中国科技发展路线图的战略研究

 

2007年，中国科学院部署开展了中国至2050年重要领域科技发展路线图的战略研究，今天介绍的内容有：第一，中国科学院开展面向2050年科技发展路线图战略研究的主要动机与基本思路；第二，面向2050年科技发展路线战略研究中形成的体会与共识。

面向2050年科技发展路线图战略研究的主要动机与基本思路

2007年，金融危机还没发生，但世界上已存在许多问题，加之我们国内在高速发展过程中也显现出一些矛盾，如资源、能源紧缺问题，生态环境压力问题，涉及人口健康的医疗保健问题，老龄化问题，传统与非传统的安全挑战问题等。下一步中国要怎么样实现现代化，真正走到世界各国的前列，还有许多深层次的问题和矛盾。人类文明进步的历史表明，一个国家真正要走到发达国家前列去，要实现现代化，必须要提升国家创造力。光靠模仿解决温饱是可以的，实现小康也基本可能，但要走到发达国家的前列，必须要提升科技的原创能力、战略谋划和实施引领的能力。美国发展到现在这个程度，虽然有许多自然条件、历史机遇的优势，然而美国的一些领导人与科学家的前瞻思考也是一个重要的缘由。

面对国际环境的变化和我国现代化建设的战略任务，我们认为有一些问题必须要从更长远考虑。因为这些问题不是短期能解决的，如能源结构调整并过渡到可持续发展的能源体系，用10年20年肯定不行，需要用30年、50年甚至更长的时间。环境问题的解决，不要说应对全球气候变化，就单解决传统遗留问题，特别是使污染的河流、湖泊、土壤、大气回归接近良好的情况，没有20、30年的努力都不可能实现。德国莱茵河污染后，重新恢复经历了30多年时间，直到现在人们也不敢吃河里的鱼虾。再比如，煤炭、石油等化石资源越来越少，虽然可以通过不断勘探有新发现，但终究有一天会枯竭，人类会逐步进入到后化石时代。据比较悲观的估计，100年左右石油、天然气会枯竭，必须要有其他的替代能源。比较乐观的看法是能源可能还会有新发现，提高采收量，石油、天然气还能维持200年左右，但总有极限。从宏观层面来看，能源发展战略必然要把提高能源效率放在首位，同时要发展清洁能源，加大可再生能源的开发力度，尽可能减少排放，最终逐步过渡到一个可持续能源体系。可持续能源体系中，可再生能源包括水能、地热能以及核能特别是先进核能，要占相当大的比重，要承担起以后支柱能源的作用。

由此带来的科学技术问题非常多，必须进行长远的考虑与前瞻的部署。比如，在有关能源的技术前沿研究方面，像高效低成本的转化光能，研究高效的光化学催化和储存、高效的光合作用物种，或者通过基因工程创造高效的光合作用物种，为高效低成本的可再生能源提供新的先进的基础。未来从能源整体结构来看，也可能要有大的调整，可再生能源发展起来后，必然要发展分布式能源体系，发展更加高效的传输和储能技术。由于可再生能源比例的提高，电网的稳定运行、高效运行、可靠运行也会出现新挑战，所以必须实行电网的智能控制，就是所谓的智能电网。发展清洁、安全、可持续的核能，包括裂变和聚变。很可能最近五六十年主要还是要靠先进裂变，实现聚变还需要较长时间的努力，除了本身堆型的研究还要解决材料问题，因为高温的等离子体固然可以强制压缩，但强的中子流是无法压缩的，必须要找到一种能够长时间承受中子流冲击的材料，这是材料科学面临的一个重大挑战。还要解决二氧化碳捕捉、储存、转化、利用方面的问题，这里面隐含着大量的基础科学问题。

 

能源问题引起的从技术到应用到工程方面的研究及其整体性、系统性、结构性的变化和对产业的影响和冲击会很大、很广泛，对科学研究带来的变革也很巨大。奥巴马当政后美国的科研重点已经在调整，能源方面的研究更受关注，尤其是可再生能源，不完全集中在过去的生命科学、信息科学等方面了。能源方面的有关工作在技术方面突破的时间跨度，估计至少要50年到100年，哪怕近10年20年有些关键技术取得突破，但要成为支持新兴产业发展的、可以被工程应用的技术，恐怕也要50年到100年。半导体的发展很迅速，但从1947年发明到大规模应用，一直到人类进入信息时代，也经历了差不多50年的时间，因为科学、技术、工程、产业是一个完整的链条。

党的十七大报告确定了，到2020年实现全面建成小康社会和基本建成创新型国家的目标，到2050年要建成一个中等发达国家的宏伟目标，提出并且确立了科学发展战略思想和发展理念，其中构架、愿景、蓝图都很清晰。为了实现这些战略目标，关键要素之一就是科学技术的创新能力。虽然我们的科技创新能力比过去有了很大的提高，尤其最近10年在工程技术方面的集成创新能力的提升举世瞩目，但问题是关键的核心技术创新和原始的科学原创还相对比较少。作为国家在自然科学与技术方面的学术机构、咨询机构与战略的科技力量，中国科学院有责任研究未来经济社会发展的战略与路线图，不能就科学技术而科学技术，必须要把科学技术与国家未来的经济社会发展紧密结合起来考虑。

关于制定我国面向2050年科技发展路线图的可能性，在科技发展路线图战略研究启动前，有许多不同的认识。有的人认为科学很难预见，它随机发生，主要在于科学家的聪明才智、创造性思维。没有人知道爱因斯坦怎么突然就冒出来一个“相对论”。但是，为什么爱因斯坦不出现在当时的中国、当时的美国，却出在欧洲？因为欧洲有相关的科学根底。为什么爱因斯坦不出现在更早的时候，而就出现在那个时候？因为科学技术发展到那个时代所显露的问题给了他启示。所以科学技术的确很难预见，但并不是没有轨迹可寻的。有的人认为技术是可以预见的，国内外专家传统的观念认为最多可以预见15年左右，而再长的预见则是不可能的。但是我们的讨论当中，觉得也未必如此，具体技术怎么突破是不可预见，但在哪些领域当中需要突破、必然会形成突破是完全可以预见的。比如，能源领域不突破行吗？不突破，人类文明就不可能持续。传统的发展模式必须要突破，也应该可以有所突破。所以，我国面向2050年科技发展路线图研究的可能性得到绝大多数同志的认同，当然路线图不能搞得过细，路线图还是要强调基础性、前瞻性、战略性，内涵上也要有创造性，具体的内涵可以在发展中进行调整的，路线图并不是绘成后就一成不变了。

 

实际上，世界上其他国家也在进行同样的工作。20世纪90年代以来，世界上主要国家纷纷制定长时间跨度的科学路线图，已经积累了一些成功的经验，形成了一些比较有效的理论和方法。比如，2001年欧洲空间局提出了至2030/2040年的空间探索路线图。2004年美国无人机系统提出了路线图。欧洲的《研究基础设施路线图规划》前瞻了30年，日本的《技术战略路线图》前瞻了35年，2008年欧洲能源局发布的《能源科技展望》前瞻到了2050年，周期都是比较长的。所以，科学路线图是当今以及未来科技规划的一种有效方法，因为它把市场、产品、技术、科学都综合在一起进行研究。科技路线图包含了满足未来发展需求的科学内容，也包括了实现这一目标可以选择的路径，描绘了国家和各领域科技发展的方向、研究的需求、创新的轨迹、环境的变化、技术的演进等，以及基于各领域的科技情报管理专家对未来的宏观判断。以路线图为基础的科技规划与一般的传统科技规划相比，目标更为清晰，与市场需求的结合更加紧密，选择的方向与项目之间的内在联系更加系统。更重要的是，规划的时间节点相对比较清晰，因此操作性比较强。同时有渐进的路径，对未来的各个时间节点上可能出现的技术和产品等进行一些可能的预见。

科技发展路线战略研究中形成的体会与共识

第一，当今世界正处在科技创新突破和新科技革命的前夜。

这个界定主要是基于以下判断产生的。科技革命的发生往往取决于现代化进程强大的需求拉动，往往也源于知识与技术体系的创新和突破，这两个源头内外驱动。现在来看，当今世界这两个驱动都存在，而且都很强烈。

在需求拉动方面，现代化进程本质上就是科技进步创新的历史，近代社会每一次重大的变革都与科技的革命性突破紧密相关。在现代化进程中，两次重大科学革命引发了认识论的革命，进而导致世界观、价值观和发展观的革新，并为技术革命提供新的知识源泉。在现代化进程中，几次技术革命都与产业革命交互推进。但并不是技术革命一定在前，产业革命一定在后，而是有了技术突破就开始实行产业革命，产业革命进程中又对技术提出了新需求，促使技术得到飞速地完善，如此交互推进导致生产力跨越式提升，极大地丰富了人类社会的物质财富，引发了经济、社会、军事等领域的广泛变革，成为人类现代化进程的发动机。例如，引发19世纪主要科学革命性发展的是，16世纪到17世纪哥白尼的“日心说”，以及伽利略用望远镜进行天文观察得到的巨大发现，使哥白尼学说得到了验证。另外，牛顿在总结前人的基础上发表了《自然哲学的数学原理》，归纳了物质世界运动与相互作用的基本规律，建立了近代的科学体系。与此相关联的第二次科学革命，继续发展成为量子力学、相对论、宇宙大爆炸、DNA双螺旋、板块构造理论、计算机科学等六项重大的科学突破，确立、奠定了现代科学体系的基本结构。时间跨度一直延续到上世纪前半叶。上世纪后半叶后，除了计算机科学在实践上有比较大进展，科学理论上没有什么重大的突破，只有渐进性的发展。

 

第一次技术革命和工业革命导致了生产方式的飞跃，确定了资本主义生产方式，使西欧的农业社会进入了工业社会，以美国泰勒制流水线为代表的现代化大生产的出现，以及上世纪20年代末汽车制造的兴起等，改变了世界的格局，开启了人类社会的工业文明时代。

第二次工业革命将工业社会由机械化带入了电气化的时代，就业结构、人类生活方式都发生了巨大变化，工业文明逐步成为世界发展的主流，形成了以大量消耗自然资源和化石能源为支撑的产业结构，形成了列强诸国竞争的世界格局，对自然资源的占有和对市场的争夺导致了世界大战，尤其是第二世界大战。第一次和第二次世界大战都是在世界范围争夺市场引起的。

第三次技术革命极大提升了各国的产业技术水平，世界的产业结构发生了重大变化，以信息知识为基础的第三产业等新兴产业高速发展。更具意义的是，人的部分脑力劳动为机器所替代，推动了人类社会进入到全球化、知识化、信息化、网络化的新时代，这个过程还在继续，世界的格局正发生深刻变化，有别于工业文明的新型人类文明的形态正在隐约发展形成之中。这个过程延续到今天，还会延续到今后相当长的历史阶段。

前瞻全球现代化未来发展的途径，更多人追求现代化生活的强烈意愿与自然资源供给能力和生态环境承载能力的矛盾日益凸现和尖锐，这一基本矛盾在很大程度上将决定人类现代化的方向、方式与进程，也决定着人类科技创新的重点和方向。特别是未来50年，包括中国、印度在内的20亿到30亿人口将在实现现代化的道路上奋勇前行，大部分发展中国家也会致力于工业化水平的跃升。

工业革命以来将近250年左右时间，享受现代化生活的人口也不过10亿人，主要集中在北美、欧洲、日本、澳大利亚、新西兰等地，其他国家和地区的现代化进程当然会为创新注入强大的动力，也对全球资源供给能力和生态环境承载能力带来了新压力。所以，人类必须要找到一条新的出路，按照传统的破坏性的攫取不可再生资源的经济增长方式，沿袭少数国家以集聚世界多数资源为手段的发展模式难以为继，迫切需要人类开发新的资源来源，创造新的发展模式和发展途径，创建新的生产和生活方式。这是今后科技发展的强大推动力。到今天为止，不足世界人口15%的国家，主要是经合组织（OECD）国家，消耗全球62%的石油，62%的铝，50%的煤炭、钢和金、铜。人口占世界79%的发展中国家集团消耗大概31%的全球能源，32%-45%的铝、煤炭、钢和金、铜。这一需求与矛盾强烈呼唤着科学和技术的革命性突破，强烈呼唤着科技造福于更大多数人，而不只是少数国家或者集团。人类文明进程需要一场新的科技革命与产业革命。

科技内部本身也存在着知识与技术体系创新突破的革命性的驱动。从科技自身发展的历史和规律来看，科学技术具有内在的革命性。科学革命与技术革命都是在长期知识积累的基础上，某一个时期发生跃变，表现出一定的周期性。科学革命是科学思想的飞跃，源于现有理论与科学观察、科学实验所发现的新现象产生矛盾和冲动，表现为新的科学体系的调整与构建，有些也会影响到知识大厦的结构发生新的变革。

 

20世纪下半叶以来，尽管知识呈爆炸增长态势，但基本上都是对现有科学理论的完善和精细化，尚未能出现可以与上半世纪的相对论等六大成就相提并论的理论突破或重大发现。如果从这一观念来说，“科学的沉寂”至今已达60余年。同时科学体系的内在矛盾已经凸显，比如,我们对暗物质、反物质知之甚少，如何以新的理论基础以及方法、手段去应对信息网络暴露出来的新问题。再例如，现在大量的基因组被测序，生物在进化过程中一定有内在规律可寻，这些复杂的基因组的遗传信息的解码语法究竟是什么？时间序列控制依靠的是什么？对于这些，现在都不明了。有人考虑合成生命，就是把非生命物质合成为有生命物质，这也是曙光在前。像这些问题都对已有的科学体系提出了新挑战，需要有新的突破。

技术革命是人类生存发展手段的一种表征，每一个时期的生存发展手段有代表性技术代表了那个时代，从青铜器时代、铁器时代、蒸汽机时代、电气化时代，一直到信息化时代、计算机时代，都可以找到代表那个时代人类生存发展方式的工具、手段和方法。技术革命是源于人类实践经验的升华，科学理论的创造性应用导致重大工具与方法的发明创造，表现为人的能力与效率的质的提升。这个效率不光是经济效益，还有环境效益。

从近现代来看，大约每隔一个世纪就会发生一次技术革命。第三次技术革命距现在已经80年了，差不多应该有新突破了，其间重大技术创新高潮迭起，重大的技术发明转化为工业生产力的时间呈现逐渐缩短的趋势。现有的技术体系再有10到15年，可能就要发生变革。否则，延续下去会碰到技术上的障碍。在其他科学领域里也存在同类问题。如材料领域，过去我们使用钢铁材料，现在使用轻结构合金，以后可能还要研制可再生可循环的材料，在制备过程耗能低，使用过程对环境更加友好，这个方向已经比较清晰地呈现在我们面前了。20世纪70年代以来，科技成果向生产力转化的周期越来越短，信息技术领域的某些成果的转化周期甚至缩短到几个月。

历史经验表明，全球性经济危机往往会催生重大科技创新。依靠科技创新，创造新的经济增长点，创新发展模式，是从根本上摆脱危机、走向可持续发展的一个必由之路。19世纪以来发生了两次波及全球的世界经济危机，比如1857年到1858年的世界经济危机之后，就爆发了电气革命。虽然不能完全机械地认为电气革命就是经济危机造成的，但经济危机大大缩短了这个过程。之前马克斯维尔方程、电磁理论等科学理论以及当时科学技术发展促使某些电器的基本发明，奠定了革命的科技基础。但之所以发展较快，实际上是经济危机发生后，传统的以蒸汽机为主的生产力受到障碍，需要有新突破，当时的资本开始调整投资方向。新大陆发现后经过了两三个世纪的变化，美国作为一块新大陆也积聚了发展的新需求，所以电气革命就发生了，从宏观的社会进程长周期来看，两者是有联系的。那么1929年到1933年世界经济危机以后，爆发了电子革命，这种联系就更为明显。经济危机后出现了德国法西斯复兴，爆发“二战”。“二战”中需要通讯，英国人发明雷达等远距离通讯、探测手段。“二战”过后，这些都转为民用，PC机、通信卫星、广播卫星、全球定位都发展起来。实际上经济危机与“二战”以后，人类社会的智力与财力的投向就发生了变化，加快了技术革命的进程。

 

现在，世界主要国家都在调整创新战略，而创新战略的源头是能源危机、气侯变化、环境压力、就业压力，传统工业持续不下去，尤其是发达国家，要找新的产业发展增长点。“911”事件以后，安全问题突出，要保障社会安全、公共安全，当然还有国家利益的问题。这些将强烈地激励、加快新科技革命的到来。譬如，美国、欧盟、日本与“金砖四国”等都将精力投向创新，谋求未来的发展。所以，我们总体上判断，当今的科技正处在一个革命性变革的前夜，在21世纪上半叶出现新的科技革命的可能性比较大。但是，出现科技革命并不等于完成了产业革命，可能要有20、30年甚至是50年左右的滞后期。

这一次全球性的金融危机，导致世界经济格局大调整，将加速科技创新的步伐，今后的10到20年很有可能发生一场以绿色、智能和可持续为特征的新的科技革命和产业革命。

第二，科技革命发生的领域和方向。

虽然准确地预见科技革命何时发生、在哪些领域发生是困难的，但也并非完全无迹可寻，它源于现代化竞争导致的经济社会发展方式的转型和面临的严峻挑战，源于科技体系内在的矛盾演进和突破。我们认为主要将在能源与资源、信息、先进材料、农业、人口健康、宇宙演化、物质结构、生命起源进化等领域有所前进。

一是能源和资源领域。人类必然从根本上要转变无节制耗用化石能源和自然资源的发展方式，迎来后化石时代和资源高效可循环利用的时代，这就要求在基本的科学技术问题上取得突破。比如，光能的转化与光合作用的机理究竟是什么，怎么能够提高效率；可再生能源的储存、稳定高效分布式利用的系统应该怎样构建；高效制氢与储存技术的新办法，或制氢能否通过太阳能、风能来持续实现，以及储存、运输，被安全利用来替代石油、天然气；地球系统以及演化的规律究竟是什么，从而认知深部地球和大陆架资源成因，提出探矿的新原理、新技术；对已有的不可再生资源更高效、清洁、可循环的利用；水资源清洁、可再生循环；生物资源以及仿生资源科学的研究。我们过去认为生物多样性是一种地球多样的物质资源，现在看来生物多样性资源是人类取之不尽、学无穷尽的知识源泉，生物多样性通过46亿年演进而形成的精巧结构和神奇的机制是人类学而不尽的。所以，我们说与其向美国学习，不如向自然界多学习。

 

二是信息领域。无论是集成电路、磁盘存储、高性能计算机还是互联网等现有信息技术，到2020年前后都会遇到难以继续发展的重大障碍，呼唤信息科学原始突破和技术革命性的突破。比如，新的网络理论，超级网络计算机新的结构，网络安全与智能管理，人机交互的新模式，语言文字图像识别转换与合成的新技术，海量数据的挖掘与管理，光电子计算、量子计算等新一代计算技术，自旋电子、量子器件的发现与应用，计算机计算与储存一体的新一代芯片技术。

三是先进材料领域。材料与制造是人类文明的物质基础，制造业是国民经济的支柱产业，未来30到50年，能源、信息、环境、人口健康、重大工程等材料与制造需求将持续增长，新材料与制造的全球化、绿色化、智能化将加速发展，制造过程的清洁、高效、环境友好也成为世界各国追求的主要目标。美国制造协会提出，制造要为大多数人，一是强调个性制造，另外一个是强调制造业面向发展中的人口和国家，这是美国科学家的世界眼光，我们应该采纳或认同这些观念。未来的材料科学与技术重要的突破，可能发生在材料组织结构与性能之间的关系的进一步认知方面，可再生循环材料或者仿生材料的结构和性能的关系我们知道的还不多、还不够。在材料制备过程中的精确设计与控制技术，材料的全寿命成本及控制技术，材料器件一体化技术等也需要新的突破。

四是农业领域。农业必然进入生态高效可持续时代，不仅将继续发挥保障食品安全和国民经济发展等传统功能，而且农业还将负担起缓解全球能源危机、提供多样需求和保护生态环境等新使命。这就要求在一些基本问题上取得新突破，比如生物多样性演化过程，高效、抗逆、生态农业育种的科学基础与方法，营养、土壤、水、光、温与植物相互作用的机理与控制方法，耕地可持续利用的科学基础，全球气候变化环境中的农业的响应，人类食品结构的合理演化的战略思路，基于种养殖类生物技术产业。生物产业的原料哪里来？原料还是要从种养殖业来，以后植物、动物都可以成为生物反应器来制备高附加值的精细化学品。

五是人口健康领域。全球人口在本世纪中叶可能达到90亿至100亿，人类必须控制人口增长，提高人口质量，保证食品和生态安全，防治重大流行病，并将关口前移，走一条低成本、普惠保健之路。这要求在一些基本科学技术问题上取得进展。例如，营养、环境、行为对人的生理心理健康的影响，基因遗传、变异与修复机理，疾病早期预测诊断与预防干预的科学基础，干细胞与再生医学，生殖健康和早期诊断治疗等。

 

在这一点上，我们认为中国的人口健康领域不能全跟着美国走。美国提倡分子生物医学，走个性医学的道路，这对高端是必要的，对科学技术的发展来说是前沿的，我们也要做，但不能靠这个来解决中国13亿人口的健康问题。我们必须从人口比较多的角度出发研究环境、行为、营养对人类健康的影响，然后早期发现、早期干预，普及科学知识，减少由于营养、环境、行为所造成的疾病，可能80%的人就少生病或不生病了。另外一方面，我们还要研究疑难病、多发病、传染病、流行病的治疗方法，也要包括个性化治疗，同时也不能忘记中西医结合，摸索出一条综合辨证治疗的方法，不能完全都按照西方医学的传统模式走。西方医学也在改，并不是一成不变的。

为经济社会服务的同时，我们还要考虑一些重要的基本科学问题，比如，在宇宙演化方面，我们要探测暗物质、暗能量、反物质，使人类极大深化乃至从基本上改变对宇宙的认识。中国应该积极参与，做一些有科学思想和技术手段的研究工作。在物质结构方面，人类正在进入调控时代，可能实现对构成物质的原子、分子乃至电子进行精确的调控，由此会导致一系列新的技术革命和产业革命，会影响信息革命、能源革命，也可能会影响物质科学、材料科学的变革。在生命的起源和进化方面，生物学打开了非生命化学物质向人造生命转化的大门，为探索生命起源和进化展开了新途径，对人口健康、生物经济和资源环保等产生革命性的影响，意识的本质一旦突破，将极大深化人类对自身和自然的认识，引起信息与自然科学的革命。

第三，科技革命对现代化建设至关重要，我国再也不能错失机遇。

纵观现代化历史进程，现代社会的每一次重大变革都与科技的革命性突破密切相关。科技革命深刻影响和改变着民族的兴衰、国家的命运。只有那些抓住科技革命机遇实现腾飞的国家，才能率先进入现代化行列。比如，日本在1950年到1985年期间实现了经济腾飞，经济增长高达120倍。德国在“二战”后迅速跃升成为世界工业强国。美国在世界工业生产中的份额，在1890年就上升到了世界第一位。工业革命造就了英国的崛起，第一次、第二次技术革命造成了美国、德国、日本的发展。第三次技术革命进一步强化了美国的力量，同时也帮助了日本经济的重新腾飞，他们都抓住了机遇。近代中国屡次错失科技革命的机遇，从一个世界经济强国沦为一个积贫积弱的国家，饱受列强欺凌。

 

回顾历史，有许多深刻的教训应该吸取。当前，尽管我国科技发展水平有大幅提高，但还远不能适应新科技革命挑战和现代化建设的需要，突出表现在：一是原始科技创新能力不足。在可能发生科学革命的重要方向上，我国基本上处在前沿跟踪的水平，真正由中国人率先提出和开拓的新问题、新理论和新方向寥寥无几。二是关键核心技术受制于人。我国许多重要产业的对外技术依存度较高，先导性战略、高技术领域布局相对薄弱，直接影响我国产业结构升级、新兴产业发展和国家安全。现在我国无论是民用工业还是国防武器装备，集成能力、制造能力大幅提升，但还缺乏关键核心的技术创新。有一些关键核心技术与部件还要依靠国外，如发动机等。三是中国特色的科技道路还没有完全形成，没有从根本上解决科技、经济“两张皮”的问题。

世界主要发达国家，比如美、英、日，都将迎接新科技革命作为主要的战略选择，从战略高度布局未来的发展。 2009年4月奥巴马在美国科学院的演说中指出，要着眼未来50年乃至21世纪的发展，着眼于应对全球挑战，着眼于持续保持领先地位，致力于重振美国的科技辉煌，提出要将美国的研发投入提高到超过GDP3%。英国前首相布朗在“科学与我们经济的未来”的演讲中提出，当今世界经济的严峻时刻，寄希望于科学能够提供新的解决方案、新技术和新机遇，重塑英国世界政治经济强国的地位。2009年3月9日，欧盟委员会宣布投入1050亿欧元用于环境计划，以保持欧洲在绿色技术领域的领导地位。2009年日本提出ICT（Information CommunicationTechnology）新政，志在用三年时间创造100万亿日元规模的市场新需求，推动日本整体产业结构的改革，提升国际竞争力。

第四，全面实现小康社会现代化建设目标，必须构建以科技创新为支撑的八大经济社会基础与战略体系。

八大体系是我们现代化进程中八个关键方面，是科技创新的最核心战略需求。现代化进程中，我们既面临着可能发生新科技革命的历史机遇，又面临着能源资源、生态环境、人口健康、空天海洋、传统与非传统安全等严峻挑战，必须构建以科技创新为支撑的八大体系。这八大体系是可持续能源与资源、先进材料与绿色智能制造、普惠泛在的信息网络、生态高值农业和生物产业、普惠健康保障、生态与环境保育发展、空天海洋能力新拓展、国家与公共安全等8大体系，并围绕这8大体系建设进行战略布局。

 

依靠科技创新构建中国可持续能源与资源体系，必须要大幅提高能源与资源利用效率，大力发展战略性资源的大陆架和地球深部勘察与开发，大力发展新能源、可再生能源和与新型清洁可替代能源和资源。可持续的能源与资源体系制定了三个阶段要达到的目标，2050年大概要到66亿吨煤当量，新能源要占到45%，核能要在10%。到2050年中国经济发展的总体格局已经有了，我们能源资源的利用效率、能源结构不能落后于那个时候的OECD国家的平均水平。其总体建设目标是有效保障我国现代化进程各个阶段能源与资源的有效供给和高效利用。到2020年前后，将有效缓解现有制约我国发展的能源与资源的瓶颈问题；到2030年前后，能够基本依靠我国能源与资源的自主创新能力，保障我国安全渡过资源与能源需求高峰；到2050年前后形成以自主创新为主体的中国特色可持续能源与资源体系，能源与资源产业具有国际竞争力，科技创新能力进入国际先进水平。我们重点瞄准高效的地面非油交通技术、煤的清洁和高附加值利用技术等10个重要的方向，突破关键技术，推进相关技术集成、实验、示范以及商业化的应用。在矿产资源方面，要在系统认知我国岩石圈独特演化历史的基础上，重点解决三大科学问题：巨量成矿物质聚集过程、矿床的时空分布规律、成矿模型与找矿模型的关系等与成矿理论和成矿规律研究等。重点突破四个技术方向，比如深部矿产资源探测、矿产资源高效清洁利用、矿产资源替代和循环利用等重要技术。由于水资源是个重要问题，所以在水资源、水环境等方面、重点解决三大科学问题：流域水体复合污染机理、流域水体水生态恢复机理、全球变化下水循环演化的规律等；突破五项关键技术，建设三个综合集成的平台：水量水质监测与评估平台、水灾害预警平台、蓄水管理与信息系统平台等。

在构建中国先进材料与智能绿色体系方面，要加速材料与制造技术绿色化、智能化、可再生循环的进程，促进我国材料制造产业结构升级与战略调整，有效保障我国现代化进程材料与装备的供给与高效清洁可再生循环的利用能力。其总体建设目标是，经过40多年的努力，完成制造业智能化、绿色化全面升级，实现综合考虑能源资源环境因素的材料全寿命、低成本设计和应用，实现资源能源高效清洁循环利用与环境影响的最小化，实现制造系统由人机和谐向以机器为主体的自主运行时代过渡，有效保障我国现代化进程中材料与装备的有效供给与高效利用，建立资源节约型、环境友好型社会。在智能制造与绿色过程方面，提出解决两个核心科学问题：物质高效转化和工程放大中的科学问题，海量制造信息处理和智能制造方法。

在构建普惠信息网络体系方面，强调要消除数字鸿沟，走出一条为人类共享的普惠、可靠、低成本的信息化道路。对体系建设方面的特征和目标作了明确，认为要逐步建设E社会，并且实现向U社会的过渡，2050年最终完成到U社会的过渡，实现无论何时何地、何人何物均可以互联互通、信息共享与协同工作。

 

构建我国生态高值农业和生物产业体系方面，要着重促进中国农业产业的结构升级，发展高产、优质、高效生态农业和相关的生物产业，保证粮食与农产品的安全。体系分为四个方面、三个时间段，主要包括农产品安全、可持续农业、智能农业和高值农业等四个方面。经过40多年的努力，全面实现农产品优质化、营养化、功能化，实现农业的信息化、数字化、精准化，建成农业高值转化的产业体系，形成生态系统持续良性循环、景观优美、功能多样、城乡一体的新型农业。重点环绕5个科技问题：植物和种质资源与现代育种；动物和种质资源与现代育种；资源节约型农业生产、生态与食品安全；信息化、智能化农业。

构建普惠健康保障体系方面，主要是推动医学模式由疾病治疗为主向预测、干预为主转变，将当代生命科学前沿与我国传统医学优势相结合，使中国在健康科学方面走到世界的前列。不这样做，我们将难以保障十几亿人口的健康。当然包括新的生物医学体系、人口控制与生殖健康、慢性病问题、流行性病的防治、生物安全、食品安全，提高药物研发和产业的创新。

构建生态与环境保育发展体系方面，要认知规律，提升监察、保护与修复能力，提高对自然灾害的预测预报与防灾减灾能力，不断发展相关的技术方法与手段，提供系统解决手段。现在看来，大的自然灾害的频度很难减少，也许还会有所增加。生态与环境保育发展体系主要围绕全球气候变化应对、流域环境质量、城市环境质量、生物多样性与生态系统等方面展开，也分三个阶段：2020年前后基本遏制我国生态与环境退化的趋势；2030年前后实现典型退化生态系统的恢复和污染环境的修复；2050年前后实现环境优美、生态健康，达到发达国家中等水平。这个任务是很艰巨的。

构建空天海洋能力新拓展体系方面，要大幅提高海洋探测和应用能力、海洋开发利用能力、空天科学与探测能力、空天技术能力、对地观测与综合信息应用能力。空天科技方面还要关注一些世界上都关心的重大科学问题，特别对日地系统要多关注一些，因为它对地球的影响更为直接。另外，要高度关注空天科技核心的方向，如对地观测要高分辨，发展超高精度时空基准，发展临近空间飞行器，发展深空超高速和自主航行，以及人类在空间的生存和活动能力等，还要构建数字地球平台。在海洋科技领域，海洋不光是安全屏障，也是资源的重要宝库，影响生态环境的要素之一。在聚焦海洋资源开发、保障海洋安全等方面要解决一批重要科学问题、突破一批关键技术。

 

构建国家与公共安全体系方面，主要发展传统与非传统的安全防范技术，提高监察、预警和应急反应的能力，其中包括空间安全、海洋安全、生物安全、信息网络安全等四大方面。在我国现代化进程中，保证我国有效进入与和平利用空间，保护海洋产业与海洋运输战略通道安全，有效防范对人民生活和生态环境的生物威胁，维护信息与网络空间安全，同时拓展国家利益，维护国家主权，保障社会稳定。现在，美国、欧洲、日本已经发射了碳卫星监测全球的碳排放，尤其监督中国的碳排放，中国也要争取尽快发射自己的碳卫星，不光是碳，还有氮、磷、硫等都要通过卫星或无人机探测，我们必须要有自己的监测网络体系和手段。

第五，实现中国面向2050年重要战略科技发展路线图的核心是解决那些影响中国现代化进程的战略性重大科技问题。我们一共归纳了22个战略科技问题，比如影响中国科技竞争力的有6个，影响我国可持续发展能力的有7个，影响国家与公共安全的有2个，可能出现革命性突破的有4个，发展迅速的综合交叉前沿方向的有3个。

影响我国国际竞争力的6个战略性科技问题中有“后IP”网络的新原理新技术研究和试验网建设问题，这关系到以后中国的网络是跟着人家走，还是能够自主发展甚至起到引领作用；高品质基础原材料的绿色制备问题，以后可能会出现绿色壁垒，我们没有技术就要受管制、制裁；还有资源高效清洁循环利用的工业过程技术，发展信息化智能制造系统，艾级（1018）超级计算技术，农业动植物品种的分子育种等。

影响我国可持续发展能力的7个战略性科技问题，有发展中国地下4000米透明计划，新型可再生能源和智能电力系统，深层地热发电技术，新型核能系统，海洋实时观测研究网络，干细胞与再生医学，重大慢性疾病早期诊断与系统干预等。

 

发展迅速的综合交叉前沿方向的问题有纳米科技，空间科学探测及科学卫星，数学及复杂系统研究。以空间科学探测及科学卫星为例，我国空间技术开始源于国家安全需要，后来又发展了对地观测，直到载人系统等，但在空间科学方面，我国还相对较薄弱。国外的空间科学主要是空间天文，空间环境研究，尤其是日地环境研究。空间科学能带动空间技术的发展，同时也能占领某些技术的制高点，有些只有大国能做，连欧洲中小国家也只能联合起来做。中国在空间科学探测和空间卫星方面要有所规划、有所加强，不能局限于模仿，人家做一个，我们就做一个，要提出新的科学目标，当然也要发展精细对地观测应用卫星方面的工作。

第六，走中国特色的科技创新道路，实现从模仿、跟踪向自主创新的战略性转变。

我们必须要继续坚持对外开放，走“以我为主”有效利用全球创新资源的道路，坚持以开放的心态对待人类创造的一切知识。要提升创新跨越的起点，必须要进一步加强国际科技交流合作，但在交流中要坚持独立自主、合作共赢。在国家层面统筹安排，集中力量解决战略性的科技问题，提升自动创新能力。要完善国家知识产权战略，直接参与国际知识产权规则的制定与修改。必须集中力量支持我国企业提升国际竞争力，打造一批具有强大自主创新能力、全球品牌和国际竞争力的跨国公司，提高国家总体的技术创新能力。

我国必须要坚持“以人为本”，走创新实践凝聚、造就创新创业人才的道路。要环绕重要的科技领域的战略研究与重大科技创新活动的组织实施，立足创新实践培养、造就、吸引和凝聚德才兼备的科技领军人才和技术人才。“产学研”合作，加强企业工程技术人才的培养，着力加强青年人才的培养。加快教育改革与发展，推进素质教育、创新教育，优化教育机构，建设人力资源强国。构建人才可以充分施展才干、竞争合作的良好社会环境。

我们必须要立足于国情，走政府主导与市场基础配置相结合的道路，政府应该进一步加大科技投入，要逐步加大R&D投入比例，逐步将投入提高到占GDP的2.5％以上。政府的投入重点要集中到事关国家全局的战略科技领域，事关民生的公益性科技领域和技术前沿性领域。政府的投入还可以做一些扶持、转移、转化、孵化新兴产业的工作，企业的创新主要还是要靠政策的支持和引导。现在的问题是，中国的企业尤其是国有企业有一定的市场垄断优势，所以在科技投入方面的动力还不足。一些民营企业因为过度竞争，利润率很低，没钱投入创新。所以，政府在对科技的宏观管理指导方面要有所创新。地方政府科技投入重点应该集中在培养创新创业人才，集聚创新要素，构建区域创新高地等方面。

 

加快构建科学研究与人才培养有机结合的知识创新体系，发挥国家科研机构的骨干引领作用，发挥大学在知识创新和技术服务方面的基础与生力军作用，引导和支持国家科研机构从国家战略需求出发，开展定向基础研究，战略高技术创新和系统集成以及重大的公益性研究。结合创新实践培养创新创业人才，引导和支持大学在做好教育中心工作的同时，开展科技基础和前沿探索与社会服务，实现创新体系各单元功能互补、联合合作、协力创新、共同发展的格局和整体态势。

同时我们要建立科学高效的管理系统，进一步明确和调整各环节功能主体的职能地位。政府主要是制定战略规划，优化政策供给，建设制度环境。国家科研机构、研究型大学、部门和行业研究机构及企业，应成为创新组织实施的主体。统筹协调不同性质的科技工作，加快建立分类管理的制度体系。加强绩效管理，坚持正确的评价导向。提高科技创新的效率与效益，按照职能明确、评价科学、开放有序、管理规范的原则，加强现代科研院所的制度建设，营造诚信、宽松、和谐的学术环境，提倡敢于创新、敢为人先、敢冒风险的创新精神，营造激励创新创业的制度和文化环境。

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责任编辑：陈航舟

文章来源：http://www.71.cn/2011/0601/772110.shtml