近代科学诞生以来，现已发生了5次科技革新，对人类社会的展开进程发生了深远的、革新性的影响，从底子上改动了全球政治经济格式。其时，面对百年未有之大变局，科技立异已成为影响和改动国际经济地图的要害变量。在新一轮科技革新和工业革新的严峻前史机会期，谁抓住了这一战略机会，就能站在国际展开的潮头，将展开主动权把握在自己手里。

　　习总书记在本年9月11日的科学家座谈会上要求咱们，“不断向科学技能广度和深度进军”。科学技能的广度和深度，深化提醒了国际科技前沿不断向微观拓宽、向微观深化的趋势和特征。爱因斯坦也曾预言：“未来科学的展开，无非是持续向微观国际和微观国际进军。”

　　微观国际大至天体运转、星系演化、国际来源，微观国际小至基因修改、粒子结构、量子调控，都是其时国际科技展开的最前沿，而微观和微观国际的科学研讨效果，又会深化影响和有力推进事关人类生计与展开的科技前进。

　　我的陈述要点从微观、微观、中观三个层面，介绍其时最新科技前沿和展开态势。

　　探求国际的实质，既是一个陈旧的论题，又是今世科技的重要前沿。早在2000多年前，巨大诗人屈原就曾在《天问》中对国际宣告疑问：“天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？”直到文艺复兴时期创造了望远镜，人类才逐渐翻开了科学知道、深化研讨国际的大门。射电望远镜的呈现，让人类观测国际的规范拓宽到150亿光年左右的时空区域。跟着观测手法日益丰厚和技能不断前进，对国际的研讨也从定性描绘展开到了准确年代，能够对国际物质组分的演化散布进行更准确的核算和剖析。

　　其时，微观国际学的研讨焦点首要是“两暗一黑三来源”，其间“两暗”是指暗物质、暗能量；“一黑”是指黑洞；“三来源”是指国际来源、天体来源和国际生命来源。这些方面一旦获得严峻打破，就将使人类对国际的知道完结严峻腾跃，或许引发新的物理学革新。

　　20世纪20年代，美国科学家哈勃发现了红移现象，阐明国际正在胀大。之后，又进一步发现国际在加速胀大。引起国际加速胀大的首要原因，干流观念以为，在国际可观测到的物质之外，还存在暗物质1、暗能量。国际中可见物质仅占4.9%，而暗物质占到26.8%，暗能量占到68.3%。暗物质不发光，不宣告电磁波，从来没有被直接“看”到过。暗物质和暗能量，被称为是21世纪物理学的两朵新“乌云”，成为其时研讨的热门，国际科技大国都在活跃布局展开这方面的研讨和勘探。

　　勘探暗物质的办法首要分为三类：一是对撞机勘探，如欧洲核子中心的大型强子对撞机；二是在地下进行的直接勘探，如我国在四川锦屏山地下试验室中正在展开的相关试验；三是直接勘探，首要在外层空间进行，经过搜集和剖析高能国际射线粒子和伽马射线光子寻觅暗物质存在的依据。2008年美国发射了费米太空望远镜，勘探暗物质便是其重要使命之一。2011年，美国猛进号航天飞机最终一次飞翔使命，专门为国际空间站运送阿尔法磁谱仪，首要使命也是勘探暗物质、反物质2和国际射线年，中科院成功研发发射了“悟空号”暗物质粒子勘探卫星，搭载了现在国际上最高分辩、最低本底的空间高能粒子望远镜，比阿尔法磁谱仪和费米太空望远镜观测能量上限高10倍。现在悟空号现已执役5年，获得了国际上精度最高的电子国际射线勘探效果，发现能谱上存在一处新的结构或许与暗物质有关，一旦被后续数据承认，将是天体物理范畴的打破性发现。本年，由中科院科研人员参加的国际上最大规划的星系巡天项目——深场重子声波振动光谱巡天（eBOSS），成功丈量了国际布景胀大及结构增加率，这也是迄今为止依托星系巡天得到的最强暗能量观测依据。

　　黑洞是密度极大体活跃小的天体，具有强壮的引力，连光都无法逃脱。1964年，人类用观测办法发现了榜首颗恒星级黑洞

　　。之后，科学家又接连发现了更多的黑洞。2015年，由我国科学家领衔的国际研讨小组宣告，发现了一个距地球128亿光年、质量为太阳120亿倍的超大质量黑洞，这是已知最大质量的黑洞。2019年4月，散布在全球8个不同区域的射电望远镜组成的观测阵列网络，经过近2年观测和后期海量数据剖析处理，全球六地同步直播发布了间隔地球5500万光年、质量为太阳65亿倍黑洞的相片，这是人类初次看到黑洞的“相貌”，引起社会广泛注重，我国地舆学家也参加这项研讨和观测作业。

　　2019年11月，中科院国家地舆台研讨团队依托我国自主研发的郭守敬望远镜（LAMOST），发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞，并供给了一种使用LAMOST巡天优势寻觅黑洞的新办法。

　　对黑洞的构成、性质、结构及其演化规则进行研讨，关于更深化知道国际的演化具有重要的含义。国际上许多重要的地舆设备，如美国激光干与引力波地舆台（LIGO）、意大利“室女座”（Virgo）引力波地舆台等，都把勘探研讨黑洞作为一项重要使命。本年的诺贝尔物理学奖就颁发给了关于黑洞的一项研讨作业，让人们的目光又一次聚集黑洞研讨。

　　现在，我国科学院方案在2021年前后发射具有高活络度加大视场特性的“爱因斯坦探针”卫星，中心科学方针便是探求黑洞等细密天体及熟睡中的黑洞。此外，我国还将施行“黑洞探针”“天体号脉”等勘探方案，将有力推进我国在黑洞研讨方面获得一批严峻原创效果。

　　探求国际演化和国际结构来源的进程是一项长期性、根底性使命。长久以来，科学家企图经过高能粒子、国际射线等多种办法探求国际的来源和演化。

　　早在1916年，爱因斯坦就根据广义相对论预言了引力波的存在，但直到2015年，美国激光干与仪（LIGO）才勘探到引力波信号，标志着引力波地舆年代的敞开，为研讨国际来源与演化拓荒了新的途径。LIGO项目和发现引力波效果获得了2017年的诺贝尔物理学奖，并在全球鼓起了引力波勘探热潮，如欧盟施行了欧洲空间引力波方案（eLISA），美国推出“后爱因斯坦方案”（BBO方案），日本发动施行DECIGO方案等。本年9月发现的首个中等质量黑洞，便是凭借引力波勘探获得的最新效果。

　　习总书记对引力波的研讨十分注重，曾作出重要批示。我国近年来先后发动了“太极方案”“天琴方案”，现在正在制作的阿里原初引力波观测站，首要也是用于勘探原初引力波，估计将于2021年给出北天最准确的国际微波布景辐射极化天图。

　　各航天大国活跃展开载人航天、月球与深空勘探等严峻航天工程，在全球范围内掀起新一轮空间探求热潮。比方，美国的“勇气号”登陆火星，朱诺勘探器抵达木星，“旅行者1号”飞出太阳系，欧洲空间局的“菲莱”着陆器登上彗星。日本的隼鸟一号勘探器完结人类初次将小行星样本带回地球；隼鸟二号在“龙宫”小行星上投放了着陆器，并把收集的密封在返回舱中的首个来自小行星的地下物质样本抛到澳大利亚南部沙漠地带的伍麦拉火箭试验场。在本年，阿联酋“期望号”、我国的“天问一号”、美国“意志号”先后奔赴火星展开勘探。我国的嫦娥探月工程也获得一系列重要展开，上一年，“嫦娥四号”成为国际首个在月球反面软着陆和巡视勘探的航天器，最近刚刚发射的“嫦娥五号”，是人类时隔44年再一次收集月球样品并带回地球。

　　环绕深空勘探和研讨，一批大科学设备发挥了重要效果。2019年，美国的哈勃太空望远镜发布了最新的国际相片“哈勃遗产场”（HLF），这是迄今为止最完好、最全面的国际图谱，记载了从国际大爆炸后5亿年到今世国际不一起期约265000个星系，其间有些已至少133亿岁“高龄”，展示了一部绚丽的国际星系演化史。

　　2016年，由中科院制作运转的500米口径球面射电望远镜（FAST）——“我国天眼”正式启用。这是现在国际上最大单口径、最活络的射电望远镜，接纳面积到达25万平方米（相当于30个足球场），活络度是第二名的单口径射电望远镜的2.5倍，将在未来10年内坚持国际抢先位置。现在现已发现了逾越240颗脉冲星，近期在快速射电暴的研讨中获得了重要效果。

　　一批功用更为先进的大科学设备正在加速制作。如，多国正在一起制作平方公里阵列射电望远镜（SKA），由坐落澳大利亚西部的低频阵列和坐落南非的中频阵列两部分组成，接纳面积约1平方公里，这是人类有史以来制作的最大的地舆设备。估计2030年前后投入使用，将拓荒人类知道国际的新纪元。我国也是SKA的开创成员国之一，活跃参加承当了反射面天线、低频孔径阵列、信号与数据传输、科学数据处理、中频孔径阵列等制作和研讨作业。

　　从微观结构探求物质国际和生命的实质及运转活动规则，是国际科技前沿的另一个展开方向。从17世纪开端，跟着显微镜、光谱剖析、X射线、加速器、核磁共振等仪器和办法的呈现，让科学家能够探求和解说越来越深层的物质结构和物理规则。原子内部的电子、质子、中子以及多种底子粒子相继被发现。量子力学的展开让科学家能够对底子粒子作出准确的描绘。在生命科学方面，1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，敞开了分子生物学年代，对生命体的研讨也进入到分子层次。

　　在粒子物理学里，规范模型描绘了强力、弱力及电磁力这三种底子力，及组成全部物质的底子粒子，并且能够对试验进行准确预言，并接受试验的准确查验。2013年，科学家依托大型强子对撞机（LHC）发现了希格斯粒子，完结了规范粒子模型承认作业的最终一环，由此，规范粒子模型预言的61种底子粒子现已悉数被发现。

　　粒子规范模型获得了巨大成功，是人类知道微观国际的一个重要里程碑，屡次诺贝尔物理奖颁发了规范模型的相关研讨，也推进了天体物理、国际学和核物理等学科的严峻展开，诞生了新的交叉学科如粒子国际学、高能天体物理学等。

　　中科院科学家使用大亚湾中微子试验设备，发现了一种新的中微子振动办法，被以为是该范畴最重要的打破之一。该项效果获得了国家天然科学一等奖，以及国际“根底物理学打破奖”。近来，中科院微规范国家研讨中心发现了规范模型以外的一种全新的自旋-物质相互效果办法，这是一种与现有规范模型框架下已知的相互效果都不相同的相互效果办法，能够说是规范模型之外的全新物理，为研讨暗物质翻开了一个全新的窗口。

　　理论和试验手法的前进，现已能够让科学家能够调查和定位单个原子，且在低温下能够使用探针顶级准确操作原子。微观物质结构研讨开端从“观测年代”走向“调控年代”，也为动力、资料、信息等工业展开供给新的理论根底和技能手法。2012年，诺贝尔物理学奖就颁发了丈量和操作单个量子系统的打破性试验办法。

　　我国在这一范畴具有很强的理论和技能储备，获得了一批严峻研讨效果。比方，铁基高温超导、多光子羁绊、量子失常霍尔效应等，这3项效果都获得了国家天然科学一等奖。此外，我国科学家在拓扑绝缘体、外尔费米子、马约拉纳束缚态等方面，也获得了具有国际影响的严峻效果。

　　作为量子调控范畴最重要的使用方向，量子通讯和量子核算是其时的研讨热门，国际竞赛十分剧烈。2018年，欧盟发动了“量子科技旗舰项目方案”，美国正式发布了“国家量子方案法”，日本也发布了“量子腾跃旗舰方案”。美国白宫又于本年2月发布了《美国量子网络战略设想》、10月发布了《国家量子信息科学战略投入的量子前沿陈述》。

　　我国现在在量子密钥通讯方面处于国际前沿位置。2016年，中科院成功发射了国际首颗量子通讯科学试验卫星“墨子号”，在国际上初次完结千公里级星地双向量子密钥传送和量子隐形传态，并成功完结洲际量子密钥保密通讯，为构建掩盖全球的量子密钥保密通讯网络奠定了坚实的根底。中科院牵头制作的“京沪干线”量子密钥通讯骨干网，已于2017年正式注册，这是国际上榜首条量子密钥通讯保密干线，标志着我国已构建出全球首个六合一体化广域量子密钥通讯网络雏形。

　　量子核算也是各国高度注重的战略制高点。一台操作50个微观粒子的量子核算机，对特定问题的处理才能可逾越现在运转才能最强的超级核算机，比较经典核算机完结指数等级的加速，具有严峻社会和经济价值，如暗码破译、大数据优化、资料规划、药物剖析等。

　　2017年，我国科大的研讨团队构建了国际首台逾越前期经典核算机（ENIAC）的光量子核算原型机。2019年，谷歌宣告开宣告了54量子比特的超导量子芯片，对一个电路采样一百万次只需200秒，而其时运算才能最强的经典核算机Summit需求一万年，首先完结了“量子优越性”（指当能够准确操作的量子比特逾越必定数目时，量子核算机在特定使命上的核算才能就能远超经典核算机）。刚刚发布的音讯，我国科大与中科院上海微系统所、国家并行核算机工程技能研讨中心等协作，构建了76个光子的量子核算原型机“九章”，完结了具有有用远景的“高斯玻色取样”使命的快速求解，比现在最快的超级核算机快一百万亿倍。现在，谷歌、微软、IBM等跨国企业都在这方面投入巨资，能够预见未来环绕量子核算机的国际竞赛将愈加剧烈。

　　跟着对基因、细胞、安排等的多规范研讨不断深化，以及基因测序、基因修改、冷冻电镜等新技能的前进，大大前进了生物大分子结构研讨的功率，生命科学范畴研讨正在从“定性调查描绘”向“定量检测解析”展开，并逐渐走向“猜测编程”和“调控再造”。分子生物学、基因组学、组成生物学等范畴效果不断出现，全面前进了人类对生命的认知、调控和改造才能。

　　基因组学是生命科学最前沿、影响最广的范畴之一。人体细胞DNA分子大约有10万个基因，由这些基因操控10万种人体蛋白质的组成。基因工程便是要寻觅意图基因，经过对其进行剪切、除掉、衔接、重组等操作，完结对生命体的调控。近年来，基因测序成本以逾越信息范畴摩尔定律的速度下降，2003年全球完结人类基因组测序花了13年、耗资30亿美元，现在只需几百美元、数小时就可完结，这对基因组研讨、疾病研讨、药物研发、生物育种等具有巨大的推进效果。

　　基因修改技能有人将其比喻为“天主的手术刀”，便是对DNA序列进行精准的“修剪、堵截、替换或增加”。自上世纪80年代呈现以来，基因修改技能不断改进和展开，本年获得诺贝尔奖化学奖的CRISPR/Cas9技能，已成为基因修改最有用、最快捷的东西，广泛使用于生命科学研讨和临床研讨。

　　组成生物学被誉为是继DNA双螺旋结构和人类基因组测序之后的“第三次生物学革新”，也被以为是改动国际的颠覆性技能。现在，科学家现已能够规划多种基因操控模块，拼装具有更杂乱功用的生物系统，乃至创建出“新物种”。比方，使用组成生物学技能，能够培养出用于确诊前期癌症与糖尿病的细菌，组成出抗疟药物青蒿素、抗生素林可霉素等药物，更简略高效地出发生物燃料，很有或许引发相关范畴的工业革新。

　　近期，谷歌DeepMind的AlphaFold算法在国际蛋白质结构猜测比赛（CASP）上打败了全部的参赛选手，在原子水平上准确地根据氨基酸序列猜测了蛋白质的3D结构，处理了困扰生物圈50年之久的“蛋白质折叠问题”。传统上根据X射线晶体学、核磁共振、冷冻电镜等试验技能解析蛋白质3D结构需求花费数年时刻，而AlphaFold仅需数天时刻。这一效果被Nature点评为“或许改动全部”，对更好地舆解人类生命构成机制、加速药物发现速度、严峻疾病医治等具有十分重要的含义。

　　科技立异作为引领展开的榜首动力，已呈现出多点群发打破态势，推进人类活动范围不断扩展，信息传递和交流才能完结质的跃升，生命健康水平持续前进，都到达了史无前例的高度。深化改动人类的作业办法、日子办法。

　　信息技能的飞速展开打破了空间约束，人与人、人与物的联络日趋严密，咱们正在进入一个“人—机—物”三元交融的万物互联年代。最近几年，物联网、云核算、大数据、人工智能、区块链等飞速展开和广泛使用，引起了经济社会各个方面的深化革新。并且，信息技能的展开速度还在加速，新的技能、颠覆性技能还在持续不断地出现，持续推进经济社会加速向数字化转型。

　　一方面，以芯片和元器件、核算才能、通讯技能为中心的新一代信息技能正处在一个重要打破关口。硅基芯片和元器件是信息技能展开的柱石，其制程工艺不断前进，处理速度越来越快、存储才能越来越强、能耗越来越低。现在已大规划使用的7纳米手机芯片，集成了69亿个晶体管；而5纳米手机芯片能够集成300亿个晶体管，上一年现已开端试产；3纳米的芯片也正在研发。图形处理器、现场可编程门阵列、神经网络芯片等也在加速展开。

　　另一方面，“互联网+”“智能+”使经济活动愈加灵敏、才智，不断催生出新业态、新办法，深化改动人们日子、作业、学习和思想办法。从无人驾驶到才智交通，从直播带货到才智物流，从5G通讯到数字钱银，从网络扶贫到数字村庄，数字经济加速展开，为经济展开翻开新的空间，为工业转型晋级供给新的动力。各种智能终端、可穿戴设备不断移风易俗，长途作业、长途教育、长途医疗、无人酒店、无人超市、无人餐厅等飞速展开，推进经济社会全方位数字化转型。据统计，数字经济在发达国家经济中占到60%以上，我国现在占36.2%，对GDP增加的贡献率到达67.7%。

　　以5G为例，其数据速率是4G的百倍以上，下载一部高清电影只需几秒钟；且数据传输推迟在1毫秒以下，能够支撑在一平方公里内衔接100万台设备，大约是4G的几十到上百倍。因为这些显着的技能优势，5G能够随时随地完结万物互联，成为数字经济乃至数字社会的“神经系统”，并带来一系列工业立异和巨大经济及战略利益。我国的华为、中兴等企业，在5G方面已摆脱了4G之前的跟跑状况，现在在全球竞赛中具有必定优势。

　　全球新一轮动力革新正在鼓起，在化石动力清洁高效使用、可再生动力、第四代核能、大规划储能以及动力电池、才智电网等方面，都获得了一批打破性展开，推进动力技能加速向绿色、低碳、安全、高效、才智的方向转型。比方，与直接焚烧比较，假如将煤炭转化成油品，不只会削减对环境的污染，还能大幅度前进煤炭的附加值。2018年，以中科院技能为中心，全球单套规划最大的煤炭液化设备、年产400万吨煤制油工程成功投产，完结煤炭资源清洁高效转化，拓宽我国油品供给途径，确保动力供给安全，习总书记专门致信恭喜。

　　新资料范畴正在向个性化、绿色化、复合化和多功用化的方向展开，金属、陶瓷、高分子和复合资料快速前进；石墨烯、柔性显现资料、仿生资料、超导资料、智能资料、拓扑资料等层出不穷。资料强度与耐性不断强化，抗疲劳、耐高温、耐高压、耐腐蚀等功用进一步前进，为制作业展开和极点环境作业供给了愈加牢靠的确保。比方，应对航天器与大气层的高速冲突发生的高温，以及在太空中高真空、极高和极低温度、各种高能带电粒子等极点环境作业，对资料提出很高的要求。再如深海勘探范畴，中科院金属所为“奋斗者”号球形载人舱研发的高强度、高耐性新式钛合金——Ti62A，在搭载了3名潜航员的大尺度下，还要接受逾越110兆帕的压力，相当于2000头非洲象踩在一个人的背上，难度可想而知。

　　在先进制作范畴，以智能感知、智能操控、自动化柔性化出产为特征的智能工厂许多出现，3D、4D打印技能快速展开，先进机器人、工业互联网技能广泛使用于制作业，个性化订制、柔性化出产、制作业服务化等，成为新趋势。比方，德国西门子安贝格电子工厂被称为全球最挨近工业4.0的工厂，出产进程完结了从产品到制作全价值链的数字化，一条出产线多种不同的产品，且产品的合格率高达99.9989%。

　　有人说21世纪是生命科学的世纪。在Science创刊125周年发布的125个最具挑战性的科学问题中，46%归于生命科学范畴。精准医学、癌症医治、干细胞和再生医学、脑科学研讨等是现在的前沿热门方向。

　　生命科学研讨新技能新办法加速走向临床使用，推进医学走向“个性化精准诊治”和“关口前移的健康医学”新展开阶段。2015年，美国政府提出“精准医学方案”，方针是“为每个人量身定制医疗保健”，在国际范围内掀起了精准医学的热潮。现在，精准医疗在癌症等严峻疾病的防备和医治方面，获得了多项打破。美国《科学家杂志》评选的2018年10大科技展开中，2项与精准医学有关：一项是中科院的根据自拼装的DNA折纸技能，构造出带着凝血酶的纳米机器人系统，在遇到肿瘤特异蛋白时释放出凝血酶，选择性堵截血液供给来“饿死”肿瘤；另一项是经过人工智能处理海量数据，可发现医师无法确诊的疾病办法。

　　干细胞和再生医学为有用医治心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病、严峻烧伤、脊髓损害等难治好疾病，供给了新的途径，有望成为继药物医治、手术医治后的第三种疾病医治途径，引发新一轮医学革新。比方，中科院根据干细胞技能制备出引导脊髓安排损害再生的生物资料，已展开修正脊髓损害的大动物（狗）试验168例，显现出杰出的临床远景，现已开端进入临床。2018年，中科院完结国际上首例脐带间充质干细胞复合胶原支架资料医治卵巢早衰临床研讨，成功让一名卵巢功用衰竭的患者诞下健康婴儿。上一年，我国完结首例基因修改干细胞医治艾滋病和白血病患者。

　　脑科学被看作是天然科学研讨的“最终边境”。首要科技大国都高度注重脑科学研讨，美国、欧盟、日本等国相继发动了脑科学研讨方案，主张成立了国际大脑联盟；我国也将“脑科学”研讨归入到“科技立异2030——严峻项目”。现在，科学家现已制作出全新的人类大脑图谱，是脑科学、认知科学、认知心理学等相关学科获得打破的要害，为展开新一代神经及精神疾病的确诊、医治技能办法奠定了坚实的根底。人脑严峻疾病诊治也获得重要展开，对帕金森、阿尔茨海默症、抑郁症等严峻疾病机理研讨不断深化，新的医治手法和药物不断出现。中科院研发的抗阿尔茨海默症新药“九期一”，已于2019年末正式上市，填补了该范畴全球17年无新药上市的空白。

　　生命健康范畴的技能前进也极大前进了流行症的预警、防备、确诊和医治水平。在此次抗击新冠肺炎疫情中，我国科研人员快速别离判定出病毒毒株并与国际卫生安排同享了病毒全基因组序列，为全球科学家展开药物、疫苗、确诊研讨供给了重要根底，为打赢疫情科技攻坚战作出了重要贡献。

　　在海洋研讨与开发方面，注重的要点已从近海走向深海大洋，愈加注重海洋资源的维护和开发使用。美国、法国、俄罗斯、日本已具有6000米级深海载人潜水器；上一年，美国的载人深潜器第2次打破10000米深度。我国的“蛟龙号”载人潜器在2012年打破了7000米深度，中科院自主研发全海深自主遥控潜水器“海斗一号”，于本年5月9日至26日，在马里亚纳海沟成功完结4次万米下潜，接连下潜次数居国际前列，最大下潜深度10907米，使我国成为继日、美之后第三个具有万米级无人潜水器的国家。本年11月10号，中科院作为首要单位参加研发的我国首艘万米级载人潜水器“奋斗者号”下潜深度到达10909米，在马里亚纳海沟成功坐底，再一次改写了我国载人深潜纪录。

　　在地球勘探方面，环绕科学研讨、资源开发使用、防灾减灾等方针，人类活动范围不断向地球深部拓宽。人类地下建筑的深度一般到百米量级，如国际上最深的地铁（朝鲜平壤地铁）建在地下200米左右，最深的海底地道（日本的青函地道）坐落地底240米；核废料的存储深度一般在地下500-1000米的深度；我国在地下2400米制作的锦屏地下试验室，是现在国际上岩石掩盖最深的地下试验室，用岩石屏蔽国际射线展开暗物质研讨；国际上最深的金矿（南非姆波尼格金矿），深度到达4350米。再往深处走首要便是科学超深井钻探项目，如美国联合多国施行的大洋钻探方案，在各大洋完结过千个钻孔，取芯深度最大逾越9500米；2018年我国施行了全球首个钻穿白垩系的科学钻井，钻探及取芯深度到达7018米；现在，国际上最深钻井记载仍是前苏联在暗斗时期创造的科拉超深钻孔，深度达12262米。总的来说，人类对咱们赖以生计的地球了解还十分有限，直接勘探深度还未打破地球最外层的地壳（均匀厚度约17千米），勘探的手法和才能还需不断加强。

　　以上，咱们从微观、微观和中观三个层面对科技立异前沿做了归纳整理。跟着科学技能的前沿不断向深度和广度进军，人类对天然规则的知道不断向微观和微观两个极限拓宽，对人类本身和咱们赖以生计展开环境的了解也在不断深化，然后让咱们更好地知道天然、了解天然、改造天然，推进人类社会和文明不断向前跨进。

　　党的十八大以来，我国科技立异作业获得前史性效果、发生前史性革新，严峻立异效果竞相出现，一些前沿范畴开端进入并跑、领跑阶段，科技实力正在从量的堆集迈向质的腾跃，从点的打破迈向系统才能前进。

　　2019年，我国的研发经费支出到达2.21万亿元，研发强度约为2.23%；研发人员全时当量到达480万人年，在校大学生人数达4002万，立异人才规划稳居国际首位；SCI论文数量和高被引论文数量都位居国际第2位，国内创造专利申请量和PCT专利申请量都位居国际首位，成为全球科技立异的重要贡献者。在衡量高质量科研产出的天然指数（NatureIndex）排名中，我国位居国际第二位，中科院已接连8年在全球科教安排中位列首位。

　　我国科技立异这些年的展开和效果，在国际上几个比较有影响的竞赛力指数排名中，也得到了表现。比方，在国际知识产权安排等安排发布的2019国际立异指数排名，和瑞士洛桑学院发布的2019年国际竞赛力年鉴中，我国都排在第14位；国际经济论坛发布的2019年全球竞赛力陈述中，我国排在第28位；科技部发布的2019年国家立异才能排名中，我国排在第15位。这些数据反映出我国立异型国家制作获得明显成效，也增强了咱们科技作业展开的决计和决计。

　　但客观来讲，我国的科技立异水平与国家经济社会展开的要求比较，与国际科技先进水平特别是与美国比较，还有较大距离。

　　比方根底研讨方面，我国SCI科技论文篇均被引次数只要10次/篇左右，低于国际篇均被引次数（12.61次/篇）；在国际最有影响的诺贝尔科学奖获奖者中，美国有300多位，日本21世纪以来现已有19位获奖，而我国只要1位（不包括华裔）。

　　在战略高技能方面，咱们还面对许多要害中心技能的约束。我国芯片进口额现已接连多年逾越石油，2019年逾越3000亿美元；操作系统、高端光刻机仍被国外公司独占，90%以上传感器来自国外。高级数控机床、高级仪器配备等要害件精加工出产线%依靠进口。高端医疗仪器设备、高端医用试剂、严峻疾病的原研药、特效药底子依靠进口。这些方面的问题一旦被“卡脖子”，就会要挟到整个工业链和供给链的安全。

　　这儿我举个光刻机的比方。光刻机是集成电路制作最重要的中心配备，是人类有史以来最精细杂乱的设备之一，与航空发动机一起被誉为人类工业皇冠上的明珠，一起也是集成电路工业链上我国与国际先进水平距离最大的环节。

　　光刻机的底子作业原理首要是经过光学系统把事前制备在掩模上的图形以微缩的办法，使用光化学反响成像转移到晶圆上的进程，有点相似照相机照相。照相机是把物体和人像印在底片上，而光刻则是要把电路图印在硅片上。光刻技能水平直接决议了集成电路的工艺节点。比方华为选用5纳米工艺制程的麒麟9000芯片，在指甲盖巨细的空间上集成了153亿个晶体管。

　　尽管底子原理简略，但完结起来却十分困难，特别是高端的极紫外光刻机，已挨近人类超精细制作的极限。比方，极紫外光源是用激光炮击金属液滴发生的等离子体光源，要能完结数万瓦级大功率CO

　　激光的高安稳输出、每秒数万次的微米级激光精准打靶。曝光的光学系统选用多层膜反射式结构，反射镜外表抛光的粗糙度要求相当于在挨近我国疆土的面积上，崎岖小于0.4mm；大口径多层膜膜厚散布操控精度要求到达原子量级，相当于在整个我国铺上一层半米厚的柏油，差错不逾越一张A4纸的厚度；反射光学元件支撑安稳性要求到达亚纳米量级，相当于从地球射向月球一束光，在月球外表的指向安稳在10cm的范围内。此外，因为13.5nm的光会被空气在内的简直全部资料吸收，所以需求在巨大的光刻机内部完结十亿分之一乃至万亿分之一量级的挨近极限清洁的真空环境。现在只要荷兰的ASML公司能够出产极紫外光刻机，但因为其间用到许多的美国技能和零部件，所以其出口遭到美国的长臂统辖约束。华为等国内抢先的芯片规划企业能够规划出7nm乃至5nm的芯片，可是离开了极紫外光刻机，高端芯片就完全断供了。

　　在国家严峻科技专项的支撑下，咱们国家在光刻机范畴获得长足前进，现在已在展开面向28nm工艺节点的193nm波长的光刻机研发攻关。但在极紫外光刻机方面，咱们还有很长的路要走。我国科学院已布置新技能道路光刻机的研发。

　　整体来看，我国科技立异获得了前史性效果，现已具有杰出的展开根底和条件，展开潜力很大，展开态势杰出。对此，咱们要有充沛的立异自傲，有决计有决计经过不懈尽力，充沛发挥好咱们的已有根底和优势，获得更大的展开效果。一起，咱们也要正视咱们的短板和缺乏，结实建立安全思想和底线思想，找出约束展开的要害问题，找准打破口，取长补短，顺水推舟，采纳更有针对性的办法，在展开的进程中逐渐加以处理。

　　其时，我国已转向高质量展开新阶段。党的十九届五中全会着重，要坚持立异在我国现代化制作大局中的中心位置，把科技自立自强作为国家展开的战略支撑，面向国际科技前沿、面向经济主战场、面向国家严峻需求、面向公民生命健康，深化施行科教兴国战略、人才强国战略、立异驱动展开战略，完善国家立异系统，加速制作科技强国。这充沛表现出以习同志为中心的党中央，对科技立异作业的极点注重，凸显了以变革促立异、以立异促展开的重要性和紧迫性。

　　五中全会审议经过的规划《主张》，对科技立异作出了全面布置，要求强化国家战略科技力气、前进企业技能立异才能、激起人才立异生机、完善科技立异体系机制，擘画了科技作业未来展开的蓝图，为科技立异作业指明晰尽力方向，清晰了方针使命，是咱们其时和往后一个时期做好科技立异作业的底子遵从。

　　咱们深信，在以习同志为中心的党中央的英明领导下，我国科技界将持续深化变革、攻坚克难、勇攀顶峰，完结科技自立自强，以高质量科技立异支撑引领高质量展开；必定能完结到2035年跻身立异型国家前列、到2050年建成国际科技强国的宏伟方针，为全面制作社会主义现代化国家供给强有力的科技支撑。