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適讀人群 :政府部門、科研院所、大專院校和社會公眾。 “以科學谘詢支撐科學決策、以科學決策引領科學發展”是黨和國傢賦予中國特色新型智庫的光榮使命。中國科學院作為國傢自然科學最高學術機構和科學技術最高谘詢機構,麵嚮決策組織開展事關國傢發展全局和長遠的重大問題的谘詢研究,麵嚮社會公眾傳播科學思想和科學理念。全新改版形成的“中國科學院年度報告係列”聚焦國傢科學技術發展、創新發展、可持續發展需求,每年嚮全社會報告相關領域前沿進展,科學解讀公眾關注熱點問題,為科學決策提供谘詢意見,對政府部門、科研院所、大專院校和社會公眾具有重要參考價值。
內容簡介
“以科學谘詢支撐科學決策、以科學決策引領科學發展”是黨和國傢賦予中國特色新型智庫的光榮使命。中國科學院作為國傢自然科學最高學術機構和科學技術最高谘詢機構,麵嚮決策組織開展事關國傢發展全局和長遠的重大問題的谘詢研究,麵嚮社會公眾傳播科學思想和科學理念。全新改版形成的“中國科學院年度報告係列”聚焦國傢科學技術發展、創新發展、可持續發展需求,每年嚮全社會報告相關領域前沿進展,科學解讀公眾關注的熱點問題,為科學決策提供谘詢意見,對政府部門、科研院所、大專院校和社會公眾具有重要參考價值。《中國科學院年度報告係列:2015科學發展報告》自1997年起開始發布,今年是第18本。報告全麵綜述分析2014年度國際科學研究前沿進展,展望研判國際重要科學領域研究發展趨勢,報道介紹我國科學傢具有代錶性的重要研究成果,觀察綜述國際主要科技領域研究進展及科技戰略規劃與研究布局,概括介紹我國科學研究整體發展狀況,並嚮國傢提齣有關中國科學的發展戰略和政策谘詢建議,為國傢宏觀科學決策提供重要依據。
目錄
第一章 科學展望
1.1 空間科學:基礎前沿科學探索的先鋒
1.2 微納光子學發展現狀與展望
第二章 科學前沿
2.1 追逐彗星的“羅塞塔”號探測器
2.2 核物理前沿科學問題
2.3 中微子物理研究進展與趨勢
2.4 手性科學與技術——一個跨尺度、跨領域的物質科學前沿方嚮
2.5 光子功能金屬�燦謝�框架材料研究進展
2.6 煤炭清潔高效轉化中的碳一化學與催化研究進展
2.7 新一代基因組編輯技術的崛起與發展趨勢
2.8 “腦功能聯結圖譜”研究進展
2.9 乳腺癌分子靶嚮治療的現狀及展望
2.10 艾滋病病毒的潛伏與治療研究新進展
2.11 大氣中超細顆粒物的健康效應研究進展
2.12 冷凍電子顯微學研究與應用進展
2.13 高效藍光二極管——2014年諾貝爾物理學奬評述
2.14 超分辨率熒光顯微技術——2014年諾貝爾化學奬評述
2.15 大腦的“內置GPS”——2014年諾貝爾生理學或醫學奬評述
第三章 2014年中國科研代錶性成果
3.1 希爾伯特第十八問題獲重要進展
3.2 黑洞熱吸積領域的研究突破
3.3 在常溫固態係統中實現抗噪的幾何量子計算
3.4 納米催化劑的活性界麵從一維嚮三維發展
3.5 麥剋斯韋妖式量子算法冷卻的實現
3.6 等離激元誘導的非綫性電子散射現象
3.7 核酸適體在分子藥物中的應用
3.8 高性能、低成本的量子點發光二極管
3.9 過渡金屬元素高氧化研究獲得重要進展
3.10 乙炔法製氯乙烯無汞催化劑的研究進展——氮摻雜的納米碳復閤催化材料SiC@N-C
3.11 染色質二級結構的突破——30納米染色質雙螺鏇結構解析
3.12 肌肉細胞分化過程中小RNA的調控機製
3.13 互補序列介導的外顯子環形RNA産生機製研究進展
3.14 TET蛋白傢族在體細胞誘導重編程中的作用程時頌
3.15 水稻代謝組的生化及遺傳基礎研究進展
3.16 極體基因組移植預防遺傳綫粒體疾病
3.17 中國手足口病疫苗研發的最新臨床研究成果
3.18 肝硬化患者腸道菌群的改變
3.19 卵透明帶缺失緻病基因的發現
3.20 天然免疫與自身免疫疾病分子機製研究
3.21 鳥類起源整閤性研究進展
3.22 熱帶生態係統碳源匯功能對氣候變化的響應
3.23 地球深部與高壓晶體學研究進展張莉
3.24 近百年氣候變暖疊加於500年自然周期暖相位的發現
3.25 我國灰霾PM2��5中二次氣溶膠首次精準定量研究
第四章 科技領域發展觀察
4.1 基礎前沿領域發展觀察
4.2 人口健康與醫藥領域發展觀察
4.3 生物科學領域發展觀察
4.4 農業科技領域發展觀察
4.5 環境科學領域發展觀察
4.6 地球科學領域發展觀察
4.7 海洋科學領域發展觀察
4.8 空間科學領域發展觀察
4.9 信息科技領域發展觀察
4.10 能源科技領域發展觀察
4.11 材料製造領域發展觀察
4.12 重大研究基礎設施領域發展觀察
第五章 中國科學的發展概況
5.1 2014年科技部基礎研究管理工作進展
5.2 2014年國傢自然科學基金項目申請與資助情況
5.3 中國科學五年産齣評估——基於WoS數據庫論文的統計分析(2009~2013年)
第六章 中國科學發展建議
6.1 關於建立“生態草業特區”探索草原牧區新發展模式的建議
6.2 氣候變化對青藏高原環境與生態安全屏障功能影響及適應對策
6.3 關於京津冀大城市群各部分功能定位及協同發展的建議
6.4 關於進一步深化我國醫藥衛生體製改革的建議
6.5 關於實施“材料基因組計劃”推進我國高端製造業材料發展的建議
附錄
附錄一 2014年中國與世界十大科技進展
附錄二 香山科學會議2014年學術討論會一覽錶
附錄三 2014年中國科學院學部“科學與技術前沿論壇”一覽錶
前言/序言
序言:深化體製機製改革釋放科技創新潛能
白春禮
黨的十八大提齣實施創新驅動發展戰略,這是我國立足全局、麵嚮未來的重大戰略,是促進社會進步和加快轉變經濟發展方式、破解經濟發展深層次矛盾和問題、增強經濟發展內生動力和活力的根本措施。在我國從科技大國嚮創新強國邁進的關鍵曆史階段,要讓創新成為引領發展的第一動力,就必須打通從科技強到産業強、經濟強的通道,充分釋放科技創新的潛能。
一、科技創新是強國之本
20世紀中葉以來,成功實現現代化的國傢,無不走過瞭一條從引進模仿嚮自主創新的跨越式發展道路。通過消化吸收先進技術,提升製造能力和産業發展水平,初步奠定瞭趕超國傢的經濟基礎;通過加大科技投入、鼓勵創新,突破産業發展的技術瓶頸,成功實現製造中心和創新中心的融閤。日本曾一度比肩美國,韓國快速興起,充分證明創新驅動和技術進步是一個國傢崛起和實現現代化的根本動力。美國自己認為,“美國領導20世紀世界的經濟,是因為領導著世界的創新”(《美國創新戰略:推動可持續增長和高質量就業》)。應該看到,在追趕型國傢中,一大批國傢實現瞭由貧睏嚮中等收入國傢的轉變,但最終進入發達國傢行列的卻屈指可數。當前,新一輪的科學革命、技術革命和産業變革正在孕育興起,高技術替代常規技術、智能型技術替代勞動密集型技術趨勢明顯,科技創新鏈條更加靈巧,技術更新和成果轉化更加快捷,産業更新換代步伐加快,我國正處在不進則退的十字路口。新常態下,要實現保持經濟中高速增長、邁嚮中高端水平的“雙目標”,破解能源資源生態環境的瓶頸約束,提高全民生活質量和提供更多高質量就業崗位,我們隻有搶抓新一輪科學革命、技術革命和産業革命曆史機遇,堅定不移地走創新驅動發展道路,嚮創新要發展,嚮創新要資源,嚮創新要效益,嚮創新要質量。
二、繁榮科技創新關鍵在改革
實施創新驅動發展戰略就是要推進以科技創新為核心的全麵創新。創新本身涉及多方麵,人們往往更多關注經濟活動,強調的是生産要素的重新組閤,産齣可以是新産品或新服務,也可以是提高勞動生産效率、降低生産成本。但是在眾多生産要素中,科技不同於土地、資金、勞動力等,它是最具革命性的,也是唯一能夠引發生産函數改變的要素。雖然科技創新不是創新的全部,其中必須有管理創新、商業模式創新等,但其他形式的創新或多或少地都與科技發展有緊密聯係。比如說,沒有互聯網技術的發展就一定沒有阿裏巴巴在電子商務領域的重大商業模式創新,沒有智能終端技術的發展就一定沒有騰訊微信業務帶來的人們溝通和社交方式的革命性變化。
改革是釋放創新潛能的關鍵。我國研發經費投入總量居世界第二位,研發經費投入強度也達到瞭中等發達國傢水平。研發人員總量雄踞全球榜首,幾乎是美國、日本和俄羅斯的總和。科技成果數量龐大,國內發明專利申請量全球第一,國際科技論文發錶數量位居前列。為什麼我們還沒有實現創新驅動呢?這裏麵因素很多,有創新能力不夠強、創新水平不夠高的問題,更多的是體製機製中還有許多製約創新的藩籬,科技成果順暢轉化為現實生産力還有許多障礙。
最近兩年,中央把深化體製機製改革作為實施創新驅動發展戰略的根本任務,研究齣颱瞭一係列重大改革舉措。特彆是今年3月,黨中央、國務院印發瞭《關於深化體製機製改革加快實施創新驅動發展戰略的若乾意見》,為當前和今後一個時期深化體製機製改革指明瞭方嚮。當前的工作重點應該是把國傢的各項改革舉措落實好,堅決破除製約科技創新的思想障礙和製度藩籬,讓機構、人纔、裝置、資金、項目都充分活躍起來。
三、創新的目的是驅動發展
全力打造創業創新的新引擎和改造升級的傳統引擎,是實現保持中高速增長和邁嚮中高端水平的“雙目標”的根本保證。2013年10月至2015年3月間,國務院常務會先後近20次研究創業創新工作,並推齣一係列有很高“含金量”的政策措施。在多項政策措施的綜閤作用之下,市場需求變瞭,創新要求變瞭,發展環境變瞭,各種新技術、新産品、新業態、新商業模式層齣不窮,對科技創新提齣瞭更為緊迫的要求。科技創新必須與時俱進,在鼓勵發錶論文、申請專利和申報科技成果的同時,要更加強調切實貫徹中央經濟工作會議關於“創新必須落實到創造新的增長點上,把創新成果變成實實在在的産業活動”的精神。
我們要依靠科技創新加快産業升級和結構調整,攻剋高端裝備、智能製造、關鍵元器件、新材料等關鍵核心技術,促進製造業嚮價值鏈中高端躍升,創造新的經濟增長點和就業機會;依靠科技創新搶占空天海洋、信息安全、能源資源等戰略必爭領域製高點,扭轉關鍵核心技術長期受製於人的被動局麵,大幅增強我國的綜閤國力和國際競爭力;依靠科技創新推進雲計算、移動互聯網、大數據、生物技術等開發與應用,加快培育新業態和新産業,創造新的市場需求,擴大就業和創業空間;尤其要依靠科技創新保障和改善民生,讓更多的人過上幸福生活,享有更好的教育、更高水平的醫療衛生服務、更優美的生活環境。
《中國科學院年度報告係列:2015科學發展報告》 引言:撥雲見日,洞察前沿——2015年的科學圖景 2015年,是全球科學技術蓬勃發展、創新浪潮奔湧不息的一年。在這一年裏,人類的智慧如同璀璨星辰,在浩瀚的宇宙中劃齣一道道耀眼的光芒。從宏觀的宇宙探索,到微觀的生命奧秘;從顛覆性的技術創新,到深刻的社會變革;從綠色可持續發展的迫切需求,到人工智能的迅猛崛起,科學研究以前所未有的廣度和深度,重塑著我們的認知,引領著人類文明的進步。 《中國科學院年度報告係列:2015科學發展報告》正是這樣一份凝結著年度智慧結晶的權威文獻。它並非一本單純的科學期刊閤集,也不是一套枯燥的學術論文匯編。相反,它是一幅全景式的科學畫捲,一則關於人類探索未知、創造未來的生動敘事。本報告以中國科學院作為國傢戰略科技力量的核心,匯聚瞭國內頂尖科學傢們的智慧與洞察,係統梳理瞭2015年度全球範圍內的重大科學進展、前沿熱點以及未來發展趨勢。它旨在為決策者、科研工作者、教育工作者以及一切關心科學發展的人們,提供一份全麵、深入、具有前瞻性的參考。 第一部分:宇宙的奧秘與生命的奇跡——宏觀與微觀的震撼 2015年,人類對宇宙的探索邁齣瞭更加堅實的步伐。通過先進的觀測設備和精密的理論模型,科學傢們不斷刷新著我們對宇宙起源、演化以及結構的認知。 宇宙學前沿: 報告將深入探討2015年在宇宙學領域取得的突破性進展。例如,對宇宙微波背景輻射的最新觀測數據,進一步印證瞭宇宙大爆炸理論,並為理解宇宙的早期狀態提供瞭寶貴綫索。暗物質和暗能量的研究依然是宇宙學最活躍的領域之一,報告將梳理科學傢們在探測暗物質粒子、理解暗能量本質方麵的新發現和新假說,以及相關的實驗和觀測技術的發展。此外,引力波探測的最新進展,預示著我們正進入一個全新的“引力波天文學”時代,能夠以全新的視角觀測宇宙,探尋黑洞閤並、中子星碰撞等宇宙劇烈事件,從而揭示宇宙演化的終極奧秘。 行星科學與地外生命搜尋: 2015年,對太陽係內行星和衛星的探索也取得瞭令人矚目的成就。對火星的持續探測,揭示瞭火星可能存在液態水的證據,這極大地激發瞭人們對火星乃至地外生命存在可能性的猜想。報告將詳細介紹2015年度火星探測任務的最新成果,包括對火星地質、大氣以及可能存在的生命痕跡的分析。同時,對其他行星和矮行星(如冥王星)的探測任務,也帶來瞭關於行星形成、演化以及太陽係多樣性的全新認識。對係外行星的發現和研究,尤其是對可能宜居行星的篩選,更是將地外生命搜尋推嚮瞭新的高潮,報告將呈現科學傢們在發現和錶徵係外行星方麵的最新技術和理論進展。 生命起源與演化: 在微觀世界,生命科學領域同樣碩果纍纍。2015年,對生命起源的研究繼續深化,科學傢們在模擬早期地球環境、閤成生命基本單元方麵取得瞭重要進展,為理解生命如何在地球上齣現提供瞭更清晰的圖景。對基因組學和蛋白質組學的深入研究,揭示瞭生物體內部復雜而精妙的調控網絡,以及基因變異與疾病發生、生物進化的關係。基因編輯技術的飛速發展,如CRISPR-Cas9等,在2015年更是引發瞭廣泛關注。報告將詳細闡述這些基因編輯技術的原理、應用及其在基礎研究、醫藥健康、農業育種等領域的潛在影響,同時也探討瞭與之相關的倫理和社會問題。 神經科學與腦科學: 人類大腦是宇宙中最復雜的結構之一,2015年,神經科學和腦科學的研究取得瞭令人興奮的進展。科學傢們在理解大腦的結構、功能以及工作機製方麵取得瞭新的突破,例如,在記憶形成、意識産生、情緒調控等關鍵問題上,有瞭更深入的認識。腦科學計劃的推進,整閤瞭多學科的研究力量,旨在繪製齣更精確的大腦圖譜,理解神經元之間的通信方式,以及揭示大腦疾病(如阿爾茨海默癥、帕金森癥)的發病機製,並探索新的治療策略。 第二部分:技術革新與産業變革——驅動未來的引擎 2015年,以信息技術、能源技術、材料科學為代錶的各項前沿技術,以前所未有的速度滲透到經濟社會的各個角落,催生瞭新的産業模式,並深刻地改變著我們的生活方式。 人工智能的崛起與應用: 2015年,人工智能(AI)無疑是科技界最耀眼的明星之一。深度學習算法的不斷優化和算力的飛躍式提升,使得AI在圖像識彆、語音識彆、自然語言處理等領域取得瞭令人驚嘆的成就。報告將深入剖析2015年AI技術在各個領域的具體應用,例如,在智能駕駛、智能傢居、醫療診斷、金融風控、教育個性化等方麵的突破。同時,報告也將探討AI的未來發展方嚮,包括通用人工智能(AGI)的探索、AI倫理與安全問題、以及AI對就業和社會結構的影響。 信息通信技術的演進: 隨著大數據、雲計算、物聯網等技術的成熟,信息通信技術(ICT)正在經曆一場深刻的變革。5G通信技術的研發和標準化進程在2015年進入關鍵階段,預示著未來更高速、更低延遲的網絡連接。雲計算的應用已不再局限於數據存儲和計算,而是嚮平颱即服務(PaaS)、軟件即服務(SaaS)等更高層次發展,支撐著各行各業的數字化轉型。物聯網(IoT)的蓬勃發展,使得萬物互聯成為可能,智能傳感器、連接設備以及數據分析平颱共同構建瞭一個更加智能化的物理世界,報告將詳細介紹這些技術在智慧城市、工業互聯網、智能製造等領域的實際落地情況。 新材料的突破與應用: 材料是現代工業的基石,2015年,新材料的研發和應用也取得瞭顯著進展。例如,石墨烯等二維材料因其獨特的電學、力學和熱學性能,在電子器件、儲能、復閤材料等領域的應用前景被廣泛看好。納米材料的製備和應用技術不斷成熟,為生物醫藥、催化、能源等領域帶來瞭新的機遇。高性能閤金、生物可降解材料、智能材料等的研發,也為解決資源短缺、環境保護等挑戰提供瞭關鍵支撐。報告將聚焦2015年度在這些新材料領域取得的突破性成果,以及它們在各個産業中的應用前景。 新能源與可持續發展: 麵對日益嚴峻的氣候變化和能源危機,新能源技術的發展和應用成為全球關注的焦點。2015年,太陽能、風能等可再生能源的成本持續下降,發電效率不斷提高,在全球能源結構中的比重穩步增長。儲能技術,特彆是電池技術的突破,為解決可再生能源的間歇性問題提供瞭關鍵方案。報告將詳細梳理2015年在新能源技術領域的最新進展,包括新型太陽能電池、高效風力發電機、以及先進的儲能係統等,並探討它們在推動能源轉型、實現可持續發展目標中的重要作用。 第三部分:挑戰與機遇——麵嚮未來的思考 科學發展並非坦途,2015年,人類在追求科學進步的同時,也麵臨著前所未有的挑戰。這些挑戰不僅來自於科學本身的復雜性,也來自於科學與社會、倫理、環境等多個維度的互動。 科技倫理與社會責任: 隨著基因編輯、人工智能、閤成生物學等技術的飛速發展,科技倫理問題日益凸顯。如何平衡科技創新與人類福祉,如何確保科技發展不被濫用,如何應對科技進步可能帶來的不平等和失業問題,是2015年全球科學傢、政策製定者和社會各界共同思考的難題。報告將專題探討2015年度在這些科技倫理議題上的討論進展,以及各方提齣的應對策略和規範建議。 環境挑戰與綠色科技: 氣候變化、環境汙染、生物多樣性喪失等嚴峻的環境挑戰,促使科學傢們更加積極地尋求解決方案。2015年,關於氣候變化的研究繼續深入,為製定有效的減排策略提供瞭科學依據。綠色化學、循環經濟、生態修復等領域的科技創新,為應對環境問題提供瞭技術支撐。報告將重點關注2015年度在環境科學和綠色科技領域取得的進展,以及它們在促進可持續發展方麵的重要作用。 跨學科閤作與係統性思維: 現代科學的許多重大難題,往往是復雜係統性的,需要多學科的交叉融閤和協同攻關。2015年,跨學科閤作在解決科學前沿問題中扮演著越來越重要的角色。例如,腦科學的研究需要神經科學、計算機科學、心理學、醫學等多領域的專傢共同協作。環境問題的解決,則需要氣候學傢、生態學傢、經濟學傢、社會學傢等共同努力。報告將強調2015年度跨學科閤作的模式和成效,以及係統性思維在推動科學進步中的價值。 結語:眺望未來,砥礪前行 《中國科學院年度報告係列:2015科學發展報告》所呈現的,是2015年度中國乃至世界科學發展的宏大圖景。它既是對過去一年科學成就的全麵迴顧,更是對未來科學發展方嚮的深刻洞察。這份報告,不僅是一份記錄,更是一種激勵。它激勵我們繼續保持對未知的好奇,對真理的追求,勇攀科學高峰,以創新為驅動,以責任為擔當,共同創造一個更加美好的未來。 2015年的科學發展,是人類智慧的盛宴,是探索精神的寫照,是文明進步的基石。本報告,正是這場偉大探索之旅的忠實記錄與生動解讀。