中科院、新華社聯合組織的預測小組預測
新華社北京2001年12月30日電 由中國科學院、新華通訊社聯合組織的預測小組日前預測出“新世紀將對人類産生重大影響的十大科技趨勢”。
物質科學領域
新世紀裏，大至宇宙，小至粒子，物質科學的進展，將使人類進一步認識微觀世界和宇觀世界，對世界複雜性和宇宙起源等問題的認識也將發生革命性的變化。
以研究物質結構及其相互作用和運動規律為基本任務的物質科學在２１世紀將在３個方面繼續深入發展並將獲得新的認識，向微觀領域深處探索的粒子物理學將繼續致力於四種基本相互作用統一理論並期望有新的進展，向宏觀領域原點追蹤的宇宙學將繼續致力於宇宙起源的理論並期望有新的突破，向宏觀領域廣度擴展的物性研究將繼續致力於非線性和複雜性的理論並期望有根本性的突破。物質科學基礎研究的上述進展對社會的影響首先將提高人類的認識水平，及宇宙起源問題的進展將進一步加深人類在宇宙中地位的認識，粒子物理學的進展將進一步加深對人類對世界複雜性的認識。物質科學基礎研究的進展也將衍生出一系列新的技術原理，物性研究方面的進展無疑會為新材料和新能源的開發提供科學基礎，甚至可以渴望通過中微子和引力波研究的進展獲得新的通訊手段。
生命科學領域
２１世紀，生命科學將發展成為新一輪自然科學革命的中心，並將跨越物理世界與生命世界不可逾越的鴻溝，使之統一起來。
２１世紀，生命科學仍將向最基本的、最複雜的微觀和宏觀兩極發展：一方面，分子生物學和量子生物學將廣泛地向其分支學科領域滲透；另一方面，生態學又向研究具有複雜功能的生態系統乃至生物圈方向發展。最後，必將把微觀與宏觀整體地聯絡起來，即把分子、細胞、個體、群體、群落等生命不同結構層次作為一個有機系統進行深入研究。
預計未來二三十年內，人類認識自身和生命起源與演化的知識將産生革命性的進步，腦與科學的進展將進一步揭示人類思維智慧的本質，並對人類文明進程産生巨大作用。
在人類獲得基因組的全部序列後，人類遺傳密碼的破譯將進入全新的信息提取階段。重大疾病基因將被發現，一些危害生命的疾病會得到治療，人類行為的生物學基礎能得以解釋，人的生理素質等能得到改善，以致引起生物技術發生革命性的變化。
同時，基因組學、生物信息學和整合生物學的發展將使人類從分子水平認識遺傳、發育與進化、生長與衰老、代謝與免疫等重大生命現象的機制，以及生物多樣性的演替規律，從而將宏觀生物學與微觀生物學連接和統一起來。極端環境條件下的生命形式和現象研究越來越受到關注。
生命信息的解讀、生命奧秘的揭示有賴於數學理論、信息科學和技術科學等的進展，方法與技術的革命將發揮更重要的作用。
地球系統科學領域
２１世紀，地球系統科學將以全球性、統一性的整體觀、系統觀和多時空尺度，研究地球系統的整體行為。地球系統科學的突破性發展，將使人類更好地認識所賴以生存的環境，更有效地防止和控制可能突發的災變對人類造成的損害。
計算機、ＧＰＳ等技術的飛速發展以及全球性環境問題的出現，使得我們在繼續深化對地球科學各分支學科研究的同時，更加重視地球系統整體行為的集成研究，地球系統各圈層間相互作用的研究，以及人類活動誘發的重大全球環境變化研究。
全球變化中最活躍的物質--碳和水與人類生存的物質基礎--生物圈緊緊聯絡在一起，圍繞全球碳循環、全球水資源與水循環、食物與纖維三大主題，在更高層次上開展綜合集成研究，必將極大地推動地球科學及其新生長點—地球系統科學的發展。
近年來，對資源、環境、災害的認識深度、廣度和研究重點已發生了重大變化。對資源找尋的視野越來越大，逐步從地球表層走向深部，從陸地走向海洋，從單純地注重礦産資源的找尋逐步轉移到以可持續發展為目標的資源合理利用與環境保護並重上；對環境問題的關注已從局部走向全球；對自然災害的研究也從單一災害走向群發災害的研究，從單純的監測、預報走向集監測、預警、預報、災情評估于一體的綜合研究上。技術科學的進步為地球系統科學研究提供了強有力的手段，數學、化學、物質科學的發展為地球系統科學的研究主題提供了新的方法和理論基礎，地球系統科學內部學科的交叉以及與其他科學的交叉為生命和人類的起源與進化，地球的形成與演化注入了新的活力，使得大陸動力學、短期氣候預測、地球系統的非線性研究、可持續管理等成為新的研究熱點。數字地球將成為新世紀地球科學的重要特徵，推動地球系統科學從對自然現象的定性描述向定量化方向發展。
認知神經科學領域
揭示人腦奧秘，探索意識、思維活動的本質，這是人類多年以來孜孜以求的夢想。２１世紀，人類將在腦科學和認知神經科學研究的幾個重大問題上取得突破性進展。
了解腦的組織構造原理，通過實驗來研究與分析，導致意識的新的概念和新的思想，掌握認知和智力活動等機理，攻克腦的疾病，利用人腦原理研製智慧計算機，製造腦型器件和結構以及倣腦的信息産生和處理系統，開發出能識別人的思想和行為的計算機以及能理解人的希望和意圖、像人一樣思維和動作的機器人。
認知神經科學是綜合性的多學科研究領域，不僅僅是神經生理學界的事，還需要具備數、理、化、計算機、信息科學方面的知識，能帶動一大批學科和半導體産業、計算機産業、機器人産業、信息産業的發展，為解決信息社會和老齡化社會面臨的問題做出貢獻。
能源科學與技術領域
目前，人類所消耗能源的７０％來自礦石燃料。２１世紀，隨著人類環保意識的覺醒和價值觀的改變，人類將不斷追求與自然更加協調的生活方式。生産可再生的清潔能源將是２１世紀能源科學的主要發展方向之一，能源供給將呈多樣化的發展趨勢。
可以預見，核能的研究與利用將會取得突破性進展，可控核聚變能將成為現實；氫能和太陽能是最理想的取之不盡的能源，甚至可以設想倣造太陽，運用核聚變研究開發一種同環境兼容、持久、不含二氧化碳的能源形式；地球本身到處都存在著的溫差，科學家稱由此産生的能源為“自然冷能”並設法開發利用。從人類開發利用太陽能、風能、地熱能、海洋能和水能等再生能源的過程預測未來，２１世紀，用可再生的清潔能源滿足世界未來能源供給的５０％。此外，儲量超過已知的石油、煤、天然氣總和的天然氣水合物，具有廣闊的開發前景。
材料科學與技術領域
材料科學已從對成分、結構、性能關係的研究演變為對材料的成分、製備、結構、加工、性能等的綜合系統研究，其顯著特點是材料科學與材料技術密不可分。２１世紀材料科學與技術發展的核心問題是新型先進材料的發現和發展。
２１世紀材料科學與技術可能在以下幾個方面有重大突破：超導機理的發現為超導體新材料帶來真正的突破；利用ＤＮＡ技術製備的高性能聚合物纖維具有鋼材等金屬材料無法比擬的優良機械性能；納米材料及納米技術將創造出最小的機器--- 分子機器，可解決目前無法解決的生物工程問題，它將開創生物學與技術的一個嶄新時代；智慧材料將會具有更強的倣生功能。可以預見，發現新材料的新方法與新技術在２１世紀也將會有革命性的突破。
２１世紀材料科學技術的突破與發展，將為信息、通訊、醫療、製造技術、航空航天技術及軍事等領域和産業提供更為廣闊的發展空間。
生物技術領域
生物技術未來的發展取決於技術平臺的寬度和高度，預計未來將形成幾個新的生物技術平臺，這些平臺的建立，將使生物技術的發展令人難以預料。
生物技術已有三個平臺，即ＤＮＡ重組、細胞培養和ＤＮＡ芯片，已經取得了相當成果，培育出了新的生物技術産業。預計在新世紀還會形成幾個新的平臺。
第一是基因組平臺，目前已有數十種微生物和四種模式生物的基因組全序列已進入數據庫，人類基因全序列草圖也剛完成，這意味著有數十萬計的基因及其編碼的蛋白質可供基因工程和蛋白質工程的操作，從而大大擴展生物技術的産業範圍。
第二個平臺是生物芯片，它是分子生物學與化學和物理領域的多種高新技術的交叉和融合。從ＤＮＡ芯片延伸到含各種生物大分子的硅片最終將與納米技術相結合，使離體操作的芯片發展成為可在活體內執行某種功能的組件。
第三個平臺是幹細胞生物學，它是克隆動物和克隆組織器官的基礎。正在發展的技術關鍵是控制有全能性或多能性的幹細胞的分化發育，如神經幹細胞可發育成神經系統各種類型的細胞。這一平臺的完善將為醫學上的器官移植，農業上優良家畜的繁殖帶來革命性的進展。
第四個平臺是生物信息學，目前生物信息學已經廣泛用於基因組和蛋白質組的研究，但是隨著大多數基因和蛋白質功能的闡明，將會出現一個新的發展前景，這就是在計算機上模擬細胞內和機體內的生化代謝過程，甚至模擬進化的歷程，這將使生物學真正進入理論生物學的新時期。用計算機設計生物新類型的高技術也將會在下個世紀變成現實。
第五個平臺是神經科學，目前國際上正在開展神經生物學的大科學計劃。人類的高級神經活動如感覺、認知和思維終將在分子水平和細胞水平上被解析。在不太久的將來，就會在這個平臺上出現新的生物技術，一方面為人類自身的精神疾患帶來福音，另一方面也會由此産生高度智慧化的計算機和機器人。除了可以預計的上述五個平臺外，還會有新的平臺出現，生物技術的發展前景是難以估量的。
信息技術領域
２１世紀，信息技術將會出現微電子向高集成度、高速度、低功耗、低成本方向發展，計算機向超高速、小型化、並行處理、智慧化方向發展，通信技術向光纖化、數字化、綜合化、網絡化方向發展。
計算機存儲器和處理器將集中在一個芯片內，使信息的採集、傳輸、存儲、處理等功能集成在一起；利用大規模並行處理技術的超級計算機將被普遍使用；量子效應集成電路製造術的突破使量子計算機逐步進入實用階段。ＤＮＡ計算機在下世紀初將有所突破，其運行速度快、存儲量大、能耗低，還可實現現有計算機所無法真正實現的模糊推理功能和神經網絡運算功能，為人工智慧的突破創造了條件。以光子技術為支撐的三維全息存儲將成為２１世紀最主要的存儲技術。
未來的網絡技術將向超高速和多功能發展，使信息的傳輸、處理和交換更加快捷、方便和經濟。它將實現高速公共傳輸平臺上的計算機網絡、電信網絡和電視網絡的結合，將向寬帶化、智慧化、個人化和多媒體化方向發展。新一代通信和網絡的實現技術以及信息網應用支撐技術將飛速發展，使之具有極大的總體容量，可以適應新世紀信息流量的爆髮式增長而不受時間、地點或媒體方式的任何限制，有線與無線將使任何地點的實時通信得以實現。網絡的管理將高度智慧化，網絡的安全也將有相應的智慧化技術予以監管、處理和保證。
信息技術的發展，將從根本上改變人類從事商務活動、閱讀、交流、娛樂、學習、甚至是工作的基本方式，在為人類創造一個更加美好的生存環境的同時，也密切了人與人、人與社會之間的聯絡。對於２１世紀的人們來説，信息革命為他們提供了無限的可能性，使得他們有機會拋開年齡、性別、地域、文化、種族的限制性因素，過一種與他們的祖輩完全不同的、依照自己的意願和理想開拓和創造的生活。
太空科學技術領域
２１世紀，人類將繼續大規模地、深入研究太陽系，將以新的目標重返月球、深入考察火星，並主要在火星、土衛六和木衛二等天體上探索地外生命現象，人類將到達太陽系的邊緣進行探測和研究活動。同時也不斷地把目光伸向宇宙的最深處，以探明活動星系核的能源機制、宇宙中的暗物質、反物質、黑洞的證認、宇宙結構的形成、星系起源、宇宙的起源等，並仍將繼續艱難地探索地外文明。
２０世紀人類登月、火星探測等邁出了人類進入太空的步伐。隨著科學技術的進步，２１世紀人類對地球以外的世界的興趣、認識以及利用太空技術為人類造福的步伐必將越來越快，也將持久地推動著太空科學技術的發展。
運載系統將發展新的動力源（核能等），耐久的、多發射方式的運載器，建立天體間可靠的往返運輸系統；發展新的飛行器系統，包括衛星、行星探測器、恒星系探測器、太空站等；建立大型發射場、太空港、月球基地、火星基地等。太空科學技術的發展，將使人類可以更為快捷、更為經濟、更加充分地利用太空中無盡的資源和極端環境，進行特殊材料加工、生物育種、實現太空旅行等宏願。
環境保護技術領域
隨著人類文明的進步，人類愈來愈關注自身及後代的生存環境。２１世紀，生態環境領域將從分子到生物個體、從種群到景觀、從局部時空到區域，甚至到更大尺度的大陸板塊和全球著重進行解決幾大問題。
這些問題包括：長期和大尺度的定位研究，全球生態環境變化的預警系統建立，退化生態系統的修復和重建，生態系統的有效管理和持續生態系統的建立，複雜生態系統的結構和功能，外來物種的生態安全對策，環境污染整治和清潔水質管理等。生態和環境問題的解決將越來越變得區域化和全球化。
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