信 文｜王宇峰 尹本臻 耿志云

基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的技術(shù)突破，疊加資本的全力推動，新興技術(shù)正以前所未有的加速度實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，重構(gòu)經(jīng)濟(jì)社會的生產(chǎn)關(guān)系，進(jìn)而多維度重構(gòu)世界格局

當(dāng)前，科技發(fā)展呈現(xiàn)多點突破、交叉匯聚的態(tài)勢，大數(shù)據(jù)科學(xué)成為新的科研范式，信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新時代正在到來，能源與資源領(lǐng)域面臨再次轉(zhuǎn)型和革命，材料與制造領(lǐng)域凸顯綠色和智能，生命健康領(lǐng)域孕育重大理論突破和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，空間探測向更深更遙遠(yuǎn)的宇宙邁進(jìn)，海洋新技術(shù)的突破催生新型藍(lán)色經(jīng)濟(jì)……基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的技術(shù)突破，疊加資本的全力推動，新興技術(shù)正以前所未有的加速度實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，重構(gòu)經(jīng)濟(jì)社會的生產(chǎn)關(guān)系。

科技經(jīng)濟(jì)融合賦能數(shù)字孿生技術(shù)，加速構(gòu)建數(shù)字虛擬世界

5G時代的到來使得數(shù)字孿生城市建設(shè)陡然升溫，其核心驅(qū)動力是把數(shù)據(jù)采集到虛擬空間進(jìn)行處理之后，能優(yōu)化對物理世界的控制，比如無人工廠、無人駕駛等。在汽車和飛機(jī)制造領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)逐漸成為優(yōu)化整個制造價值鏈和創(chuàng)新產(chǎn)品的重要工具；在能源領(lǐng)域，油田服務(wù)運(yùn)營商通過獲取和分析大量井內(nèi)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字模型，實時指導(dǎo)鉆井作業(yè)；在醫(yī)療保健領(lǐng)域，心血管研究人員正在為臨床診斷、教育、培訓(xùn)，創(chuàng)造高仿真的人類心臟數(shù)字孿生體；作為智慧城市管理的典型案例，新加坡使用詳細(xì)的虛擬城市模型，用于城市規(guī)劃、維護(hù)和災(zāi)害預(yù)警項目。

Markets and Markets的最新研究表明：2019年數(shù)字孿生市場的價值為38億美元，預(yù)計2025年將增至358億美元；IDC預(yù)測：到2022年，40%的物聯(lián)網(wǎng)平臺供應(yīng)商將集成仿真平臺、系統(tǒng)和功能來創(chuàng)建數(shù)字孿生，70%的制造商將使用該技術(shù)進(jìn)行流程仿真和場景評估。

科技經(jīng)濟(jì)融合賦能新一代信息技術(shù)，加速重構(gòu)生產(chǎn)生活各領(lǐng)域

5G、量子科技、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)加速創(chuàng)新突破，正在重塑全球經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)格局。美國白宮向國會提交2021財年聯(lián)邦政府預(yù)算報告，提議將聯(lián)邦研發(fā)支出增加到1422億美元，尤其計劃大幅增加人工智能和量子信息科學(xué)等未來產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投資。德國計劃到2025年，通過經(jīng)濟(jì)刺激和未來“一攬子”計劃，把對人工智能的資助從30億歐元增加到50億歐元。歐盟擬為“數(shù)字歐洲”計劃撥付75億歐元，其中21億歐元用于人工智能，以提高歐洲數(shù)字經(jīng)濟(jì)的競爭力。

以量子計算機(jī)、超級計算機(jī)為代表的高性能計算技術(shù)持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用面不斷拓展。美國Hyperion Research公司預(yù)測，到2024年，私營部門在量子計算產(chǎn)品和服務(wù)的支出可能會增加兩倍以上，從2019年的2.5億美元增加到8.3億美元。5G競爭進(jìn)入白熱化階段，美國聯(lián)合盟友在全球范圍內(nèi)打擊中國華為等高科技企業(yè)，啟動“凈網(wǎng)”行動，意在消除中國在全球網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的參與。各國關(guān)注下一代移動通信技術(shù)，紛紛開始布局6G技術(shù)，以爭奪領(lǐng)跑地位。

5G時代的到來使得數(shù)字孿生城市建設(shè)陡然升溫，其核心驅(qū)動力是把數(shù)據(jù)采集到虛擬空間進(jìn)行處理之后，能優(yōu)化對物理世界的控制。

科技經(jīng)濟(jì)融合賦能可再生能源技術(shù)，加速重構(gòu)能源格局

科技經(jīng)濟(jì)融合推動風(fēng)電、太陽能、氫能等可再生能源技術(shù)加速成熟應(yīng)用，風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè)化處于世界領(lǐng)先地位，氫能、儲能等新興能源領(lǐng)域不斷凸顯，實驗室研究和產(chǎn)業(yè)化探索齊頭并進(jìn)，能源格局加速重構(gòu)。

在氫能領(lǐng)域，歐盟委員會發(fā)布《歐洲氫能戰(zhàn)略》，未來十年將向氫能產(chǎn)業(yè)投入5750億歐元，該戰(zhàn)略被視為歐洲未來能源業(yè)的重要藍(lán)圖之一。法國推出1000億歐元的“法國恢復(fù)計劃”，其中110億歐元用于運(yùn)輸業(yè)脫碳，92億歐元用于支持可再生能源研究，重點關(guān)注制氫技術(shù)。

在太陽能領(lǐng)域，美國DOE在“太陽能技術(shù)辦公室2020財年資助計劃”框架下提供1.3億美元資助先進(jìn)太陽能技術(shù)研發(fā)，旨在提升太陽能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性；在“碳利用計劃”下投入1700萬美元支持11個研發(fā)項目，以開發(fā)和測試?yán)秒娏蚱渌I(yè)排放的二氧化碳轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)品的技術(shù)。

科技經(jīng)濟(jì)融合賦能新材料領(lǐng)域，深度重構(gòu)多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域

科技經(jīng)濟(jì)融合賦能高強(qiáng)輕合金、特種合金、碳纖維以及新型環(huán)保材料等技術(shù)加速突破，引領(lǐng)航空航天、電力電子、新能源等產(chǎn)業(yè)深度重構(gòu)。

美國國家科學(xué)基金會先后向“材料研究科學(xué)與工程中心”和“化學(xué)創(chuàng)新中心”合計投入約2.6億美元，圍繞材料、化學(xué)領(lǐng)域制定新研究計劃，旨在通過與跨學(xué)科、多機(jī)構(gòu)的團(tuán)隊開展合作，應(yīng)對相關(guān)領(lǐng)域挑戰(zhàn)，并推動新技術(shù)發(fā)展。

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院設(shè)計出的一種基于二維半導(dǎo)體材料的新型器件，可用于構(gòu)建類似于大腦神經(jīng)元的節(jié)能電子系統(tǒng)，未來有望應(yīng)用于可穿戴設(shè)備和人工智能芯片領(lǐng)域。

中國天津大學(xué)成功研發(fā)出“全天候自愈合材料”，該材料能在嚴(yán)寒、深海和強(qiáng)酸堿等極限條件下快速自愈合，有望成為機(jī)器人、深海探測器和極端條件下各類高科技設(shè)備的“超級電子皮膚”。

中國天津大學(xué)成功研發(fā)出“全天候自愈合材料”，該材料能在嚴(yán)寒、深海和強(qiáng)酸堿等極限條件下快速自愈合，有望成為機(jī)器人、深海探測器和極端條件下各類高科技設(shè)備的“超級電子皮膚”。

科技經(jīng)濟(jì)融合賦能生物技術(shù)，重構(gòu)生命健康產(chǎn)業(yè)格局

基因編輯領(lǐng)域，美國博德研究所研發(fā)出超精確基因編輯工具“Prime Editor”，不依賴DNA模板即可實現(xiàn)單堿基自由轉(zhuǎn)換和多堿基增刪，有望修正89%的已知致病性人類遺傳突變；美國斯坦福大學(xué)開發(fā)出CRISPR多功能成像方法“CRISPR LiveFISH”，可實時觀測活細(xì)胞中基因組編輯的動態(tài)變化。

合成生物學(xué)領(lǐng)域，美國加州大學(xué)舊金山分校構(gòu)建出首個能放置在活細(xì)胞中并調(diào)控細(xì)胞功能的人工蛋白開關(guān)；美國華盛頓大學(xué)首次從頭設(shè)計合成抗癌蛋白，大幅提升抗癌效果并徹底消除天然蛋白毒副作用；以色列魏茨曼科學(xué)研究所創(chuàng)制出可固定二氧化碳的大腸桿菌，使其從異養(yǎng)生物變成自養(yǎng)生物。

干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，日本大阪大學(xué)完成全球首例誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）培養(yǎng)角膜的移植手術(shù)；英國倫敦大學(xué)通過骨髓干細(xì)胞移植，清除患者體內(nèi)艾滋病病毒；奧地利科學(xué)院分子生物技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)利用人體iPS細(xì)胞培育出“高仿真”人體血管類器官，將大大促進(jìn)血管疾病研究。

生物存儲和計算領(lǐng)域，美國微軟公司實現(xiàn)全自動DNA信息存儲，突破DNA存儲技術(shù)走向商業(yè)數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵步驟；美國哈佛大學(xué)開發(fā)出利用蛋白質(zhì)存儲數(shù)據(jù)的新方法，或比DNA存儲更具優(yōu)勢；美國斯坦福大學(xué)開發(fā)出低能耗類腦“人造突觸”，實現(xiàn)運(yùn)算、存儲同步；瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)出以DNA為存儲介質(zhì)，可在幾乎任何物體中存儲信息的技術(shù)“萬物DNA”。

細(xì)胞和基因治療領(lǐng)域，美國BluebirdBio公司的全球首個β—地中海貧血病基因療法Zynteglo獲歐盟批準(zhǔn)上市；美國FDA批準(zhǔn)諾華公司的全球首個脊髓性肌萎縮癥基因療法Zolgensma上市；美國Editas Medicine和Allergan公司啟動全球首個CRISPR人體內(nèi)臨床試驗，以治療萊伯氏先天性黑蒙癥；美國賓夕法尼亞大學(xué)啟動國內(nèi)首例治療癌癥的CRISPR基因治療臨床試驗。

未來經(jīng)濟(jì)的科技屬性正在不斷增強(qiáng)，科技與經(jīng)濟(jì)呈深度融合趨勢，研究機(jī)構(gòu)的前沿技術(shù)正在加速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，不斷重構(gòu)生產(chǎn)關(guān)系，驅(qū)動經(jīng)濟(jì)社會加速邁入數(shù)智化新時代。