2019年，新科技革命與產業變革持續深入，科技創新在累積中逐漸進入“加速道”。

重點領域8大進展

1、認知物質世界深入實現多個“首次”驗證

首張黑洞照片，驗證了愛因斯坦的廣義相對論，這是1919年史瓦西發現第一個解析解以來首次得到實驗證實。系外行星搜尋進展顯著，TESS衛星發現平均每顆恆星幾乎都有一個行星。歐空局發射了其首個研究系外行星的衛星。首次發現系外“超級地球”，一個處於宜居帶的含水行星。發現海王星的新衛星，1989年旅行者二號掠過時還沒發現，有可能是海衛八被撞擊後形成的。史上第一張量子糾纏照片，使人類終於親眼看見這種“幽靈般的超距作用”。第三種五夸克粒子被發現。最輕中微子品質被限定。超導材料最高臨界溫度重新整理，在超過100萬倍大氣壓和250K（約為-23℃）的溫度下，氫化鑭會變成超導物質。為紀念國際理論與應用化學聯合會成立100週年和元素週期表誕生150週年，該會發布了“化學十大新興技術”。

2、太陽系探測成果豐富月球火星成為焦點

火星探測，NASA公佈了火星最易獲得水冰的區域，宣佈“機遇號”徹底失聯，“洞察號”監測到了火星震，“好奇號”完成了對夏普山的初步探索，Mars2020正在準備之中。“帕克”太陽探測器成功地進行了兩次近日點飛掠，併發布了首批成果。“朱諾號”在木星南極附近發現了一個新的氣旋風暴，它與其他五個氣旋圍繞一個超大氣旋並組成了一個超級六邊形。“隼鳥2號”在小行星“龍宮”兩次著陸取樣，還使用鉭彈和銅質炮彈碰擊器獲得表層和深層樣本，11月開始返回地球，日本深空探測實力可見一斑。OSIRIS-Rex號抵達小行星“貝努”附近。新視野號拍到了最遙遠的天體小行星“天涯海角”。以色列和印度的月球探測都遭遇了失敗。美國宣佈將重返月球，並建立永久基地。

3、空天科技進展顯著商業航天蓬勃發展

馬斯克的SpaceX以13次發射繼續領跑商業發射，2019年首次發射是將10顆銥星全部送入低地軌道，補齊了75顆銥星；兩次實現一箭60星，低軌道星鏈走進現實；星際飛船原型發生爆炸。傳統的波音、洛馬、諾格三家巨頭僅有8次發射。波音CST-100星際航線未能與國際空間站對接。“光帆2號”成為首個在軌受控執行的太陽帆飛行器。737Max因事故而停飛，人們對人工智慧系統有所擔憂。洲際航班呈現越來越明顯地呈現“去樞紐化”特點，空客宣佈超級飛機A380將於2021年停產。大國競相發展高超音速打擊武器，俄羅斯“先鋒”系統開始作戰值班。印度成為世界上第四個擁有能摧毀衛星的國家。美國空天飛機X-37B五號機飛行780天后返回地球，再破紀錄。

4、生命起源再獲新知生命過程人工重現

培養出遠古深海古菌，填補了生命“缺失環節”。通過對墨西哥尤卡坦半島的撞擊地點和美國發現的幾塊化石的檢測，基本弄清6600萬年前導致恐龍等76%物種滅絕的撞擊中，24小時內發生的一系列事件。通過分析線粒體，首次論證現代人類確切起源地。在菲律賓發現人類的近親物種——生活在5萬到6.7萬年前“呂宋智人”。一項長達10年的研究發現，嚴重營養不良會導致腸道微生物群不成熟，使得數百萬兒童無法完全康復。馬斯克的Neuralink公司釋出腦機介面系統，可以向大腦植入超細柔性電極。首次合成出包含8個鹼基的DNA。首個會“呼吸”的肺氣囊模型，由水凝膠3D打印製成。3D打印出首個具有細胞、血管、心室和心房的微型活性心臟。首次實現死豬大腦恢復部分細胞功能。人造肉漢堡上市，培育肉技術持續熟化。

5、生物技術促進健康惡性疾病漸被治癒

埃博拉病毒向第二國蔓延，首個埃博拉病毒疫苗獲批。基因藥物可使90%的囊性纖維化實現慢性病化。第二例艾滋病治癒病例或已出現，停藥18個月後仍未檢測到HIV病毒。瞄準無序蛋白質的靶向藥物已被篩選數千種，有望用於治療骨髓瘤、肺癌和阿爾茨海默病等。定製癌症疫苗推進臨床試驗。免疫療法進入了更加精準和廣譜的2.0時代。檢測診斷技術進步使疾病得以更早發現。通過對母親血液中的RNA測序，可以識別早產。液體活檢、腸道顯微膠囊、可穿戴心電儀、基因大資料等有助於更早確診。新型多功能基因組編輯技術“先導編輯”出現，精度效率更高、更少脫靶。首個採用ESC-GaINAc遞送技術的RNAi藥物獲批，核酸藥物RNA技術邁入新階段。

6、算力儲存創新突破網路通訊快速演進

谷歌首次實現“量子霸權”，只用約200秒，就完成了經典計算機1萬年才能完成的任務。英特爾的存算一體化晶片比傳統CPU快1000倍，能效提高1萬倍，向“模擬大腦”邁進了一大步。全球首個霧計算參考架構國際標準IEEE 1934釋出，雲（計算）霧（計算）邊（緣計算）將構成物聯網時代多層次計算架構。全球多國開通5G通訊網路服務。隨著VR/AR、5G、預測性AI演算法、觸覺感測器等成熟並融合，“遠端呈現”已基本就緒。最後一批IPv4地址被分配完畢，轉向IPv6成為唯一選擇。“萬物DNA”材料出現，原始“兔子”所含的DNA被解碼，並穩定複製了五代。全球首個全自動DNA資料儲存和檢索系統上線。區塊鏈技術應用於食品供應鏈溯源，能將受汙染的食品立即從流通中移除，精準銷燬有問題的庫存商品。

7、開發應用強化學習智慧水平不斷提高

AI程式在德州撲克中擊敗了最優秀的人類玩家，具有里程碑式的意義。“深度角色”成為首個在敵友不明的多玩家遊戲中戰勝人類玩家的AI程式。捕捉語義關係的新技術正使機器更好地理解自然語言，社交機器人在曲折中走向成熟。通過模擬環境中的強化學習，靈巧機器人能敏捷地抓取並轉動魔方。開發出模擬生物細胞集體遷移的機器人，為研製大規模群體機器人系統提供了全新途徑。通過強化學習可以讓機器人幾乎能像動物一樣“思考”和快速學習，開發出了“在哪兒跌倒就在哪兒爬起”的機器狗。

8、生態環境退化堪憂能源新興技術崛起

“地球之肺”燃燒數週，導致亞馬遜大片雨林消失，估計至少需要20~40年才能恢復。聯合國氣候大會未取得理想成果。首次發現格陵蘭島的冰下釋放甲烷。一份長達1500頁的報告認為，生物多樣性比想象中退化更快。全球魚類捕獲物與微量元素營養缺乏的關聯圖譜繪就。可降解生物塑料、控釋肥料、室溫下二氧化碳氣體變電池、低成本捕獲二氧化碳、無下水道衛生間等環境友好技術備受重視。全球首座浮動核電站“羅蒙諾索夫院士”號正式啟航。更不易發熱、更少氫釋放的新型核反應堆、可控核聚變受追捧。液流電池、氫燃料電池、熱能網格儲存器-多結光伏裝置、多孔岩石儲電等新型可再生能源儲存方法得到開發。

為發現“異常”和實現突破而醞釀累積

2020年，世界進入20年代，這是許多科幻片設定的年份。預測大部分落空但又與現實相去不遠。新科技革命與產業變革還處於“用盡存量知識”和“發現異常問題”的階段，重大科學發現尚未顯現，但諸多領域的科技進展已呈群體性突破態勢。

1、智慧泛在

從感知智慧邁向認知智慧。量子計算進入攻堅期。極高密度儲存新技術得到開發。晶片開源架構RISC-V更受歡迎。5G與AI、物聯網等融合加速。智慧機器人在生產協作、生活服務、工作巡檢等多方面應用。自動化物件、實用型區塊鏈等將得以發展。深度造假、隱私洩露等成為困擾。

2、健康長壽

更多惡性疾病將可被慢性病化，健康衰老漸成趨勢。單細胞、類器官、免疫治療、基因編輯、智慧移動醫療、個體計量等持續發力。對生命過程的模擬和應用更深刻。合成酵母2.0將出現。利用動物培育可移植的人體器官將取得進展。培育肉在需求驅使下發展加速。據估計，世界人口數量將在2050年達到98億，肉類消費會比2005年多70%。

3、空間延展

深空深海深地和物質深層的研究與開發應用將加速。更廣泛地搜尋類地系外行星。2020年將是火星探測發射年。商業航天日臻成熟。更多暗物質探測器將啟動執行。找出軸子將可能成為未來10年的重點。深遠海、地球深部的探測與研究將取得新進展。

4、能源轉型

第26屆聯合國氣候變化大會引人注目。據認為，本世紀需去除高達1萬億噸的二氧化碳。清潔能源料獲更多支援，風光電成本持續下降將可能迎來重要拐點。磁懸浮、無人機等新型交通物流工具開啟應用新階段。生物燃料成本更具競爭優勢。清潔氫能受追捧。固態電池動力汽車原型將釋出。

人類社會正在經歷百年未有之大變局。100年前的20年代，科技進入到一個“黃金時期”。科技革命與全球政治之間互為影響，促進科技突破極限、點亮新的“科技樹”，將需要前所未有的巨集大協作而非對抗。科技，不斷向上；科技，必將向善。