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1、【讲义文稿】世界前沿科技发展趋势与我国科技发展战略（上）【关键词】新一轮科技革命产业变革信息技术物质科学【内容简介】当前，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球前沿科技加速演化和推进，各类学科加速地交叉和融合，创新性突破多点齐发，关键核心技术群体跃升，变革突破的能量正在不断积累。本讲课程主要介绍了新一轮科学革命呼之欲出、新技术革命的突破口愈加清晰等内容。【大纲】新一轮科学革命呼之欲出新技术革命的突破口愈加清晰好，大家好，今天多给大家谈一谈世界前沿科技发展的趋势和我国科技发展的战略。我们知道。党的十八大以来，习近平总书记在多次的重要讲话中都强调，要抓住新一轮科技革命和产业变革的重大历史机遇，
2、而不能失之交臂。这实际上是对当今世界科技发展的一个重大的战略判断。就是说如果说谈当今世界科技前沿发展的话，那么就是新的一轮科技革命和产业变革。那么特别是在2018年5月28号，习总书记在两院四大会的讲话中，这个指出进入21世纪以来，全球科技创新进入空前密集的活跃期，这个新一轮科技革命和产业变革正在重构，全球创新版图，重塑全球经济结构。所以在这样。一个判断当中，实际上我们看到了既有对科技创新本身的一个研判，就是空前密集活跃，又有对科技革命产业变革产生了重大影响的判断，就是一个是重构全球创新版图，一个是重塑全球经济结构。那么在两院院士大会和中国科协第10次全国代表大会的讲话中，总书记又进一步指出，
3、科技创新成为国际战略博弈的主要战场，围绕科技制高点点的竞争空间激烈，这实际上也揭示出啊当今世界科技发展，科技创新已经成为大国这个战略博弈的重要的方面。那么在这个重要讲话当中，总书记对科技革命和产业变革又做了进一步的判断，他指出新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科学研究的范式正在发生深刻变革，学科交叉融合不断发展，科学技术和经济社会发展加速渗透融合。同时从4个方面进行了分析。啊包括讲科技创新的广度显著加大，科技创新的深度显著加深，科技创新的速度显著加快，科技创新的精度显著加强。所以这个讲话我觉得还是站得高看得远。从科技创新的广度、深度、速度和精度4个方面，对当今世界科技发展的趋势做出了进一步的分
4、析和研判，这对我们把握世界科技发展的趋势，进而做好我们国家的科技创新工作具有重大的指导意义。实际上我们看到近现代以来，我们发生了5次科技革命，当前这一轮科技革命正在发生，那么智能科技革命会给我们带来什么样的影响？我想回顾历史可能给我们很大的启示。我们知道近现代科技实际上是从16世纪如果一定要找个时间点的话，那就是在1543年哥白尼发表了日新说，那一年实际上还有一个重要的科学实践，一个医生叫维萨里发表了人体解剖论，实际上这两个重大的事件。应当说。开启了近现代科学发展的大幕。所以说过去400多年将近500年的时间，世界的图景也随之发生了重大的变化。我们在这将近500年的时间当中，我们看到了已经发生
5、了两次重大的科学革命，第一次科学革命实际上是发生在16世纪的中叶到17世纪末，那时候最初是从意大利开始，然后发展到这个西欧英国，那么在这里面我们看到它的主线如果做一个归纳的话，从伽利略到牛顿的历史研究，特别是牛顿写成了自然哲学的数学原理，这门居住实际上标志着近代科学体系的建立，确立了一个力学的世界观，这就是我们对这个物质世界的认识上升了一个新的境界，打破了神学的智库。那么到20世纪初发生了第二次科学革命，它的标志相对论和量子力学的诞生，应当说它揭示了时间、空间、物质和能量之间的关系。啊当然在这一轮科学革命当中，在宇宙大报的方面也确立了宇宙大爆炸理论，苏联科学家贾某夫提出的，假设后来这个发展为理
6、论，然后后来又后边的DNA双螺旋结构开辟到分子生物学的时代等等，还有计算机科学的发发现和发展，以及大陆板块飘逸学说等，共同确立了现代科学的体系，从而确立了一个新的时空观。这两次科学革命实际上是对我们对自然对生命的认识上升了一个新的境界，应当说是精神层面的财富，为技术的发明提供了知识的源头。那么在18世纪中叶，始于英国发生了第一次技术革命，进而发生了工业革命，它的标志是以蒸汽机的发明和应用以及机器作业代替手工劳动为主要的标志。应当说在人类文明史上是一次飞跃，而实现应当说它是开启了人类从一个农业文明的时代进入一个工业文明的时代，这是第一次技术革命它的对人类文明进步的意义，从此也使人类的改造自然的能
7、力得到了极大的提高。极极极大的拓展了生产力，创造了巨大的物质财富。那么到了19世纪7。年代，以电力技术和内在技术方面为主要标志的第二次技术革命，推动人类社会从一个蒸汽时代进入一个电器的时代。在那个时候西欧和美国都实现了现代化。那么到了20世纪30年代，发生了第三次技术革命，它的标志性的技术，电子计算机和信息网络等，这一轮革命，它推动了人类社会进入一个全球化、知识化、信息化、网络化的新时代啊。一直到今天我们仍然在这样一个开启的技术革命所带来的发展当中，给我们带来的生产生活方式的一个巨大的转变。所以我们看到。从科学革命到技术革命产业革命，这个再到人类社会的变化，过去的基本上正是由于科技的快速的发展
8、，给我们改造自然的能力啊得到了极大提升，使我们人类社会发生了翻天覆地的变化。我们就不难理解，新一轮科技革命啊将会给我们带来可能比前5次科技革命更大的一个改变。所以我们这一轮科技革命正在发生，我们必须抓住这次科技革命的机遇，啊才有可能实现我们民族的复兴和国家的富强。所以我们说新一轮科技革命与产业变革正在孕育，它是以绿色智能和泛代为特征呈现出群发誓突破，交叉汇聚的景象。而智能科技革命我们可以预见，就像前面讲的前5次科技革命一样，它影响深刻，将会开辟生产力发展的新空间，推动产业结构的调整，催生新兴产业创新生产方式和发展模式，引发社会的变革和国际格局的深刻的调整。那么智能科技革命当中，各国竞争激烈，已
9、经成为创新竞争的一个新赛场，那么如何来把握智能科技革命和产业变革的趋势，如何来应对这次科技革命和产业变革？首先我们应当说科技革命啊本身它实际上这就涉及到了对现代科学技术本质的一个认识，实际上现代科学技术已经成为一个庞大的知识体系，刚才他实际上，钱学森先生曾经对这个问题做过一个阐述，他认为的现代科学技术体系包括了基础科学、技术科学和工程技术三大门类，当然中间贯通期间的哲学。这三大门类当中基础。科学的功能主要是发现自然运行的规律，就是说它是一种自然之物，不以人的意志为转移，所以只能是你发现运行的规律，产生理论的创新，而技术科学这是研究揭示技术的原理，构建起从基础科学到工程技术之间的桥梁，所以它也呈
10、现为一种知识的形态，所以它在这里面它实际上可以说是发现是改造自然的规律。应当说如果说基础科学是发现自然运行的规律的话，那么技术科学这是发现啊改造自然的规律，人工智能系统的规律，所以技术我们知道是人发明出来的，所以技术科学主要起的这个作用在工程技术，这是改造自然的那些技术工具方法和手段，所以实际上它会产生直接的物质财富。所以从这个意义上来说，我们说基础科学、技术科学和工程技术各自有着不同的功能。因此我们说要理解和把握这一轮科技革命及其引发的产业变革啊，实际上可以从科学革命，也就是从科学规律的发现，技术革命啊、产业革命以及社会变革这些方面来进行理解，当然这样一些变革同时也会引起创新模式的变革。另外
11、一个也引发了全球的竞争，同时在这种变革下面，我们国家也采取重大的战略举措来加以应对，所以我想我们来理解和把握这种科技革命以及我国的创新战略啊，可以从这7个方面就是科学革命、技术革命、产业革命、社会变革、模式变革、竞争态势和我国的创新战略这7个方面来加以认识和把握。那么从科学革命看。我们可以做出一个判断，叫新一轮科学革命呼之欲出。科学革命是什么？我们说科学革命它是人类认识论的一种飞跃，我前面也讲过科学实际上是发现的是自然规律，那规律就在那里，关键你的认识是不是能符合它，一旦符合它，那就说明你发现规律了，会导致新的理论的产生，这种规律性的认知的发现它会使我们的认识会上升到一个新的境界，深化的对自然
12、对人自身的这种认识。所以二。从20世纪初发生第二次科学革命以来，当前人类的自然宇宙和生命的认识又面临着新的要生，也就是说出现了科学革命的征兆，我们的判断就是这一轮科学革命呼之欲出。那么我们说科学是认识自然规律的，首先你要发现一些新的现象，那么现有的理论没办法加以解释，这就需要新的理论来加以阐释啊一旦能够解释所客观存在的这种新现象，那就可以说新的理论诞生了。那么既然说科学是发现自然的规律，按道理说就很难遇见什么时候能够人们真正认识它和发现它，但这并不意味着科学革命不能够发现他的可能发生的迹象，仍然是有迹可循的。如何来发现它，我觉得可以从两个方面，第一个是从科学研究的基本问题和物质的结构，宇宙的演
13、化，生命的起源和意识的本质等，而这些问题实际上是一些重大的基本科学问题。为什么那么讲？因为这些都是人几千年来引导着人们去探究的这么一些重大的问题，它并不受到了我们说不同学科知识的影响。你比如说生命的起源，我们应当说人类社会已经很发达了，这个世界上应该说这个也有如此众多的生命啊，无论是动物还是植物，但是我们仍然不知道生命是怎么起源的，生命是哪里来的，所以现在有很多假说，有的认为是无声元素，也就是生命可以自然的发生，有生源说，但实际上以科学家做了一些实验证明，实际上一切这个生命是来自于生命的，然后还有的是是，认为是来自于外星球，陨石撞击地球带来的。另外还有一个化学起源论，但是我们仍然不能说不能像定
14、论来说生命起这个是个化学起源论，所以也就是说我们到今天为止仍然不能知道生命到底是如何来起源的，所以我们说像这是4个方面的，像物质结构、宇宙演化、生命起源和意识本质这样一些重大的基本问题，始终是人们研究的重大问题。而在这些问题的研究上，我们看到了一些原创性的突破，正在开辟新的前沿性的方向。这是这个从基本科学问题来看。另外从科学知识、技术体系来看，我们说现代科学技术可以分为两大主线，一个是物质科学，一个是生命科学。物质科学就是以客观物质世界为对象，像我们大家所谈到的物理化学、宇宙学、天文学等，这属于物质科学的范畴。而像动物学、植物学啊、医学等等，这都属于生命科学的范畴，包括认知科学，他是研究生命为
15、对象的。所以应当说这两两个学科本身都是高度交叉的。所以从这两大学科主线来，看啊也呈现了多点突破，交叉汇聚的趋势，这也孕育了许多重大的突破。所以我们说从这两个方面我们可以来看，来观察和发现科学革命可能发生的先兆在哪里？比如物质的结构，物质的结构将实现对原子分子甚至电子的调控，从一个观察时代进入一个调控时代，我们过去只能是对物质来说，我们只能观察它，从分子、原子、电子等等一层层看下去，现在随着我们的发展，我们可以对原子、深的、电子都进行调控，从而将引发能源信息材料新的技术革命和产业革命。你比如说量子科技实际上从一个量子力学原理应用在走向一个操纵量子特性的新的阶段，这是在这里面，所以从而可能产生新的
16、革命性的突破。那么在宇宙的演化，方面啊应当说现在研究最热的问题，暗物质暗能量的问题观察和研究，现在我们现在的物理学能解释的这个宇宙大概占4%,那么其中23%物质，73%的，能量加起来有9596%的样子。而暗物质这个和暗能量我们到现在不知道它的性质是什么，也就是说我们不知道它是什么样的物质，什么样的能量，所以我们称之为叫暗物自然能量，不是学名叫是因为不知道它是它的性质，所以称之为暗物质暗能量，这不就新的科学现象诞生了吗？所以新的科学现象显然需要新的理论来加以解释。如果一旦有新的理论这个能够解释，那么就意味着物理学的新的物理学革命就发生了，因为所以在研究方面全球都高度关注，像中国科学院2015年12月发射了暗物质离子探测卫星5空号，试图也就是在研究暗物质粒子。所以应当说，在宇宙演化方面揭开暗物质的能量之谜，将是继隔半年的日新说有领导万有引力定律，爱因斯坦的相对论，计量力学后，人类认识宇宙的一个重大飞跃，将会引发新的物理学革命。比如暗物质粒子探测，我们看到大概有几条技术路线，一个是大型强制对撞机，通过对撞机大颗粒状的或者
