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探听2020年科技之音 上帝粒子人造生命或实现

http://www.kexue.com 2013-07-02 10:16:03 经济日报  发表评论


这些现在看似难以置信的科技手段在2020年或都将实现

  “上帝粒子”是否存在?“暗物质之谜”何时揭开?“大数据”时代如何备战?“人造生命”怎样实现?送8万人到火星的梦想能否成真?……世界范围内,一系列具有颠覆性效应的科技命题正考验着人类的智慧和能量,激发起人们无穷的创新动力。中国科学院日前发布的《科技发展新态势与面向2020年的战略选择》(以下简称《报告》),预测了世界和中国未来10年可能发生的重大科技突破,其蕴藏的革命性力量使人振奋。

  前沿之音——

  更广更深看世界

  茫茫宇宙,大千世界,人们探索的脚步从未停歇。“宇宙学正从一个定性的科学变成一个比较定量的科学。而在物质研究方面,微观世界的研究也并没有停滞。我们应该抓紧战略机遇,在宇宙演化和物质结构研究方面真正作好战略部署。”中国科学院理论物理研究所于渌院士说。

  未来10年,在重大基础前沿与交叉领域,科学家将继续探索宇宙起源、物质微观结构、暗物质和暗能量,将在量子调控与信息、能源、材料等技术上取得新突破。与此同时,数学的交叉应用研究与复杂系统探索,生物起源、进化和“人造生命”的探索,重大科技基础设施等也将以更迅速的步伐推进。

  “在量子信息处理方面,希望在2020年,我们能做到大概100个量子比特相干操纵,真正实现这个以后,量子阶段的事情就可以实现了。”于渌说:“另外在大科学装置方面,非常前沿的研究很多都需要依靠大的科学装置,这是整个世界发展的趋势。建设一些装置不是一个国家的经济实力能做的事情,我们要积极参加国际合作。”

  花费为国外同等实验的三分之一,却取得了顶级科研成果的我国大亚湾反应堆中微子实验令世界瞩目。下一步,我们将加快部署下一代的反应堆中微子实验——江门中微子实验,它将瞄准“确定中微子质量顺序”这一中微子研究的下一个热点。中微子的科研奇迹还将继续书写。

  空间之音——

  从仰视到平视

  送8万人到火星繁衍后代!——这是美国SpaceX太空公司创始人抛出的一句豪言壮语。这家世界上首个成功发射运载火箭的私营企业向世界证明,类似载人航天的高精尖任务一样可以通过商业运行来完成。中国科学院空间科学与应用研究中心主任吴季研究员坦言:“我们非常希望我们的空间技术逐渐市场化、商业化,从而降低进入空间的成本,使更多的应用能够发展到空间当中去。”当前,空间技术正在从高远的尖端技术走向民用化、商业化和市场化。人们对空间高科技领域的认识也从仰视转为平视。

  专家们表示,当前我国在空间科技领域应持续支持空间科学卫星系列计划,前瞻部署中国空间站空间科学与应用研究,建立与人类活动相关的全球变化监测体系,提升空间碎片与空间环境监测预警,构建国家空间信息保障和服务体系,加强统筹协调国家空间领域的研发与应用。

  当前,人们对空间环境的监测主体性不断强化。对此,吴季表示:“我们应该与世界同步,建立起一个非常准确、稳定、全面的全球变化观测系统,把我们国家对地观测卫星贡献到其中,作为一个非常稳定的力量,应用好这些数据,使这些数据能够服务于我国经济发展和人类的全球变化观测。”

  信息之音——

  令人“紧张”的大数据

  一天之中,互联网产生的全部内容可以刻满1.68亿张DVD,发出的邮件相当于美国两年的纸质信件数量,发出的社区帖子相当于《时代》杂志770年的文字量,卖出的手机高于全球每天出生的婴儿数量……也许这组数据就能初步回答“大数据有多大”的疑问。

  “现在大家天天听到的比较热的大数据,也是科学家和企业界关注的重点和焦点,它正在改变科研的方式和产业的模式。”中国科学院计算技术研究所李国杰院士介绍:“未来可能会形成数据探矿、数据化学、数据药物等等一些新的产业。”

  紧张备战大数据时代已是当务之急。据高德纳公司调查估计,到2015年,采用大数据和海量信息管理的公司将在各项财务指标上,超过未做准备的竞争对手20%。《报告》指出,当前,迫切需要研究适合不同学科、不同行业大数据的新理论、新技术和新方法,在此基础上进一步抽象、归纳、总结大数据处理的共性规律和科学内涵,为此,迫切需要建立大数据研究的科学平台。

  当然,在信息科技领域,不单“大数据”独领风骚。“未来10年,人-机-物三元融合,使得信息科技渗透到实体经济和社会服务当中,深刻影响人类发展的进程。传统的信息技术将升级为海-网-云这一三元的信息网络技术。”李国杰说,“我国有可能在普惠计算发展模式上走在世界前列,改变长期以来信息产业受制于人的局面。”

  能源之音——

  春天并不遥远

  不论是光伏“寒冬”,还是风电“寒流”,人们在推动能源产业多元发展上的热忱始终都没有降温。中国科学院广州分院陈勇研究员介绍,未来10年,化石能源的高效清洁利用技术将得到大力发展,能源勘探与开采技术将不断推陈出新,可再生能源与新能源技术将持续突破,输配电网将大幅提高可再生能源规模化接入能力并更加注重安全高效……这一系列新趋势将为我国能源产业阔步发展注入活力。

  《报告》建议,面向2020年,我国还应在地下新能源开发利用,直流电网技术,利用太阳能的生物转化大规模生产清洁能源,油气勘探开发、致密砂岩油气和页岩气等非常规油气资源评价及开发,海上风电和海洋能综合利用,有机废物能高效清洁利用6方面加强能源科技领域战略部署。

  但对投资大、关联多、周期长的能源产业而言,向多元化和低碳化转型仍然面临不小挑战。以有机废物处理为例,陈勇告诉记者:“现在的转换技术应该说有不少,但是技术层次、技术水平比较低,有些会导致在转化利用的过程中形成二次污染。因此,还需要加强相关技术创新,建立一整套有机废弃物处理的理论和技术体系。”

  生命之音——

  科技与伦理的博弈

  近期,日本批准利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)开展视网膜再生的临床研究。这将是世界上首次利用能发育成各种细胞的iPS细胞进行临床研究。据中国科学院动物研究所副所长周琪研究员介绍,干细胞研究推动生殖发育领域的新发展是未来10年人口健康领域科技发展趋势之一。当前,新型疫苗和免疫治疗、脑与认知科学、个性化防治、干细胞与再生医学、合成生物学等成为人口健康领域的科研重点。

  “新的生物技术对伦理构成冲击,我们应该对此有非常全面的考虑。”周琪说。正因为此,专家们在强调科技战略部署的同时,也在呼吁完善生物医学伦理体系建设,建立侧重于生命科学研究又有中国传统文化底蕴的主要生物医学伦理。由此可见,伴随着生命科学的深入发展,科技与伦理的博弈也将愈加激烈。

  此外,在未来10年,我们还需要对传统的医学模式进行改变,加强对重大慢性病的预防与控制,将抗击疾病的关口前移,推动医学模式由过去的疾病治疗为主向预防、预测和干预为主的战略性转变。

  与此同时,人们在创新药物、医疗仪器设备、心理健康普查、新型疫苗、应对人口老龄化等方面的需求将更加强烈,这也成为科研工作者奋斗的不竭动力。《报告》显示,当前的生命科学正处于革命性变化的前沿,学科汇聚、不同科学家和工程师的紧密交叉,将开创生物医学的新时代。

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