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進(jìn)入21世紀(jì)以來，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)和特征。學(xué)科交叉融合加速，新興科學(xué)不斷涌現(xiàn)，前沿領(lǐng)域不斷延伸。傳統(tǒng)意義上的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的邊界日趨模糊，科技創(chuàng)新鏈條更加靈巧，技術(shù)更新和成果轉(zhuǎn)化更加快捷，產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代不斷加快。科技創(chuàng)新活動(dòng)不斷突破地域、組織、技術(shù)的界限，演化為創(chuàng)新體系的競(jìng)爭(zhēng)，創(chuàng)新戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)在綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)中的地位日益重要。

從今日起，本報(bào)陸續(xù)推出文章，請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者向讀者介紹全球科技創(chuàng)新發(fā)展的新態(tài)勢(shì)和特征。

近年來，全球科技迅猛發(fā)展，世界各國(guó)都在尋找新科技革命的突破口。科學(xué)技術(shù)前沿不斷拓展，學(xué)科間交叉融合加速、會(huì)聚頻繁，宇宙演化、生命起源、意識(shí)本質(zhì)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域正在或有望取得重大突破性進(jìn)展。與此同時(shí)，信息技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、新能源技術(shù)廣泛滲透，帶動(dòng)了以綠色、智能、泛在為特征的群體性技術(shù)革命。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所研究員陳穎健在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，當(dāng)今科技多個(gè)領(lǐng)域都取得了重要進(jìn)展，并呈現(xiàn)出三大趨勢(shì)：科技發(fā)展呈現(xiàn)交叉融合的態(tài)勢(shì)；大數(shù)據(jù)科學(xué)日益受到世界各國(guó)重視，正在成為繼理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算之后的第四種范式；人類可持續(xù)發(fā)展的重大問題成為全球科技創(chuàng)新的焦點(diǎn)。

基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域正在或有望取得重大突破

茫茫宇宙蘊(yùn)藏著無(wú)盡的秘密和寶藏，近年來人類在宇宙演化、生命起源等學(xué)科領(lǐng)域不斷取得突破。2012年8月底，美國(guó)航天局1977年發(fā)射的“旅行者1號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)飛離太陽(yáng)系，成為首個(gè)跨入星際空間大門的人造物體。

尋找暗物質(zhì)粒子、研究暗能量的物理本質(zhì)、探索宇宙起源及演化的奧秘、結(jié)合粒子物理和宇宙學(xué)的研究已成為21世紀(jì)天文學(xué)和物理學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。美國(guó)哈佛—史密森天體物理學(xué)中心今年3月宣布，研究人員利用位于南極的望遠(yuǎn)鏡，首次從“宇宙微波背景輻射”中發(fā)現(xiàn)了磁性偏振信號(hào)，獲得了支持宇宙“暴漲期”理論的最有力證據(jù)。哈佛大學(xué)理論物理學(xué)家阿維勒布表示，這個(gè)發(fā)現(xiàn)揭示了“宇宙如何開始”等最根本問題。

去年4月，美國(guó)航天局宣布了雄心勃勃的小行星捕獲計(jì)劃，準(zhǔn)備在2025年前將一顆近地小行星拖拽到月球軌道，并對(duì)其展開載人探測(cè)，為在本世紀(jì)30年代登陸火星鋪路。今年2月，美國(guó)國(guó)家航空航天局宣布，科學(xué)家通過“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了715顆新行星，使人類在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)的行星總數(shù)增至近1700顆，其中4顆行星的體積小于地球的2.5倍，軌道位于距離恒星遠(yuǎn)近合適的“宜居帶”。

去年2月，美國(guó)杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心研究人員米格爾·尼古萊利斯采用電子傳感器，捕捉到巴西一間實(shí)驗(yàn)室里小老鼠的腦活動(dòng)信號(hào)，通過互聯(lián)網(wǎng)將信號(hào)傳輸?shù)矫绹?guó)一只小老鼠的大腦里，結(jié)果美國(guó)小老鼠獲得信號(hào)后模仿出巴西小老鼠的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)中的“意識(shí)融合”概念已出現(xiàn)了40多年，并在近年取得諸多進(jìn)展。這一研究可以幫助癱瘓病人重新獲得某些活動(dòng)能力，并在消費(fèi)電子等許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

人類可持續(xù)發(fā)展成為全球科技創(chuàng)新焦點(diǎn)

陳穎健認(rèn)為，人類社會(huì)正在經(jīng)歷由主要依賴化石能源向依靠太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等新能源的轉(zhuǎn)變。多種能源形式將實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)與系統(tǒng)融合，特別是信息技術(shù)與新能源的結(jié)合將產(chǎn)生新型工業(yè)模式。

長(zhǎng)期以來，利用核聚變發(fā)電被稱為能源領(lǐng)域的一座“圣杯”。去年9月底，全球最大的激光聚變裝置、美國(guó)加利福尼亞州北部勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)所的“國(guó)家點(diǎn)火裝置”取得重要科研進(jìn)展。該實(shí)驗(yàn)利用192條激光束聚焦到氫燃料球上，通過高溫高壓點(diǎn)燃核聚變反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)釋放出的能量超過了氫燃料球吸收的能量。目前，核電站采用的都是核裂變技術(shù)，產(chǎn)生的放射性廢物長(zhǎng)久存在，而一旦可控核聚變技術(shù)應(yīng)用取得突破，將為人類提供更為清潔的核能。

可燃冰有望成為人類未來重要的清潔能源之一。可燃冰學(xué)名為甲烷水合物，一般存在于大陸架海底地層和地球兩極的永久凍土帶，在地球上的儲(chǔ)量很大。美國(guó)能源部長(zhǎng)莫尼茲去年11月宣布，該國(guó)將投入500萬(wàn)美元資助能源部下屬的國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室管理的7個(gè)可燃冰研究項(xiàng)目，重點(diǎn)在于可燃冰提取辦法、從可燃冰中提取天然氣對(duì)環(huán)境的影響以及可燃冰的商業(yè)化前景等。

中國(guó)管理科學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)邵立勤對(duì)本報(bào)記者表示：“工業(yè)革命形成的科技與產(chǎn)業(yè)的宏觀布局是以人為中心的。未來10年世界可能在能源與資源，材料與制造，包括網(wǎng)絡(luò)、云、大數(shù)據(jù)等在內(nèi)的信息技術(shù)，腦活動(dòng)機(jī)制、干細(xì)胞、光合作用、農(nóng)業(yè)、人口健康等在內(nèi)的生物技術(shù)，生態(tài)與環(huán)境，空間與海洋以及重大基礎(chǔ)前沿與交叉領(lǐng)域取得重大科技突破。”

材料與制造領(lǐng)域日趨綠色和智能化

材料與制造領(lǐng)域的綠色和智能化趨勢(shì)明顯，三維打印、人機(jī)共融的智能制造模式成為新的研究熱點(diǎn)。歐盟委員會(huì)負(fù)責(zé)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用部門的法蘭克·阿卡狄諾告訴本報(bào)記者，三維打印是材料科學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域尖端科技融合的體現(xiàn)，會(huì)對(duì)現(xiàn)有的社會(huì)生產(chǎn)與生活方式帶來巨大影響。在西方社會(huì)，從汽車制造到醫(yī)療治療，從時(shí)尚產(chǎn)業(yè)到建筑行業(yè)，三維打印已經(jīng)直接影響人們的生產(chǎn)和生活方式。

三維打印，又稱積層制造，有別于傳統(tǒng)打印與制造技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，直接制造幾乎任意形狀三維實(shí)體。三維打印可廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、土木工程、汽車制造、航空航天、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。

“三維打印將可以幫助人們以更低的生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)許多個(gè)性化的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)，但是要真正實(shí)現(xiàn)三維打印的應(yīng)用，需要一大批懂得產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)的人去支持，這是我們未來面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。”比利時(shí)快速成型專業(yè)企業(yè)馬特瑞爾萊斯公司的咨詢顧問卡拉·斯提伯格告訴本報(bào)記者。

大數(shù)據(jù)分析是認(rèn)識(shí)客觀世界的新工具，將開拓計(jì)算機(jī)科學(xué)的新領(lǐng)域——數(shù)據(jù)科學(xué)。大數(shù)據(jù)的興起將導(dǎo)致計(jì)算機(jī)科學(xué)的重點(diǎn)從算法研究向數(shù)據(jù)科學(xué)轉(zhuǎn)移，同時(shí)基于大數(shù)據(jù)分析的科學(xué)研究范式必將對(duì)全球科技發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如，生物領(lǐng)域有基因組學(xué)，制藥、干細(xì)胞等領(lǐng)域也都在研究基因組，事實(shí)上這些基因組都是構(gòu)成學(xué)科整體的基本元素。而發(fā)現(xiàn)這些基因組需要通過計(jì)算機(jī)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這導(dǎo)致各學(xué)科領(lǐng)域紛紛出現(xiàn)“某某信息學(xué)”的分支學(xué)科，凸顯了大數(shù)據(jù)在許多學(xué)科中的基礎(chǔ)性作用。

同時(shí)，越來越多的研究人員開始在數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)的科學(xué)領(lǐng)域探索，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型發(fā)現(xiàn)也將成為科研的主要形式。據(jù)麥肯錫公司預(yù)測(cè)，廣義的大數(shù)據(jù)應(yīng)用幾乎覆蓋所有產(chǎn)業(yè)，僅在教育、保健等7個(gè)行業(yè)便可釋放3.2萬(wàn)億至5.4萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（來源：人民日?qǐng)?bào)）