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东方智库丨2020,全球十大科技创新有哪些?

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2020年是人类历史、世界历史进程中极不平凡的一年,COVID-19(新冠肺炎)不仅给全球所有的国家和地区带来了巨大伤害,而且给世界的几乎所有领域、行业都造成了重大冲击。

疫情全面冲击,科技创新堪称例外

但全球科技领域也许是一大例外。2020年,全球科技创新不仅脚步未停,而且快马加鞭,加速演进,强势出击。有些创新科技甚至因疫情的冲击威胁而“因祸得福”,这表明人类是伟大的、坚韧的、智慧的。病毒虽毒,终将被除。

12月27日,科技日报社发布了该报联合我国部分两院院士和媒体人士评选出的2020年国内十大科技新闻:抗击新冠彰显中国科技力量;中国史前人群迁徙与族源之谜揭开;天问一号开启火星探测之旅;北斗导航系统全面建成;五中全会《建议》专章部署科技创新;微分几何学两大核心猜想20多年后终获证;嫦娥五号月球挖土1731克;华龙一号并网发电成功;“奋斗者”号载人深潜10909米;“九章”量子计算机问世引发世界关注。

资料图片:“奋斗者”号。(来源:新华社发 中国船舶集团供图)

上述十大国内科技新闻,足以彰显中国科创的精彩奇迹,中国科技工作者的伟大精神与伟大力量,给国人以巨大的鼓舞。

入选的2020年国际十大科技新闻分别是:全球加速新冠疫苗研发;目前最强逆转艾滋病病毒潜伏方法发现;科学家发现宇宙物质起源之谜首个佐证;迄今最大规模人类遗传变异体目录公布;马斯克发布可实际运作的脑机接口;室温超导在超高压下首次实现;快速射电暴在银河系内起源首次确定;“阿尔法折叠”精准预测蛋白质三维结构;“基因魔剪”首次治愈两种遗传性血液病;中国嫦娥五号“揽月”而归。

应该说,这十大国际科技新闻的评选,比较全面、客观和准确地涵盖了过去一年里全球科技的重大创新成果,展示了人类非凡的智慧。这些重大的科创发现成果,也许对普通人而言有些高深莫测,但对全球科技研发和科技界来说是极其重大的科研突破,其意义和应用成果将会在未来的日子里逐步显现,给人类带来更多更大的惊喜和福祉。

新冠疫苗研发超常规研发

新冠疫苗的加速研发,虽然目前国际上还存在一些不同的说法甚或争议,但不得不承认这是2020年世界最重大的科技进展和突破。常态之下,国际上重大的传染病疫苗开发至少需要8—10年以上的研发时间,但COVID-19危害如此之广之大,人类必须超常规加速研发。

多国科技人员和药企在疫情暴发后的第一时间,就夜以继日地投入了新冠疫苗的研发。截至2020年12月底,世界上已相继有俄罗斯、美国、德国、英国和中国等国的疫苗宣告研发成功,并各自宣称有92%以上的有效性。中国虽然在疫苗宣传上没有其他国家那么高调和激进,但实际上中国的新冠疫苗较早取得了重大突破,而且在世界卫生组织公布的全球率先进入临床第三阶段试验的前十大候选疫苗中,中国疫苗占了大部分。国际社会对中国疫苗给予了高度评价,寄予了极大希望。

由于疫苗的开发、使用、分配特别是国际认定标准等,涉及到一系列极为复杂、敏感的问题乃至争议,目前已宣布开发成功的这些疫苗,实际都还处在进一步的试验接种、研制完善和应对病毒变异等疫情新情况的改进之中,全球普遍接种、国际统一认定特别是疫苗的公平合理分配等,还需假以时日,还有诸多艰难,但这些疫苗的接种已经分别开始,而且正在向大范围推进。无论这些疫苗的实际效果如何,它们的入市本身就是人类抗疫的一大福音和利好,尤其是一大安慰。

此次全球抗COVID-19得以急速开发成功,原因是多方面的,除了科技工作者和药企们的殚精竭力外,与全球其他科技的创新发展取得重大进展突破也密不可分,可以说这是多种国际先进科技成果共振互动的结果。

全球科技创新实现梦想

2006年,美国科研机构和科技人员曾经对世界2020年的科技创新作出了大胆的展望畅想。14年后的今天,基于当时科技水平与想象力的科技畅想,已基本得到了验证并有超越。这说明人类只要敢于想,敢于闯,就能实现非凡的梦想。

除了疫苗研发的应急性重大突破外,过去的一年里全球新一轮科技革命和产业革命方兴未艾,百舸争流,同样取得了多方面的重大突破。大数据、半导体、芯片、人工智能、云计算、量子计算、5G和6G通信技术、生物医药、新材料、先进制造装备和精密仪器等,都有新的长进。

尽管美国特朗普政府对华发动科技战,进行疯狂的制裁打压,欲将中国先进高科技和高科技企业置于死地,并企图封杀TikTok等应用软件,但中国科技人员和科技企业以大无畏的精神和果敢,砥砺奋进,勇攀科技高峰,进一步缩小了与美国等西方国家的差距,有些方面甚至超越了美欧和日韩等国。

图片说明:2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。(来源:新华社)

客观说,美欧国家、日本和韩国以及南非和以色列等国,在过去的一年里科技进步也很明显,一些核心关键技术有了新的突破。全球新能源技术进一步开发,先进性和稳定性明显增强,与人类经济社会生活和医疗健康等密切相关的各种科技创新发明和应用日新月异。新科技和高科技在抗击疫情中发挥了重要作用。

WEF发布2020年世界十大新兴技术

总部设在瑞士日内瓦的“世界经济论坛”(WEF),近日发布了全球2020年十大新兴技术:

1、用于无痛注射和测试的微针:这些细小的针头不超过一张纸的深度和一根头发的宽度,可以为人们带来无痛的注射和血液检测。“微针”可以穿透皮肤而不会扰乱潜在的神经末梢,并且可以附着在注射器或贴剂上,甚至可以混入乳膏中。他们可以允许在家中进行血液检查,然后送到实验室或在现场进行分析。而且由于不需要使用昂贵的设备或进行大量培训,因此可以在服务不足的地区进行测试和治疗,从而使护理更加容易获得。

2、太阳能化学:这种新的方法有望通过利用阳光将废二氧化碳转化为有用的化学物质,从而减少污染物的排放。此过程所需的阳光活化催化剂的最新进展是朝着创建“太阳能”精炼厂的方向迈出的重要一步,精炼厂可从废气中生产有用的化合物,废气可转化为从药物和洗涤剂到化肥和纺织品的所有物品。

3、虚拟病人:这一发明将使人体器官的高分辨率图像获取的数据,被快速输入到控制该器官功能的机制的复杂数学模型中,然后计算机算法解析所得方程,生成类似于真实人类的虚拟器官,这样的虚拟器官或人体系统可以在药物和治疗的初始评估中代替人们,从而使该诊疗过程更快、更安全且更便宜。

4、空间计算:这是一种将虚拟现实和增强现实应用程序整合在一起的物理和数字世界的下一步,与VR和AR一样,它可以对通过云连接的对象进行数字化处理,允许传感器和电机相互反应,并创建真实世界的数字表示形式,它甚至可增加空间映射,该技术将为工业、医疗保健、运输和家庭中的人机交互方式带来新的发展。

5、数字医学:数字医学不会很快取代医生,但是监视病情或管理疗法的应用程序可以增强他们的护理水平,并为获得医疗服务机会有限的患者提供支持;

6、电动航空:电动推进将使航空旅行减少碳排放,削减燃料成本并大幅度降低噪音,全球大约已有170架电动飞机项目正在开发中,主要用于私人、公司和通勤旅行的航空器,空中客车公司表示,它可能有100架电动飞机准备在2030年起飞;

7、低碳水泥:全球每年生产40亿吨水泥,而这一过程需要燃烧化石燃料,约占全球二氧化碳排放量的8%。随着未来30年城市化进程的加快,这一数字将增至50亿吨。研究人员和初创企业正在研究低碳方法,包括调整过程中使用的成分的平衡,采用碳捕获和存储技术以消除排放物以及将水泥从混凝土中全部清除。这种新的水泥将大大减少每年全球生产40亿吨水泥所需要燃烧的化石燃料。

8、量子感应:想象一下,如果你想看见拐角处的汽车,或监视人的大脑活动,量子感测技术可以使这些事情成为现实。量子传感器通过利用物质的量子性质,以极高的精度进行操作,例如,将处于不同能量状态的电子之间的差异用作基本单位。

9、绿色氢:它可使氢燃烧时唯一的副产品水,通过电解产生氢时则变为“绿色”。有人预测,到2050年,全球绿色氢市场将达到12万亿美元,因为它可以通过帮助降低运输和制造业等部门的碳含量,而在能源转型中发挥关键作用,这些部门需要高能燃料但难以电气化。

10、全基因组合成:它将被引入微生物的遗传序列研究创新,从而使人类有可能印刷越来越多的遗传材料并更广泛地改变基因组,帮助人们深入了解病毒如何传播或帮助生产疫苗,将来该技术还可以帮助从生物质或废气中可持续地生产化学品、燃料或建筑材料。

图片说明:这是美国辉瑞制药有限公司与德国生物新技术公司联合研发的新冠疫苗。(来源:新华社发)

CompTIA发布2020顶尖新兴技术排行榜

总部设在芝加哥的美国计算机行业协会(CompTIA),自1982年成立以来一直致力于通过各种标准、专业能力、教育和商业解决方案,促进信息技术产业及相关从业人员的发展,大力倡导推进领先科技创新的应用,并每年发布其认定的美国乃至全球的“顶尖新兴技术列表”。

微软合作伙伴激励策略和计划设计主管、CompTIA新兴技术社区主席迈克尔·海恩斯在新闻发布会上说:“我们的排名代表了在与社区进行了激烈的辩论和讨论之后出现的共识观点。我们并不建议每个解决方案提供商和渠道合作伙伴,都需要立即将这些技术添加到其产品和服务菜单中。但是这些创新将对技术业务产生广泛影响。公司需要为未来的变化做好准备。”

CompTIA 发布的2020年十大顶尖新兴技术依次为:

1. AI(人工智能)。人工智能是指自动解析和应用知识的编程算法。它被广泛认为是全球新兴技术中的“最大力量”,其应用及其广泛,意义极为重大。海恩斯在博客中称,“我们总是看到AI的绝佳机会。从字面上看它一直在上升。这是值得关注的问题之一。现在,几乎每个组织都在评估AI,我们正在评估它是否有可能用于推动洞察力和提供更好的解决方案”。

2、5G通信技术。5G与4G相比提供了改进,例如低延时、智能功耗和高设备密度。5G将使增强现实、智慧城市和互联车辆成为可能。5G的应用尚处于开端,人们对它的认识在不断深化,但5G的应用不是单独的,它必须与AI和物联网等技术结合在一起使用,才能发挥更大作用,带来更大效益。

3、物联网。物联网结合了来自连接设备的信息,并允许对系统进行分析。这些平台、设备和数据集为企业提供了更多的见解和效率。物联网是人类未来科技网络的重要发展方向,缺少了物联网技术与应用,人类先进科技的应用推广和效益将大打折扣。

4、无服务器计算。无服务器计算或“功能即服务”(FaaS),将使用户能够实时构建可扩展的应用程序,以便他们能够响应随数量级而立即变化的需求。FaaS提供了一个基于消耗的平台,因此开发人员可以快速、经济地部署应用程序。

5、生物识别。生物仿制药将通过允许人员和设备进行身份验证并在世界范围内无缝移动来提高安全性。

6、增强现实/虚拟现实。AR和VR改变了人们与机器、数据以及彼此互动的方式。企业正在使用混合现实、人工智能和传感器技术来增强执行灵活性、运营效率和个人生产力。

7、区块链。人们越来越需要保护和管理互联网上的各种交易,而区块链就是最好的答案之一。区块链能够有效管理各种在线数据和供应链带来的挑战。

8、机器人技术。全球机器人技术已从工业用途转变为服务提供方式,并在物理和虚拟方面影响着家庭和企业。

9、自然语言处理(NLP)。NLP是AI的一个领域,它使计算机能够更好地分析和理解人类语言。从语音到文本,NLP可将人类语言转换为编程语言。文本语音转换,可将计算机操作转换为声音响应。

10、量子计算。人类处理和分析大数据的能力,将因量子计算而巨量提升。量子计算是利用机器学习和AI力量的关键。

狄更斯世界的描述再现?

对比看,CompTIA 发布的年度“十大顶尖新兴技术清单”与2019年的清单是有些差别的。2019年的清单依次为:物联网、人工智能、5G、无服务器计算、区块链、机器人技术、生物识别、3D打印、虚拟现实/增强现实和无人驾驶飞机。2020年的清单反映了美国和世界顶尖新兴技术的创新和应用演变潮流与趋势。这些顶尖新兴技术,远不只是在人类经济、社会生活中使用,它们在军事、国防和安全等领域也正得到越来越多的应用,如果从效益计算,其市场价值都会在数万亿美元之上,因此世界各国特别是各国企业、产业都极为关注和青睐。

2020年正在悄然离去。尽管疫情依然在肆虐,但世界的科技创新给人类带来了更多希望。

英国19世纪著名作家狄更斯在《双城记》中说:“这是最美好的时代,这是最糟糕的时代;这是智慧的年代,这是愚昧的年代;这是光明的季节,这是黑暗的季节;这是希望的春天,这是失望的冬天;人们面前应有尽有,人们面前一无所有;人们正在步入天堂,人们正在走进地狱。”

也许,狄更斯当年的这番描述,对于看待当今世界不无启发。

世界的黑暗与灾难很难避免,但人类只要心怀善意,携手合作,砥砺奋进,勇于应对,敢于创新,就一定能战胜疫情,克服时艰,迎来美好!


来源:东方网·东方智库

作者:周锡生(东方智库、东南大学国际战略智库首席研究员)

编辑:顾航


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