世界顶尖科学家论坛：2021全球科技前沿报告简版（43页）.pdf

1、全球科技前沿报告2021（简版）声明：1:世界顶尖科学家协会上海中心保留所有权利。未经授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明来源。违反上述声明者，将追究其相关法律责任。文中的专家观点不代表世界顶尖科学家协会上海中心及合作方的观点。2:完整版报告将于 2022 年 1 月正式刊出，敬请期待！欢迎就报告内容来函理性讨论。联系邮箱：世界顶尖科学家协会上海中心2021年11月全球科技前沿报告（简版）作者：世界顶尖科学家协会上海中心：李方芳、秦青松、杨文婷、赵羽佳上海市科学学研究所：傅翠晓、汤琦、奚少华、赵越、庄珺特别致谢：感谢上海市科学学研究所的支

2、持。目录Contents（P1）全球科技发展的总体趋势1.（P16）生命科学与医疗健康3.（P27）信息与智能技术领域4.（P39）（P32）气候与双碳治理领域（P7）基础前沿的探索2.5.参考文献全球科技发展的总体趋势1.当前，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科学研究范式正在发生深刻变革，学科交叉融合不断发展，科学技术和经济社会发展加速渗透融合，全球科技创新活动越发凸显原始创新和策源能力的重要性。2科学探索不断向宏观拓展、向微观深入，交叉融合汇聚不断加速，有望拓展人类对物质、生命、能量的基本认知，催生新的重大科学思想和科学理论。大规模协同研究不断拓展科技前沿，推动宇宙演化、量子科学、生命起

3、源、脑科学等领域重大科学问题的解决。全球科技前沿报告在探索宇宙方面，近年大量的研究集中于激光干涉引力波天文台（LIGO）所探测的引力波信号及其衍生的中子星合并、黑洞合并、原始黑洞、暗物质等方向，而盖亚（Gaia）空间望远镜数据构建的星图、“普朗克”太空探测器数据绘制的前宇宙微波背景辐射图也是受到高度关注的研究方向。在信息科技方面，人工智能研究及其应用是近年的研究焦点，石墨烯、硅光子、新型二维半导体、量子计算机等成为世界各国探索新的计算体系的方向，新型无线通信、卫星通信、量子通信等通信技术的研究与网络安全、隐私保护、可信人工智能等涉及管理、伦理的研究也愈发受到关注。在生命科学与医学方面，基因组及

4、表型组研究、神经科学研究、重大疾病研究（包括肿瘤、心血管疾病、中风、抑郁症、老年痴呆症、糖尿病、克罗恩病等）是近年全球科研的热点方向。基因组学、遗传学和表观遗传学，发展与老龄化，神经科学与心理健康等同样也是国际上各基金会资助和奖励的重点方向。科学技术的发展正在开辟新的前沿31.全球科技发展的总体趋势在材料研究方面，材料科学与化学、能源、应用物理等领域呈现非常深入的融合趋势，太阳能电池、传感、催化等是多个学科领域共同关注的重点方向。其中，传感的研究包括纳米传感器、电化学传感器、光纤化学传感器、荧光传感器、湿度传感器、生物传感器等，催化的研究主要在太阳能制氢、二氧化碳催化转化、废水的臭氧催化转化等

5、应用方向的光、电催化剂研究，而微流体、金属纳米团簇、二维材料、超薄金属有机骨架、生物智能材料、忆阻器、激光及发光材料等也是近年科研的热点。在生态环境方面，全球尺度上的宏观研究，包括全球变暖及甲烷排放、全球海洋数据分析、微生物生态、泛热带生物量碳图、永久冻土融化、地壳板块碰撞等是近年科研的关注点，而灾害气象预警、地球环境预测、极地海冰下海洋观测、地球及海洋仿真、零排放建筑、绿色城市等方向的科学研究和技术研发也在全球蓬勃开展。4科技创新的范式正在深刻变化和持续演进科学与技术一体化程度越来越高，学科之间、科学与技术、科技与产业相互融合和转化更加迅速。“大小科学”并存、“大小企业”协同的开放式、体系化

6、科技创新组织模式成为主流。大数据研究成为科研新范式，网络化、平台化、生态化成为产业新范式。场景驱动的颠覆性技术创新持续爆发，不断催生新的生产平台、新的业务模式、新的产业体系，推动新一轮产业革命快速演进。全球科技前沿报告51.全球科技发展的总体趋势科学技术赋能经济社会发展的作用更加显著新一轮科技革命将为人类解决共同发展难题、提供应对全球性挑战带来解决方案，将对经济体制、社会结构和全球价值链产生深远影响。信息技术广泛扩散应用，带动多领域相互支撑、齐头并进的链式变革。生命科学和生物技术推动医疗技术的进步，提升人类的健康发展水平。以“数据+算法”为基本架构的智能化正引领新的变革并向经济社会各领域加速渗