當(dāng)今世界科技創(chuàng)新趨勢(shì)(節(jié)選)
17世紀(jì)以來到20世紀(jì)后,世界發(fā)生了兩次大的科學(xué)革命,三次大的技術(shù)革命,將人類社會(huì)帶入工業(yè)化、現(xiàn)代化的進(jìn)程。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,世界輿論對(duì)當(dāng)代科技革命的認(rèn)識(shí)出現(xiàn)多樣化。其中,也出現(xiàn)了焦急悲觀的觀點(diǎn),認(rèn)為十幾年科技創(chuàng)新沒有太大作為,甚至有的描述當(dāng)今為科技革命“沉寂的春天”。也有期待論者,認(rèn)為正在孕育著一場(chǎng)大的科技革命。
“不識(shí)廬山真面目,只緣身在此山中”。自世紀(jì)之交至今,我們已經(jīng)身置于創(chuàng)新時(shí)代。科技創(chuàng)新和革命的發(fā)生、標(biāo)志,與上世紀(jì)前、特別是與18、19世紀(jì)大不相同。實(shí)質(zhì)上,從上世紀(jì)末到現(xiàn)在乃至今后若干年,人類社會(huì)一直處在洶涌澎湃的新科技革命浪潮中。當(dāng)今的科技革命不再是傳統(tǒng)意義上的以某項(xiàng)重大科技突破為標(biāo)志和某個(gè)領(lǐng)域的突起為代表,而是眾多學(xué)科、領(lǐng)域全面持續(xù)系統(tǒng)創(chuàng)新為特征。科技多領(lǐng)域、多學(xué)科、全方位的創(chuàng)新風(fēng)起云涌,百舸爭(zhēng)流;重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明、重大科技成果如雨后春筍競(jìng)相涌現(xiàn);各類創(chuàng)新浪潮此起彼伏,前浪推后浪,洶涌澎湃;新技術(shù)、新產(chǎn)品加速更新?lián)Q代,為人們工作社會(huì)帶來的變化日新月異……如果說19世紀(jì)之前一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)重大發(fā)明,如荒漠的報(bào)春花或雪天的臘梅那樣引人矚目,可當(dāng)今的眾多科技創(chuàng)新成果雖鮮艷絢麗,但當(dāng)你置身于姹紫嫣紅、群芳爭(zhēng)妍的大花園中,“等閑識(shí)得東風(fēng)面,萬紫千紅總是春”。在現(xiàn)代化初期,人類社會(huì)如同乘木舟航行,對(duì)每次科技革命浪潮都感到明顯的顛簸沖擊,如今我們乘著現(xiàn)代化巨輪航行,在浪潮激蕩、波濤洶涌中快速前進(jìn),反而習(xí)以為常。“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山”,科技進(jìn)步推動(dòng)著人類社會(huì)加速發(fā)展。站在岸邊的高峰,我們才會(huì)體驗(yàn)到科技驚濤拍岸的壯觀,體驗(yàn)到科技創(chuàng)新浪潮的波瀾壯闊,體驗(yàn)到大浪淘沙的驚險(xiǎn)。
五、當(dāng)今科技創(chuàng)新的幾個(gè)亮點(diǎn)
盡管科技創(chuàng)新全方位、多領(lǐng)域的突破,但是對(duì)當(dāng)今世界影響較大的主要集中在信息、新能源、生物、空天、納米等科技領(lǐng)域。基礎(chǔ)研究更加活躍,重大成果不斷涌現(xiàn),為技術(shù)突破提供了有力支撐。
1. 覆蓋信息化地球的網(wǎng)絡(luò)世界正在形成
世界正在進(jìn)入信息網(wǎng)絡(luò)全民普及的時(shí)代。全球綜合便捷信息網(wǎng)絡(luò)的形成,標(biāo)志著信息技術(shù)發(fā)展達(dá)到又一新的高峰,是世界新科技革命的又一個(gè)新的重大里程碑。全球綜合便捷信息網(wǎng)絡(luò)作為信息領(lǐng)域科技創(chuàng)新的主線和綱領(lǐng),統(tǒng)領(lǐng)一系列重大創(chuàng)新的開展。
全球綜合便捷信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是眾多信息技術(shù)創(chuàng)新集大成的巨大系統(tǒng),它幾乎把前幾十年來所有信息技術(shù)的創(chuàng)新成果有機(jī)集成在一起,又對(duì)若干重大技術(shù)的創(chuàng)新提出新要求、產(chǎn)生新推動(dòng)。涵蓋了超級(jí)計(jì)算機(jī),網(wǎng)絡(luò),傳感器及遙感,軟件,人工智能,現(xiàn)代無線和有線寬帶通訊,搜索引擎,微電子,物聯(lián)網(wǎng),云計(jì)算等等。這是知識(shí)社會(huì)的最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。與當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)不同的最大特點(diǎn)是:無所不在,人人可用,無事不包,可取所需。即:像手機(jī)一樣便捷的終端,新上市不久的ipad就是這類終端的一個(gè)雛形,互通無線和有線網(wǎng)覆蓋每個(gè)角落,處處可使用;因?yàn)閮r(jià)格便宜,比現(xiàn)在的手機(jī)普及率還高;網(wǎng)上運(yùn)行的內(nèi)容十分豐富,除了現(xiàn)有的信息、通訊、娛樂、辦公、商務(wù)等所有功能外,地理信息、物流信息、人的動(dòng)態(tài)信息、各種信用卡功能都包容進(jìn)去,就如現(xiàn)實(shí)物質(zhì)世界基本數(shù)字信息化進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)中。就像一個(gè)隨身便捷移動(dòng)的辦公室、居室,讓用戶可以方便、快捷地得到個(gè)人所要的內(nèi)容,可以讓你稱心如意地方便使用。無疑,這標(biāo)志著人類真正進(jìn)入信息社會(huì)的較高級(jí)階段——稱心如意便捷的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)。
一是網(wǎng)絡(luò)的融合,也可以說是人、計(jì)算機(jī)、物品三者的有機(jī)結(jié)合。除了目前的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、電視及廣播網(wǎng)、各類業(yè)務(wù)網(wǎng)融合外,還要與物聯(lián)網(wǎng)融合。二是傳輸方式的融合,即有線的光通訊、無線及移動(dòng)傳輸?shù)娜诤希瑵M足寬帶、大容量、高速、移動(dòng)傳輸和隨處接入的要求,特別是突破無線寬帶大容量高速傳輸和接入技術(shù),保證隨處可上順暢的信息高速路網(wǎng)。三是各類媒體和內(nèi)容的融合。包括數(shù)字、文字、圖像、聲音、視頻等多媒體的信息表達(dá)形式;適于得到各種需要的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容,智能化程度高;方便并且保密的交互功能;甚至一些遙控的特殊功能。
2. 清潔能源的創(chuàng)新形成新浪潮
應(yīng)對(duì)全球氣候變化,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、清潔能源特別是可再生等新能源科技的創(chuàng)新擺上各國(guó)政府和跨國(guó)公司戰(zhàn)略的突出位置。能源技術(shù)正在經(jīng)歷著大的更新?lián)Q代,大步邁向清潔能源時(shí)代。清潔能源成為科技創(chuàng)新的熱點(diǎn)。
能源科技創(chuàng)新聚焦四個(gè)重點(diǎn)方向,一是煤炭、石油等化石能源的清潔應(yīng)用;二是新能源正在加速替代傳統(tǒng)化石能源的主導(dǎo)地位;三是大幅降低新能源成本以大范圍商業(yè)應(yīng)用;四是節(jié)能和安全。未來幾十年世界清潔能源將呈現(xiàn)三足鼎立的結(jié)構(gòu):1/3的清潔化石能源,1/3的可再生能源,1/3的核能。各國(guó)紛紛將發(fā)展新能源提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度。發(fā)達(dá)國(guó)家為了占據(jù)新能源的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及未來經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn),圍繞新能源技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化展開了激烈競(jìng)爭(zhēng)。
太陽能技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入高速發(fā)展期。目前太陽能利用技術(shù)主要有太陽能熱電技術(shù)、太陽能熱水技術(shù)、太陽能光伏技術(shù)三大技術(shù)。2009年世界光伏發(fā)電安裝容量2000萬千瓦(2萬兆瓦)。創(chuàng)新的重點(diǎn)主要圍繞實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電的潛力和優(yōu)勢(shì),提高光伏材料的高轉(zhuǎn)換效率,把發(fā)電成本降到與火電持平。如果把多晶硅和單晶硅光伏電池作為第一代,以薄膜電池為代表的第二代光伏太陽能電池正在加緊開發(fā)并逐步投入生產(chǎn)。薄膜光伏電池可以分為三大類,一是玻璃襯底上的硅晶薄膜電池,包括非晶、微晶、多晶的硅晶薄膜電池;二是硫族化合物類的薄膜電池,包括銅銦硒、銅銦鎵硒(硫)、碲化鎘等薄膜電池;三是有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜電池。第三代光伏電池的研究正緊鑼密鼓的進(jìn)行。
風(fēng)能穩(wěn)步發(fā)展。2009年世界風(fēng)電新增裝機(jī)為3000萬千瓦左右,總裝機(jī)量達(dá)到1.5億千瓦,增速保持20%以上。海上風(fēng)電逐漸成風(fēng)電發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域,尤其在歐洲,4—10兆瓦風(fēng)機(jī)將可能是未來海上風(fēng)機(jī)的主流。
智能電網(wǎng)創(chuàng)新形成美歐中日等群雄逐鹿格局。智能電網(wǎng)已被提高到信息技術(shù)和新能源技術(shù)整合的高度,除了大大提升輸變電技術(shù)外,可以自動(dòng)調(diào)解電力的峰谷,節(jié)能功效甚為顯著。再之,智能電網(wǎng)可以大幅度提高電網(wǎng)的安全程度。其三發(fā)展智能電網(wǎng)的目的之一是作為可再生能源電力大規(guī)模并網(wǎng)的基礎(chǔ),包括可再生能源大規(guī)模集中接入和可再生能源的分布式應(yīng)用兩方面。
電動(dòng)汽車處于大規(guī)模、高速發(fā)展的前夜,電動(dòng)汽車時(shí)代快步來臨。雖然世界各國(guó)在電動(dòng)汽車研發(fā)和示范方面做了大量的工作,但是在技術(shù)路線選擇上還是存有較大的分歧和爭(zhēng)議。鋰離子電池技術(shù)是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。燃料電池也在曲折中取得新進(jìn)展。
先進(jìn)核能發(fā)展進(jìn)入新一輪熱潮。第三代核能電站加緊建設(shè),以高溫氣冷堆、快中子堆為代表的第四代核能示范電站正在建設(shè)中。國(guó)際熱核聚變研究取得新進(jìn)展。隨著新一輪全球溫室氣體減排熱潮的到來,碳捕集與封存技術(shù)“(簡(jiǎn)稱CCS)成為了新能源技術(shù)中的熱點(diǎn),正在加速商業(yè)化應(yīng)用。
3. 生物繁花正在變成產(chǎn)業(yè)碩果
以轉(zhuǎn)基因、干細(xì)胞、動(dòng)物克隆、人類基因組、合成生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物芯片等科技創(chuàng)新為標(biāo)志,生命科學(xué)和生物技術(shù)研究與開發(fā)如火如荼地在世界范圍內(nèi)開展,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化呈加速度之勢(shì)推進(jìn),超出科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家的預(yù)料。盡管生物技術(shù)在促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方面功不可沒,但是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為取代信息產(chǎn)業(yè)成為帶動(dòng)新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的龍頭,遠(yuǎn)沒有人們預(yù)測(cè)的樂觀。
世界首個(gè)“人造生命”在美國(guó)誕生,這是在基因組學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的合成生物學(xué)的最新成果,它將成為非常強(qiáng)大有用的生物學(xué)工具。通過轉(zhuǎn)基因動(dòng)物來生產(chǎn)的生物藥物,陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)。基因組學(xué)進(jìn)入實(shí)用化階段,如今基因組測(cè)序技術(shù)更加便捷、準(zhǔn)確、迅速、成本十分低廉。新一代測(cè)序儀作為普通科研和檢測(cè)儀器已商業(yè)化應(yīng)用,基因組學(xué)測(cè)序的費(fèi)用從幾億美元降低到10萬美元,甚至有望降低到千美元以下。在運(yùn)用到治療疑難疾病方面,如癌癥基因組學(xué)研究取得多項(xiàng)進(jìn)展。2009年,有多個(gè)新的致癌基因和抑癌基因被發(fā)現(xiàn)。生物克隆技術(shù)大量實(shí)際應(yīng)用,干細(xì)胞研究向市場(chǎng)化邁進(jìn),生物制藥公司進(jìn)軍干細(xì)胞治療疾病領(lǐng)域。美國(guó)各生物制藥公司開始通過與大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)合作,搶占這干細(xì)胞治療這一新市場(chǎng)的前沿陣地。生物芯片日益普及化。
4. 空間技術(shù)成為創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)
太空成為展示綜合創(chuàng)新力的廣闊舞臺(tái),成為創(chuàng)新大國(guó)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的條件下,制太空能力成為軍事勢(shì)力和戰(zhàn)斗力的決定性因素。因而太空成為奪取軍事優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。隨著科技創(chuàng)新能力的提升和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,空間資源如地球資源一樣,變得愈來愈緊缺。向深空進(jìn)軍拓展、提升空間平臺(tái)及其載荷的功能成為空間科技創(chuàng)新的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
2010年4月,美國(guó)研制的空天飛機(jī)X-37B成功發(fā)射升空。空天飛機(jī)是多種先進(jìn)技術(shù)集大成的高科技產(chǎn)品,是當(dāng)代具有標(biāo)志性的創(chuàng)新成果。其創(chuàng)新的奧妙之處在于它的動(dòng)力裝置。它具有許多其他航天器無法比擬的優(yōu)點(diǎn):它飛行速度快,是現(xiàn)代高技術(shù)作戰(zhàn)飛機(jī)飛行速度的6—12倍;重復(fù)使用率高。空天飛機(jī)可作為偵察監(jiān)視與預(yù)警平臺(tái)、空間武器發(fā)射平臺(tái),還可用于反衛(wèi)星或在軌服務(wù)。它的問世打破了世界軍事平衡,將加劇空間科技創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)。
深空星球探測(cè)再度升溫,火星、月球成為各大國(guó)探測(cè)熱點(diǎn)。地球定位和導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,形成了美、歐、中、俄四個(gè)系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)格局。空間因特網(wǎng)路由技術(shù)成為目前發(fā)展重點(diǎn),“寬帶全球衛(wèi)星通信”系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展順利。各種衛(wèi)星功能不斷提升,作為軍民多種應(yīng)用平臺(tái)的作用更加增強(qiáng)。
5. 納米科技默默支撐其他創(chuàng)新
納米材料多元化快速進(jìn)展,是目前世界納米科技發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域和競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn),碳納米管研究不斷取得新突破。
基于納米電子學(xué)的納米器件成為各主要國(guó)家研究的重點(diǎn)。用納米技術(shù)制造芯片,可以突破場(chǎng)量子效應(yīng)的限制,使芯片的集成度再提高上千倍,計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度和芯片效率可提高百萬倍。納米光電子器件可使光通訊速度、信息容量提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。將會(huì)驅(qū)動(dòng)電子信息技術(shù)的又一次革命。
納米生物學(xué)和納米醫(yī)藥熱點(diǎn)紛呈。納米制造學(xué)和微機(jī)電技術(shù)成果得到更廣泛應(yīng)用。
納米科技與其他學(xué)科的融合越來越緊密,加速了科技突破和創(chuàng)新的進(jìn)程,以其茂盛的綠葉滋養(yǎng)著花紅果碩。
總之,我們正處在科技革命的大潮中,創(chuàng)新波濤洶涌澎湃,高潮此起彼伏,多方位競(jìng)相突破。這充分顯示了創(chuàng)新力的巨大力量,新的生產(chǎn)力和人類文明不斷孕育誕生,人類社會(huì)加快向知識(shí)社會(huì)演進(jìn)。
文章來源:科技日?qǐng)?bào)