第四，在先进材料和制造领域，绿色和智能将凸显。 

    材料和制造是人类文明的物质基础，而且制造业是国民经济的产业主体。智能制造从分子层面设计、制造和创造新材料，与直接数字化制造结合，将产生爆炸性的经济影响。未来30-50年，能源、信息、环境、人口健康、重大工程等对材料和制造的需求将持续增长，先进材料和制造的全球化、绿色化、智能化将加速发展，制造过程的清洁、高效、环境友好日益成为世界各国追求的主要目标。 

    新一代材料的发现和应用可以改变生产、生活的很多方面。例如，新一代石墨烯是目前最薄、最硬的纳米材料，几乎完全透明，电阻率比铜和银更低。石墨烯的研究成果在2010年获得诺贝尔物理学奖。预计2024年前后，石墨烯器件可望替代CMOS器件，应用领域包括纳电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等。基于石墨烯开发出新型储能设备，可将充电时间缩短到一分钟；作为导电材料和导热材料，可用在光伏或光热产业；各国正在加大研发投入，推动商业化。 

    第五，农业领域将在一些基本的问题上取得突破。 

    农业将进入生态高效可持续发展时代，不仅要继续发挥其保障食物安全和国民经济发展等传统功能，还将担负起缓解全球能源危机、提供多样化需求和优良生态环境等新使命。 

    例如，在生物多样性演化过程及其机理，高效抗逆、生态农业育种科学基础与方法，营养、土壤、水、光、温与植物相互作用的机理和控制方法，耕地可持续利用科学基础，全球变化农业响应和食品结构合理演化等方面取得突破，将能够保证我们农业生态高效和可持续发展。另外，分子育种成为农业前沿科技和热点。目前，我国的大豆、玉米等很多种业都是被国外公司控制，国家的育种面临危险和挑战。农业分子育种是战略性新兴产业。当前主流的单基因转基因技术尽管较为成熟，但作物性状改良范围和空间有限，未来的发展方向是多基因控制、多目标嵌入的农业分子模块育种。 

    第六，人口健康领域孕育重大突破和产业发展。 

    预计本世纪中叶，全球人口将达80亿-100亿。人类将面临传统传染病新的变异和传播，新的感染性疾病、心理障碍和精神性疾病、代谢性疾病、老年退行性疾病的挑战。必须提高人口质量，保证食品、生命和生态安全，通过疾病早期预测诊断与干预、干细胞与再生医学等研发，攻克影响健康的重大疾病，将预防关口前移，走一条低成本普惠的健康道路。 

    目前，重大的疾病治疗诊治上，首选是常规药物，但很难彻底治愈；其次是进行手术，一旦器官在手术中被割掉，就要进行器官移植，但是器官来源是有限的。基于干细胞的再生医学，有望解决人类面临的神经退行性疾病、糖尿病等重大医学难题，引发继药物、手术之后的新一轮医学革命，正在孕育重大创新突破。美国FDA已批准干细胞治疗和用于心脏病和急性脊髓损伤的临床研究。干细胞产业也随着制药企业和风险投资的大量介入，逐步进入成熟阶段，替代器官、干细胞药物研发等将促进干细胞新兴产业快速发展。 

    在上述的六个领域中，任何一个领域的突破性原始创新，都会为新的科学体系建立打开空间，引发新的科学革命；任何一个领域的重大技术突破，都有可能引发新的产业革命，为世界经济增长注入新的活力，引发新的社会变革，加速现代化和可持续发展进程。 

    科技创新与产业变革往往相伴相随，中科院特别是应用型研究所要密切关注新的科技革命与产业革命发展趋势，紧密结合市场需求，努力促进和引领变革。国外学者和领导人非常关注“新一轮工业革命”。美欧学者预言，一种建立在信息技术和清洁能源相结合基础上的新一轮工业革命即将到来，将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化，将有可能对以低成本劳动力密集为特征的中国制造业造成冲击。 

    目前，3D打印技术开始应用在设计领域，可在数小时内完成一个磨具的打印，节约了产品到市场的开发时间。中国已经有一些这方面的工作，但还没有很多的自主知识产权。3D打印技术涉及信息技术、网络技术和新材料等，正向更广泛的领域应用拓展，将有可能带来一些新的技术革命。另外，大数据（BIG DATA）作为一门新交叉学科也是我们面临的新挑战。2011年全球创建和复制数据总量达到1.8ZB。2012年3月，美国启动“大数据研究和发展计划”，把大数据称为“未来的新石油”，六大科研机构合力研发核心技术、整合相关应用人才，大力支持协同创新。我国要在应对“新一轮工业革命”、“3D打印技术”、“大数据浪潮”等方面，抓紧研究、统筹布局、积极推进。 

    迎接新科技革命的创新战略 

    世界主要国家为迎接新科技革命，纷纷把科技作为国家发展战略的核心，出台一系列创新战略和行动计划。他们都加大了科技创新投入，在新能源、新材料、信息网络、生物医药、节能环保、低碳技术、绿色经济等重要领域加强布局，更加重视通过科技创新来优化产业结构，驱动可持续发展和提升国家竞争力，力图保持科技前沿领先地位，抢占未来发展制高点。 

    美国在高水平就业、振兴制造业、促进经济健康发展、发展清洁能源、保持强大繁荣和全球影响力等方面采取一系列战略行动；日本实施应对资源匮乏、老龄化社会和经济停滞危机的新增长战略，致力于发展绿色经济；欧盟提出智慧增长、包容增长、可持续增长、力图建立创新型新欧洲，在发布了“地平线2020”后，最近又发布了“Global European2050”，以复兴欧洲为目标，提出了中长期研发重点和政策，力图掌握未来发展主动权；俄罗斯实施促进经济由资源型向创新型转变的战略；印度则提出2020年成为知识型社会与全球科技领导者。 

    世界工业化进程使得发达国家生活水平大幅度提升，但是我们也要清醒地看到：200多年的工业化仅使不到10亿人实现了现代化，却已使自然资源和化石能源面临枯竭的威胁，使自然环境遭受巨大破坏。面向21世纪中叶，中国、印度在内的20亿-30亿人致力实现现代化，大部分发展中国家在大力发展工业化，按照传统的发展方式，将给自然资源供给能力和生态环境承载能力带来更大的挑战，难以为继，迫切需要开发新的资源来源，创新发展模式和发展途径，创新生产方式和生活方式。世界的现代化进程迫切需要一场新的科技革命和产业革命。 

    从我国经济社会发展需求看，我国处在工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化同步发展”的重要时期，转变经济发展方式日趋急迫。我们必须充分意识到，我国目前产业结构不合理，总体上仍处于国际分工的低中端，加快产业结构优化升级，培育和发展战略性新兴产业，保持国内经济平稳较快增长，必将更多依靠科技创新驱动。同时，经济发展与自然资源供给能力和生态环境承载能力的矛盾日益凸显和尖锐，突破能源资源环境瓶颈制约，解决发展不平衡、不协调、不可持续问题，同样对科技创新提出了更加迫切的要求。 

    我国正加快从跟踪模仿向自主创新为主的转变，这也是新时期科技发展的重大战略任务。2006年国务院发布了中长期科技发展规划纲要，提出到2020年把我国建设成为创新型国家的目标，对未来十多年我国科技发展进行了全面部署。2012年7月全国科技创新大会召开，党中央提出了“必须把握新的科技革命和产业变革的机遇，坚定立足自主创新，深化科技体制改革，争取在不太长的时间内确保国家创新能力得到大幅度提升”的新要求。 

    近年来，中央和地方政府、企业投入对科技创新的投入大幅度增加，正在改变着长期以来中国科技投入短缺、人才流失、设施落后、需求不足、创新社会氛围薄弱的局面。全社会研发投入显著增加，2011年达到8610亿元，占GDP的1.83%。国家增加对自然基金、863、973、985和知识创新工程投入；加强对基础前沿研究和原始创新，重大科技基础设施建设的支持；组织实施16个重大科技专项、技术创新工程、十大产业振兴规划和战略性新兴产业发展规划；支持中科院组织实施“创新2020”，启动战略性先导科技专项；支持高端创新人才培养引进计划等。 

    国家部署的16个科技重大专项全面实施，取得重要阶段性成效。重点领域初显跨越发展态势，取得了一批标志性重大成果。科技研发活动的产出快速增长，质量明显改善。比如，成功实现载人航天、月球探测和空间交会对接；解决高速铁路、载人深潜等国家重大工程的一系列关键核心科技问题；取得了中微子振荡、铁基超导、量子通信、iPS细胞全能性证明、生命起源与演化等一批世界领先的科学成果。 

    未来几年，是创新型国家建设的关键时期，我国的科技发展也将进入快速发展和攻坚克难的新阶段。要实施创新驱动战略、加快创新型国家建设，必须科学判断世界科技发展趋势，准确把握经济社会发展需求，不断深化科技体制改革。中科院作为国家科研机构，将立足国家新要求、人民新期待、科技新发展，深入学习贯彻党的十八大精神，围绕“创新2020”跨越发展体系总体部署，坚持“创新科技、服务国家、造福人民”发展宗旨，进一步明晰定位、认清责任、强化管理、狠抓落实，推动又好又快出成果出人才出思想，为促进创新驱动发展战略的实施、建设创新型国家、全面建成小康社会作出新的更大贡献！