二是信息领域。无论是集成电路、磁盘存储、高性能计算机还是互联网等现有信息技术,到2020年前后都会遇到难以继续发展的重大障碍,呼唤信息科学原始突破和技术革命性的突破。比如,新的网络理论,超级网络计算机新的结构,网络安全与智能管理,人机交互的新模式,语言文字图像识别转换与合成的新技术,海量数据的挖掘与管理,光电子计算、量子计算等新一代计算技术,自旋电子、量子器件的发现与应用,计算机计算与储存一体的新一代芯片技术。
三是先进材料领域。材料与制造是人类文明的物质基础,制造业是国民经济的支柱产业,未来30到50年,能源、信息、环境、人口健康、重大工程等材料与制造需求将持续增长,新材料与制造的全球化、绿色化、智能化将加速发展,制造过程的清洁、高效、环境友好也成为世界各国追求的主要目标。美国制造协会提出,制造要为大多数人,一是强调个性制造,另外一个是强调制造业面向发展中的人口和国家,这是美国科学家的世界眼光,我们应该采纳或认同这些观念。未来的材料科学与技术重要的突破,可能发生在材料组织结构与性能之间的关系的进一步认知方面,可再生循环材料或者仿生材料的结构和性能的关系我们知道的还不多、还不够。在材料制备过程中的精确设计与控制技术,材料的全寿命成本及控制技术,材料器件一体化技术等也需要新的突破。
四是农业领域。农业必然进入生态高效可持续时代,不仅将继续发挥保障食品安全和国民经济发展等传统功能,而且农业还将负担起缓解全球能源危机、提供多样需求和保护生态环境等新使命。这就要求在一些基本问题上取得新突破,比如生物多样性演化过程,高效、抗逆、生态农业育种的科学基础与方法,营养、土壤、水、光、温与植物相互作用的机理与控制方法,耕地可持续利用的科学基础,全球气候变化环境中的农业的响应,人类食品结构的合理演化的战略思路,基于种养殖类生物技术产业。生物产业的原料哪里来?原料还是要从种养殖业来,以后植物、动物都可以成为生物反应器来制备高附加值的精细化学品。
五是人口健康领域。全球人口在本世纪中叶可能达到90亿至100亿,人类必须控制人口增长,提高人口质量,保证食品和生态安全,防治重大流行病,并将关口前移,走一条低成本、普惠保健之路。这要求在一些基本科学技术问题上取得进展。例如,营养、环境、行为对人的生理心理健康的影响,基因遗传、变异与修复机理,疾病早期预测诊断与预防干预的科学基础,干细胞与再生医学,生殖健康和早期诊断治疗等。
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