世界新一轮技术和产业革命及其全解

4、多技术集大成系统创新
智能电网：美欧中日群雄逐鹿
发电、输电、变电、售电、用电、储 电、调度等环节数字化管理、智能化 决策、互动化交易 电力 机械 电工 电子 计算机 软件 网络 通讯
安全 可靠 经济 节能
改变社会形态的物联网
信息、人、物质流有机融合 物质世界信息化
2020年30倍于 互联网产业规模， 形成万亿级产业 智能物件超 过1万亿片
技——新能源——新材料——空间科技——海 洋科技 经典传统学科焕发生机 以工业化社会初、中期的眼光，以机械式、还 原式的认识论来评判当代科技创新已经过时。
宇宙演化
物质结构
生命起源与进化
意识本质
探索智力的本质、了解人类的大脑和认知 功能，是当代最具挑战性的基础科学问题 极大深化人类对自身和自然的认识 引起信息与智能科学技术新的革命
论、宇宙大爆炸、DNA双螺旋、板块构造理论、计算
机科学六大成就相提并论的理论突破或重大发现。
“沉寂的春天”？
不识庐山真面目，只缘身在此山中。
荒漠的报春花？群芳争艳的大花园？
人类已进入创新密集时代!
1、多学科、多领域竞先并进
单一学科突破——众多学科和技术全面突破
交替领跑，竞相突破 信息革命——生命科学和生物技术——纳米科
多网融合
信息世界
多核
物理世界
传输方式融 媒体内容 合 融合
重多信息技术创新集成融合的巨系统， 涵盖了超级计算机、网络、传感器及遥 感、软件、人工智能、现代无线和有线 宽带通讯、搜索引擎、微电子、物联网、 云计算等。 推动人类进入后“e-社会”或“u-社
“以人为中心”的智能技术
键盘鼠标——触摸屏——语音——脑波 通过感知学习能力、 人机对话和内容精准 呈现等，增强人个性 化学习能力
云计算：推动信息产业重新洗牌
通过网络按需要 和易扩展的方式 获得所需的资源 （硬件、平台、 软件） 国家层面的竞争力将部 分体现为一国拥有数据 的规模、活性以及解释、 运用的能力；国家数字 主权体现对数据的占有 和控制。数字主权将是 继边防、海防、空防之 后，另一个大国博弈的 空间
奥巴马政府投资2亿美元启动“大数据研究和发展计划”，堪与信 息高速公路媲美。增强收集海量数据、分析获取信息的能力。大数 据技术事关美国国家安全、科学和研究的步伐，以及引发教育和学 习的变革。
深度空间 地球深层 深海 物质深层结构
5.新科技革命呼之欲出
当今世界科技正处在科技革命的前夜，国际金融危机导 致世界经济格局大调整大变革，将加快新科技革命的到来。
物质科学、生命科学等学科及其交叉领域融合创新将成为 科技革命的前沿，绿色、智能和可持续成为主要特征。 人类对从宇观到微观世界的探索将殊途同归，形成对世界 认识的新突破，引发人与自然、经济与社会、文化发展关系的 深刻调整。 科技多极化与技术融合并行，破坏性创新技术影响深远， 并引发更加激烈的国际竞争。
计算机、信息网络成为各个学科的基础
新材料成为许多学科不可或缺的支撑
纳米技术成为学科发展的手段
NBIC会聚技术 -- 纳米、生物、信息、认知科学的
交叉与融合将引领未来科学技术的发展
NBIC会聚技术
美国国家科学基金 会、商务部于 2002年发布了未 来科技展望报告， 首次提出了“NBIC 会聚技术”的概念
通过3D模型、 3D显示和交互 技术，提升人对复杂信息的 智能表达和展示能力
3、科技创新持续深化演进
“持续系统创新”——科技革命
能源高效利用：创新无尽的前沿
太阳能 核能
地热能
太阳能电池
风能
生物质能
水势能
清洁能源－－光伏发电
光伏效应
1839 多晶硅电池5% 1959 1960 1975
晶体硅 ～17％ 薄膜硅 ～6％ 薄膜CdTe ～11％ 薄膜CIGS ～13％ 纳米光伏 ～0.1～6％
改善 医疗 保健
提高 生活 质量
增加 社会 产出
保障 国家 安全
改善人类生命质量，提升和扩展人的能力
网络化、普适化、智能化：人机物和谐发展
社会网络 Web 2.0 SaaS、云、P2P 等 Cyberspac e 信-物融合系统 物联网 4G 空天一体化
网络舆情
虚拟世界 智慧地球
绿色计算
人与社会
网络融 合
英国科学家开发 出一种新技术， 绘制出小鼠视觉 皮层的部分神经 连接“布线图”， 使揭开大脑之谜、 开发出计算机大 脑模型的梦想离 现实又近了一步
线虫-斑马鱼-猴-人 生物大分子层面（砖）近 似，神经元组合（盖楼） 方式不同
2.学科间交叉融合互动
数学、物理——牛顿力学 黎曼几何、物理——相对论 物理、化学、生物学——分子生物学 力学、电磁理论——电力学 材料科技、电子学——半导体技术
世界新一轮技术和产业革命 及其对我经济发展的影响
前 言
全球科技发展由单一学科突破向众多学 科和技术全面突破、交叉汇集、竞相领跑方 向转变，将带来能源、信息、材料等领域新 一轮技术和产业革命，其意义不亚于量子力 学的建立导致的20世纪信息革命。
一、世界科技发展呈现多点突破、交 叉汇聚的态势
20世纪下半叶以来，未能出现可以与量子力学、相对
•环境质量和可持续发展 •健康水平 •工作效率和舒适 •竞争能力 •安全保障 •活动空间 •认知能力 •精神文化水平
新能源-传 统化石能源 新材料-自 然矿石基础 材料 集成化便捷 式电子产品专用电子产 品 四个替代
技术的经济和普适 功能的提升和便捷化 绿色节能 人性化和多元化
八大需求 四个等技术，拓展人类对 复杂环境的感知和响应 能力
沃尔玛：尿布与啤酒 通过网络信息理解和搜索 技术，提升人对精准信息 和知识的获取能力
拓展感知
增强创想
通过便捷准确的获取 设备和3D软件等，增 强人类创意和设计能 力
以人为中心 的智能技术
提升认知
通过3D虚拟空间技术， 提升人的生活、工作和 社会交往能力
31% ——74%
首次并网 NOV，2010 OCT，2010 Spectrolab， 39.2% ，量 产记录
非晶 硅电 池在 美国 诞生
Spire，GaAs， 42.3% 晶体硅～2美元/W 薄膜硅 ～ 1.5-2美元/W 薄膜CdTe ～1.0美元/W 薄膜CIGS ～?? 纳米光伏 ～??
火电价格0.3元 (RMB)/W