一、世界前沿技术发展趋势与特点

（一）创新突破呈现多点群发态势，新一轮科技革命与产业变革乘势前行

2019年，世界政局动荡不安、全球经济增长乏力、大国冲突明显升温、国际治理步履维艰，但科技却成为阴霾中一抹耀眼的亮色，创新多点突破，成果遍地开花，发展速度越来越快，成为推进未来经济转型发展，甚至政治格局变化的最主要的推动力。

在基础科研方面，基础研究屡获新突破，不断拓宽人类对宇宙演化、物质结构、生命起源和意识本质等重大科学问题的认知。例如，首张黑洞照片问世，进一步验证了广义相对论；科学家首次在“超级地球”大气层发现水蒸气；首次观测到三维量子霍尔效应；发现热传递的第四种方式，实现声子真空传热；首次证实水结冰过程中“临界冰核”的存在；首次合成世界第一个含 18 个碳原子的纯碳环；首次论证现代人类确切起源地；首次解析人类胚胎着床过程等。

在技术创新方面，创新突破明显提速，颠覆性技术持续涌现。谷歌（Google）实现“量子优势”，开启量子计算新时代；首款异构融合类脑计算芯片“天机芯”问世，有望推动通用人工智能（Artificial Intelligence，AI）发展；3D打印技术打印出了会“呼吸”的人造器官，为人类器官移植带来巨大期望；新基因编辑系统“先导编辑”问世，分子剪刀向超精确迈进；首款无创脑控机器人手臂诞生，脑机接口再获突破等。

在产业变革方面，成熟技术加速落地，推动产业转型升级，并形成新的生产力。如5G商用从2019年开启，将重构全球数字基础设施；人工智能应用加速社会向智能化转型；全球竞相布局区块链，数字货币迎来爆发式发展；太空探索热情高涨，商业航天产业向阳而生；生物医药突破不断，助力大健康产业快速膨胀；新旧动能转换加快，能源革命渐行渐近等。

总体来看，2019年全球科技从微观到宇观均在加速发展。以信息技术、生物技术、新能源、新材料为代表的集群式技术创新浪潮持续涌现，并呈现多点群发之势，交叉融合加深。科技正为经济和产业变革注入新的动能与活力，推动新一轮科技革命与产业变革不断深入已成为大势所趋。

（二）2020年科技创新仍是大国博弈主战场，国际上科技竞合关系将日趋紧张

随着新一轮科技革命与产业变革的不断深入，科技创新已经成为世界主要国家谋求经济发展内生动力和产业竞争优势的关键抓手，各国纷纷加大对新技术的研发投资和战略布局。科技是国家实力的决定性因素已成为共识，大国间科技竞争博弈日益激烈，全球科技创新竞合进入一个新阶段。

新兴经济体与传统强国科技创新之争愈演愈烈成为新趋势。发达国家凭借固有优势，在保持科技创新领先地位的同时继续加速“奔跑”，中国、印度等新兴国家则表现抢眼，努力追赶，在部分领域跻身前列。例如，中国在5G和人工智能领域涌现出一批科研成果；印度软件制造业发达，班加罗尔甚至被誉为“印度硅谷”，生物医药也是印度的优势产业，印度已成为世界最大的仿制药生产国；俄罗斯在国防、飞机制造、核工业等领域继续保持优势。

从研发投入来看（见图1-1），新兴经济体奋起直追，正逐步缩小与发达国家之间的差距。2019年，美国以 5810.3 亿美元的研发投入保持全球第一，但全球份额已由10年前的34%降至24.98%；中国的研发投入持续增长，以5192.2亿美元位列第二，其份额由10年前的12.5%增至22.32%；日本研发投入为1931.7亿美元，位列第三；印度研发投入增速最快，同比增长9.07%，达940.6亿美元，首次超越韩国位列第五。韩国研发投入强度居世界之首，高达4.35%；欧洲数国由于经济疲软等原因，研发投入增长乏力，但研发强度总体处于较高水平。从创新表现来看，新兴经济体正在成为重要创新主体。根据 2019年全球创新指数，发达国家仍然在创新活动领域占据主导地位，但新兴经济体的排名持续上升，对世界创新格局已产生实实在在的影响。以中国、印度等为代表的新兴经济体通过世界知识产权组织的国际专利体系，对全球研发和国际专利申请率的贡献显著提升。

2019年以来，全球科技“对抗”之势明显加剧，全球创新面临更多风险和阻碍。近年来，中国在科技创新领域的实力快速提高，技术自主化水平日益提升，产业链逐步向高端转移，美国明确将中国视为美国在全球最大的竞争对手，遏制中国科技的手段层出不穷，如限制对华高科技产品出口、打击中国高科技企业、阻挠中国企业在美国投资等。

图1-1 全球研发投入概况示意

数据来源：美国《研究与发展》杂志。

中国、美国作为全球最重要的两大经济体，两国关系对于全球经济创新发展举足轻重。中美之间的科技交流与合作本应成为人类科技进步的一大助推器，当前，世界主要国家都认识到，科技创新是解决全球经济增长放缓、发展不平衡、贫富差距扩大、气候变化和地缘政治紧张等重大问题的一剂良方。但是，这些重大问题只有全球国家和地区的密切合作甚至全球共同行动才能真正解决。在科技合作上采取“零和”思维甚至搞“科技冷战”，无疑会影响全球科技合作局面，减缓全球创新态势，进而阻碍人类文明进程。

（三）科技革命引领世界百年大变局，带来机遇也带来挑战

科技革命与产业变革既是新技术、新产业、新模式和新业态大量涌现的过程，也是全球治理体系和治理能力与新技术、新产业、新模式和新业态相适应，并不断革新、提升的过程。当前，科技在伴随和推动政治、经济、军事、社会、文化、生态等深入协同发展的同时，也对人类社会发展和全球治理体系产生深刻影响，既带来机遇，也带来挑战。

科技革命成为影响百年大变局的重要变量，深刻冲击现有全球治理体系。当今世界正处于百年未有之大变局，科技革命与产业变革加速推进经济发展，大国竞争与实力博弈全面加剧，国际格局和国际秩序深度调整，人类文明发展面临的新机遇、新挑战层出不穷。在这场大变局中，科技革命和产业变革是推动国家经济发展和实力增长的发动机，是导致国际力量对比和国际利益格局在这个进程中不断演变和调整的最根本的动力。世界各国不得不面对这种变化，将科技革命与产业变革视为国家战略机遇，通过积极和多样化的产业政策促进新技术的研发和新产业的培育，推动国家经济实力、军事实力不断进步。随着全球地缘战略角逐的中心舞台由欧美地区向亚太地区转移，战略竞争的范围从传统领域不断扩展到太空、网络、极地等领域和人工智能、脑科学、5G等新技术、新疆域，全球治理面临的问题更加多元、复杂。大国权力格局之变，已经开始冲击国际组织和国际规则的功能与地位，推动全球治理规则和理念加速转变，现行国际体系重构将不可避免。

科技进步为重大全球性问题提供新的解决方案。当今世界正面临全球经济增长放缓、生态危机、粮食危机、能源短缺、卫生问题、恐怖主义、网络信息安全、全球政治经济不平状况加剧等重大全球性问题，而新一轮科技革命与产业变革将为解决这些问题提供可能的方案。例如，科技进步促进产业链转型升级，可为全球经济发展提供新动能；绿色能源技术的开发应用推动能源结构调整，为解决能源短缺和全球气候变暖提供有效方案；生物技术的蓬勃发展为揭示人类生命现象、探讨疾病机理提供新依据，也为研发生物医药、开展疾病诊断和防控提供新手段，进而为人类的健康保驾护航……科技进步是全人类的共同财富，全球性问题往往超过国家和地区的界限，关系到整个人类的生存与发展，面对这些问题，没有哪个国家或少数国家组成的“国家集团”能够独自承担、独立解决，或置身事外、独善其身。只有全世界各国特别是主要国家形成紧密合作的“命运共同体”，才能共同应对和解决重大全球性挑战，但要达到此种共识还任重道远。

数字化革命带来“智慧化”社会治理新模式。近年来，前沿技术的蓬勃发展为社会治理注入了新活力，并极大提升了社会治理效能，尤其是大数据、人工智能、区块链等新兴技术的发展与应用，推动了社会治理人性化、现代化、智能化创新。其中，大数据技术已在交通出行、公共安全管理、房屋价格监控、城市公共设施利用、公共参与等领域获得广泛的应用，通过对海量数据的快速收集与挖掘、及时研判与共享，为社会治理开展科学决策和准确预判提供有力支撑；人工智能技术通过模拟人类的智慧，逐步进入公共领域，推动智能警务、智能交通、智慧医疗等智能化应用发展，让社会治理更加便捷、高效；区块链技术由于具备分布式、透明性、可追溯性和公开性等特征，适用于促进社会治理结构扁平化、治理及服务过程透明化，有效提高政府社会治理数据安全性，推动治理智能化和可信政府建设等。这些技术与社会治理深度融合，通过打造数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的“智慧化”社会治理新模式，可实现对社会运行的精确感知、对公共资源的高效配置、对异常情形的及时预警、对突发事件的快速处置，极大推动社会治理向科学化、信息化、智能化、精细化转变，而国家治理水平的提高，则标志着国家实力的增长。

安全风险与伦理挑战日益凸显，科技伦理规制亟须提上议程。前沿技术的快速发展在给人类带来福音的同时，也给人类社会带来诸多挑战。例如，大数据技术不仅带来了便捷，也带来了网络安全、个人隐私等方面的困境；人脸识别技术的广泛应用，从设备解锁、刷脸支付到安检、安防、犯罪侦查等，在带来效率、便利并增进社会福祉的同时，也不断引发歧视偏见、隐私保护、个人自由、伦理边界等争议；基因编辑、脑科学等生命科学的新进展，在守护人类健康的同时，也使传统意义上的生命与家庭伦理受到挑战，生物技术的武器化和两用生物技术缪用等更可能给人类社会带来灭顶之灾；新兴社交媒体技术的广泛应用，在变革信息传播格局的同时，也正在带来虚假信息、信息操纵和伪造、“真相衰退”等负面影响，给国家安全、公众利益和社会稳定造成极大困扰。科技是一把双刃剑，科技的力量越强大，它带来的风险可能也就越大。如何促使科技按照人类规则发展，使其成果造福人类，而不是摧毁人类的生存与社会秩序；如何加强科技伦理规制，让科技始终向善，成为人类社会亟须解决的重大课题。