未来5年，比电影还震撼的中国重大科技突破盘点 

　　马上就要召开众所周知的大会，在这个时间点回头看看，中国的发展简直是太快了！短短68年，我们就从“一穷二白”，发展成——借用《战狼2》里的那句字幕：“别忘了你身后站着的是个强大的祖国”。

▲ 电影《战狼2》片尾

　　德国媒体这样形容这几年中国科学技术的发展：

　　“昨天还是科技的求学者，今天已经在部分领域里成长为领跑者，中国的发展速度不可思议！”

　　除了科学范畴，中国的商业科技企业更是搞出了深刻改变现代人类生活方式“新四大发明”：高铁、支付宝、共享单车和网购。

　　接下来，人工智能、虚拟现实、无人驾驶、数据与云、智能机器人、生物基因技术等等，将在不久后借资本之力掀起一阵阵颠覆狂潮，让每个人再次体会到“改变生活方式”的科技魔力。

　　《人类简史》和《未来简史》大受追捧，因为它在当下这个充满变数的时代再次提醒我们——适者生存。

　　然而，今天我们要说的是国家级的科技趋势，这样才应景嘛！

　　中国的市场受政策主导，了解国家发展前沿科技的思路和方向很重要。除了了解知识，更能在个人面对选择时作参考——毕竟未来最大的竞争力来自“认知”。

　　我们都知道，中国经济正在转型ing，面临着能源资源、产业结构、农业现代化、人口健康与老龄化、生态环境与城市化、空天海洋拓展、新安全等很多重大问题。

　　这些迫切的社会需求为国家级科技创新指出方向。

　　中国科学院院长白春礼这样定义中国的“重大科技突破”：它应该是对中国科技与经济社会发展有重大影响的科技创新和进步。

　　今天我们就要给大家展望一下在未来5年，中国可能取得的重大科技突破！

　　这些方向，每一个看起来都像是一部超棒的电影大片，题材惊人、跌宕起伏，让我们赶紧进入这些科幻大片中，感受下科技带给你的澎湃吧！

　　精心整理的长文，看不完就先收藏起来吧！

　　1. 量子通信，让通信“升维”

　　所谓量子通信，就是利用量子纠缠效应实现的信息传输方法。

　　量子纠缠效应，就是指放置于两个不同位置的光子A和B，二者一旦处于纠缠态，无论相隔多远，在A的状态变化后，B的状态也会立刻发生变化，这种变化几乎没有速度耗时。

　　科学家利用这种犹如“神迹”般的奇怪现象，设想出一种通信系统，极大提升了通信效率。

　　量子通信有两点明显的好处：

　　第一，通信几乎完全不耗时，可以光速传递信息；

　　第二，通信绝对保密，由于任何试图窃听、观察都会引起光子量子态坍塌，因此不可能被窃听。

　　此外由于A光子和B光子分别掌握在我们手中，由联合测量导致的两个光子状态完全是随机的，因此联合测量生成的密码也是随机的，根本无法被数学方法破解。

　　这种通信方式确立之后，无论是商业还是军事应用，通信效率和安全性都会提升一个维度。

　　去年，我国“防被黑神器——墨子号量子卫星”在全球范围内首次实现从卫星到地面的量子密钥发布、和从地面到卫星的量子隐形传态，“墨子号”也是是世界上首个“量子卫星”，这是中国在量子技术上的重大突破，在量子科技创新方面已成为世界的“领跑者”。

　　英国《自然》杂志在报道中国量子通信科研成果时形容：“这标志着中国在量子通信领域的崛起，从10年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅，将领先于欧洲和北美。”

　　写完觉得这很像是一则童话……汗

　　2. 分子模块育种，科技改良农作物时代

　　中科院院士、北京大学前校长、植物专业出身的许智宏在接受媒体采访时说：

　　“包括转基因、基因编辑、合成生物学等技术在内的作物分子设计育种肯定将是农业上育种技术发展的大方向。

　　今后的农作物育种发展方向就是，在基因组和功能基因组研究的基础上，追求更快捷的方法定位和克隆基因，更精确地把基因转移到需要改良植物的基因组特定位置，在很多情况下不仅仅是单个的基因，而是一组基因，形成“模块”，所以叫分子模块育种。

▲ 宁夏的分子育种中心，农业已被科学“接管”

　　人类完全依靠经验进行育种的时代已经过去，由于分子生物学和基因技术的发展，按照人的需求，高效地定向改良作物的时代已经来到。”

　　随着越来越多高科技人才、科学家和科技企业家投身农业，农业的未来绝对会是高科技的天下！

　　3. 干细胞研究水平将进入国际第一阵营

　　干细胞有自我更新、多向分化潜能、低免疫原性和良好的组织相容性等特点，所以可以通过干细胞移植来替代或修复患者损失的细胞，从而治疗疾病。

　　近几年，在干细胞领域涌现出许多革命性的发现，市场潜力也巨大：中国有2.4亿的心血管病患、4160万的糖尿病患，9400万的阿尔茨海默病患以及1460万的血液肿瘤病患可以应用干细胞疗法展开更积极有效的治疗，有研究还显示利用干细胞有望治疗心脏病。

　　目前中国干细胞治疗市场的年增长幅度超过100%。

　　4. “信息时代”后是“生物时代”

　　中国科学技术发展战略研究院副院长王宏广在最近的行业大会上说过，在“信息时代”引领发展后，取而代之的将是以生物医疗带动创新的“生物时代”。

　　国家正在不遗余力的推进“生物医药产业科技成果创新与市场转化”这件事，让好的基础科研成果能早日规模化生产，让大家都能享受到科技带来的益处。

　　5. 工业生物制造技术，进入世界领先行列

　　你知道吗？科学家可以把微生物细胞当作一个“加工厂”：

　　用细胞自身的代谢机能作“生产流水线”、以酶作催化剂，用计算机来设计生产路线，以基因技术强化，将微生物细胞改造成一个“产品制造厂”。

　　工业生物技术就是利用这样的“细胞工厂”或者酶来从事工业生产，制造人类需要的食品、医药、织物、材料、能源等各种产品的技术。

　　秸秆、木薯、海藻等生物原料，通过工业生物技术处理，可转变成丁二酸、甲烷、乙醇等化学产品，变成现代化学工业体系的原料。

　　惊讶！

▲ 目前我国的生物技术已经广泛应用于农业、医药、工业等领域，到2020年，有望形成3万亿元与医药相关的产业规模。长三角在生物技术研究某些领域已达世界先进水平。

▲ 微藻生产柴油

　　在工业生物技术的世界里，几乎我们生活所需要的一切产品都可以通过秸秆、有机废弃物甚至二氧化碳来制造，农民将不再需要在田地上辛苦耕种粮食，工厂将不再成为人类生存环境的污染源。

　　我们生活的这个世界，将不再有雾霾、污染、生态破坏，到处都是蓝天、净水、鸟语花香！

　　这不是幻想。今天，工业生物技术已经进入了发展的快速通道！

　　* 感谢中科院天津工业生物技术研究所研究员对本段的贡献

　　6. 万物联网，智能一切的时代到来

　　未来是“智能一切”的新时代。

　　会出现一种技术或产品，它涵盖感知、决策、行为以及反馈这一完整的智能循环；它有感知有行为，能影响和改变现实世界，它可以成为无处不在的处事智能平台。

　　“泛在”技术和产品将使人类社会真正走入智能时代。

　　“中国制造2025”经过十年后，中国有可能从大数据时代走向大智慧时代，中国也很有可能成为未来智能时代的引领者。

　　* 感谢国家千人计划专家、宁波智能制造研究院院长甘中学对本段内容的贡献

    7. 原创先进材料可能实现突破

　　汤森路透报告显示，材料研究中的革命性发现会使21世纪人类社会和人们生活方式产生深远的变化。

　　从石器时代开始，材料的进步就推动着人类文明不断走向铜器时代、铁器时代和硅时代（电子时代）。

　　材料科技是一个多学科交叉融合的领域，它的发展既依赖于数学、物理、化学、生物学等基础学科的发展，同时也与机械工程、信息工程、装备与制造技术、航空航天、汽车、核电等工业技术紧密相连。

▲ 新型纳米材料技术和应用取得突破，加快产业升级

　　人类社会由于工业快速发展需要使用大量的材料，带来原材料短缺、尤其是稀贵元素匮乏、能源大量消耗和温室气体排放等一系列问题。

▲ 生物基复合材料大规模生产关键技术获得突破

　　8. 地球深部勘探装备自主研发

　　我国已探明的大宗矿产资源储量严重不足，依赖进口。而我们的国矿产资源探明程度仅为三分之一，剩余三分之二大多为深部矿、隐伏矿，想要找到它们，必须自主研发深部资源探测装备。

　　今年6月，一项由中国科学院地质与地球物理研究所承担的国家重大科研装备项目，科学家们拿出了8套自主研发的探测地球利器，为“地下4000米地球透明计划”奠定技术基础。

　　过去，中国的大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口。这次我们的科学家自主研发的核心技术和部件，不仅填补了这个领域的空白，还将会用于其他科研项目、比如“中国的首次火星探测工程”。（酷！）

　　9. 规模化可再生能源发电，分布式电网有望商用

　　分布式能源，顾名思义，分布分散、规模相对传统发电小，可以灵活散布到用户周围。

　　通过分布式能源，可以有效解决我们目前可再生能源开发与负荷需求分布不一致的问题，利用效率更高。

　　由于分布式能源就在用户附近，能源在传输过程中的损耗大幅降低。

▲ 分布式能源站示例

　　分布式能源主要利用光伏、天然气等清洁能源，而不是传统高污染、低效率的煤炭，也可以减少大气污染物排放。

　　未来城市可能会采用“微电网”，适应新能源、分布式电源和电动汽车的发展，满足多元化接入与个性化用电需求。

　　这与城市鼓励发展电动汽车的使用是一致的。

　　10. 载人航天事业有重大突破

　　1992年,我国的载人航天事业明确了“三步走”战略：

　　第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；

　　第二步，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；

　　第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。同时批准启动工程第一步任务研制建设。

　　1999年11月神舟一号飞船圆满完成任务；2003年10月，航天员杨利伟搭乘神舟五号飞船由长征二号F运载火箭发射入轨，标志着我们成为了世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家；2005年和2008年，中国先后突破和掌握了“多人在天”和“空间出舱活动”的关键技术。

　　2011年，天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船实现“准确入轨”和两次“空间交会对接”，为我国建造空间站、开展大规模空间应用奠定了坚实基础。

　　2012年，中国首位女性航天员刘洋进入太空。

▲ 第一位女性航天员刘洋

　　2016年6月，我国为空间站研制的新一代运载火箭长征七号发射成功，使我国的火箭近地轨道运载能力从不到9吨提升到近14吨，极大提高了我们进入空间的能力。

　　同年9月，天宫二号空间实验室正式发射入轨，这是我国第一个真正意义上的空间实验室。

　　今年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利发射入轨，并且顺利完成了对天宫二号的推进剂在轨补加技术试验，至此，中国载人航天工程正式迎来空间站时代。

　　载人航天工程涵盖了天文学、地球科学、航天医学等众多科学领域，涉及系统工程、自动控制、航天动力、通信、遥感、新能源等诸多工程技术，是前沿科技成果的“集大成者”。

　　载人航天工程对提升中国的综合国力、增强国民的凝聚力和自豪感、促进前沿科技进步、培养航天科技人才，都有重大意义。

　　11. 中国的空间科学卫星阵列

　　“空间科学是基础科学探索的前沿，每走一步都可能带动重大突破。”中科院国家空间科学中心主任吴季这样说。他认为，间科学卫星系列就是新时期的“两弹一星”任务。

　　早在大多数人还没出生的1970年，中国就成功发射了第一颗人造卫星“东方红一号”；1971年，我国第一颗科学实验卫星“实践一号”成功发射，在太空一呆就是8年。

　　今天，中国的空间科学卫星已经形成了遥感、通信广播、气象、科学探测与技术实验、地球资源和导航定位等六大系列。

　　我们的科学卫星最早的工作是空间环境探测、星间测量和通信等科学与技术实验；到了“实践八号”，还搭载215公斤蔬菜、水果、谷物和棉花种子上天，探测宇宙辐射和失重环境可能对种子发芽产生的影响，为农业服务。

　　2011年，空间科学先导专项启动，其中包括4颗科学卫星工程，分别是：暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星和硬X射线调制望远镜卫星。

　　2015年12月17日，暗物质粒子探测卫星“悟空”在酒泉卫星发射中心发射。

　　2016年3月，中科院发布《2016—2030空间科学规划研究报告》，不仅提出了一系列空间科学研究的阶段性目标，并计划到2030年要发射总计20颗左右的科学卫星。

　　2016年8月，我国自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星“墨子号”成功发射；同年12月，我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星在酒泉成功发射。

▲ 量子卫星“墨子号”

　　去年4月，“实践十号”发射升空，它在轨道上利用太空微重力等特殊环境，完成19项科学实验；科研人员首次开展了微重力条件下的造血干细胞和神经干细胞三维培养研究、哺乳动物早期胚胎发育研究等空间生命科学研究，将为人类疾病的有效预防以及长期空间活动的生殖发育健康和繁衍等提供科学依据。

　　“勇敢的踏入无人之境”——从探索无尽的宇宙，到追寻微观粒子和生命起源。在不久的未来，浩瀚宇宙中的中国科学卫星会格外耀眼。

　　这条看起来特别科幻有没有~~

　　12. 海洋新技术让海洋成为新的经济阵地

　　我们的征途是星辰大海，除了太空，海洋也是我们取得重大科技突破的阵地。

　　深海是国际海洋科学技术的热点领域，是人类解决资源短缺、拓展生存发展空间的战略必争之地，也是全球军事与经济竞争的重要领域。

　　无论是探索深海科学奥秘，还是开发海洋战略资源，都离不开海洋高技术的支撑。

　　中国自主研发的深海地震仪、深海大地电磁仪和深海移动地震观测设备在国际上都在领先地位；预计到2030年，我们将成为真正意义上的海洋技术装备强国。

　　目前我们正在研发小型深海空间站，用于海洋科学探索，与航天领域“天宫一号”相应，被称为“龙宫一号”。此外，我国还在规划最深将达2500米，海底最大载员50人左右的深海空间站。

　　未来5年中国的发展让人激动，无论是这些国家级的基础科学领域、还是跟我们贴得更近的无人驾驶、无人机物流、虚拟现实、人工智能机器人等技术，都可能取得重大突破，让我们的生活变得完全不同！

　　小编yy下自己十几年后的生活场景：过着像从前科幻片里看到过的生活，坐在无人驾驶汽车的后座上，语重心长地教育自己孩子，让ta多跟真实的小朋友玩、别每天沉浸在虚拟世界里……（授权转载）