将发射支持北极地区军用战术通信的卫星，并将进一步扩建北极重要港口，以便美国核潜艇停靠。美国将继续推动海上力量无人化发展。在无人水面艇方面，DARPA提出“海上列车”概念，计划通过物理连接方式将无人舰艇连在一起，使其克服波浪阻力，提高航行效率，具备远洋航行能力。DARPA设想在全程无人工干预情况下，“海上列车”能够在恶劣海况下抵达任务区域后分解执行任务，最后再组成“海上列车”返航。此外，DARPA还积极推进“无人值守舰船”项目，希望通过开发一种无需考虑安置船员等相关设计因素的舰船，挑战传统海军平台模式。在无人潜航器方面，美国海军考虑投资建造50艘超大型无人潜航器，以大幅提高水下观测能力。美国海军希望无人潜航器能够替代传统大型载人潜艇执行基本作战任务，减轻潜艇任务压力让载人潜艇执行更复杂作战任务。海洋观测技术持续突破，助力海洋观测系统建设。DARPA“持久性海洋生物传感器”（PALS）项目将于2021年完成第二阶段工作。届时，PALS系统将能够观察、记录、解释生物的各种反应，并将分析结果作为警告发送到远程用户终端，向利用海洋生物加强美国现有基于硬件的海上监控能力的目标迈进一步。中国2021年将发射“海洋二号D”卫星，该卫星将与“海洋二号B”和“海洋二号C”组网运行，使中国拥有全球首个海洋动力环境观测网，实现对全球海面一系列海洋动力环境要素的观测。作者简介武志星国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究三室，研究助理研究方向：海洋、新材料领域战略、技术和产业前沿联系方式：wuxing@drciite.org作者丨 武志星编辑丨 刘瑾研究所简介国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。地址：北京市海淀区小南庄20号楼A座电话：010-82635522

4月10日，新湖财富2021年度星耀盛典在海南三亚举办，清华大学国际生物经济中心主任、教授，北京大学中国战略研究中心执行主任王宏广围绕“当今世界科技趋势与中国机遇”进行了深入解读。王宏广表示，当今世界科技有十大趋势。信息技术与产业方兴未艾，数字化、互联网仍在发展，物联网、智能化加速崛起。“信息化正处于中期的中期。”他认为，信息技术与产业发展面临五个基本趋势，即计算更强、储存更大、传输更快、渗透更广、依赖更强、智能崛起。新科技革命正在孕育之中。在他看来，新科技革命正在形成有六点理由，即科技不断取得重大突破、摆脱经济危机期待变革、民生改善形成巨大市场拉力、应对气候变化需要技术、军事竞争助推技术竞赛、经济发展正进入新周期。生物技术引发第四次浪潮。“生物技术将会引领信息技术之后的下一个科技革命，成为农业、工业、信息之后的第四个浪潮。”他认为，生物技术与生物经济发展趋势由认识生命转向改造、延长、创造生命，机械化、电气化增强了人的体力，信息化、智能化增强了人类的脑力，而生物技术引领新科技革命，“生物化”将直接延长人类健康工作时间，新的科技革命还将使生态环境更加秀美、人与自然更加和谐。农业迎来第二次绿色革命。“未来人类将会吃得比现在更好。”他表示，农业科技正迎来第二次绿色革命，人类有望告别饥饿，现代生物技术、信息技术、制造业技术综合应用，将使食品数量增加、质量明显改善，有望让10亿人口告别饥饿与营养不良，并保障未来新增20亿人口的粮食安全与食品安全。制造技术智能绿色多元化。在他看来，后工业化时代，制造业产能过剩、增速下降，制造业下一步发展方向将会是绿色化、智能化、个性化、微纳化、专用化。生物细胞将会变成新的工厂，制造比黄金还贵的产品。新能源引发能源结构转型，加速实现“碳中和”。他认为，数量不足的问题基本解决，能源结构不良成为主要矛盾，碳中和技术成为未来方向，比如太阳能、核能、风能、生物能、贮能（电池）、输能（智能电网、无线充电）。新型超级材料将不断涌现。“每一个材料的革命，就会作为一个新科技革命的基础。”他认为，中国的机遇首先解决“七超”，即钢、水泥、导、轻、强、贮、纯，要尽快补上工业2.0、3.0的课。环境技术与产业迅速崛起。他表示，我国废物、废水、废气的处理，保护生物多样性、恢复灭绝生物等任务很艰巨。治理环境污染、恢复生态环境相关技术是国外对我国技术限制相对宽松的领域，也是有投资机遇的领域比如废水处理、饮水卫生；废物处理、分类回收；废气处理，空气污染治理；生态修复，草原、森林、植被；物种恢复，基因、合成生物。空间海洋将拓展生存空间。“海洋和空间是目前国际竞争最激烈的领域。”他分析，科技竞争的热点在航天、海洋，军事竞争的焦点在空间站，国力竞争的重点在海洋战略。创新格局逐步形成多中心。他认为，全球科技创新格局出现多元化趋势，中国有望成为世界创新中心之一。王宏广表示，中国经济面临着五大机遇。第一是中国处于工业化中后期。他认为，农村近7亿人没有充分消费工业产品，蕴藏着巨大的潜力。第二是中国处于信息化中中期，物联网还没有发展起来，智能化还处在研发阶段，巨大的经济潜力还远远没有释放出来。第三是中国处于城市化中前期。他称，住在城里的人口不到60%，城市化、第三产业潜力非常大，将推动中国未来10-15年继续保持中高速度的增长。第四是中国处于新科技革命前期。他认为，在生物时代，人们会更愿意为健康、环保、养老等买单。第五是中国处于乡村振兴前期。他说，把七亿人口居住的农村建设好，就能够创造几个小国家的GDP。“中国仍然处在一个重大机遇期，投资中国是一个正确的、最好的选择。”王宏广最后如是判断。

2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——先进制造篇世界先进制造领域2020年态势总结受新冠疫情影响，全球制造业发展滞缓。2020年，全球制造业受新冠肺炎疫情影响严重。前半年制造业处于严重萎缩状态，5月份全球制造业PMI指数跌至40%以下，降至2018年以来最低谷。后半年全球经济开始复苏，制造业缓慢回升。世界主要国家均采取各类措施刺激发展，对冲疫情影响。美国启动“大众企业贷款计划”，以支持受疫情影响的中小企业。英国通过降息、拨款、拟定创业就业计划等措施，应对出现的失业潮。欧盟签署总额5400亿欧元的紧急救助计划，并酝酿采取措施吸引制造业回归，降低供应链外部依赖。德国信贷扩张，国家为企业提供不设上限的贷款金额，同时为小微企业提供500亿欧元的紧急援助，保障就业。5G技术赋能工业领域，促进智能制造新发展。英国投资900万英镑启动名为“5G-Encode”的5G技术与制造业融合项目，将探索工业环境中专用5G网络的新业务模型，研究5G在改善复合材料设计和生产过程中的实际应用。韩国现代重工集团与电信运营商KT公司合作开发基于5G网络的先进智能船厂解决方案，进一步提升自主机器人技术，以提高效率和安全性。法国施耐德电气和Orange电信在勒沃德勒伊工厂部署工业领域的室内5G通讯基础网络，通过5G技术将增强现实技术应用于运维活动，并部署远程机器人实现远程观察，旨在将5G技术应用于现代工业环境，打造可靠、可扩展、可持续的连接解决方案，以满足未来工业需求。英国电信（BT）与伍斯特郡5G测试平台（W5G）开展合作，加速实时5G专用网络建设，促进实现制造过程的智能化、动态化和全自动化，推动工业4.0和智能制造发展。数字孪生技术与解决方案帮助制造业效能大幅提升。美国Authentist公司将Nebumind公司的数字孪生工具集成到制造执行系统中，生成“数字孪生”可视化效果，将3D打印设备参数和传感器数据与原始零件几何形状融合，帮助用户识别各零件的问题区域，提高检查效率，使返工需求识别速度可提高10倍。南卡罗来纳大学为美海军舰船开发“数字孪生”系统，以提高美海军舰船动力系统和平台的韧性、效率、适应性和自主性，并为舰船上昂贵的电气部件提供实时监测和预测性维护。英国宇航系统公司采用数字孪生技术对第六代战斗机“暴风”的概念外形进行设计和测试，同时试飞员能够在陆基模拟器上驾驶战机，数字孪生后续还可为飞机全生命周期的各环节提供支持。3D打印技术与成果持续更新，行业应用逐步深化。美国马萨诸塞大学开发出一种融合了注塑元素的新型3D打印技术。该方法先3D打印出外壳结构，然后向空腔内注射塑料进行填充，其打印速度比传统的FDM技术快3倍。美国橡树岭国家实验室利用3D打印技术，在3个月内完成了核反应堆原型的设计与制造，并利用制造过程中的持续监测和人工智能技术完善原型堆的设计，以进一步评估材料和性能。美国3D打印初创公司Relativity Space完成了其3D打印火箭发动机Aeon 1的首次地面全周期点火运行实验。Aeon 1共含100多个零件，平均制造周期仅为一个月，其成本和工序都大大减少。美陆军立项研究利用增材制造技术开发下一代弹药，以增强弹药的穿透能力和杀伤力，帮助实现更高的初速度和更远的射程。世界先进制造领域2021年趋势展望机器人技术与应用齐头并进，商业落地进程提速。机器人基础与前沿技术迭代速度将持续增快，主要将围绕人工智能、人机协作等方向展开；全球服务机器人市场空间广阔，规模将不断扩大。机器人公司波士顿动力积极开发配件，帮助已实现商业化的Spot机器人应用程序更加多样化，2021年将为其配备机械臂，以执行开关门和物品拾取等任务，同时还将配备自充电基座，使其能够在无人操作环境下自行返回充电。韩国SK电讯和日本欧姆龙合作开发出搭载了AI、5G、机器人自动控制等尖端技术的防疫AI机器人，这种机器人可与搭载5G网络的服务器实时交换数据，执行建筑物消杀、体温检查、驱散聚集人群等任务。预计这种机器人2021年起将向国外出口。智能工厂建设推进，助力制造业升级转型。作为智能制造的重要载体，智能工厂成为未来制造业发展的必然趋势。2020年，世界经济论坛已遴选出54家灯塔工厂作为全球智能工厂标杆，预计2021年全球智能工厂建设步伐将进一步加快。日本发那科集团上海智能工厂三期项目开建，该工厂将通过发那科的工程集成及技术服务能力，利用其IoT、AI等智能制造技术，建成集生产、研发、展示、销售、系统集成与服务为一体的机器人超级智能工厂。韩国中小企业和创业部计划在2025年前将智能工厂的推进率从22%提高到30%，将其数量增加至1000家，并从中选出代表不同的行业的100家工厂作为“灯塔”，在工业园区建立数字集群，推动制造业与第一、三产业结合。人工智能技术与制造业深度融合成为重要趋势。市场研究机构Research and Markets发布《制造业中的人工智能——到2027年的全球预测》报告，指出制造业中的人工智能技术在2019年~2027年预测期内年复合增长率可达39.7％，预计到2027年将达到270亿美元。英国信息技术公司AVEVA与加拿大Axonify公司共同推出基于人工智能的微学习解决方案，提供具有丰富扩展现实功能的仿真培训，以及用于教学设计和课程开发工具的一体化教学平台，首创在制造业培训领域借助人工智能技术对员工进行个性化高效培训的范例。德国开发出可监测机器人装配线故障的智能系统。这种智能系统基于人工智能算法，可忽略不相关的背景噪音，并区分多个目标声音，通过监测机器人正确作业时本应发出的声音来判断其是否正常工作，以进行预测性维护。Geek+物流机器人公司应用先进机器人和人工智能技术，依托稳定可靠的硬件和高效算法大幅提升全球性供应链智能化水平，使物流更经济实用、高效率、灵活、安全和敏捷。政策支持与技术进步齐发力，助推自动驾驶汽车发展。IDC《全球自动驾驶汽车预测报告（2020~2024）》显示，预计2021年全球L1~L5级自动驾驶汽车出货量将达到3605万辆。中国工信部发布的《汽车驾驶自动化分级》从2021年1月1日起正式实施。该文件明确了自动驾驶汽车的分级定义、分级原则，将为后续相关法律法规与标准的出台提供支撑。英国政府计划在2021年将自动驾驶汽车合法化，允许自动驾驶车辆在高速公路的慢车道上以不高于112公里的时速行驶。Waymo公司计划在2021年与俄亥俄州交通研究中心（TRC）开展合作，共同打造囊括丘陵以及密集型城市环境的全新测试场地，以便在不常见或危险性较大的场景中对自动驾驶汽车进行测试。中国无人驾驶卡车公司图森未来获得美国卡车制造商Navistar投资，双方将共同研发L4级无人驾驶卡车，并计划在2024年前实现量产。作者简介张宇国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究一室，研究助理研究方向：机器人、3D打印、工业互联网、高端装备制造等联系方式：zhangy@drciite.org作者丨 张宇编辑丨 刘瑾研究所简介国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。地址：北京市海淀区小南庄20号楼A座电话：010-82635522

2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——能源篇世界能源领域2020年发展态势疫情重创全球能源需求。2020年，新冠疫情在全球持续蔓延，对全球经济造成严重冲击，全球能源需求大幅萎缩。国际能源署（IEA）预计，2020年全年全球能源需求下降5%，能源投资下降18%，与能源相关的二氧化碳排放量下降7%。其中石油需求受影响最为严重，下降8％；煤炭需求次之，下降约7%；天然气需求下降3%；全球电力需求将下降2%。石油方面，第二季度全球石油需求同比下降超2300万桶/日，达全球石油需求降幅创历史之最，全球陆上原油库存也一度达到31.5亿桶的历史最高水平。需求骤减使得国际油价遭受重击，出现了恐慌性下跌，全球石油企业陷入困境，尤其是美国页岩油企业。据WSJ数据显示，自3月原油价格暴跌以来，美国会计行业机构Haynes和Boone共记录了436起美国能源企业的破产案申请。煤炭方面，受疫情影响，一二季度制造业电力需求和工业产出降低，煤炭需求有所下降。此外，因气候问题，一些国家采取清洁行动，做出承诺减少煤炭使用，并加大清洁能源的使用，这也使得煤炭的需求下降。根据IEA《煤炭2020：到2025年的分析和预测》报告，2020年，全球煤炭需求将经历二战以来的最大降幅，较2019年水平下降5%。天然气方面，受新冠疫情以及北半球暖冬的影响，天然气消费在一季度末和二季度大幅下降，根据IEA发布的《全球能源回顾2020——新冠病毒危机对全球能源需求和二氧化碳排放的影响》报告，第一季度欧洲天然气需求量同比下降2.6%，美国天然气需求同比下降4.5%，日本液化天然气（LNG）进口量下降3%，韩国国内天然气销售量下降2.5%。IEA预计2020年全球天然气需求可能会减少约1500亿立方米，这是自20世纪下半叶天然气市场大规模发展以来最大的年度消费量下降。疫情之下，世界主要经济体纷纷推出绿色能源政策，氢能技术备受关注。在疫情的严重冲击下，世界主要经济体纷纷做出紧急应对，推出了史无前例的刺激措施，将绿色复苏作为未来经济社会可持续发展的重大战略举措。美国能源部（DOE）发布氢能计划，为其氢气研究、开发和示范活动提出战略框架。俄罗斯公布氢能战略发展路线图，拟于2024年前在俄罗斯境内建立一个全面涉及上下游的氢能产业链。欧盟委员会发布《欧洲氢能战略》，未来十年将向氢能产业投入5750亿欧元，该战略被视为欧洲未来能源业的重要蓝图之一。法国推出1000亿欧元的“法国恢复计划”，其中110亿欧元用于运输业脱碳，92亿欧元用于支持可再生能源研究，重点关注制氢技术。英国推出120亿英镑的“绿色工业革命十点计划”，推动海上发电、氢能产能、先进核能、电动汽车、零排放飞机和船只等领域发展。西班牙推出《氢能路线图：对可再生氢的承诺》计划，旨在实现气候中和，并助力西班牙在全球可再生能源发电中处于领导地位。韩国政府出台“绿色新政”，计划在妥善应对气候和环境挑战的同时，提升韩国产业的环境标准合规竞争力，发展绿色经济。多国加大可再生能源投入，技术不断取得突破。在投入方面，美国DOE在“太阳能技术办公室2020财年资助计划”框架下提供1.3亿美元资助先进太阳能技术研发，旨在提升太阳能发电的经济性、可靠性和安全性；在“碳利用计划”下投入1700万美元支持11个研发项目，以开发和测试利用电力或其他工业排放的二氧化碳转化为高价值产品的技术。日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）开展“超越传统技术的高效氢能发电技术研发”项目，旨在开发发电效率高达68%的1400℃级氢燃气轮机发电系统。澳大利亚可再生能源署（ARENA）投入1514万澳元，支持16个太阳电池研究项目，以提高电池板效率、降低成本并解决回收再利用问题。在技术方面，美国阿贡国家实验室开发出了一种快速、高效的热能存储系统(TESS)，可快速存储热量并按需释放热量，转化产生电能；马萨诸塞大学安姆斯特分校的科学家发明了一种名为“空气发电机”的装置，可利用天然蛋白质从空气中的水分中全天候产生电能。日本丰田公司和京都大学研发出新型氟离子电池，其阳极由氟、铜和钴组成，阴极主要由镧组成，实验证实了该原型电池具有更高的理论上的能量密度，约为传统锂离子电池的7至8倍，可使电动汽车一次充电即行驶1000公里。先进核技术备受关注，发展势头良好。第四代核电技术方面，美国凯洛斯能源公司和加拿大核实验室公司签订了合作开发氟化盐冷却反应堆技术的协议，双方将研究如何对反应堆运行过程中产生的氚进行分离、分析和贮存。俄罗斯增殖快堆技术取得新进展，闭式燃料循环运行后，放射性废物数量减少到“几乎为零”。英国商业、能源和工业战略部宣布投入4000万英镑，支持3个先进模块化反应堆（AMR）项目和若干核能相关研究、设计和制造项目。小型模块化反应堆（SMR）方面，美国DOE已批准向NuScale电力公司SMR项目拨付13.55亿美元资助NuScale设计建造12个装机容量为60MWe的反应堆模块；美国纽斯凯尔动力公司的SMR已完成美国核管会的设计认证审查，该堆成为美国首个通过认证的四代SMR设计。芬兰国家技术研究中心宣布启动开发区域供热SMR项目，并围绕SMR技术在芬兰建立新的工业产业链。聚变能方面，国际热核聚变实验反应堆（ITER）重大工程安装于2020年7月在法国南部正式开始了为期5年的组装工作。ITER项目成员包括欧盟、美国、俄罗斯、英国、中国、日本、韩国和印度等共35个国家，是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程，旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索受控核聚变技术商业化可行性。ITER有望在2025年获得第一束等离子体。美国DOE先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布在“促进热核聚变的突破性研究”主题计划（BETHE）框架下投入3200万美元，资助15个具有商业应用潜力的聚变能研究项目。英国兆安球形托卡马克升级版（MAST-U）首次成功进行等离子体放电，后续将进行一系列试验，并探索将其作为聚变反应堆形态的可行性。如果MAST-U表现出强劲的效能提升，英国政府将再投入2.2亿英镑，依照MAST-U的经验建造一个示范聚变发电站。世界能源领域2021年趋势展望能源需求将反弹。IEA基于“2021年疫苗与治疗方法问世、全球经济将开始复苏、电力需求和工业产出将增加”的假设，认为能源需求将出现大幅反弹。在石油需求方面，IEA认为原油供应过剩现象将在2021年底前逐渐消除，原油供需将再度实现平衡。IEA预测，2021年日均石油消费量将达到9690万桶/天，汽油和柴油的购买需求会非常强劲，将恢复到疫情前的99%左右。在煤炭需求方面，根据IEA发布的《煤炭2020：到2025年前的分析与预测》，2021年全球煤炭消费量将有望反弹，同比上升2.6％，这主要受中国、印度和东南亚国家需求增长带动。此外，由于预期的电力需求增加以及天然气价格上涨，2021年欧洲和美国等地的煤炭消费量也可能增加，或将成为欧、美两地区近十年来首次出现的煤炭消费量上升。可再生能源将引领全球电力行业发展。IEA表示，在大多数国家，太阳能光伏和陆上风电已经是最便宜的电力来源。IEA预计，2021年，以太阳能和风能为主的可再生能源装机容量将增长近10%，可再生能源发电量增幅将超过6％，这将进一步压缩传统能源，使可再生能源在电力结构中的比重从2020年的28％扩大到29％。2023年太阳能和风能的累计装机容量将超过天然气，到2024年超过煤炭。到2025年，仅太阳能光伏就会占到可再生能源新增装机容量的60%，风能占30%。在成本进一步下降的推动下，到2025年，可再生能源将占到全球电力新增装机容量的95%，可再生能源将超过煤炭，成为全球最大的电力来源。届时，预计可再生能源将提供世界三分之一的电力。美国能源政策重点由传统能源转向清洁能源。面对美国新一届政府走马上任，美国的能源政策也将发生重大变化。相比于依赖传统能源、力求实现能源净出口的特朗普政府，拜登政府的能源政策目标是在2050年之前确保美国实现100%的清洁能源经济,并达到净零碳排放。根据拜登团队发布的《清洁能源革命和环境计划》，拜登上台后，将立即采取一系列措施，包括：重新加入《巴黎协定》、大力推广清洁能源的广泛应用、采取强力措施阻止与未完成碳排放承诺的国家来往、在全球范围内禁止化石燃料补贴、未来十年加强对能源和气候的研究，以及投资4000亿美元开展清洁能源基础设施建设。拜登政府的能源政策旨在刺激美国清洁能源产业的发展，提升美国在全球清洁能源市场的竞争力。作者简介张宇麒国务院发展研究中心国际技术经济研究所战略部，研究助理研究方向：能源领域战略、技术和产业前沿联系方式：zhangyuqi@drciite.org作者丨 张宇麒编辑丨 刘瑾研究所简介国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。地址：北京市海淀区小南庄20号楼A座电话：010-82635522

本文转自【科技日报】；今日视点 量子计算机、纳米抗体、哲学新逻辑……从微小到宏大，2021年将带来哪些技术突破？以下是近期德国《法兰克福汇报》官网发布的预测。快来看看有没有你感兴趣的技术呢？ 行为互联网 处理器通常被解释和描述为计算机的计算大脑。如果现在有数十亿台计算机通过网络相互连接，人们可能会发现，这样的连接就像大型的人工神经系统。就像自然的器官系统一样，它既能够吸收外部发展，又能够吸收内部变化，并对它们进行比较和做出反应。 美国高德纳咨询公司表示，在当前的行业发展阶段，它们的专家又推出一个新的概念：行为互联网。2009年，英国物理学家斯蒂芬·沃尔夫拉姆提出的“计算知识引擎”对这一概念的基本技术特征进行了设计；心理学家格特·尼曼于2012年在芬兰赫尔辛基大学进一步开发了这一技术。苹果和微软在Siri和必应（Bing）等应用程序上都以此为基础。 2021年可能是行为互联网之年。该网络起源于所谓的物联网，即机器之间相互连通的网络。但如今，大多数人已经无法理解为之设计的人工语言。从某种意义上说，这些设备完全自成一体。不仅如此，它们还具备了从不断变化的环境中得出自己的结论并根据这些结论做出（具有开创性的）决策的技术能力。 任何曾经在亚马逊下过几笔订单，并在之前购买的基础上看过亚马逊算法推荐的人都知道，这些建议有多么智能。因此，机器可以通过数据评估来塑造其他机器的行为，进而影响消费者的行为。而由此衍生出的系统，需要传统的自然思维者具备强大的神经来应对。 深入太空 詹姆斯·韦伯太空望远镜成本为5亿美元，原定于2007年发射。由于各种延误和意外，日期不得不推迟，目前耗资已超过100亿美元。但现在似乎可以确定，韦伯望远镜最终将在今年10月发射。 科学家的期望是巨大的。多年以来，许多书中都表达了进一步了解太空的愿望，但似乎只有通过詹姆斯·韦伯望远镜才能实现。韦伯望远镜的主镜直径将达到6.5米，而哈勃望远镜只有2.4米。这意味着高度灵敏的韦伯望远镜将具有7倍的可用面积来收集电磁辐射。与之前的产品相比，它的工作范围直至中红外波段，让我们得以触及宇宙中更加深远的曾遥不可及的角落。从宇宙诞生后形成的第一批最年轻的星系到外星中生命存在的线索，韦伯望远镜都将是我们探索宇宙的唯一希望。 竞速无人机正在普及 今年，无人机的飞行将有所不同：对于雄心勃勃的业余爱好者来说，竞速无人机将是可控操控的，也是可以被买到的。不同于以往电影般的风景视频，这一次，人们可以使用竞速无人机生动的自由式飞行动作来制作极其“狂拽炫酷”的视频。这些无人机飞行时可以更加靠近物体，其速度和加速度都设定了新的标准，可以在不到两秒的时间内从0加速到100km/h。站在地面上的飞行员可以通过视频眼镜观看具有第一人称视角（FPV）的竞速无人机实时显示的视频图像，几乎没有延迟。他不再需要像以前那样注视着手机显示屏，而是可以从无人机的角度体验飞一般的感觉，就像鸟儿一样。所有这些都已经可以实现，但仅适用于将无人机、视频眼镜和运动摄像头组装在一起使用的业余爱好者和专业人士。这些自组装的无人机一次充电通常只能飞行几分钟。 现在，技术正在越来越大众化。视频眼镜、相机、遥控器和无人机可以一站式购买。尽管新型FPV无人机比传统无人机速度更快，其电池续航时间也可以超过20分钟。今年，还将出现一些新的遥控器，这些遥控器不再是与操纵杆一起使用，而是可以手动操作。使用视频眼镜时，还需要一个“观察者”，即在飞行过程中观察无人机并用FPV眼镜警告飞行员存在危险的人。还有一点：如果用于虚拟现实的视频眼镜还未流行开来，那么现在，人们可以使用新型FPV无人机体验虚拟现实眼镜的“第二春”。 对抗病毒的纳米抗体 如果在mRNA疫苗取得历史性的成功之后，且最终能够实现人们所期望的治疗上的突破，那么人们最终将如何看待对抗新冠病毒的痛苦斗争呢？ 理想的做法是量身定做一种廉价的针对病毒的药物，这种药物可以作为鼻腔喷雾剂或糖衣药丸，就像精确武器一样，瞄准病原体最脆弱的区域。如今，这个制药奇迹不再是一个空想，而是一个真实的选项。今年，在全世界任何地方都可能实现。它就是“纳米抗体”。 新冠肺炎的研究中，经典的所谓单克隆抗体已经取得了相当大的成功。但其生产成本昂贵，而且在动物细胞中繁殖的抗体产量很低。相比之下，纳米抗体是人类抗体的一种迷你瘦身版本——更稳定、更普遍、更易分配。此外，它们可以在酵母或细菌生物反应器中大量生成。 上世纪80年代末，人们在羊驼和骆驼的血清中发现了第一种微型抗体。同时，它们也可以人工合成，甚至可以用在洗发水中（以防皮肤问题）。它们的成效在很长一段时间内都不尽如人意。随着新冠药物研究的大规模升级，生物技术纳米抗体已经被开发出来，在疫情大流行的人类临床试验中，它可能很快被证明是一种全新的抗病毒物质类别。 哲学的新逻辑 如今，从世界贸易到新冠病毒感染人数的记录和分析，无论什么情况、出现什么样的严重问题，数学总是及时且有效的。相反，哲学则负责一些思想学科，这些学科应该可以帮助我们判断当事情在某处变得严重时到底意味着什么：伦理学是其中的一部分，还有认识论、意识形态。 遗憾的是，如今大学里有关数学的哲学讨论，在很大程度上还是停留在100多年前的数理逻辑水平。这令英国数学哲学家戴维·科菲尔德感到非常担忧，于是他借助最新的数学基础之一，即所谓的同伦类型论，着手开发了“哲学的新逻辑”。这种逻辑希望确保日益计算机化的数学实践，例如，在创造证据时，既能与机器兼容，又能为人们所理解。 经过几年的准备工作，到2020年，戴维·科菲尔德的《模态同伦类型理论——哲学新逻辑的前景》一书出版。但出乎意料的是，由于疫情，围绕该书内容的讨论主要在网上进行，但疫情并没有减慢这一讨论的步伐，反而加速了这一讨论。 今年，这一讨论还会继续并朝着一种逻辑的方向发展，这种逻辑可能不会是纯粹自动的，也不是人类常用的方式。当我们不再只是思考、设计和讨论，而是使用和体验它们时，才可能会找到合适的词语。 争夺量子位 除了人工智能，量子计算机被认为是IT领域的下一次革命。因为它是根据量子物理学的规则计算的，所以这台机器应该能够以闪电般的速度搜索大型数据库，以极快的速度处理海量数据，并破解任何以前被认为是安全的代码。因此，争夺最强大的量子计算机的竞赛仍在继续，这将使任何超级计算机黯然失色。 谷歌、IBM、微软等公司在这方面投入了大量资金，欧洲的研究机构和大学也获得了大量资金来制造量子计算机。害怕掉队的担心可以理解。毕竟，2019年美国谷歌公司推出的53个“悬铃木”量子计算机和前不久问世的中国“九章”量子计算机已经证明，它们解决特殊数学问题的速度比最快的超级计算机还要快。当计算机制造商IBM宣布将在2021年推出其量子计算机王牌——一台拥有127个量子比特的计算机。但这只是初步阶段，2023年，该公司的工程师们想要制造出1000量子位的计算机。其他公司也将进一步升级他们的量子计算机。毕竟，系统的计算能力随着量子位数的增加而呈指数型增长。 然而，尽管取得了各种进展，但到2021年，可能仍然不会有通用的容错量子计算机，即像传统计算机那样可自由编程的量子计算机。量子系统将继续完成其最初的构想：作为复杂的物理和化学过程的有效模拟器，这些困难的物理或化学过程很难以传统方式实现。 少样本学习 到目前为止，人工智能成功的一个基本秘诀是不断增加资金的投入：更强的计算能力、更多的员工和更多的数据。计算机学会了如何识别对象、如何将单词和句子从一种语言翻译成另一种语言，或者智能地回答问题。人工神经网络的工作效率之所以如此之高，是因为它们可以被广泛训练。 现在，人们正试图开发人工智能中一个令人兴奋的研究领域，即让机器从少量样本中就可以快速学习，用“小数据”代替了“大数据”，即“少样本学习”。例如，在德国，图宾根人工智能科学家马蒂亚斯·贝特格就在从事这一领域的研究工作。 这方面的进步使计算机的技能进一步接近人脑成为可能。人脑的学习技能被反复用作机器学习的参考，因为人们通常无需从海量例子中学习东西，所以小孩子不需要看成千上万张老虎或大象的图片，就能在其他图片上或在动物园里独立地识别大象是什么、老虎是什么。 但这并不是这个领域令人兴奋的唯一原因。在现实中，并不是所有情况下都存在像互联网上的购买行为或搜索行为那样多的海量数据。许多行业的人工智能是否会取得突破将取决于程序能否在更少的学习样本基础上变得与人脑一样有能力。

来源：澎湃新闻原标题：全国“十四五”|未来五年全球科技聚焦何处？中国如何作为新一轮科技革命与产业变革交织，科技竞争更加激烈，科技创新成为重中之重。科技创新关乎经济发展动力转化，更是国家能否爬坡过坎的关键。中国要强盛，就一定要实时跟踪全球科技战略发展态势，瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破，充分发挥科技第一生产力作用。基于各国科技战略，赛迪研究院工业经济研究所提出，新一代信息、生命健康以及清洁能源将成为全球科技战略“三大”焦点，我们应抢占先机，直面发展中的热点难点问题，紧抓创新，深化改革措施，推动科技创新再上新台阶。 一、全球科技战略“三大”焦点焦点一：半导体、人工智能、5G等新一代信息技术是国家科技战略新的制高点。新一代信息技术附加值高，更能赋能产业，加速产业转型升级，提高产业竞争力，已成为主导未来国家间竞争力的着力点，也成为各国科技战略必争之地。“十四五”期间，除顺应新一轮科技革命与产业变革趋势外，受全球疫情冲击影响，各国人工智能技术现实需求增加，欧洲明确表示将增加人工智能技术等未来技术领域的控制和主导。韩国科技战略重点聚焦于人工智能和半导体，意在大力推动数字平台的升级和开放、人工智能及其伦理等技术和标准的开发和人才梯队的打造。日本科技战略侧重实现可自主学习、行动并与人类共生的机器人研发，开发与人类具有相同或更高身体能力、能在自然科学领域自主思考和行动、自动发现科学原理和解决方案的人工智能机器人。美国除人工智能领域战略外，还将技术发展重点放在网络安全上，打压中国5G产业发展同时，大力推动美国5G技术发展及其基础设施建设（见表1）。焦点二：生物安全、基因治疗、疫苗研发等生命健康领域成为科技战略保障民生的前沿阵地。全球疫情蔓延，各国普遍意识到生命健康相关技术对国民经济健康可持续发展的重要性。“十四五”期间，生物安全、基因治疗、疫苗研发等生命健康技术更成为各国技术发展和突破的重中之重。英美等国防控疫情不力，国内经济受冲击较重，疫苗研发和药物研制已成为其科技战略重点之一，均主张提高财政在该领域的投入。俄罗斯出台生物安全法，同时加大基因技术攻关，重点提出完整基因技术路线并建立基因信息库。日本科技战略也极关注生命健康领域，主要侧重于疾病的超早期预测和预防等领域（见表1）。焦点三：清洁能源将成为未来能源变革的重点，氢能源、生物燃料、风能核能等将在能源结构中占据主导。基于国家能源安全和提升生态环境保护水平，各国纷纷聚焦清洁能源相关技术研发与应用。德国制定出台《国家氢战略》，计划投资90亿欧元，利用氢能提高气候保护水平，将德国建设成为“全球领先的现代氢技术供应商”。巴西政府聚焦生物燃料（生物乙醇和生物柴油）发展，提出到2030年要把可再生能源在全国能源结构中的比重提高到45%，其中生物燃料占18%。此外，风能核能技术在电力领域的应用，新能源汽车的氢燃料电池及充电桩等技术也将迎来爆发式发展，清洁能源有望在能源结构中占据较大比重（见表1）。 表1 近期主要国家发布的科技发展战略名目资料来源：根据有关资料整理，赛迪研究院，2021二、政策建议建议一：发挥社会主义市场经济条件下新型举国体制优势，从国家战略层面落实提高关键核心产业科技创新能力。优化研发布局与产业选择的组合，锚定以“半导体、人工智能、5G”等为代表的新一代电子信息、“生物安全、基因治疗、疫苗研发”等为代表的生命健康、“氢能源、生物燃料、风能核能”等为代表的清洁能源，以及航天航空、高端装备等前沿领域，从国家规划的角度推动一批战略性科学计划、重大科技项目、高端科学工程的制定及落地实施。进一步引导关键核心产业有关的高校、科研院所、企业、地方政府等主体形成信息反馈、资源流通共享、科研研发等多层次、全方位的新型科创合作关系，合力推进国家重点实验室、国家重点工程中心以及产业创新高地等建设。建议二：明确“上游攻关、中游改造、下游反哺”的科技发展思路，从全产业链角度精确提升关键核心产业的科技创新能力。产业链上游领域，重在核心技术与关键零部件攻坚。既要加速厘清科技攻克清单，直观把脉中国关键核心产业在核心技术与关键零部件的“短板”，也要充分发挥企业在科技创新中的主体作用，扶持优质企业协力突破产业链薄弱科技环节。产业链中游领域，重在加码技改，同时扩大产能。引导和支持企业进一步深化“两化融合”进程，加快技术改造与智能化应用进程，促进企业技术更新换代，加速企业数字化进程。产业链下游领域，重在强化产业链环节的对接。鼓励企业积极开拓国内外市场，以高利润反哺中上游，从数据处理、生产规划、集成方案、市场服务等环节即时联动上游设计与中游生产，完成良性产业闭环。建议三：紧扣关键核心产业基础前沿研究，加大财政补贴、政府基金、税费减免、政府采购等财政政策对关键基础理论、共性基础技术等科研任务的精准扶持力度。基于世界贸易组织补贴与反补贴协议，针对与关键核心产业有关的科研院所、高校、科技型中小企业等主体，加大财政资金对其在基础前沿研究领域的补贴支持力度。建议政府出资成立关键核心产业大基金或母基金，严格采用市场化运营模式，严格筛选基础技术、基础理论等有长远发展前景的科创项目或企业，进行长期化和持续投资，规避资金流入“短平快”项目。持续释放“减税降费”政策红利，重点针对从事科研活动的主体释放更多科技政策红利，如将研发加计扣除的比例由75%提升至100%或200%，延长“据实扣除比例上再加计75%”的政策时限等。建议四：精准定位关键核心产业科技痛点难点，加大重点科研人才引进力度，加快短缺人才“本土培育”，激活人才创新内生动力。关注关键核心产业的国际顶尖人才研究合作项目，对标发达国家同级奖励水平，提高研究奖励额度。引入股权、分红等多元化分配方式，推行产权成果收益按劳分配常态化。面向急需的海外尖端人才、领军人才等科技人才，建议有关部门进一步放宽永久居住权认证规定，提供落户、购房、购车、子女就读、配偶就业等便民扶助。积极引进海外科技人才，输入基础前沿科技知识同时，推动本土高校与科研院所等科研主体的人才培养方案革新，充分发挥“海外引进—学科建设—人才培养”模式功效。建议五：完善科技创新评价体系，拓宽科研探索自主空间，深化科技创新投资机制多样化改革。支持实施不同类型、阶段的科研项目、工程、课题等差异化考核方式，明确基础研究优先的考核导向，在社会经济发展可承受的情况下，允许包容科技创新中出现的风险及失误。给予高校及科研院所更多科研自主权，弱化科研机构的管理职能，激发单位与人员的科研主动性、积极性。鼓励科研工作者积极开拓研究领域，与不同专业领域的前沿学科科研工作者交叉合作，提高科研攻关时效。大力倡导社会资本进入科创投资领域，逐步放宽国家有关重大科创项目的参与资格，强调政府投资仅发挥价值导向、资源整合的作用，积极健全完善政府投入为主、社会多渠道投入为辅的重大科创项目的投资机制，营造良好的科创投资环境。（作者苍岚、谢雨奇、张淑翠均来自赛迪研究院工业经济研究所）

本文转载自【微信公众号：多拉的书单，ID：Pandora_Books】经微信公众号授权转载，如需转载与原文作者联系The Future Is Faster Than You ThinkPeter H. Diamanois, Steven Kotler技术的发展比任何人想象的都要快得多。在接下来的十年中，我们将经历比过去一百年更多的动荡和创造更多的财富。Diamandis和Kotler在这个紧迫而富有远见的未来路线图中，研究了一波又一波的指数级加速技术，他们将如何影响我们的日常生活和整个社会。AI，机器人技术，虚拟现实，数字生物学和传感器、3D打印，区块链和全球千兆网络蜂拥而至时，这些原本各自独立以指数加速的科技浪潮现已开始相互汇流，创造出先前技术上无法实现的新应用和新产品。能够预见未来，并且敏捷地适应即将到来的变局，从来没有比现在更重要。The InevitableKevin Kelly《必然》的作者凯文·凯利，被称为“硅谷精神之父”和“世界互联网教父”。基于过往从业经历和对未来趋势的敏锐观察，他对十二个关键词“形成”、“知化”、“流动”、“屏读”、“使用”、“共享”、“过滤”、“重混”、“互动”、“追踪”、“提问”、“开始”，进行了深入浅出的论断，并结合现实生活中种种生动的案例，给我们指明了科技新物种不断变迁的12条道路。它们每一个都是一种正在发生的趋势。同时，生活中的种种迹象也表明这些趋势将持续至少三十年。Machine, Platform, Crowd: Andrew McAfee, Erik Brynjolfsson我们生活在一个奇特的时代，人工智慧击败顶尖的人类围棋高手，也以空前效率运作现代资料中心。在全球许多市场上，优异的智慧型手机已经不再足以确保製造商赚钱，反而是苹果和谷歌之类的平台建造者，才能攫取高份额的价值。在一个又一个的竞争场上，从计算生物学到量化投资，生手击败标竿，门外汉比知名专家想得更快、更远。本书作者安德鲁．麦克费和艾瑞克．布林优夫森为MIT史隆管理学院教授，也是数位科技领域的顶尖思想家，点出由于近年来的科技变化，每个人都必须正视数位三重革命，重新思考人脑与机器之间、产品与平台之间、核心与群众之间的再平衡。了解这件事不是重要，已是必要。