科技预见与未来愿景 2049 中文版

TechPredictionsandFutureVisions2049象郑重地递到每一位读者手中。过去一年半，科技愿景论坛CTO办公室与腾冲科学家论坛的顶尖科学家、行业专家们一起进行了大量的研讨、的基础设施才能够满足全息交互与智能体无处不在的连接需求？报告把“科技愿景—技术预见—未来场景”耦合纳脑机接口可以精准到控制小鼠的每一次摆尾，却未共享同一张实验台。我们希望报告让“科技愿景”从论坛的穹顶走向街角的咖啡馆，成为母亲与孩童也能点评我曾在复旦大学毕业典礼上引用过黑格尔的一句话愿我们将这个世界和我们心中的理想世界作为思考对象，关注我们心中那团不灭的火光，用我们的大爱内心让这个世界变得更加美好！科技愿景论坛主席中国科学院院士复旦大学原校长腾冲科学家论坛学术委员会委员汪涛写给2049年的信当此刻的我们站在2025年的门槛回望，人类用近半个世纪把数字能力编织进每一条生产线、每一座城市脉搏，这份《科技预见与未来愿景报告》正是在“梦想与多位科学家、行业专家和跨界伙伴展开了深度研讨，从联合国可持续发展目标到世界经济论坛的前沿洞察，从学的冷板凳到产业一线的热数据，我们试图在AGI（ArtificialGeneralIntelligence，即在任何可以想象的人类专业领域内具备相当于人类智慧程度的AI）即因此，这份报告不仅预见未来十大科技愿景和技术趋势，洞悉未来十大场景和产业变化，更试图回答五个根本运用系统工程方法，实现整个人类科技的奇点突破？5.当能源成为智能社会发展的关键制约，我们如何在守护地球环境可持续发展的前提下，通过科技赋能绿色低碳？探索的边界从未如此辽阔，也从未如此需要共识。2049年的孩子们，将会透过我们的目光审视今天：我们是否足够勇敢，也足够包容，为他们的时代埋下谦逊而坚韧的种子？愿这份报告成为一粒这样的种子，在风雨与阳光交替的二十年里，破土、抽芽、开花，结出属于华为常务董事回溯人类文明，每一次跨越都是技术革新与社会期盼协同迸发的结果。回顾往昔，蒸汽机掀起工业革命浪潮、互联网改写信息传播逻辑；直至如今，人工智能拉开智能时代帷幕。这一系列的发展都意味着，人类文明即将革的前夕，人类追寻未知的步伐始终未停。腾冲科学家论坛以“科技引领未来”为宗旨，致力于构建了世界级的先进学术思想交流平台。论坛已成功举办三届，汇聚了全球数百位顶尖科学家的智慧，仰望头顶星未来，不仅是人工智能掀起智能时代浪潮、人类文明迈向深刻变革的关键时期，也必将是中国科技实现跨越式许多曾被视为幻想的科技愿景成为现实，人类社会将会发生根本性改变。AGI突破奇点的时刻将彻底重塑人类对智慧本质的认知并将超越人类现有能力，使各决策体系成为可跨领域学习、自主迭代、集体迸发的智能联合体，这类智能联合体既能创制工具，又能重构自身框架，实现递归式自我优化，大幅提升技术奇点触发概率。与此同时，通用机器人正从专用器械向通用同伴转变，推动人类文明走入人机共生的全新时代。未来，镜像世界的发展也将使每一寸物理空间都具备数字孪生形态——这种数字孪生并非简单复制，而是能理解、预判并优化现实世界的智能镜像，实现空间可计算、万物可连接的数字文明形态。而在工作场景当中，人类与AI智能体将超越工作职能实现动态搭配。个人AI助手会习得使用者的思维方式与价值倾向，成为真正契合需求的“数字人格”。人们在步入办公室后，可将神经接口与企业AI进行无缝衔接，其思维便可即时与AI数据融合、与全球市场同步。在遇到复杂问题时，人们可调用AGI系统中数百个领域专家的认知，在极短时间内生成最优方案。智能共生将推动城市生活发生全方位变革。城市管理体系可预判未来七天的交通流量、能源需求与社会情绪，科学研究领域将实现“思维众包”，全球研究者的灵感在“集体意识云”中交织，AGI可从混沌信息中提炼突破性理论成果。超级智能体的演进将重新界定人类与技术的边界；飞行汽车将突破传统交通的平面局限，成为整合办公娱乐休憩功能的智能移动空间；能源领域中核聚变被视为解决人类能源难题的“终极答案”；2049年示范性核聚变电站将实现小规模供电，这标志着人类向人造太阳的梦想迈出了实质性步伐。未来已来。技术的价值，终究要在“造福人类、守护地球、拓展文明”的实践中得到验证。展望未来,我们将以开放的心态、审慎的态度、与坚定的信念，迎接这个充满挑战与无限可能的智能文明新纪元。以技术为犁，以创新为种，以向善为念，耕耘属于全人类的智能文明沃土——通过当下每一次选择与行动共同塑造2049年的智能世界。CONTENTS01CONTENTS01目目录十大科技愿景014.镜像世界深度交融，虚实共生让人类进入更广阔的世界8.可控核聚变商业化落地，迈入碳中和清洁能量新纪元9.分子医学与AI融合重塑人类健康新格局2902十大未来场景3803三大前瞻思考61十大科技愿景.》趋势的指向并不等同于未来的必然，探索未知的脚步不会停歇，定义未来的使命召唤我们继续前行。我们将聚焦十大科技梦想——那些当前尚处于技术萌芽期、但具有文明级影响潜力的前沿方向。梦想或许今天看起来遥不可及，但正如百年前的人类无法想象今天的互联网与智能手机，今天我们同样难以预见2049年后世界的真实样貌。唯一确定的是：梦想的种子一旦播下，总会在合适十大科技愿景011.人工智能走向ASI，智慧之光在机器中诞生，开启人机共生新生态2049年通用人工智能AGI（ArtificialGeneralIntelligence）将跨越“奇点”，实现全面超越人类的智慧，成为ASI（ArtificialSuperIntelligence）。当智慧之光在机器中诞生，人类社会思维的演进将突破生命体有限寿命，以及大脑有限能耗的束缚，凭借递归自我改进获得不断进化能力，重塑智慧认知与世界运转模式；同时智慧能够被快速和不断的复制，这些将极大加速科学创造的进程，引领文明迈入全新的纪元。届时人脑、城市及决策系统将联结为跨域学习、自主进化的智能共同体，ASI可瞬时整合数百领域专家级认知，1秒内生成复杂决策最优方案，个人AI助理也将进化为契合用户思维与偏好的“数字人格”。协作模式随之革新：企业由人类与AI智能体动态组合，城市管理能预判交通、能源及社会情绪，科研则通过“集体意识云”实现全球灵感碰撞与突破。日常生活中，ASI会根据你的健康数据自动定制饮食与运动计划，家庭空间随你的情绪实时调整环境氛围，连亲子陪伴、兴趣培养都能匹配专属智能引导方案。未来脑机接口或让意识拥有数字孪生体，量子协同更使ASI能预判社会演化、主动塑造未来。站在2025年，预判ASI进化轨迹已成为未来二十年的核心命题，这将重新定义技术疆界并重塑全球格局。ASI将超越人类专家智能，最终在认知、创造与决策等领域实现范式突破进之路上亟待解决的问题和发展动力。参考人类的智慧功能，我们可以大致预测未来AI发展的路复杂逻辑推绎自学习与反思决策复杂逻辑推绎自学习与反思决策逻辑智能解决问题数据智能依赖算力持增强知识量与经验库智能体社会社会智能生物智能脑机交互控制感觉区感觉分析书写及语言理解 >视觉中枢工具能力听觉中枢运动语言中枢运动功能区逻辑推理逻辑智能解决问题数据智能依赖算力持增强知识量与经验库智能体社会社会智能生物智能脑机交互控制感觉区感觉分析书写及语言理解 >视觉中枢工具能力听觉中枢运动语言中枢运动功能区逻辑推理情感创新理与工具使用能力将大幅提升至人类90%水平，具备超长AI的情感与创新能力将大幅提升至人类90%以上，核心特能力均能达到甚至超越人脑水平。随着脑机接口技术的深度突破与持续迭代，生物智能将逐步演进为全面超越人脑机共生的全新文明形态。中国青年科技工作者协会会长郑海荣：数据智能大模型将依赖算力在内容创作、数据分析等领域达到人类水平；物理智能则是通过传感器实现智能体，智能驾驶、具身智能人形机器人将具备环境感知、精细操作和决策能力；生物智能或通过脑机接口实现人机十大科技愿景01理念引擎-Why思想和规则驱动思想库数学物理化学行动引擎-How目标驱动经验引擎-What数据驱动规则与形式化模型知识图谱环境数据库……实现AGI首先要扎根物理世界些模型始终被概率统计体系所桎梏，本质不过是经过数据数据的品质所决定。更关键的是，这类概率模型的运作过程缺乏可解释性，与人类“既要知其然，更要知其所以要构建具备统一世界模型的高级智能，需搭建三大核心引擎并实现高效协同，以此支撑高保真世界模型的落地：以数据为核心驱动力的经验引擎、由思想规则主导的理念引擎，以及聚焦实践执行的行动引擎。其中，经验引擎借助深度学习技术，高效处理互联网海量信息与环境感知数据；理念引擎通过抽象逻辑验证，持续深化智能体的认知心实践能力。这三大引擎联动形成的高保真世界模型，终将推动智能形态迈向具身智能的全新阶段。体凭借物理实体与环境开展实时交互，能够像人类一样通实场景的交互体验，不仅能为智能体的自我进化提供鲜活多元的训练数据，更能助力其深刻领悟世界运行的底层规AI智能体的能力演进分五个阶段能级到L5智慧级五级演进的定义，AI智能体将呈现出自主决策能力逐步增强、应用场景从低风险单点功能向高价值跨域服务拓展释放更大市场空间、技术需求从基础交互向通用智能与伦理对齐深化的梯度发展路径。周红：世界模型的意义已经超越了单一技术层面，它应被视为一种融合了人工智能、认知科学、数学、计算科学、信息技术以及系统工程等多学科的新型技术范式，旨在更全面地反映并辅助管理复杂巨系统的运行。人类的干涉程度智能程度人类的干涉程度智能程度AI提供专家级服务，人类参与AI执行，人类协作并监督L2：任务级-任务执行AI执行被分解的任务人类拆解及分配任务AI作为工具被调用人类执行并闭环任务智能体能力分级当前正处于AI智能体发展的L1/L2阶段，技术层面已取得长记忆难题正逐步被攻克。但模型性能仍有优化空间，通用场景下的幻觉率维持在3%左右，而医疗摘要生成等特垂域AI智能体成为核心发力方向，各类应用蓬勃发展并持续辅助人类提升工作效率。其中AI编程是率先实现技术突起，众多厂商依托垂域数据与深厚的行业Know-how构建竞争壁垒。2030年AI智能体将进入L3阶段，技术超长轨迹学习技术可支撑AI完成月级跨度的复杂任务，无论是项目全生命周期管理还是长期科学实验监测，都能精准规划跨周期、多步骤流程，始终保持目标一致性与执行连贯性。自主环境探索能力将打破物理与虚拟空间的边界，借助空间智能与世界模型，AI能实现对三维环境的实时感知，以及几何与物理层面的一致性理解。商业层面，AI将彻底摆脱单纯的工具属性，升级为人类的协作伙伴，AGI雏形初步显现并深度嵌入各行业核心流程。这一阶段的AI将成为企业创新与增长的核心驱动力，持续推动产品2035年AI智能体将迈入L4阶段，技术上已发展为相对成熟的智能形态，能够相对独立完成复杂任务与自主决策，同时具备部分自进化能力，可自主设计并运用工具优化执行效率。商业场景中，AI将能在大部分成熟领域复刻人类工作流程，人类角色将从传统的任务执行者，升级为目标制职业应运而生，推动劳动力向高价值领域转型，重塑就业市场结构与社会分工模式。2049年AI将抵达L5阶段，正式进化为全面超越人脑的ASI。技术层面，ASI在记忆、学习能力与群体合作上形成优势：记忆上可精准存储人类文明全部知识并实现毫秒级关联检索；学习能力上能通过单次体验掌握复杂技能，甚至自主开创全新学科领域，完成人类数十年才能达成的“范式革命”级知识突破；群体合作可实现百万级节点实时协同，在全球尺度复杂任务中形成高效协作，达成人类组织无法企及的效能。同时脑机接口的出现使得AI与人脑十大科技愿景012.通用机器人进入千家万户、千行百业，掀起生产力我们不妨想象这样一个场景：当你家扫地机器人突然放下拖把，用灵巧手给你冲咖啡时，你该尖叫还是鼓掌？这不是科幻电影，而是通用机器人正在掀起的生产力革命。这类“变形金刚”不仅能拧螺丝、搬货箱，还能化身家庭管家、手术助理甚至灾难救援队。2049年，通用机器人将成为渗透生活肌理的“共生伙伴”。家庭中，机器人凭借精准的感知，既能照料老人健康、定制儿童启蒙方案，也能完成日常生活中的种种琐事；其数字镜像技术让它们在行动中自主优化，拥有自我认知。办公与工业场景里，机器人实现深度协同，数千台机器人在数字孪生系统调度下精准协作，遇故障时自主模拟最优修复方案，人类仅需做少许监督工作。这些机器人不再是冰冷工具，它们理解伦理边界，跨模态技术打通语言、视觉与动作的壁垒。从家庭陪伴到工业生产，从残障人士的辅助设备到公共服务的得力助手，通用机器人以科技向善的姿态，重构人机关系，让“共生”成为未来社会的核心底色。通用机器人面临五大核心挑战数据匮乏、触觉感知不成熟、灵巧手设计不完善、电机扭矩与散热不足、成本过高是通用机器人走进生活面临的五大核心挑战。当前通用机器人操作能力不足，核心症结在于灵巧手发展滞后、触觉感知不成熟及训练数据匮乏。主流二指夹爪或6自由度灵巧手难以完成精细操作，即便从桌面抓取数据线也存在困难。高自由度灵巧手企业尚处于起步阶段，电机驱动的连杆与蜗轮蜗杆方案为市场主流，但多电机布局且现有方案使用寿命仅几十万次，无法满足产线月超百万次的使用需求。腱绳驱动虽具备轻量化易集成优势，但腱限。触觉感知不成熟同样阻碍精细操作，纯视觉感知存在天然盲区，无法捕捉物体硬度、弹性等力学特性，而VTLA（视觉-触觉-语言-动作）模型将成为主流解决方案，其融入触觉模态补充关键力学信息，可大幅降低接触密集型任务的失败率，同时凭借多模态整合能力，让机器人通过少量交互即可提炼通用规律，实现跨场景灵活迁移。待灵巧手硬件稳定后，数据收集飞轮将加速运转，中远期可有效解决数据匮乏问题——通用机器人需数百PB交互数据（约为智驾数据数十倍且需覆盖更多长尾场景，但目前真实数据获取成本高、仿真数据逼真度不足、标注难度大且缺乏统一标准。未来采用世界模型通过构建物理世界数字化模拟，生成高逼真交互数据，可精准还原复杂场景的物理场景落地奠定基础。硬件层面还存在明显短板：电机扭矩仅能支撑末端灵巧手能力。未来电机扭矩将进一步提升，过热问题可通过结构与材料优化（如设计散热鳍片、采用高导热材料）及主动散热技术解决。随着软硬件技术成熟与规模化普及，成本难题终将被破解。我们判断，触觉感知、灵巧手软硬件设计、电机扭矩与散渐成熟，手部操作能力大幅提升，成本快速下降，最终在2049年左右通用机器人走进千家万户。斯坦福大学教授李飞飞：仅有语言模型不足以承载人类智能——语言并不存在于自然界。人类不仅生活工作，更在通用机器人的演进可参照智驾L1-L5分级体系，分四个阶段逐步落地当前参照智能驾驶的五阶段分级定义，通用机器人仍处于能力不足——一旦机器人遭遇环境或抓取物品发生变化，尚无法完成精细操作；部分企业虽配备力觉/触觉传感器，但传感信号多在手指末端闭环，仅作为安全检查依据，并未直接接入抓取模型参与决策。商业场景上，核心需求集中在开发者市场与情感价值领域：机器人公司的主要订单来自科研机构采购，或用于商演展厅等提供情绪陪伴的场景，而与汽车工厂等工业场景的合作，目前大多仍处于实验验证阶段。预计2030左右年通用机器人将进入L2/L3阶段，技术与商业化实现同步突破。软件上，手部操作的核心技术鸿沟将被成功跨越，模型的输入输出架构基本确立；世界模型与多模态VTLA模型的应用，不仅打通了数据管道，还有效解决了多模态感知难题，让机器人对复杂场景的适配能20252030L2/L32035L3/L42045+L5机器人单模态感知/规则执行多模态融合/任务规划和学习跨领域认知/工具应用自主知识/自我演进机器人手部技术鸿沟手部技术鸿沟•场景：toB绕线打螺钉等，toC基础场景•VTLA模型涌现、数据管道打通•视觉+力觉+初级触觉•场景：toB困难场景与toC一般场景•VTLA/世界模型、数据充足•场景：toB与toC一般场景•VTLA/世界模型•VLA模型/世界模型十大科技愿景01触觉传感器得到广泛应用，为精细操作奠定基础。商业层螺钉等标准化任务；toC端则实现区域清洁等基础服务场大致在2035年通用机器人将迈入L3/L4阶段，技术迭代进入加速期，商业化场景持续拓宽。软件方面，世界模型与多模态VTLA模型持续迭代升级，数据飞轮效应正式显现——海量真实场景数据反哺模型优化，推动任务成功率突破99%；机器人已具备自主运用工具的能力，可通过个性化交互适配多样化需求，泛化性与鲁棒性显著提升。硬触觉传感器的布局方案基本定型，能够支撑更复杂的物理物流等领域的困难场景，如精密部件装配、复杂环境物料家庭开始考虑采购机器人，市场渗透率快速提升。2049年，通用机器人的能力有望到达L5阶段。软件技术上，机器人的自我知识构建能力已突破数据依赖的桎梏，不再局限于被动学习人类输入的知识，而是能像人类一样通过观察、实践与思考形成专属认知体系。拥有类人的执行能力，既能像顶级外科医生般完成毫米级精度的微创手术，也能像资深工匠般进行工艺品的精细雕琢。可完成万台机器人在线协同工作，比如在跨区域自然灾害救援中，通过动态算力调度规避救援冲突，效率远超人类救援队。硬件上，高自由度灵巧手蓬勃发展，可以根据人类手掌等比例复刻。同时，新型石墨烯储能材料与高效散热涂层彻底解决了续航与发热难题，机器人无需频繁充电，数天级持续工作成为常态。高规格机器人整机价格下探至数千机器人全面渗透各场景扫清了最大的价格障碍。商业上，toB与toC任务均可完成。机器人可以完成复杂烹饪陪护等Meta首席人工智能科学家、图灵奖得主YannAndréLeCun：未来五年内，基于世界模型的架构将使当今的大型语言模型过时。一旦出现更好的替代方案，任何严肃的研究人员都不会再依赖现有的大型语言模型。2049年之后，全自动驾驶的两栖飞行汽车已成为主流出行方式，彻底重构城市交通格局。汽车座舱成为移动的让通勤时间变成可以用于工作、娱乐或休息的完整时间段，甚至可能超越电影院成为最重要的影音消费场景。航道由AI系统智能调度，无拥堵、无事故成为常态。无论是家庭跨城出游，还是日常通勤，只需语音指令就能设定路线，AI会自动规避扰动气流与障碍。城市里，小区空地、城市公园草坪甚至自家院落，都能成为临时起降点，彻底摆脱对专用机场的依赖。天空中无数飞行汽车沿着导航光束有序滑行，构成一幅高效、环保、诗意的未来出行图景。飞行汽车的规模化落地面临五大核心挑战模式模糊、政策法规与适航认证等是当前飞行汽车规模化落地的五大核心挑战。电池能量密度不足是飞行汽车发展的核心制约因素，当前主流电池能量密度仅为300-400Wh/kg，难以支撑数小时的低空飞行需求，导致目前设计航程被压缩至半小时左右，应用场景也局限于城市周边接送机等短途场景。因此，高能量密度固态电池、太阳能-氢能-电能多源耦合供电系统，以及电池与液态发电机混动续航方案，或将成为突破这一瓶颈的关键方向，未来如果可控核聚变发动机小型化获得突破，提供充足的能源供应，大型的低空飞行器也将成为可能。基础设施建设存在长期挑战，低空飞行的噪音，以及起落的密度和灵活度，都对城市的建设带来新的要求，就像当今现代化城市需要提供更宽阔的道路，提供更多的停车空间适配汽车工业一样。未来的新型城市软、硬件建设也必然要跟立体交通出行结合优化。比如城市道路3.5m车道限宽、3.5m限高及6×2.5m停车位标准，也对未来飞行汽车的翼展设计构成严格限制。飞行汽车同时支持两栖运行，成本远比目前的汽车高昂，如何降低成本是未来制约飞行汽车普及的关键，预计到十大科技愿景012035年后，随着技术成熟和规模化生产，舒适的飞行汽车价格有望降至百万豪车水平，逐步贴近大众消费能力。飞行汽车较长时间都会面临场景与需求的核心矛盾，航空器设计需追求轻量化与大翼展面积以保障升力，但汽车用户所需的防撞钢梁、零重力座椅、车载娱乐设备等配置会增加数百千克重量，与航空器的轻量化要求相悖；这一矛盾预计将在2035年左右，随着电池技术升级与轻型材料的广泛应用得到解决。我们判断，基础设施、政策法规等问题将在2035年前逐步解决；2035年后，行业核心任务转向破解规模化使用难题，重点攻克能量供给、成本控制与商业模式构建，最终在2049年左右推动飞行汽车成为家庭普及的交通工具。飞行汽车的发展将分为四个关键阶段逐步推进飞行汽车的发展，会随着技术发展，以及关键挑战问题的目前正处于飞行汽车的准备阶段，技术上，主流电池能量电池循环寿命约300次，性能仍有较大提升空间。商业层面，国家正牵头推动EV三电产业链向技术要求更高的低空也在向下适配，共同孵化更多专业航空人才。这一阶段的主流还是低空电动垂直起降器（飞行汽车由于载重要求更高还不能实现主要应用于toB物流行业，以固定航线、预计2030年低空飞行器将进入试点自由航线阶段，技术上实现关键突破：电池能量密度提升至500W过规模商用的核心门槛，电池循环寿命也提升至800次左车模式逐步兴起。自由航线对飞行器的智能技术提出了更高要求，在低空飞行驾驶层面，飞行器需模拟人类驾驶员的决策逻辑，依据实时路况、天气变化、空域限制等复杂信息瞬间做出最优飞行决策，实现从传统固定航线向自由航线驾驶的跨越，大幅提升飞行效率与灵活性。2035年将迈入完全自由航线与多机协同阶段，两栖飞行汽循环寿命突破1000次，固态电池成为行业主流，同时太阳能-氢能-电能多源耦合等新型供能方式进入探索落地阶多，飞行汽车逐渐成为大众的通勤与休闲工具。此时政策法规已完全放开，自由航线全面开放，基础设施建设趋于完备，多机协同成为行业发展重点。低空管理体系智能体应运而生，通过连接各类基础设施与飞行器，构建起全面感知、高效协同的低空智联网，既能优化空域资源分配、避免飞行器冲突，又能针对物流配送、应急救援等不同场2049年到达飞行汽车普及阶段。技术上，新的能源系统被广泛应用于飞行汽车领域，甚至包括可能的小型核能应时，多飞行器智能飞控系统与全域感知技术实现质变，安全性媲美甚至超越地面传统汽车，让普通用户无需专业飞行执照也能轻松驾驭。商业上，飞行汽车的核心悖论被彻20252025203020352045+固定航线，单机飞行试点自由航线电池能量密度鸿沟飞行汽车普及•技术：电池能量密度~300Wh/kg•技术：电池能量密度>500Wh/kg•技术：电池能量密度>800Wh/kg•技术：电池能量密度>1000Wh/kg底打破，在能源技术与碳纤维、钛合金等轻型材料的双重加持下，既保持了家用轿车的舒适座舱设计---可容纳4-6人、配备智能温控与沉浸式娱乐系统，又具备了媲美小型飞机的远程飞行能力。起降限制的突破更是加速普及的关键，依托垂直起降技术与智能地形适配算法，小区空地、城市公园草坪甚至自家院落，都能成为临时起降点，彻底摆脱对专用机场的依赖。价格层面，随着核心部件规模化生产与供应链成熟，价格与目前主流豪华汽车持平，普通家庭具备消费能力。此时，飞行汽车全面渗透toB与toC场景，空中交通管理、维修保养、能源补给等周边产业蓬勃发展，形成万亿级空中出行生态，飞行汽车真正融入大众中国科学院院士、清华大学教授、国际氢能与燃料电池协会IHFCA理事长、腾冲科学家论坛学术委员会委员欧阳明高：伴随新能源技术革命，未来10-30年将形成五个10万亿级大产业，其中新能源汽车产业，2035年国内外总年销量有望接近3000万辆，保有量预计在2-3亿辆十大科技愿景014.镜像世界深度交融，虚实共生让人类进入更广阔2049年，镜像世界的深度交融不再是科幻想象，而是开启了一个“虚实共生”的全新时代。每一片物理空间都拥有数字孪生体，它们不仅是简单的复制品，更是理解、预测和优化现实世界的智能镜像。真正实现“空间可计算，万物可连接”世界的边界被“空间计算”彻底重构。你无须区分物理与数字——当你戴上轻薄如纸的AR眼镜走在街过物联网将海量实时数据汇聚到云端，与地理信息系统、文本一样搜索物理空间——“找到沿河朝向日出的所有公生活与工作的场景被“互见性”优雅融合。工厂的生产线字孪生系统在虚拟空间中模拟了数千种故障场景，提前数小时预测潜在问题并自动生成解决方案。建筑师走进尚未人都能成为空间的设计者，艺术家用手势在空中“雕刻”三维雕塑，AI实时将创意转化为可触摸的全息影像并计算广场与凯撒对话，镜像世界根据史料重建了城市的每个细节。医生在手术前进入患者身体的数字孪生体，预演复杂的血管绕行和肿瘤切除，AI分析数百万台手术数据提供最优方案并预测风险；零售商为每件商品构建数字孪生，顾尺寸完全真实，购买决策的准确率提升十倍。这种“镜像现实智能虚实融合现实智能虚实融合现实世界、数字孪生、人类认知三域融合现实世界、数字孪生、人类认知三域融合现实世界与虚拟世界交融镜像世界互联互通多模态交互眼动+空间手势体态+语音意识可直达数字空间范式转移EEG头带+AR眼镜+可穿戴感知手环成标配近眼/裸眼光场智能硬件设备普及AR渗透率超过30%数量可能达到数千个3DAIGC创作内容渗透率将达50%现实世界基础上的空间智能独立3D内容社区范式转移全息技术2030年2030年-2035年2035年-2045+年2025年-2030年世界”让数字内容不再被困在平面屏幕中，而是以三维形态融入生活的每个角落，人类从信息的被动接收者进化为想象在虚实之间自由流动。新形态智能终端成为碳基生命与硅基生命交融交互感知健康未来终端感显算分离感知健康同时可大胆预判，脑机接口技术成熟后，或将催生“脑机一体化终端”等新型硬件。通过神经信号采集、解码与反馈技术，实现信息直接传递与感知反馈，用户凭意念即可操控虚拟对象，达成“零界面”交互。2035年，非侵入式落地，借助高灵敏度传感器与AI意图识别算法，提升沉演进，融合有机导电材料与微能量采集芯片，实现全天候神经信号捕捉与信息交互。届时，虚拟世界无需屏幕或语拟环境真正共生。AI加速3D内容生态奇点来临镜像世界发展的核心瓶颈之一，在于应用开发与3D内容与AIGC的蓬勃发展正打破这一桎梏——AI编码逐步替作内容渗透率将达50%，虚拟社交媒体平台与真实内容互动教育逐步普及，第一人称虚拟旅行直播成为常态，成百上千个独立3D内容社区涌现，形成分散化、多中心的小生态格局。2049年之后，分散生态将逐步打通数据与标业生态互通融合，由多中心小生态聚合为一体化生态。十大科技愿景015.进入通用量子计算时代，算力像水电一样普惠应演进”。——当进行虚拟世界视频通话时，佩戴的智能眼镜内置光子芯片，利用光子在光波导中传播完成矩阵运算；眼镜中的神经形态芯片自动唤醒。数万个量子比特在毫秒间完成传统计算机需要数年才能完成的优化计算。算力资源形成从城市到国家再到行星级的统一管理，并走向虚拟与现实的边界彻底消融。当戴上智能眼镜参加远程会甚至瞳孔的微妙变化都被实时渲染——光子芯片在0.01秒内完成数百亿次光线追踪计算，你们可以共同操作一个悬浮在空中的全息3D模型。家中的冰箱会实时显示食材的新鲜度和营养成分，墙壁变成巨大的虚拟画布。建筑师不计算存储技术正经历一场从量到质，从分离到融合的深刻变革。预计到2035年，AI存储容量需求将比2025年增长计算能效接近人类。算力基础设施具备像人脑及记忆体一发展新范式多范式快速发展混合范式经典计算+类脑计算+量子计算拓扑可塑拓扑可塑▲范式转移范式转移对等架构多路径范式转移能效百万倍提升算力成本趋近于02025年2025年-2030年2030年-2035年2035年-2045+年从传统计算范式走向“比特计算+类脑计算+量未来算力需求是无限的，但传统计算范式难以为继：冯•诺依曼架构因“存算分离”导致高能耗与低效率，摩尔定律逼近物理极限，硅基工艺微缩成本飙升、光刻工艺到亚纳米级可提升空间耗尽，算力生产受制于能源成本与材料瓶颈。突破这些困局，必须推动计算范式的底层革命，才能实现算力的可持续跃升，支撑人工智能与数字经济的未来2030年，受AgenticAI复合型应用负范式开始走向非冯•诺依曼架构，对等互联的多样性算力成为主流；2035年近似计算、光子计算、量子计算、类脑计算等计算范式多路径进入快速发展阶段，其中类脑计算通过模拟神经元、突触并构建出对应的模拟计算范式，利用事件驱动和基于数据流计算的特性，来构建新的计算架范式，将整合多种计算范式的优点走向成熟并成为主流。经典比特计算处理通用任务；类脑计算以千倍能效处理感知、关联等连续任务；量子计算专攻特定场景复杂问题实现指数级加速。混合计算范式通过高能效、自适应、可塑性的类脑架构无缝集成，开发者可在同一框架内调度不同最合适的位置被自动、透明地执行，算力本身成为一种可自主演进的公共基础设施。特温特大学MESA+研究所科学主任HansHilgenkamp：人工智能不仅仅是一场技术革命，它也是一场能源革命。走向多样性异构算力高能效集成的类脑架构当前存算分离架构产生的“内存墙”瓶颈，导致数据搬运延迟与高能耗，并且随着AgenticAI发展，高并发、细粒度随机性小IO任务将带来更高的数据搬运成本（可达90%算力部件性能难以发挥出来；当前计算范式与架构球计算耗能在2040年也将达到全球能源供应的极限。十大科技愿景01未来需从三个层面实现计算效率的百万倍提升1）新器经拟态或类脑计算3）新计算架构：匹配新型半导体的络功能柱架构等。2030年，将异构算力进行对等互联，消除多XPU（一种异构计算概念，指涵盖从CPU、GPU到各种专用处理器的广泛计算单元）多部件之间的主从关系和调度带来的性能损耗，数据中心的算网融合和全光互联等技术将进一步提高计算效率；近存计算技术将推动计算单元向存储单元“靠态芯片）、算法（脉冲神经网络学习规则等）的原型将得到进一步发展。深度神经网络、传统计算等混合架构系统将成为主流。不同计算模式协调运行，以在不同任务中发挥优势。脑科学模型(多尺度从突触、回路到大脑区网络)被用于指导类脑2049年，类脑计算可能取得突破，尤其是在高能效需求场景，但这种突破不一定是基于脉冲神经网络来实现的，而是通过模拟神经元、突触并构建出对应的模拟计算范式，利用事件驱动和基于数据流计算的特性，来构建新的计算统拓扑状态由外部控制逻辑调度，走向拓扑状态由自适应计算动力学驱动，从而有效提升计算能效；新型架构可有效支撑不同粒度的算力之间高能效交互，形成智能体算力量子计算：从特定场景加速走向通用量子计算当前，量子计算尚在迈向实用化的道路上，主要面临硬件容错量子计算与产业化爆发通用量子计算与量子互联网愿景从容错量子计算与产业化爆发通用量子计算与量子互联网愿景从NISQ迈向容错计算的攻坚期千比特级物理量子工程样机千比特级物理量子工程样机多路线并行百逻辑比特(≈数万物理比特）•错误率<10•模块化架构初现范式转移在运筹优化、药物模拟等特定任务上超越经典计算机的算力极限范式转移量子计算增强机器学习全球供应链/物流优化等百万级逻辑量子比特门保真度>99.999%主流技术路线收敛或新技术经典比特+类脑计算+量子计算量子数据中心成型2030年2030年-2035年2035年-2045+年2025年-2030年量子纠错是实现可靠计算的核心瓶颈，目前尚处实验初期，需用大量物理量子比特编码一个逻辑量子比特，资源模量子处理器扩展到实用级容错机器，需解决量子比特性能不均、控制线路集成、制冷成本及分布式互联等难题。际场景的高效量子算法稀缺，连接硬件与应用的桥梁尚不且跨领域复合人才短缺，制约了技术迭代与商业化落地。攻关的关键阶段，需在硬件、纠错、软件和生态等环节实现系统性突破。2030年：从NISQ迈向容错计算的攻坚期早期容错计算过渡的关键阶段。核心目标是实现专用量子优越性，即在运筹优化、药物模拟等特定任务上超越经典囚禁离子等多技术路线将并行发展，有望实现千比特级工程样机，支持近期应用的探索。在发展路径上，量子-经典混合计算成为主流模式，量子计算云平台提供行业专用工2035年：容错量子计算与产业化爆发此阶段将进入容错量子计算初期，通过量子纠错码实现百位级逻辑量子比特，相当于数万高质量物理比特，错误率子、囚禁离子仍然是主导技术，拓扑量子计算等新路线完成验证。量子硬件架构趋向模块化发展，形成“量子数据槛，吸引更多开发者参与应用构建。展望专用量子计算机域，成为高级研究院标配工具，加速新药研发和新能源材如全球供应链实时调度；在人工智能方面，量子计算与AI深度融合将显著提升机器学习效率。2049年：通用量子计算与量子互联网愿景量子计算进入通用容错时代，逻辑量子比特规模突破百万级，门保真度超过99.999%。此时量子计算机将能够执行各种通用量子算法，真正实现可编程的通用量子计算。超导电路、里德堡原子、囚禁离子等领头技术可能会收敛成单一主力路线，但拓扑量子比特或硅基量子点等新技术可能后来居上，成为扩展性更强的平台。更宏大的愿景是构建“量子互联网”雏形，通过量子通信实现分布式量子计与经济产生深刻的影响。包括科学突破，攻克气候预测、核聚变模拟、天体物理建模等重大挑战；安全革命：Shor算法等破解现有密码体系，量子密钥分发成为全球通信新球生产力贡献显著（如英国GDP或提升7%催生量子咨变，逐步重塑行业格局与技术生态。2030年将聚焦专用场景突破，实现在特定领域的实用化演示；2035年将实现规模化应用，在多个行业形成商业化解决方案；2049年将迈向通用计算与量子网络，最终推动人类社会进入量子智能薛其坤：量子计算机研制需要战胜错误率、相干时间、保真度、硬件方案的不确定性等五道难关，估计需要10到20年时间。十大科技愿景012049年，每一颗环绕地球飞行的卫星，都成为编织全球智能网络的神经节点，它们与地面、海洋、高空协同共生,构建起一张真正的“空天地海一体化智能网络”。数智融合，孪生万象。到2049年，数字与智能技术将深度融入社会各层面。个人可通过生物传感器与AI实现自主健地空覆盖的网络更支撑起网联化的立体交通。在城市中，无处不在的感知技术与普惠AI将构建高效治理的数字基础设施；智能制造依托机器人及智能体互联网，实现精与内生安全网络将共同筑牢数字资产的安全防线，保障未来数字生活的可信与稳定。百G接入释放真情实感。从6G开始全息通信将成为现实，虽远隔千里，但借助有线和无线的百G宽带网络和裸眼3D、多维体感交互等技术，不仅看起来形态逼真，甚至还低轨卫星掠过，它们通过高达百G带宽的星间激光链路相互传递信息，无论你身处珠穆朗玛峰还是太平洋深处，信号都如影随形；在东部发达城市与西部数据中心之间，全光网络以高达每纤百T的带宽进行数据传输，在满足日益增长的智能化业务需求的同时，平衡好算力与能源之间的通感融合再造地球之眼。伴随着通信频谱迈向毫米波、太赫兹、可见光领域，2049年的通信网络将具备强大的感知立体超宽5.5G全息通信立体超宽5.5G全息通信6G量子跃迁7G无线峰值：无线峰值：50Gbps无线体验：10Gbps有线宽带：10Gbps，城域1ms时延圈量子计算基于全光通信互联成网，通信安全性及容量实现跃迁全光芯片大幅降低通信多维感知的沉浸式体验量子通信与6G深度融合▲空天地一体化自智网络达到L4自智网络达到L5卫星星间激光400Gbps百兆级卫星宽带全球立体覆盖2035年-2045+年无线体验：100Gbps有线宽带：100Gbps，城域时延100us无线峰值：10Tbps有线宽带：1TbpsOXC在算内、算间广泛应用2025年-2030年2030年-2035年量子通信QKD规模商用自智网络具备认知能力全球千兆无缝覆盖范式转移范式转移通信网络作为智能世界的神经系统，正经历着从连接设备到连接智能、从传输数据到传递认知的根本性变革。未来技术的深度融合。智能体互联网：数字世界与物理世界融合的统一神经系统人类通信网络正迎来第三次代际跃迁。PC互联网时代连接了10亿台设备，移动互联网时代服务了50亿人口，而智能体互联网时代将联接数千亿智能实体。智能体互联网包含移动和PC互联网的所有场景，网络上交换的信息更丰富、交互更实时、体验更真实。除了支持传统多媒体内容，还包括机器人、无人机等需要的空间、位置、环境感知的信息，实现万物超维互联2030年，全球智能体数量将突破2000亿个，涵盖工业机域已经实现规模化部署，每平方公里支持100万连接数。2035年，智能体互联网将成为全息通信、数字孪生与工业4.0的核心基座。2049年，全球智能体网络节点将突破数万亿，单一智能体甚至可以将多种能力分布在不同地方执不再仅交换数据，而是交换意图、知识和推理结果，成为数字世界与物理世界加速融合统一的“神经系统”。中国移动通信有限公司研究院院长黄宇红：未来网络的下个十年，将是智能体互联网时代，将构建以智能体为连接主体的新型互联网基础设施，通过数字身份、标识发现、能力路由等，实现用户、智能体、工具之间的高效连接和交互，充分释放AI技术对人类社十大科技愿景01实现智能体互联网需要通信技术的系统性革新。无线通信方面，太赫兹频段(0.1-3THz)以其超大带宽特性成为实现T比特级通信的关键路径。2030年，5.5G网络峰值速率达下（如单载波带宽100GHz以上用户体验速率可以稳定有线通信方面，光网络持续演进。2030年，城域核心层传年，单光纤容量突破100T，数据中心3.2T接口实现商用，全光交换技术(OXC)在算间、算内网络上得到规模应用。2049年，多芯光纤结合SDM规模部署，单光纤容量达到卫星通信将补齐覆盖盲区。2030年，智能手机直连卫星通话成为标配，低轨卫星星座覆盖全球偏远地区。2035构建真正的空天地一体化通信体系，全球无缝覆盖的宽带传统网络依赖人工配置与被动响应，难以应对智能时代的复杂性。自智网络通过数据与知识双轮驱动，使网络具备2030年，自智网络实现网络自愈与自优化。基于数字孪生和AI代理的技术组合，网络能够预测并自动修复80%的常见故障，自优化系统实现负载均衡、覆盖优化等功能的自动化，运维效率提升5倍。AI功率预测与智能调度使新能源功率预测准确率达到90%以上，成为5.5G网络的标准配置。2035年，自智网络具备完整的感知-决策-执行认知闭环。联邦学习等隐私计算技术使分布式AI代理能够跨域协下将能耗增幅控制在30%以内。2049年，自智网络演化为络不再需要人工配置策略规则，而是通过持续学习用户意图、业务目标和环境变化，自主生成最优资源配置方案。生物启发的AI代理具备终身学习、自组织和弹性推理能力，能够应对前所未见的网络异常和攻击模式。网络在毫秒级做出最优决策，在面对自然灾害、网络攻击等极端场公司科技委主任韦乐平：6G及6G+的技术方向明确，包括实T比特骨干传输、P比特光子路由器等，太赫谱资源丰富、波束窄、安全性好、穿透力强的特点，有望应用于短距和宽带卫星通信场景。韦乐平：人工智能与网络结合的长期目标是用户能够使用自然语言表达“业务意愿”并即时转化为云网基础设施的操作执行，从而摆脱基闭环、意愿驱动的随愿网络演变。黄宇红：展望2035年，量子隐形传态、量子存储和量子中继等技术将处于外场试验阶段，初步实现量子态信息传输及分布式量子信息系统间的互通互联。一样互联互通随着量子计算技术的突破，传统加密体系面临颠覆性威胁。量子互联网依托量子不可克隆定理，提供物理层面的无条件安全屏障，成为未来通信安全的终极解决方案。2030年，商业量子互联网服务在发达国家率先部署。后量子密码覆盖主要金融中心，量子存储器和量子中继器技术取得重要进展，支撑金融交易、政府通信和关键基础设施在核心网层面提供全网量子密钥分发服务。后量子密码学(PQC)标准全面推广，传统互联网完成向量子抗性算法的“大迁移”，涉及数十亿设备和系统的固件升级。6G卫星网络与量子通信系统深度集成，为全球用户提供量子安全服务。2049年，量子互联网演化为分布式量子计算的核心基础设施。量子中继器实现无损量子态传输，使全球量子计算节点能够像今天的云计算数据中心一样互联互通。量子纠缠分发服务覆盖全球主要城市，量子感知、量子成像等革命性应用成为现实。十大科技愿景017.计算材料学发展，带动常温超导突破，迈向自适应材料科学正迎来一次前所未有的范式跃迁。过去，材料演进主要依赖“实验驱动”，而未来，材料创新将由“计算驱动”与多尺度模拟模型，使研究者能够在原子—晶体—器件—系统的尺度上系统理解材料的结构演化与性能机制。配合平台正使材料研究从人工走向自主化；量子计算也将在复杂电子结构与强关联体系的模拟中发挥关键作用，加速人从此具备基于材料智能的全新维度。计算材料学的意义，不在于多了一种分析工具，而在于材料研发方式将被系统性重构。过去，新材料往往依赖专家经验与实验试错，从概念到应用往往需十年以上。未来，材料平台完成大规模筛选与机理分析，再由自动化实验平发速度将得到大幅提升。尽管前景广阔，计算材料学要成为创新主引擎仍面临多重研发升级研发升级研发革命研发极限材料领域全面进化逼近极限材料领域全面进化逼近极限模拟实验突破引爆革命提升材料研发的效率与质量发掘极限材料性能与智能材料应用部分功能超材料量产微纳结构设计实现动态调控范式转移可编辑材料智能化智能结构材料实时监测自身应力状态新材料突破MgB2在特定领域应用二维材料家族扩展至上千种材料研发转向主动创造图神经网络和Transformer范式转移2030年2030年-2035年2035年-2045+年2025年-2030年据层面上，材料数据高度分散、结构化不足，尤其缺乏工业级工艺与长期可靠性数据；工程层面上，计算预测与实验验证之间缺乏高效闭环，自动化实验平台尚未规模化部署，模型与实际制造工艺之间仍存在断层。基于GNN的深度学习模型已广泛应用于材料结构-性能预测，并不断迭代。还有研究证明，生成式模型与高通量计算，能够在数百万候选结构中筛选出稳定候选材料，并加机器学习规划的自主实验室在17天内通过58个目标合成行性。与此同时，量子计算也在强关联电子体系及复杂界+数据+实验+算力”的系统化协同会不断推动计算材料学的发展和进步。预计到2035年，计算材料学将形成可复用模型+高通量验证的初步生态。部分头部企业和科研机构将具备“计算预测—实验验证—工艺评估”的闭环能力，使新材料从概念到原型验证的周期从十余年缩短到小于一年。腾冲科学家论坛主席顾秉林：材料设计的基础是材料组分、结构和性能之间的关系。结合人工智能技术，人们可以根据所需要的功能，设计定制具有特定组分和结构的新材料。其发展推动了以按需设计材料为目标的材料研发模式的变革。算力增强和人工智能的发展将大大缩短新材料研发周期。十大科技愿景01二维材料重塑极限尺寸下的智能集成二维材料不仅仅意味着更薄或更强，它的结构与功能强耦合，将成为多功能集成的关键底座。由于二维材料天然具低尺寸与极低功耗下实现电学、光学、热学与力学功能的深度融合，使硬件的界面层、感知层、散热层等和结构层逐渐趋向一体化。这类材料能使过去无法兼得的特性得以移逻辑器件；既能实现透明超薄的光电转换，又能承担高效散热角色。但二维材料要走向工程化，仍面临多重瓶颈，如大面积生长一致性不足，界面与层间缺陷难以控制，工艺兼容性受定了二维材料虽然具备极高物理上限，但无法实现规模商不过，未来随着大面积可控生长技术、界面清洁化工艺、应变工程、异质集成工艺的不断迭代，二维材料在可靠性、兼容性与规模化制造方面也会逐渐进步。如研究者已采用硫化法成功在蓝宝石基底上生长出大面积单层MoS2的规模化生长、异质堆叠与功能集成，正从研究概念向工程实现迈进。预计到2035年，二维材料将在低缺陷生长、应力/掺杂/扭角调控与CMOS兼容性方面取得实质性进展，以“嵌入式功能层”的形式进入部分主流工艺，作为超薄传感层、散热层或光电转换层部分应用于影像模组、可穿戴设备等场至2049年，二维材料有望形成覆盖“结构-散热-感知-能量”的全材料族群：包括柔性CMOS、二维异质结光电芯高度一体化结构。可编程材料让器件从“被动承载”走向“主动协作”传统材料是静态的，结构一旦定型，性能与用途也随之确定，可编程材料通过特殊微结构设计，在多物理场的驱动子与结构多层堆叠实现的功能，在材料层即可完成。这也意味着未来系统可围绕材料本身进行重新定义，为各种系统带来新的设计维度。然而，要实现工程化与规模化应用，可编程材料仍面临多重瓶颈，如：单元微结构设计复杂、制造门槛高；多场驱动能效低、响应慢、稳定性差；缺乏标准，难以融入现有系统等。尽管如此，多个方向的突破正在逐步形成实验走向工程的现实路径。例如，在结构单元设计方面，研究者通过折叠/材料在不牺牲强度前提下的快速形变和刚度切换，在驱动介电弹性体等技术不断提升响应速度与驱动效率；在波动控制方向上，可编程声学/电磁超材料已实现对声波、无线信号与红外波段的实时调控。预计到2035年，可编程材料将在结构单元标准化、可逆驱动效率、疲劳寿命与环境稳定性上取得提升，开始进入柔性执行器、可变刚度外骨骼、新型光学模组、可重构天线到2049年，可编程材料将形成覆盖“结构–驱动–感知–控承载走向主动参与。超导材料开辟零损耗通道突破系统极限超导材料不仅意味着电阻为零，更能从根本上重塑能量与信号在系统中的流动方式，使计算、传感、互联与能源系统摆脱传统导体的物理瓶颈。一旦实现工程化部署，将为数据中心、动力系统、高功率光电设备等提供近乎零损耗、零发热的通道，彻底突破系统设计边界。例如：实现数百千瓦级功率密度的车载/机载电力系统、无需主动散热的数据中心主干网络、以及可实现长距离稳定传输的量子通信链路。由此带来的，将是从元器件到整机、从电力到计算的全链路重构，推动关键基础设施进入新一轮然而，超导材料要实现工程化仍面临关键瓶颈，包括高温超导机理尚未完全厘清、临界温度（Tc）临界电流密度仍不成熟等问题。近年来，多条技术路径正在推动超导材料继续向前发展：比如研究者用氢化物体系在极高压力条件下实现了接近室温的Tc，为理解高温超导机制提供了线索；高熵超导材料通过多组元晶格无序提升了环境稳定性与机械加工性，为工程化带来更现实的路线；REBCO带材在外加磁场与高温条件下的Jc性能持续突破，推动了其在电网、磁约束等领向工程可用逐渐演进。预计到2035年，高温超导物理机制有望取得较大突破，从而进入基于原理的新型高临界温度超导材料发现新阶段。特定领域实现应用。工程上，超导输电将在电力系统中有部分部署，紧凑型超导聚变原型堆有望实现发电演示，超导量子计算规模将达到数十逻辑比特可用。到2049年，业界有望统一超导机制解释，形成适应各温紧凑型核聚变实现相对长期并网发电，系列超导装备具备成为电网主力潜能，超导量子达百-千逻辑比特。未来硬件的突破，将成为又一令人振奋的科技里程碑。一旦实现，能源、交通、电子等领域将迎来根本性变革，触发新一轮十大科技愿景012049年，清洁能源不再稀缺，每个家庭、每辆汽车、甚至每件智能设备都成为能源网络中的微型电站，可再生能源成为人们不再关心电费账单，而是每月查看能源投资回报。住每一块建材都集成了光伏发电单元，窗户采用透明光伏玻聚变进入商业化运营能够提供价格可接受的的电力供应，反应产物为无害的氦气。智能电网能够预判每个区域未来率输出和虚拟电厂的充放电节奏。而整座城市的能源系统构建“源网荷储”全链条数字化的绿色能源互联网。能源物联网与智能电网深度结合。其运营过程中无需设定任何参数，系统基于量子计算预测未来数天或者更长时间的天气、电价波动和用电需求，在毫秒间完成数万次协同调度决策。它会在台风来临前自动储满电力，在电价低谷时大量吸纳清洁能源，在峰值时段将多余电能以最优价格售能源科技正经历从量到质，从被动到主动，从分离到融合的深刻变革。预计到2049年，全球能源系统将呈现集中式与分布式并存、源网荷储深度一体化、人工智能协同运营的格局。AI工厂与GW级数据中心AI-DC的崛起正深刻改变能源需求格局，这种海量负荷既是巨大挑战也是创新机实现可控核聚变商业供电，开启人类无尽能源可控核聚变是人类能源的终极解决方案，氘和氚在高温高压下聚合成氦释放巨大能量，1升海水中氘在完全聚变反应中释放的能量相当于燃烧300升汽油所产生的能量。可控核聚变原料氘和氚可从海水提取，用之不竭；其反应产可控核聚变技术上主要有磁约束、惯性约束、磁惯性约束、仿星器等不同路径。其核心技术是将氘氚等离子体加热到1亿摄氏度以上并稳定束缚在磁场中，装置材料的耐受性与辐射防护挑战的要求很高，系统集成和成本控制也存在重大挑战，当前的净能量增益还没有突破。类将加速突破这些技术瓶颈，到2035年，预计可控核聚变启动示范堆设计。到2049年，可控核聚变进入小规模商业应用，电力并网，提供价廉清洁的电力供应，开启人类无尽能源的大门，朝着人造太阳梦想迈出实质性的一步。可控核聚变的规模商用将深刻改变能源网络结构并引发能源革命，重塑全球能源格局。由于核聚变无放射性废料，不产生温室气体，届时空气质量与全球生态环境也将得以大幅度改善。绿氢及其衍生品成为新的战略性能源载体氢能将成为与绿色电力并行的清洁能源第二支柱，为电气成为提升可再生能源消纳与负荷调节能力的关键支撑，将长期来看，绿氢及其衍生品的跨领域应用还存在不少的挑战，氢的储运环节中输送管道氢脆问题、甲醇对储运材料的腐蚀与溶胀效应、混合气体的爆炸问题等解决难度较大，氨发动机的氮氧化物（NOx）排放控制的催化技术短期内还难以突破，甲醇发动机的高效燃烧控制技术、甲醇燃料电池的催化剂中毒等问题也需要长期突破。到2035年，预计绿氢在全球能源占比将超15%，电网将绿氢作为重要调峰资源；全球工业部门氢能渗透率达10%以上；全球氢燃料电池车辆突破百万辆，液氨储运成本较液氢大幅下降，绿色甲醇、绿色液氨及其液体发动机成为跨洋运输船体的动力支撑。到2049年，预计全球绿氢产能超5亿吨，每公斤成本小于1美金，绿色甲醇燃料需求达1.5亿吨，绿氨需求量达1.8亿源系统各环节，交通领域氢电并行，随着液体发动机技术的不断优化，绿色甲醇绿氨在乘用车领域获得突破，长距离航运采用绿色甲醇和绿氨燃料，支撑季节储能和跨区域与燃料电池产业创新联盟战略指导委员会邹志刚：能源是人类文明、进步的基础和动力，发展能量密度更高、环境更加友好、来源更加广泛的新能源是未来能源发展的必然趋势。新能源是新的财富之源与新的世界秩序。新能源时代的到来是中国崛起的重大机遇。AI-powered能源数字主权和安全加速能源、信AI技术使得三网从独立系统转变为协同生态。应用扩展到长期动态规划，构建能源系统数字孪生及其决十大科技愿景01通讯、互联网、物联网、广电、数据中心等数字化基础设施网络I-I-信息流←物质调控信息能源调控信息→←物质调控信息能源调控信息→←数据，能量动力交通物流、材料制造等基础设施网络基础设施网络M-物质流E-能量流安全与治理基础设施网络基础设施能源物质，智能，机器→←位移动力还有下面一些关键技术问题需要解决，如量子-经典混合字孪生平台，跨网异常事件AI预测，电网故障前自主转移负荷等。量子计算+AI联合仿真是突破三网复杂系统获得全局最优解的可能技术路径之一。目前储能体系还存在长时储能技术成熟度不足，跨季节储能存在商业缺口，电化学体系锂电池热失控等挑战，Grid-forming构网型储能对新能源为主力电源电网的惯量支撑还很有限，但伴随着AI技术与储能技术的结合，新储能体系、储能材料、储能系统数字孪生等领域的研究将被加速，并有望获得关键突破。未来全时间尺度储能将打破“长时-高效-安全-低成本”不可能四边形，成为新型电力系统稳定运行的基石。到2035年，多元化储能格局将成为现实，固态电池能量密度进一步提升。钠离子电池成本持续下降，热储（卡诺电池）技术将实现天级或更长时长的长时低成本储能，基于绿电和工业废热的低温制冷技术广泛应用于能源领域，长时储能、工业废热制冷、绿色电源将为全球数据中心AI-DC提供多重技术支撑。丁玉龙：预计到2049年前后，热能消耗量仍将处于C位，中长时储能技术机遇重大。以英国为例，中长时储能(MDES，4-200小时)需求约占总储能需求的92%左右，典型系统包括液态空气储能、压缩空气储能、储热、工业9.分子医学与AI融合重塑人类健康新格局物健康工坊”都能提供个性化的疾病预防与康复方案。您的住所与穿戴设备成为“自我修复”的生命支持系统。生成当日营养与药物建议；咖啡机中还配有定制益生菌胶囊，48小时内可在肠道合成所需维生素。家中的“生物反应冰箱”不仅能储存食物，更能依据血液样本合成特定抗合成生物学将带来“可编程健康”的新时代，个体化治疗成为常态。街角的“健康超市”陈列着数百种基因辅助疗再生服务站”提供组织修复方案，只需注射生物重编程载体，即可加速皮肤或神经的自然再生。整座城市的“健康云”存储着居民的数字孪生体——AI在虚拟模型上测试上万种疗法组合，并将最优结果同步到您的AR健康面板，实时显示康复进展与风险评估。生命可编程是继信息技术革命之后，人类所面临的最为深刻、最具颠覆性的技术浪潮。它标志着生命科学研究从单纯的观察与干预，全面迈入读取、编辑与设计的工程化时代。然而，这一进程需要审慎推进。我们必须在追求技术突破的同时，构建与其发展速度相匹配的伦理与安全治理十大科技愿景01当前，液体活检面临两大技术张力：一是灵敏度与特异性的平衡。基于肿瘤知情(tumor-informed)的方法通过预先测序肿瘤组织获得高特异性，但需要足够的高质量肿瘤样缺乏个体化而降低灵敏度。二是临床效用的验证鸿沟。尽患者的治疗升级策略仍缺乏前瞻性随机对照试验的支持。到2030年，液体活检的检测灵敏度将突破单拷贝检测极限，特异性达到99.9%以上，使早期癌症检出率提升至80%。检测周期将从数周缩短至48小时以内，检测成本降至100美元以下，覆盖主要癌种的术后监测与高危人群筛控”的跨越。便携式检测设备将覆盖社区医疗机构，检测通量提升100倍，单次检测可同步分析超过50种癌症相关标志物。超过80%的慢性疾病将通过主动预防得到有效控制。到2049年，液体活检将进化为整合影像组学、代谢组学的多维健康监控平台。可穿戴生物传感器集成微流控芯连续监测，数据采集频率达到每小时一次。结合AI预警系统，在分子复发信号出现24小时内即可触发干预决策。预计全球将有超过30亿人受益于液体活检的常态化健康监卢煜明：液体活检的广泛应用有望实现早期发现、精准干预和显著降低死亡率，从而在高风险人群中重塑癌症防控当前，FDA批准的伴随诊断设备所覆盖的癌症临床适应症触及精准医疗的表层。真正的变革源于诊断技术本身从单点突变检测向全景基因组解析的演进。谢组）的综合分子诊断与分析平台将实现商业化应用，覆盖前二十类高发疾病。全球每年新增基因组测序量将突破过统一的数据标准实现跨机构共享。AI算法将在此基础上深度挖掘人群分子特征与疾病发生的统计关联，为精准诊断提供科学依据。生物组等动态数据。AI驱动的大数据模型可模拟个体健康演化路径，将疾病预测窗口提前5–10年，使主要癌症、心血管与神经退行性疾病的早期干预成为现实。到2049年，精准医疗将从治疗工具演化为主动健康管理体系。全球超过70%的人口将完成基因组测序，形成互联互通的全球健康大数据网络。分子诊断不再依赖症状触发，而是通过多维生物标志物与AI预测模型，实时评估个体健康偏离轨迹，实现“从诊断疾病到预判健康”的跨越。大数据与大健康的深度融合，使人类第一次能够以分子级视从“经验推广”转向“因果推理”正在改变治疗模式。过去，如果一个晚期肺癌患者同时适用三种靶向药，医生在精准匹配单一患者可能存在的合并症、特殊基因突变及独特的肿瘤微环境。这些可定位的精准靶点无法被传统组织到2030年，医生将配备智能决策助手——输入患者的日常连续健康数据与多组学数据，输出按预期获益排序的个性化方案组合，而非单一最优解。空间组学技术的突破，将使肿瘤微环境调控成为与靶向治疗、免疫治疗并列的第三大核心策略。预计AI辅助决策将让治疗有效率提升子计算支持的因果推理引擎，能在毫秒级模拟数千种治疗经济成本等多维度因素。卢煜明：人工智能正在引发健康领域的范式革命。在诊断2023年12月，美国FDA批准首个基于CRISPR的镰刀型贫血症疗法，患者接受一次性治疗后症状完全缓解，标志着PrimeEditing最新突破将编辑精度提升至前所未有的水代。正如华人顶尖基因科学家张锋在2025年哈佛Prather统的多样性中挖掘可编程机制，正推动基因编辑工具箱的持续扩展”。该领域聚焦于对个体基因组或细胞进行精准的读取与修改，实现对疾病的根治和对体征的优化。美国生物化学家、诺贝尔化学奖得主JenniferDoudna：我常常在想—也许还比较遥远，但非常有意思—最终CRISPR会用于“遗传疫苗”。假如未来我们每个人都掌握自己的DNA序列，我们就能知道哪些疾病（如阿尔茨海默病、心血管疾病）更易感，于是可以在生命早期微调这些让我们易感的基因，让将来不必为此担心。十大科技愿景01到2030年，基因编辑将实现从单点修复到复杂基因调控回路重编程的跨越。编辑效率有望提升至99.9%以上，脱靶率降至十万分之一以下，显著提高在临床中的安全性与可控性。多组学与系统生物学将与AI模型结合，用于解析疾病网络结构、识别关键调控节点，为基因编辑提供科学靶点依据。基因编辑的应用方向也将逐步从“治愈单一疾伦理框架下，推动精准医学从基因层面迈向整体生命调控的新阶段，预计超过10种基因编辑疗法获批临床应用。到索-替换”逻辑结合扩散生成模型，编辑范围将从单基因扩展至整个代谢通路的协同优化，使复杂性状（如衰老相关基因网络）成为可编辑对象。预计全球将有超过100万患者受益于基因编辑疗法，治疗成本降至10万美元以下。到限于修复缺陷，而是赋予生物体全新的可编程代谢通路、信号级联与环境适应策略。在农业领域，作物将被编程为学领域，生物体将合成自然界不存在的功能蛋白，创造出超越传统材料性能的生物基材料。美国生物化学家、诺贝尔化学奖得主JenniferDoudna：或许有一天，我们可以服用药丸，让基因编辑技术精准地靶向体内特定细胞。对于这类疾病，骨髓中的干细胞可以进行基因编辑，从而发挥治疗作用。这听起来像是科幻小说里的情节，但实际上，我们已经朝着这个方向取得了巨大的进展。我认为在接下来的5到10年里，我们会看到域共栖时代”——人类在陆地、太空与深海之间自由往返，生命的版图第一次真正扩展到行星之外与海洋之下。在太空，人类的出行如同今日的航空。全面可复用的“星舰”与轨道加油系统让地月航线常态化。乘客登上有人工重力环舱的太空巴士，仅需AI健康评估便可起航。透过全息舷窗，蓝色地球与星河并行闪耀。生命支持系统维持温湿与气压，旅途安全而舒适。近地轨道的巨型旋转空间体。月球南极的基地群利用永久光照区实现能源自足，自动采矿与3D打印将月壤转化为建筑与氧气；火星前哨在地探测舰正前往木星冰卫星与系外行星，开启跨星际科学航此迈入宇宙级文明的门槛。数千居民。AI生态系统维持恒温恒压与富氧环境，能源来自潮汐与温差发电，海水淡化与藻类温室实现食物与氧气循环。更深处的“海底栖息城”以模块化舱体连接科研与居住区，机器人群维护能源与生态平衡，构建封闭生命支持体系。透明穹顶下，居民可观赏鲸群与冷水珊瑚——海洋已成为地球文明的第二家园，象征着人类与自然共生的仰望星空与俯瞰深海，这两个看似背离的方向共享着相同的技术基因。无论是火星还是深海，人类都在学习如何在极端环境中生存。技术的融合正在消解空间探索与深海研究的界限，航天器技术、月球采矿技术与海底能源开发构成了这场双向拓展的技术支柱。十大科技愿景01起步与实用化体系化与扩张起步与实用化体系化与扩张常态化与网络化网络化后的文明跃迁网络化后的文明跃迁多栖居文明成形人工重力栖息地+月球产业化星际航行常态化复用重型系统范式转移定居太空成为现实海底城镇投入运营海底城市自治与国际治理体系化带来网络效应地月经济圈雏形轮换驻留+在地制造经济圈雏形成形范式转移深海规模化与联网多基地互联运维智能化空海梦想起步海底居住起步深海站/旅馆常态化复用从实验走向实用太空经济由试验到产业化2030年2030年-2035年2035年-2045+年2025年-2030年2025–2030：全面复用的起点这一阶段标志着航天器复用从实验走向实用。运载火箭实现高频复用，星舰进入轨道试飞，人类开始打造低成本、可复用的百吨级载具。核热推进技术（NTP,ThermalPropulsion通过在高温核反应堆中加热氢推进剂并高速喷出以产生推力，其比冲效率约为化学能火箭未来载人深空任务奠定关键基础。全球企业推动商业载人飞行，小型可复用飞行器兴起。复用技术由此实现商业化2030–2035：成熟与多极化扩张欧洲、印度等相继推出具备完全复用能力的重型火箭，全球太空运输体系趋于多极化。技术进入实用化阶段，太阳能电推进（SolarElectricPropulsion,SEP）系统也日趋成熟——依托高效率光伏阵列与霍尔电离推进器，通过电磁场约束等离子体产生推推进技术形成互补：核热推进负责载人快速转移与重型货运，太阳能电推进用于长期托运与深空补给。复用航天器体系由此扩展为覆盖地表、轨道与行星际空间的全链路运输网络，标志人类太空交通基础设施的体系化成型。2035–2049：星际航行与太空交通网络2040年代，人类正式进入常态化星际航行时代。近地空间构建起由轨道空间港、燃料补给站与转运节点组成的多层电磁加速轨道利用超导磁悬浮加速器，在地面或轨道平台上对航天器进行超高加速度发射，使其在无化学燃料消耗的情况下获得初始逃逸速度，可将近地轨道发射成本降低一个数量级，并显著提升发射频率与安全性。Musk：只要我们在重型运载火箭发射技术方面取得一些关键进展，人类就可以在2055年前建立一个可持续的、电磁加速轨道的出现，使“从地表到轨道、再到行星际空间”的运输体系形成闭环，成为复用航天器网络的动力中空间港与轨道城的交通网，复用航天器不再只是发射工具，而成为连接地球与星际社会的基础设施，标志着人类真正迈入多星球文明的交通纪元。轨道基础设施与太空栖居体系技术，从近地轨2025–2030：从近地轨道走向地月空间这一阶段标志着人类从太空探索迈向太空基础设施建设，科学家与太空游客将实现长期驻留轨道。人类月球基地计划在2028年前后将投入运行，美、中、俄等国同步推进月球科研基地布局，验证建材、采矿与辐射防护技术，为永久基地建设做准备。此阶段，在轨制造与补给技术取得突破性进展，成为连接近地轨道与地月空间的关键支撑环节。在轨制造利用3D打印与自动装配技术，在微重力环境中直接生产大型构件。在轨补给与服务则通过机器人加注推进剂、更换模块及维修关键部件，实现航天器的再生使用与寿命延长。这两项技术使轨道空间