前沿科技领域呈现群体突破的态势

一、前沿科技领域呈现群体突破的态势

当今世界科技发展新趋势的一个表现，就是前沿科学技术的集群发展。当前，以信息技术、新材料技术、新能源技术、生物技术、海洋技术、空间技术为主导的高新技术，正在形成一种强大的集群力量，各种技术之间出现了极强的群体性，它们的发展呈现出群体突破的态势。

过去的技术革命的主导技术通常只有一项，如第一次技术革命中的主导技术是蒸汽动力技术，第二次技术革命的主导技术是电力技术，第三次技术革命的主导技术是电子技术，而当今新科技革命的主导技术是以信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、海洋技术、空间技术等为主导的群体技术。在上述各项主导技术群体中，信息技术处于中心地位，发挥着主导作用。计算机和网络等信息技术不仅促进了其他主导技术的快速发展，而且还促进了生产方式向高级自动化和智能化的方向发展，并将使人类社会迈入信息化时代。

前沿主导技术呈现群体突破的态势，标志着当今科学技术已经进入到一个前所未有的主导创新技术集聚的时代。尽管当今科学技术的构成不同、功能各异，但是它们都基于不同层次的理论与方法，它们相互联系，彼此渗透交叉，整个科学技术群体构成了协同发展的复杂体系。这种发展趋势正是因为客观世界本身就是统一的复杂体系，当今科学技术在向微观和宏观层面深入的同时，也越来越关注复杂系统的研究。

当今主导技术群体的主要特点是拥有深厚的理论基础。从技术发展史看，第一次技术革命中的主导技术是蒸汽动力技术，基本上属于经验性技术；第二次技术革命中出现了电磁感应等理论，科学性开始增强；第三次技术革命的主导技术是电子技术，已经开始探索电子层次的微观世界；而当代新科技革命的主导技术群体已经完全进入到科学性阶段，它们以深厚的科学理论为基础，这些理论基础包括量子力学、分子生物学、系统科学、非线性科学和复杂性研究等，研究对象包括从微观世界的不同层次到宏观世界的深层钻探和深空探测等诸多领域。由于理论基础雄厚，当代主导技术群体的产品的技术含量也大幅度提高。

20世纪90年代以来，以信息技术、新材料技术、新能源技术、生物技术、海洋技术、空间技术为主导的技术群体的发展代表了当今世界科技最前沿，直接反映了世界科技发展的新趋势。

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前沿科技发展的新态势

在信息技术领域，信息技术依然发挥着主导作用。计算机科技继续向深亚微米、超大规模集成、网格化、智能化方向发展，量子计算、生物计算等将可能引发计算模式的变革，从而研制出更加快捷、更加安全、功能更加多样的计算工具；以通信、计算机、软件、宽带网络及3S（遥感、全球信息系统、全球定位系统）等技术为代表的信息技术以及计算机、网络通信、信息家电和信息处理技术相互融合，继续改变着人类的生活方式与生产方式并将继续推进新军事变革；信息技术与其他技术交叉融合促进传统产业升级换代，催生出新的产业门类，改变了人类社会的产业结构。

在生命科学和生物技术领域，生命科学和生物技术正酝酿一系列重大突破。基因组学、蛋白质组学、脑与认知科学等已成为生命科学的热点与前沿；生命科学、物质科学、信息科学、认知科学与复杂性科学的融合，孕育着重大的科学突破；以人类和重要作物基因组学为基础的生物技术，在解决人类食品、疾病和健康等问题方面不断取得重大进展；以生物为材料的工业生物技术异军突起，估计2020年后工业生物制造有可能成为重要的核心产业，并将带动绿色生产和循环经济的发展，生物技术还将带动环境、能源等领域发生重大变革；通过对生物多样性了解的深入以及生态环境修复技术的发展，将使人类有可能扭转长期以来单纯向自然索取的历史，逐渐恢复较为健康稳定的地球生态系统。

在新材料技术领域，新材料继续成为人类文明的基石。21世纪材料科学技术的发展，具有功能化、复合化、智能化和环境友好等特征。最活跃的将是信息功能材料、纳米材料、高性能陶瓷、生物材料、复合材料等。高比强度、高比刚度、耐高温高压、耐腐耐蚀等极端条件的超级结构材料，将向着强功能和结构与功能一体化的方向发展，智能材料等将进一步受到重视；纳米材料和碳纳米管将成为21世纪的超级材料，作为纤维，其强度比钢大100倍，而重量仅为同体积钢的1/6，作为导线，其电导率远远超过铜；智能材料和超导材料因具有特殊的功能将格外受到重视，预计到2020年前后美国和日本以及欧洲将利用超导电缆输送电力，减少能耗；超导材料还将使21世纪的航运、铁路以及其他基础设施面貌一新；用于国防的隐身材料的研究，已从初期的涂覆性涂层向复合结构、掺混等材料发展，用纳米高分子复合材料制作隐身材料已成为世界国防科技关注的热点。

在新能源技术领域，新能源科学技术越来越受到重视。化石燃料的高效与清洁利用技术，将得到广泛应用；节能技术及能源高效利用技术愈来愈受到广泛重视，将使单位GDP的能耗继续出现显著下降，并减少环境污染；2020年，在一些发达国家，太阳能、风能和生物质能等可再生能源，将达到能源总量的20%～30%左右；氢能源体系的开发引起重视，污染少、效率高、发展潜力巨大的燃料电池关键技术已基本解决，正在走向产业化，并向电站规模发展，向燃料电池与蒸汽燃气轮机技术集成方向发展，形成联合循环发电；核能的利用将进一步发展，不久的将来有可能研制出高效、安全、洁净的核能系统；核聚变能研究与探索显现希望的曙光，一旦受控核聚变技术取得突破并实现商业应用，将开辟人类能源利用的新途径。

在空间技术领域，空间科技带动高技术的发展。在经历了半个多世纪的发展后，航天技术将进一步加快拓展应用领域和市场开发，月球资源和发展太空生产能力，将在21世纪成为现实；外层空间微重力和超真空环境的利用，将使人类在21世纪生产出超纯材料、新的药品和优质抗逆农作物品种等；空间通信、遥感和导航已经或正在形成新兴产业，多层次、多用途、实时性、天地衔接的天基信息系统，为经济社会发展和国家安全提供强有力的保障。

在海洋技术领域，海洋科技越来越引起各国的重视。海洋环境科学、海洋生态科学、海洋及海底构造动力学等学科的研究日趋活跃，海洋生物多样性资源可持续开发利用的生物技术，以及相关海洋信息技术和渔牧技术，成为世界各国竞相发展的海洋高技术领域；深海生物基因开发技术、天然气水合物资源勘探技术，将为人类开发出新型食物、新型药物和新的能源。