宋超，孫勝凱，陳進(jìn)東，王亞瓊，闞曉偉，魏暢，崔劍

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院, 北京100048）

世界主要國家工程科技重大計(jì)劃與前沿問題綜述

宋超，孫勝凱，陳進(jìn)東，王亞瓊，闞曉偉，魏暢，崔劍

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院, 北京100048）

本文梳理了近年來世界各主要國家工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃和措施，簡要分析了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r、水平，對主要國家工程科技領(lǐng)域計(jì)劃的目標(biāo)、路徑與內(nèi)容進(jìn)行了比較分析，描繪了工程科技計(jì)劃關(guān)系圖、聚焦點(diǎn)和前沿問題。

工程科技；主要國家；重大計(jì)劃；前沿問題；聚焦點(diǎn)

一、前言

科技創(chuàng)新發(fā)展是深刻影響人類文明走向和進(jìn)程的重要要素，在某種意義上決定著一個國家、一個民族的興衰和命運(yùn)。當(dāng)今世界，科技創(chuàng)新浪潮迭起，世界主要國家大力推進(jìn)中長期科技戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在準(zhǔn)確把握、及時布局科技創(chuàng)新的方向和重點(diǎn)，以掌握競爭、發(fā)展的主動權(quán)[1]。本文梳理了近年來世界各主要國家工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃和措施，簡要分析了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r、水平，并對世界各主要國家工程科技領(lǐng)域重大戰(zhàn)略計(jì)劃的目標(biāo)、路徑與內(nèi)容進(jìn)行了比較分析，提出了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域的前沿問題與發(fā)展趨勢。

二、世界各主要國家工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃

集中優(yōu)勢力量部署重大工程科技戰(zhàn)略計(jì)劃是世界各主要國家推進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要手段，為實(shí)現(xiàn)國家戰(zhàn)略目標(biāo)提供了有力支撐。本文梳理了近幾年世界各主要國家發(fā)布的工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃，分析其關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)和主要技術(shù)方向。

（一）美國

美國重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃一部分出自國家層面，另一部分是各類智庫提出的咨詢報(bào)告和建議，兩者共同支撐了一系列體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的科技計(jì)劃的出臺。

近幾年，美國白宮科技政策辦公室（OSTP）、國家科學(xué)技術(shù)理事會（NSTC）、國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）、戰(zhàn)略與國際研究中心（CSIS）等國家相關(guān)部門以及麥肯錫等咨詢公司相繼發(fā)布了各類重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃和科技戰(zhàn)略研究報(bào)告[2～4]，其主要聚焦的領(lǐng)域和技術(shù)方向見表 1。

表1 美國各重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃聚焦的領(lǐng)域和技術(shù)方向

除以上綜合性的重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃外，美國還發(fā)布了很多領(lǐng)域、行業(yè)發(fā)展計(jì)劃，如《先進(jìn)制造業(yè)：聯(lián)邦政府優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域概要》《四年度技術(shù)評估》《推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計(jì)劃》《材料基因組計(jì)劃》《美國2050年遠(yuǎn)景：國家綜合運(yùn)輸系統(tǒng)》等等。總體上看，美國在工程科技各領(lǐng)域均部署了不同層面的科技戰(zhàn)略計(jì)劃，其中對先進(jìn)制造、清潔能源、精密醫(yī)療、大數(shù)據(jù)及先進(jìn)計(jì)算技術(shù)等方面關(guān)注度頗高。

（二）歐洲

2013年，歐盟在“里斯本戰(zhàn)略”落幕的同時迎來了“歐盟2020戰(zhàn)略”的啟動。作為落實(shí)歐盟發(fā)展戰(zhàn)略的主要操作工具，新的研究與創(chuàng)新框架計(jì)劃——“地平線2020”于2013年12月11日正式啟動，為期7年（2014—2020），以期依靠科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)“智能、包容和可持續(xù)發(fā)展”的增長模式?！暗仄骄€2020”聚焦三大戰(zhàn)略目標(biāo)：打造卓越科學(xué)、成為全球工業(yè)領(lǐng)袖、成功應(yīng)對社會挑戰(zhàn)，其中，工程科技相關(guān)領(lǐng)域的部署計(jì)劃如表2所示[5]。

表2 歐盟“地平線2020”部署的工程科技相關(guān)領(lǐng)域計(jì)劃

綜上可見，歐盟整個科技與創(chuàng)新框架體系全方位覆蓋創(chuàng)新領(lǐng)域，包括人口健康，食品安全，可持續(xù)農(nóng)業(yè)、海洋和海事研究，安全、清潔和高效的能源，智能、綠色和綜合交通運(yùn)輸體系，氣候變化以及社會安全等多個領(lǐng)域，其中對工業(yè)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注度相對較高。

蘭德公司（歐洲）認(rèn)為數(shù)字技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展在各個方面呈現(xiàn)出越來越緊密的關(guān)系，研究提出在“地平線2020 ”計(jì)劃中對塑造和提高歐盟研發(fā)、創(chuàng)新能力具有關(guān)鍵作用的10個與數(shù)字技術(shù)相關(guān)的主題，并分析了未來趨勢，如表3所示。

表3 蘭德公司提出的數(shù)字技術(shù)10大主題和趨勢

英國從2002年開始開展第三輪技術(shù)預(yù)見，并于2010 年發(fā)布了《技術(shù)與創(chuàng)新未來：英國 2030 年的增長機(jī)會》，對英國面向 2030 年的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)性預(yù)見，提出四大領(lǐng)域的53項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)，如表4所示 [6]。

德國近幾年也出臺了多個研究創(chuàng)新計(jì)劃，包括能源轉(zhuǎn)型的哥白尼克斯計(jì)劃、IT安全研究計(jì)劃、基因組編輯新方法對社會影響研究計(jì)劃等。2010年出臺了《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略——思想·創(chuàng)新·增長》，2013年提出新的高技術(shù)戰(zhàn)略計(jì)劃——“工業(yè)4.0”，支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，搶占新一輪工業(yè)革命的先機(jī)。

法國于2015年5月提出了“未來工業(yè)”戰(zhàn)略，包含新型物流、新型能源、可持續(xù)發(fā)展城市、生態(tài)出行和未來交通、未來醫(yī)療、數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)、智慧物體、熟悉安全和智慧飲食等九個項(xiàng)目。并于同年7月出臺了《綠色轉(zhuǎn)換能源法案》，提出限定核能發(fā)電量、降低化石能源消耗、提升可再生能源在能源總消耗中的比例，并且到2050年能源消耗量降低一半。

（三）日本

日本從1971年開始組織了世界上首次大規(guī)模的技術(shù)預(yù)見，此后每5年進(jìn)行一次，每次技術(shù)預(yù)見結(jié)果都用來支撐日本不同重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃的制定。2015年，日本進(jìn)行了第10次科技預(yù)測調(diào)查，為日本部署第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃提供了依據(jù)。日本內(nèi)閣會議于2016年1月22日審議通過了《第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃（2016—2020）》，提出未來10年日本將大力推進(jìn)和實(shí)施科技創(chuàng)新政策，把日本建成“世界上最適宜創(chuàng)新的國家”[7]，主要包括以下幾個方面。

1.超智能社會

在全世界迎來第四次產(chǎn)業(yè)革命的背景下，日本將以制造業(yè)為核心，靈活利用信息通信技術(shù)，基于互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)，打造世界領(lǐng)先的“超智能社會（5.0社會）”。日本將優(yōu)先推進(jìn)《科技創(chuàng)新綜合戰(zhàn)略2015》中已確定的11個系統(tǒng)的建設(shè)工作：能源價(jià)值鏈優(yōu)化系統(tǒng)、地球環(huán)境信息平臺、高效基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)管理更新系統(tǒng)、防抗自然災(zāi)害的社會系統(tǒng)、高速道路交通系統(tǒng)、新型制造系統(tǒng)、綜合型材料開發(fā)系統(tǒng)、地方治理系統(tǒng)、工作流程管理系統(tǒng)、智能食物鏈系統(tǒng)以及智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

2.共性技術(shù)研發(fā)

日本政府提出，將不斷完善知識產(chǎn)權(quán)和國際標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，推動網(wǎng)絡(luò)安全、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建、大數(shù)據(jù)解析、人工智能等服務(wù)平臺，開展必不可少的共性技術(shù)研發(fā)，同時，圍繞機(jī)器人、傳感器、生物技術(shù)、納米技術(shù)和材料、光量子等能夠創(chuàng)造新價(jià)值的核心優(yōu)勢技術(shù)，設(shè)定富有挑戰(zhàn)性的中長期發(fā)展目標(biāo)并為之付出努力，從而提升日本的國際競爭力。

表4 對英國 2030 年至關(guān)重要的技術(shù)

3.積極應(yīng)對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

為了及早解決日本國內(nèi)及全球面臨的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展挑戰(zhàn)，日本政府預(yù)先選定了要通過科技創(chuàng)新解決的13個重點(diǎn)政策課題，如表5所示。

2016 年 4 月，日本內(nèi)閣府與科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST） 聯(lián)合提出包含16個領(lǐng)域的綜合性科技創(chuàng)新計(jì)劃——“日本顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃（ImPACT）”[8]。同年6月，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）發(fā)布了《2030年研究戰(zhàn)略》，提出了日本產(chǎn)業(yè)與科技創(chuàng)新的重點(diǎn)發(fā)展方向[9]，主要內(nèi)容見表 6。

綜合日本各項(xiàng)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃可以看出，日本近幾年關(guān)注的工程科技發(fā)展方向主要集中在智能產(chǎn)業(yè)、能源資源以及醫(yī)療和人口健康等方面。

（四）中國

中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推動以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新，繼而陸續(xù)提出了“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、海洋強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、健康中國、軍民融合發(fā)展、“一帶一路”建設(shè)、京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展等一系列國家戰(zhàn)略，并通過實(shí)施全面系統(tǒng)的科技規(guī)劃推動創(chuàng)新發(fā)展。2016年中央頒布了《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，明確提出了建設(shè)世界科技強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，之后，國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，明確了“十三五”時期科技創(chuàng)新的總體思路、發(fā)展目標(biāo)、主要任務(wù)和重大舉措，在電子信息、先進(jìn)制造、能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、生物健康以及太空、海洋開發(fā)利用領(lǐng)域都進(jìn)行了相應(yīng)布局[10]，進(jìn)而，面向2030 年部署了一批體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目與工程，形成遠(yuǎn)近結(jié)合、梯次接續(xù)的系統(tǒng)布局（見表7）。

三、世界各國重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃的比較分析

對美國、歐盟、日本和中國的各項(xiàng)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃中與工程科技相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行聚類分析，以發(fā)掘世界各主要國家共同關(guān)注及各自重點(diǎn)關(guān)注的工程科技技術(shù)方向，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可見，各國（地區(qū)）對工程科技的共同關(guān)注點(diǎn)主要集中在信息、先進(jìn)制造、能源和生物技術(shù)四大領(lǐng)域。信息領(lǐng)域：大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、人工智能和量子技術(shù)等當(dāng)今熱點(diǎn)技術(shù)受到廣泛關(guān)注，同時，大數(shù)據(jù)發(fā)展帶來的對先進(jìn)計(jì)算技術(shù)的需求，以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展帶來的網(wǎng)絡(luò)安全問題也受到各國重視。先進(jìn)制造領(lǐng)域：智能感知傳感器技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)以及面向個性化制造的3D打印技術(shù)是關(guān)注熱點(diǎn)。能源領(lǐng)域：可再生能源和清潔能源技術(shù)是未來主要發(fā)展方向，各國對氫能、核能技術(shù)有所部署，節(jié)能和儲能技術(shù)也備受關(guān)注。生物技術(shù)領(lǐng)域：合成生物、基因組學(xué)和生物分子技術(shù)受到關(guān)注，腦科學(xué)研究也越來越受到重視。

各國在工程科技重大計(jì)劃部署上各具特色。美國對安全方面的技術(shù)關(guān)注度較高，對國土安全、新型武器和情報(bào)等方面進(jìn)行技術(shù)部署。日本由于其國家自然地理?xiàng)l件較為特殊，對災(zāi)害和地質(zhì)相關(guān)技術(shù)更為關(guān)注，同時十分重視核廢料回收。從總體上看，歐盟的工程科技重大計(jì)劃部署與國際大趨勢基本吻合，但歐洲各國的關(guān)注點(diǎn)則各有側(cè)重。中國作為農(nóng)業(yè)大國，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、轉(zhuǎn)基因和育種技術(shù)較為重視，同時對煤炭和煤層氣技術(shù)較為關(guān)注。在電子技術(shù)方面，由于中國技術(shù)基礎(chǔ)相對較弱，成為制約科技發(fā)展的瓶頸，因而在集成電路和電子芯片等方面加強(qiáng)了部署。此外，軌道交通、中醫(yī)藥等優(yōu)勢技術(shù)也受到進(jìn)一步重視。

表5 日本將通過科技創(chuàng)新解決的13個重點(diǎn)政策課題

表6 日本產(chǎn)業(yè)與科技創(chuàng)新的重點(diǎn)發(fā)展方向

表7 中國科技創(chuàng)新2030——重大科技項(xiàng)目與工程

圖1 世界主要國家工程科技重大計(jì)劃聚類分析圖

四、世界工程科技領(lǐng)域前沿問題與發(fā)展趨勢

當(dāng)前，全球進(jìn)入密集創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革孕育加速的時代，工程科技各領(lǐng)域在技術(shù)牽引和需求推動的雙重動力下正在加速發(fā)展，結(jié)合世界各主要國家重大科技計(jì)劃的梳理分析，整理當(dāng)前世界工程科技各領(lǐng)域前沿問題與發(fā)展趨勢如下。

(一)智能、綠色、高效技術(shù)發(fā)展推動化石能源清潔化、新能源經(jīng)濟(jì)化、能源服務(wù)智能化

煤炭開發(fā)向安全、高效、綠色、智能開采方向發(fā)展，煤炭利用朝著高效、節(jié)能、節(jié)水和清潔方向發(fā)展。非常規(guī)油氣和海洋深水油氣成為世界油氣儲量與產(chǎn)量的新增長點(diǎn)，油氣資源勘探開發(fā)向海底化、智能化、復(fù)合化方向發(fā)展。核電發(fā)展更加強(qiáng)調(diào)安全性和可持續(xù)性?？稍偕茉吹募夹g(shù)研發(fā)向大型化、高效低成本方向發(fā)展，而可再生能源利用則是朝著多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)與綜合利用方向發(fā)展。電力工程技術(shù)發(fā)展特征是安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、智能開放，構(gòu)建智能電網(wǎng)，發(fā)展大規(guī)?？稍偕茉唇尤爰夹g(shù)、融合分布式可再生能源的微電網(wǎng)技術(shù)、直流電網(wǎng)或交直流電網(wǎng)模式。非能源礦業(yè)向?qū)崿F(xiàn)深部資源的安全開采和高效回收方向發(fā)展。

(二)著眼環(huán)境質(zhì)量對人類健康的影響，全球全過程復(fù)合污染控制與生態(tài)協(xié)同修復(fù)成為趨勢

當(dāng)前，世界范圍不同階段、不同層面、不同特征的環(huán)境生態(tài)問題共存，既有重工業(yè)發(fā)展區(qū)域面臨的傳統(tǒng)重工業(yè)污染及新型污染、多重復(fù)合型污染問題，也有工業(yè)化區(qū)域面臨的生態(tài)環(huán)境深度改善及全球化環(huán)境改善難題。削減源頭污染、清潔生產(chǎn)成為改善環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵，復(fù)合與新型污染物高效深度處理是解決點(diǎn)源及部分面源污染問題的關(guān)鍵，大區(qū)域、流域生態(tài)與土壤修復(fù)大面積展開，環(huán)境基準(zhǔn)與人體健康影響研究成為關(guān)注焦點(diǎn)，大尺度環(huán)境監(jiān)測及快速預(yù)警應(yīng)急技術(shù)得到快速發(fā)展。

(三)信息技術(shù)亟須突破計(jì)量、感知、計(jì)算和使能技術(shù)與體制瓶頸，大力推進(jìn)泛在智能和移動互聯(lián)網(wǎng)

當(dāng)前，以測量、通信、計(jì)算為三大支柱的信息電子技術(shù)在精度、速度、廣度、深度等方面的要求越來越高。新一代計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)和高精度測量技術(shù)長足發(fā)展，感知技術(shù)趨向體制革新、高性能與智能化，使能材料和器件技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)工業(yè)不斷升級，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)呈現(xiàn)“千億級人—網(wǎng)—物三元互聯(lián)”，計(jì)算技術(shù)向超高性能、超低功耗、超高通量和多計(jì)算范式等方向發(fā)展，軟件技術(shù)向高智能、高聚合、高適應(yīng)方向發(fā)展。

(四)材料發(fā)展呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化，材料器件一體化、納米化與復(fù)合化，支撐產(chǎn)品功能創(chuàng)新和性能優(yōu)化

世界各國高度重視新材料的創(chuàng)新研發(fā)，力圖在新能源材料、節(jié)能環(huán)保材料、納米材料、生物材料、醫(yī)療和健康材料、信息材料等領(lǐng)域的未來國際競爭中搶占一席之地。新材料不斷更新?lián)Q代，硅材料發(fā)展推動微電子芯片集成度及信息處理速度大幅提高，成本不斷降低；碳化硅、氮化鎵寬禁帶材料為新一代射頻高能效、高功率器件開辟了廣闊的市場前景；低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)的研究開發(fā)取得重要突破，大量無源電子元件整合于同一基板內(nèi)已成為可能。此外，變革新材料研發(fā)模式逐漸成為關(guān)注的重點(diǎn)。

(五)制造技術(shù)與信息技術(shù)深度融合，推動裝備制造智能化

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)與自動化的融合為傳統(tǒng)制造業(yè)賦予了新能力，人工智能與機(jī)器人逐漸得到廣泛應(yīng)用，增材制造開創(chuàng)生產(chǎn)和商業(yè)的新模式，儀器儀表向小型化、多功能、智能化方向發(fā)展，共同促進(jìn)了以生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命的發(fā)展。

(六)流程工業(yè)聚焦低碳、循環(huán)、減量、高效，廣泛建立生態(tài)工業(yè)鏈接，發(fā)展智能工廠

流程工業(yè)正在向綠色化、生態(tài)化方向發(fā)展，通過建立廣泛的生態(tài)工業(yè)鏈接，減少化石燃料消耗和污染物排放，通過智能化工程，不斷提升流程工業(yè)的效率效益。未來，流程工業(yè)各行業(yè)將進(jìn)一步調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)、流程結(jié)構(gòu)、資源結(jié)構(gòu)、耗能結(jié)構(gòu)，提高能源效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約化和高效化生產(chǎn)。

(七)瞄準(zhǔn)低能耗、高可靠、綠色化與智能化，發(fā)展智慧城市和高品質(zhì)、強(qiáng)安全基礎(chǔ)設(shè)施

當(dāng)前，人類社會已真正進(jìn)入“城市世紀(jì)”，綠色建筑設(shè)計(jì)和城市設(shè)計(jì)得到廣泛關(guān)注，智慧城市成為世界主要經(jīng)濟(jì)體城市發(fā)展的新引擎；新型結(jié)構(gòu)體系不斷涌現(xiàn)，工程結(jié)構(gòu)的可靠性、耐久性及全壽命設(shè)計(jì)理念得到初步實(shí)現(xiàn)；水安全保障體系呈現(xiàn)出全球化、多元化趨勢，智慧水系統(tǒng)和水資源再生技術(shù)得到了持續(xù)關(guān)注。

(八)構(gòu)建主動控制型綜合交通系統(tǒng)，推動運(yùn)載工具智能化、交通設(shè)施智慧化、管理服務(wù)協(xié)同化

在“綠色、智能、泛在”為特征的群體性重大技術(shù)變革之下，交通運(yùn)輸成為大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、新能源和新材料等新興技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，交通運(yùn)輸工具向節(jié)能環(huán)保、高效智能、安全便捷的方向發(fā)展，高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新主題由功能設(shè)計(jì)逐步轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)運(yùn)營安全保障、運(yùn)營品質(zhì)提升與維護(hù)，網(wǎng)聯(lián)化、協(xié)同化和智慧化的綜合交通體系正在逐步形成，精準(zhǔn)、實(shí)時、高效的交通應(yīng)急搜救與安全保障體系也得到日益重視。

(九)海洋空間探測與應(yīng)用技術(shù)向更廣、更深、更精方向發(fā)展

海洋空間仍然是世界主要國家競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。世界主要航天國家正在推進(jìn)高可靠、高效費(fèi)比的天地往返運(yùn)輸能力建設(shè)，支撐載人航天與深空探測發(fā)展，面向空間信息的高效泛在應(yīng)用，構(gòu)建天地一體化衛(wèi)星應(yīng)用與服務(wù)體系。海洋環(huán)境立體綜合觀測與智能服務(wù)系統(tǒng)得到廣泛關(guān)注，海洋資源勘查及開發(fā)走向多樣化、精準(zhǔn)化并向深遠(yuǎn)海方向發(fā)展，海水資源和海洋能高效綜合利用技術(shù)攻關(guān)方興未艾。

(十)生物與信息技術(shù)推動農(nóng)業(yè)綠色革命，大力發(fā)展精準(zhǔn)化、集約化、高值化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、信息技術(shù)迅猛發(fā)展，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要引擎。新的綠色革命推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)改造升級，包括生物化、信息化、無害化、循環(huán)化和標(biāo)準(zhǔn)化等方面，發(fā)達(dá)國家圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)化、集約化、高值化已開始了新一輪的戰(zhàn)略部署。種質(zhì)資源保護(hù)與創(chuàng)新成為世界各國的前瞻性戰(zhàn)略，生物基因組學(xué)成為國際種業(yè)競爭制高點(diǎn)；世界各國十分重視重大動物疫病及人畜共患病的影響，發(fā)達(dá)國家在生物技術(shù)防控動植物重大疫病方面處于引領(lǐng)地位；農(nóng)業(yè)資源高效利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)成為國際關(guān)注焦點(diǎn)；智慧農(nóng)業(yè)工程科技的發(fā)展已成為國際上現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的前沿；全球農(nóng)產(chǎn)品加工向多領(lǐng)域、多梯度和高科技方向發(fā)展。

(十一)健康優(yōu)先、預(yù)防為主，推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、藥物創(chuàng)新研究，提升醫(yī)療衛(wèi)生信息化水平

21 世紀(jì)以來，醫(yī)學(xué)研究更加注重對人類健康的研究，從而使以“治病救人”為導(dǎo)向的診療醫(yī)學(xué)向“防病健身”的預(yù)防醫(yī)學(xué)方向發(fā)展。慢性病防控已經(jīng)成為全球戰(zhàn)略行動，新發(fā)傳染病防控及診治技術(shù)是國際社會長期關(guān)注的熱點(diǎn)；組學(xué)與大數(shù)據(jù)分析推動了個體化醫(yī)學(xué)、整合醫(yī)學(xué)的發(fā)展；再生醫(yī)學(xué)正成為生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)，有望為人類難以治療的疾病帶來福音；認(rèn)知與行為科學(xué)研究為精神疾病和神經(jīng)疾病的預(yù)防和治療提供全新技術(shù),并將促進(jìn)人工智能的發(fā)展；遺傳學(xué)篩查和細(xì)胞治療等成為生殖醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)；基因調(diào)控與基因工程為藥物工程帶來新革命；中藥資源保護(hù)與利用先進(jìn)生物技術(shù)發(fā)展中醫(yī)藥學(xué)成為中醫(yī)藥現(xiàn)代化的必然要求；數(shù)字醫(yī)學(xué)、生物3D打印、微創(chuàng)及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)為醫(yī)學(xué)與健康領(lǐng)域帶來了顛覆性的變化。

(十二)以預(yù)防、應(yīng)對和韌性為核心，推進(jìn)公共安全向風(fēng)險(xiǎn)綜合化、預(yù)測專業(yè)化、處置高效化和保障一體化方向發(fā)展

在全球化、新技術(shù)以及個人社會角色轉(zhuǎn)變的推動下，公共安全已逐步上升到世界各主要國家的國家戰(zhàn)略高度。當(dāng)前，公共安全綜合保障強(qiáng)調(diào)監(jiān)測、預(yù)警、應(yīng)急聯(lián)動并向智能化、自動化方向發(fā)展，交通安全向系統(tǒng)安全性與可靠性方向發(fā)展，?；钒踩芯筷P(guān)注全生命周期各環(huán)節(jié)，全鏈條、大尺度下的水安全管理技術(shù)仍是關(guān)注重點(diǎn)，而防恐反恐科技成為全世界重要關(guān)注點(diǎn)。

五、結(jié)語

世界各主要國家為了加強(qiáng)超前部署及集中優(yōu)勢力量推進(jìn)重大技術(shù)突破提出發(fā)展戰(zhàn)略、重大科技計(jì)劃，以期實(shí)現(xiàn)國家戰(zhàn)略目標(biāo)，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)步，贏取全球競爭優(yōu)勢。本文梳理了世界各主要國家近年來的重大科技計(jì)劃，分析了世界工程科技領(lǐng)域的主要關(guān)注方向和布局。當(dāng)前，我國科技創(chuàng)新從跟蹤為主轉(zhuǎn)向跟蹤和并跑、領(lǐng)跑并存的新階段，因此，及時把握世界科技前沿、進(jìn)展和發(fā)展態(tài)勢，分析科技創(chuàng)新布局，對描繪我國科技發(fā)展藍(lán)圖、制定科技發(fā)展路徑具有重要借鑒意義。

致謝

本文各領(lǐng)域前沿問題與發(fā)展趨勢的內(nèi)容主要來源于中國工程院重大咨詢項(xiàng)目“中國工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”的相關(guān)課題，在此對各課題組表示感謝。

[1]潘教峰, 張鳳. 以科技發(fā)展戰(zhàn)略研究引領(lǐng)未來創(chuàng)新發(fā)展方向 [J].中國科學(xué)院院刊, 2016, 31 (8): 922–928. Pan J F, Zhang F. Let science and technology development strategic research lead future innovation and development direction [J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2016, 31 (8): 922–928.

[2]劉春平. 美國對顛覆性技術(shù)創(chuàng)新方向的預(yù)判 [EB/OL]. (2016-02-01) [2016-10-18]. http://www.360doc.com/content/16/0205/13/ 27398134_532866471.shtml. Liu C P. Prediction of disruptive technology innovation in the United States [EB/OL]. (2016-02-01) [2016-10-18]. http://www.360doc. com/content/16/0205/13/27398134_532866471.shtml.

[3]馬愛民, 石培新. 美國國家安全科技創(chuàng)新體系的6大重點(diǎn)創(chuàng)新領(lǐng)域 [EB/OL]. (2016-09-06) [2016-10-18]. http://www.81.cn/jwgz/ 2016-09/06/content_7243373.htm. Ma A M, Shi P X. Six key innovation areas of American national security science and technology innovation system [EB/OL]. (2016-09-06) [2016-10-18]. http://www.81.cn/jwgz/2016-09/06/content_7243373.htm.

[4]美國陸軍發(fā)布20項(xiàng)重大科技趨勢,可能在未來30年改變世界[EB/OL]. (2016-11-16) [2016-12-05]. http://news.163.com/16/1116/19/ C61158VF000187VE.html. The US Army has released 20 major technological trends that could change the world over the next 30 years [EB/OL]. (2016-11-16) [2016-12-05]. http://news.163.com/16/1116/19/ C61158VF000187VE.html.

[5]梁 偲,王雪瑩,常 靜. 歐盟 “地平線 2020”規(guī)劃制定的借鑒和啟示 [J]. 科技管理研究, 2016 (3): 36–40. Liang S, Wang X Y, Chang J. The reference and inspiration of making European Union's Horizon 2020 plan [J]. Science and Technology Management Research, 2016 (3): 36–40.

[6]孟 弘,許 曄,李振興. 英國面向 2030 年的技術(shù)預(yù)見及其對中國的啟示 [J]. 中國科技論壇, 2013 (12): 155–160. Meng H, Xu Y, Li Z X. UK technology foresight for 2030 and its enlightenment to China [J]. Forum on Science and Technology in China, 2013 (12): 155–160.

[7]王玲.日本發(fā)布《第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》欲打造“超智能社會”[EB/OL]. (2016-05-08) [2016-09-05]. http://news.sciencenet. cn/htmlnews/2016/5/345385.shtm. Wang L. Japan released the Fifth Phase of Basic Science and Technology Plan to create a super intelligent society [EB/ OL]. (2016-05-08) [2016-09-05]. http://news.sciencenet.cn/ htmlnews/2016/5/345385.shtm.

[8]梁晨, 曾樂融, 王達(dá). 日本顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃研究要點(diǎn) [EB/OL]. (2016-11-26) [2016-11-28]. http://mt.sohu.com/20161126/ n474184219.shtml. Liang C, Zeng L R, Wang D. The key points of disruptive technology innovation in Japan [EB/OL]. (2016-11-26) [2016-11-28]. http://mt.sohu.com/20161126/n474184219.shtml.

[9]曾樂融. 日本產(chǎn)業(yè)與科技創(chuàng)新的重點(diǎn)發(fā)展方向 [EB/OL]. (2016-09-04) [2016-09-05]. http://mt.sohu.com/20160904/n467545877. shtml. Zeng L R. The key development direction of Japanese industry and science and technology innovation [EB/OL]. (2016-09-04) [2016-09-05]. http://mt.sohu.com/20160904/n467545877.shtml.

[10]中華人民共和國國務(wù)院. “十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃 [EB/ OL]. (2016-07-28) [2016-08-06]. http://www.gov.cn/zhengce/ content/2016-08/08/content_5098072.htm. Document of the State Council of the People’s Republic of China. National science and technology innovation planning in the 13th Five-Year Plan period [EB/OL]. (2016-07-28) [2016-08-06]. http:// www.gov.cn/zhengce/content/2016-08/08/content_5098072.htm.

Review on Major Planning Projects & Frontier Issues about Global Engineering Science and Technology in Major Countries

Song Chao, Sun Shengkai, Chen Jindong, Wang Yaqiong, Kan Xiaowei, Wei Chang, Cui Jian
(China Aerospace Academy of Systems Science and Engineering, Beijing 100048, China)

This paper examines recent major strategic planning projects in engineering science and technology from several major countries around the world, and briefy analyzes the current development status of major felds. Through a comparison and analysis of the goal, path, and content of current planning in different countries, this study draws a relationship diagram and depicts the focus and frontier issues of global engineering science and technology planning.

engineering science and technology; major countries; major planning projects; frontier issue; focus

T-01

A

2016-12-25；

2017-01-10

宋超，中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，工程師，研究方向?yàn)橄到y(tǒng)工程；E-mail: 1142184538@qq.com

中國工程院咨詢項(xiàng)目“中國工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”(2015-ZD-14)

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.01.002