据新华社

　　“颠覆性的（disruptive）”意味着有秩序的过程被打断、打乱，也有结构上的混乱、错乱和剧变的意思，这个词意味着不一致性、不连续性。颠覆性技术是指能够带来突发的或意料不到的效果的创新技术。

　　颠覆性技术具有两面性，既可能产生正面结果，也可能带来负面影响。它可能对已有的技术和市场带来革命性影响，甚至改变世界力量平衡。通常，这类技术的出现没有规律，更难以预测。

　　颠覆性技术和新兴技术既有共性，也有区别。一般来说，颠覆性技术可以是科学技术突破的结果，如电子的发现。而新兴技术也有可能是颠覆性的，其刚刚出现时颠覆性可能没有马上显现。但当它被创新性地应用时，其颠覆性就会得以充分体现，如脸谱等社交网站。鉴别新兴技术会不会成为颠覆性技术，我们可能要问三个问题：第一，哪些技术有潜在的颠覆可能？第二，对于哪些区域、领域，它是颠覆性的？第三，实施时间表是怎样的？

据新华社

　　同时，判断一项技术是否具有颠覆性，可以考察它的传播性。高传播性的技术易复制，基础建设投资少。低传播性的技术需要大量基础设施建设投资，如半导体技术、太阳能电池技术。这些边界条件对有些具有商机的技术并不适用，如柔性太阳能电池、大规模杀伤性武器等，尽管传播受限，但影响很大。

　　回顾科学技术发展史，有两种颠覆性技术经常看到：一种是渐进式取代已有的技术，如从马车到汽车；还有一种是创造了新的市场或生产力，如电脑。以史为鉴，颠覆性技术可能具有以下属性：第一，某个因素（成本，使用率，性能等）取得突破或出现新的应用；第二，对其他技术产生的影响；第三，涉及多个学科；第四，由有远见的企业家主导，如苹果的乔布斯。实际评估中，我们还要考虑技术是否达到了之前达不到的生产力水平；是否结合其他技术，在生产力、社会、经济方面有所突破；是否改变了通常的产品和技术范式，带来竞争性优势等因素。

　　大量事实表明，颠覆性技术可在政治、经济、科技、军事、文化等方面产生诸多影响，发展颠覆性技术对实现我国科技创新跨越式发展具有重要战略意义。

据新华社

　　首先，研究和发展颠覆性技术将有助于我国摆脱原创性创新能力不足，关键核心技术受制于人的困境，提升科技创新质量，实现跨越式发展。其次，以新一轮科技革命和产业变革为契机，发展颠覆性技术将改变我国现有的产业规则，影响我国现有的产业格局，进而形成新的主导产业，为我国科技创新的跨越式发展提供新的物质基础。同时，作为科技创新的后发追赶型国家，发展颠覆性技术将有助于缩小我国与发达国家之间的科技创新差距，进而为我国建设世界科技强国提供战略新机遇。

　　与发达国家相比，我国颠覆性技术发展主要存在四个问题和难点。一是我国颠覆性技术的系统观不强，多集中于单一的技术角度，尚未形成系统、准确研判的理论和方法。二是我国颠覆性技术创新的容错环境较差，在体制、机制、文化环境等方面均存在诸多问题。三是我国颠覆性技术的识别难度大，在新一轮科技革命与产业变革的大背景下，颠覆性技术可能源于重大的科学和技术突破，也可能是源于已有技术或多项技术的综合交叉。四是我国颠覆性技术的研究环境亟待完善，尚未形成常态化研究机制，缺乏专门研究机构，基础研究投入不足。

　　颠覆性技术的讨论是一个复杂的话题，难以在有限的篇幅中尽述。这里，我们分量子信息、生物技术、人工智能、移动互联网四个领域做以简单介绍，并提出建议。

生物科技

据新华社

　　生物科技在引领未来经济社会发展中的战略地位日益凸显，生物产业正加速成为继信息产业之后新的主导产业。近年来，世界各国纷纷强化生物科技战略布局。例如，美国启动了《2015年工程生物学研究与发展法案》立法议程，2016年还发布了医疗创新政策法案，将提供63亿美元经费用于开发疾病疗法。欧盟委员会和企业伙伴在2014年联合推出预算37亿欧元的“生物基产业公私合作伙伴计划（2014—2024年）”。英国生物技术和生物科学研究理事会2017年宣布投入3.19亿英镑支持未来五年的生物科技发展。我国也印发《“十三五”生物产业发展规划》、《“十三五”生物技术创新专项规划》及生物制造相关规划，提出加快生物产业创新发展步伐、培育生物经济新动力的重要任务。

　　生物技术领域关键性、前沿性、颠覆性技术不断引起各国高度关注，新一代基因组学、合成生物学、新型治疗方法等技术不断掀起研发热潮。

　　生物技术的颠覆性不仅体现在民用领域，也有重要的军事用途。据了解，美国已在生物材料、仿生设计、生物计算、生物燃料等领域取得突破，并试图利用这些“颠覆性技术”催生出新的作战样式和作战理念。美国国防部预研局曾制定过一份《2013-2017年科技发展计划》重点是生物技术在“战场医疗”等方面的应用。

　　我们分析认为，生物科技领域重点有三项重要颠覆性技术。

　　第一，基因编辑技术。基因编辑技术是一项突破性的生命科学技术，通过利用一种切割细胞中特定DNA序列的酶——核酸酶，实现对特定位点基因的精准插入、删除或替换。根据序列特异性核酸酶的不同，可分为ZFNs、TALEN及CRISPR/Cas9技术。基因编辑技术由于具有简便、高效及低成本等优点，在基础研究、基因治疗及遗传改良等方面展现出巨大的潜力。美国和中国在基因编辑技术研发上处于世界领先地位。在基础研究领域，美国科学家首先发现基因编辑技术能够编辑人类基因，并在单碱基编辑、RNA编辑、基因编辑机制上陆续取得突破性成果，不断改进基因编辑的精准性、降低脱靶效应；美国还率先将基因编辑技术应用于哺乳动物细胞。在医疗健康领域，我国科学家首次完成了对人类胚胎的基因编辑用于治疗地中海贫血，我国还是世界上第一个将CRISPR应用于人体临床试验的国家；而美国开展了首个人体内基因编辑手术。在农业遗传育种领域，该技术通过对水稻、小麦、大豆、玉米等重要主粮作物及蔬菜的基因组进行编辑，有效改善了产量、品质、抗病及抗逆性状，并且通常不会引入外源基因，引起广泛关注。

　　第二，合成生物学。合成生物学是在现代生物学和系统科学基础上发展起来的、融入工程学思想的多学科交叉研究领域，在医药、能源、材料、环境等领域中具有广阔的应用前景。2002年，美国纽约州立大学在历史上首次利用人工从化学单体合成了病毒——脊髓灰质炎病毒。2008年、2010年，美国又首先合成了生殖道支原体基因组和噬菌体基因组，创造了首例“人造细胞”。2014年，美国首次成功合成酵母的1条染色体，其在酵母细胞内呈现正常功能；继而2017年，Science报道了另外5条酵母染色体的合成，其中4条以中国学者为主完成。美国科学家还合成了具有最小细菌基因组的活体细胞Syn3.0。此外，美国公司通过数据驱动、人工智能、高通量筛选和机器人自动化的串联模式促进菌株优化与化合物合成。英国建造了名为“Foundry”的设施用于DNA制备过程工业化。合成生物学正与人工智能、大数据技术、化学合成技术会聚，加速工程化进程。

　　第三，细胞免疫治疗。细胞免疫治疗（CAR-T）是通过基因工程手段修饰人的免疫效应细胞（T细胞），使其表达嵌合抗原受体（CAR），之后回输入患者体内，使免疫细胞能特异性地识别肿瘤相关抗原，以此增强T细胞对肿瘤的特异性杀伤的一种技术。近年来，细胞免疫治疗已成为包括恶性血液肿瘤在内的多种肿瘤治疗的重要手段。细胞免疫治疗对白血病的有效率可达到94%，用于实体瘤治疗尚有待攻克。2017年，美国FDA批准了首个来自诺华制药的细胞免疫疗法用于治疗白血病，继而又批准了来自Kite制药的CAR-T治疗淋巴瘤。这标志着细胞免疫疗法已进入实用阶段。在CART-T疗法的开发上，美国遥遥领先，中国紧随其后。统计显示，正在开展的CAR-T临床试验共87项，美国54项，中国有23项。我国在国际实体瘤CAR-T细胞治疗领域呈领先地位，已完成针对肝癌的CAR-T一期临床试验。

　　（作者：邢颖，系中国科学院科技战略咨询研究院副研究员）

量子信息

据新华社

　　量子信息技术结合了量子力学理论和信息技术，将变革计算、编码、信息处理和传输过程等，成为下一代信息技术的先导和基础，是提升国家信息技术水平、增强国防实力的重要基础支撑。量子信息技术经过三十多年突飞猛进的发展，在理论和技术方面已经获得了举世瞩目的成就。我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，意味着量子通信产业化发展进入了新的阶段；量子计算的重要进展层出不穷，将推动量子计算机的技术实现；量子模拟技术已经接近经典计算机可以模拟的极限，量子度量学也获得了快速的发展。

　　目前有21个国家和地区对量子技术进行积极的投资。其中，欧盟的年度投入最高，为5.5亿欧元，其次是美国，年度投入3.6亿欧元，我国位居第三，年度投入2.2亿欧元。德国（1.2亿欧元）、英国（1.05亿欧元）、加拿大（1亿欧元）紧跟其后。2016年以来，欧美纷纷瞄准“第二次量子革命”，加大基础研究和产业发展方面的投入。例如，美国国防部量子信息科学的资助重点放在国家安全应用，如精密导航、精确授时和安全量子网络；美国国家标准与技术研究院重点支持量子通信、量子计算和量子测量；美国国家科学基金会、情报高级研究计划局、能源部等也都将其列为重点发展方向或重点研究领域。再比如，欧盟委员会将于2018年启动总额10亿欧元的量子技术旗舰计划，希望这个计划将会让欧洲处于第二次量子革命的前沿，未来10年在科学、产业和社会方面带来变革性的进展。

　　我国是较早重视并大力支持量子科技研究的国家之一，长期以来，中国科学院、科技部、国家自然科学基金委持续支持量子技术研究，以力争成为新一轮量子科技革命的引领者。

　　科技部通过“973计划”对量子计算和量子通信进行了大力的资助。2006年，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》重点部署了四项重大科学研究计划，量子调控研究是其中之一，其研究重点包括量子计算的载体和调控原理及方法、量子计算等。中国科学院早在1999年就设立了“中国科学院量子信息重点实验室”，近年来又在量子计算领域进行了重要部署。2012年，实施了战略性先导科技专项“量子系统的相干控制”，2014年成立了中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心，2016年成立了中国科学院量子信息与量子科技创新研究院。国家自然科学基金委2005年把量子信息的理论研究列入重大研究计划中，2006年起至今，量子信息物理一直是重点项目的支持方向之一，包括量子态、量子纠缠、量子计算、量子模拟等方面的研究。

　　近年来，量子信息技术的颠覆性态势已现，我国将其列入国家战略层面并加大支持力度。国家“十三五”规划纲要指出将启动量子通信与量子计算机“科技创新2030-重大项目”，《“十三五”国家基础研究专项规划》明确了该重大项目的组织实施，在量子通信方面将率先突破量子保密通信技术，建设超远距离光纤量子通信网，开展星地量子通信系统研究；在量子计算机方面将研发量子系统、量子芯片材料、结构与工艺、量子计算机整体构架以及操作和应用系统；在量子精密测量方面将研究利用量子通信和量子计算所发展的量子探测、测量和操纵技术。此外，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》指出，在超前布局战略性产业中，将持续推动量子密钥技术应用，统筹布局量子芯片、量子编程、量子软件以及相关材料和装置制备关键技术研发，推动量子计算机的物理实现和量子仿真的应用。

　　最近，我国在量子通信领域取得了世界一流水平的重要进展，实现了世界上首次千公里级的量子纠缠和星地双向量子密钥分发，墨子号的成功也促进了世界各国对空间量子卫星的部署。未来的量子通信发展，欧盟聚焦量子互联网，美国将重点研发光量子通信网络。量子计算的国际竞争愈发激烈，“量子霸权”争夺战进入白热化，谷歌、IBM、英特尔、微软、阿里巴巴、腾讯、百度等大型企业都在角逐量子计算机的研制。未来，欧盟将重点开发超过50个量子比特和具备量子纠错功能的量子处理器，美国将打造量子计算测试平台以促进硬件、架构、量子算法和模拟的开发。

　　（作者：黄龙光，系中国科学院科技战略咨询研究院副研究员）

　　《光明日报》（ 2018年05月31日 14版）