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国外与上海交叉科技发展动态 上科院委秦世俊 一、交叉科技发展内涵、特征和意义 把不同学科知识领域的理论与方法结合起来进行交叉融合开展的科学研究活动和不同技术知识综合集 成开展的技术创新活动，统称为交叉科技活动。 20世纪80年代以来，由于物理、信息、生物、化学、材料、数学等科学和一系列高新技术特别是前沿技术 的蓬勃发展，使科技发展呈现出日趋交叉融合、综合集成的特征。 针对这一特征，在《国家中长期科学和技术发展纲要》和《上海市中长期科学和技术发展纲要》中，为建设 创新型国家和创新型国际大都市，提出在加强基础性科学研究和高新技术特别是前沿技术开发中，要特别加 强交叉科技的研究开发，提倡在自主创新中，要重视技术集成创新。 因此，加强交叉科技创新、融合发展，不断拓展交叉科技创新领域，探索合作和集成创新发展路径，将成 为推动我国和上海未来科技发展乃至支撑引领经济社会发展的重要途径。 发展交叉科技的意义有： 1．交叉科技加快科技创新速度，使技术和产品研发周期大大缩短。 2．交叉科技推动传统科技研发模式变革(如物理学家和生物学家的跨领域研究发现的DNA双螺旋结 构，纳米、生物、信息、认知四个领域的科技专家协同和交叉融合发展起来的“会聚技术”，以及金融数学的诞 生和发展等都是合作集成创新模式取得的交叉科技成果)。 3．交叉学科研发推动构建新型科技创新和科研组织管理体系。 4．交叉科技拓展科技全球化和多极化的发展空间。 最重要的意义在于因交叉科技的发展和突破，将会催生一批新产品和新产业，推动新的技术革命和产业 革命，不仅促进产业经济的发展，也将对解决社会问题特别是人类共同面临和关注的资源、能源、环境、气候、 农业等重大问题提供支撑和新的解决方案。 二、国外交叉科技发展概述 1．纳米、生物、信息、认知四大领域的交叉融合 纳米、生物、信息、认知四大迅速发展的科学技术领域的协同和交叉融合被称为“会聚技术”(Conver舀ng 认为：以上四个领域的技术当前都在迅速发展，每一个领域都潜力巨大。而其中任何技术的两两融合、三种集 成或者四者会聚，都将产生难以估量的效能和创新成果。 美国把“会聚技术”作为国家发展战略。因为它代表研究开发新的前沿领域，其发展将显著改善人类生命 质量，提升和扩展人的技能，这四大前沿技术的融合还将缔造全新的研究思路和全新的经济模式，将大大提 秦世俊原上海图书馆上海科技情报研究所 一66— 高整个社会创新能力和社会生产力水平，从而增强国家竞争力，也将对国家安全提供更强有力的保障。 2．纳米与生物、医学、电子信息技术的交叉 从20世纪90年代初起，纳米技术得到迅速发展，新概念不断涌现，像纳米电子学、纳米生物学、纳米机 械学等等。如新兴的纳米医学，要涉及到医学信息学、生命信息学的存储和处理，这将有赖于纳米电子学的发 展。将纳米生物技术与纳米传感器结合，形成新的纳米生物传感器，产生具有亚微米尺寸的换能器、探针或者 纳米微系统，乃至涌现新兴的微机械产业。 3．智能科学中的前沿技术 人工智能从1956年提出以来取得了很大的进展和成功。过去20多年中，人工智能的推广及其与其它学 科的交叉融合形成了诸如智能控制、智能机器人、智能计算机、智能决策系统、智能管理、智能网络等一大群 新的跨学科或交叉学科，建立了一门新的包罗所有这些相关智能学科的科学——智能科学。 目前智能科学研究及其前沿技术开发重点包括：(1)计算智能。计算智能包括神经网络、模糊逻辑和进化 计算。(2)知识获取与机器学习。(3)人工生命。人工生命科学所研究的人造系统能够演示具有自然生命系统 特征的行为。人工生命科学的研究涉及生命现象的仿生系统、人工建模与仿真、进化动力学、人工生命计算理 论、进化与学习系统，以及人工生命的应用等。(4)人工神经网络，是对人脑或自然神经网络若干基本特性的 抽象和模拟。 4．能源科学中的前沿技术 能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、电、动力等任一形式能量的载能体资源。能源科学是研 究能源的生成、开发、转化、利用、节约等规律及其与环境、社会等方面的相互关系。 目前能源前沿技术的研究开发重点包括：(1)核能技术的利用。特别是利用核裂变能和核聚变能的关键 型高性能电池技术。(7)生物质能的高效和清洁利用技术。 5．材料的力学行为与设计 重点研究开发四个方面内容：(1)全面而系统地掌握各种材料的结构与性能的关系。(2)利