2023年国际前沿科技开展态势及2024年趋势展望——总述篇
世界技能经济研讨所全体同仁祝各位读者朋友新年快乐、美好健康。感谢咱们长久以来的重视和支撑，也等待未来咱们能一向有你相伴。咱们将在新年期间接连九霄献上专题文章“年度科技打开态势总结与展望”，期望能为读者朋友们供给少许参阅。本文为专题开篇明义之总述篇。
2023年，前沿技能前进对人类社会发生深化影响，对传统科技体系发生严峻冲击，科学家预言的技能奇点时间好像已有迹可循。世界进入了以科技为中心的战略比赛年代。为在这场世纪博弈中占有主导位置，美西方进一步深化科技对华比赛。2024年，智能科技改造将持续深化进行，而地缘政治局势不确定性将进一步加重，科技改造与大国博弈相互交错，全球技能权利抢夺和次序构建会愈加杂乱。
一、2023年前沿科技打开与比赛态势总结
（一）人工智能引领前沿技能加快前进，工业运用剑拔弩张，技能奇点预兆呈现
人工智能技能进入新阶段，人机交互呈现新范式。生成式人工智能（AI）方面，OpenAI、谷歌等公司产品加快迭代，在多项人类测验中体现不断刷新纪录。具身智能方面，谷歌DeepMind、斯坦福大学李飞飞研讨团队、特斯拉等已开端将多模态大言语模型和机器人数据结合练习人形机器人，正在开发可自主感知决议方案、履行的具身智能体系。类脑核算方面，英国剑桥大学证明AI体系打开出类人脑特征。美加州理工学院、德克萨斯大学以及日本科研团队分别开宣告可无创读取脑电波技能，将大脑活动可视化或将信息转化为言语文字。
算法重塑科研范式，一些具有强浸透力、影响既深且广的技能获得指数级加快。DeepMind开发的新算法重塑生物、资料等技能科研范式，指数级加快研制。例如，DeepMind推出AlphaFold 3，可猜测蛋白质数据库中的简直一切分子，精度达原子级；推出的GNoME，猜测出220万种新晶体。卡内基梅隆大学根据GPT-4构建的“Coscientist”体系在4分钟内即成功复现了获2010年诺贝尔奖的化学实验。
一些推翻性技能趋于老练，走向运用。无人驾驭方面，瑞士苏黎世大学主动驾驭体系Swift驾驭无人机才能可打败人类对手。我国百度、华为无人驾驭轿车已开端商业运营。美国谷歌已在旧金山投进无人驾驭出租车。动力技能方面，德国H2FLY公司、美国举世氢能公司和ZeroAvia公司均完结了氢动力飞机试飞。加拿大Cellula公司的超大型氢能无人水下飞翔器开端海上实验。得益于超级核算机和3D打印技能前进，可控核聚变打开也极大提速。美国氦核动力公司与微软签署了前史首份核聚变动力商业合同。量子技能方面，美国IBM、我国科学院等组织赶紧推进量子核算商业化。中俄科学家已树立了凭仗我国量子卫星传输的安全密钥进行加密的量子通讯。美赶紧布置向抗量子暗码转型。
（二）科技之变引发战役形状之变，军事科技成为重视焦点，首要经济体赶紧国防工业转型
俄乌和巴以抵触成为军事科技立异“实验场”，战役形状向无人智能和高效费比改动。一方面，加快强化智能无人作战趋势。乌克兰第五代无人水面艇成功狙击俄巡洋舰；“爱国者”导弹阻拦算法经过每次实战作用持续优化。俄罗斯对“马克”等无人战车进行算法晋级，初次组成包含无人战车、无人机和自行火炮群的“机器人部队”；在“柳叶刀”巡飞弹上设备主动制导体系，内置算法对乌施行主动进犯。另一方面，俄乌和巴以抵触持续催生低本钱军事技能立异实战运用。乌克兰运用“科尔沃”纸板无人机发起突击。哈马斯运用简易滑翔设备打开突击。以色列运用制导降落伞准确补给。
军事科技打开成为全球重视焦点，进一步驱动国防战略调整和军事配备晋级。从战略层面看，各国加大国防科技投入，从科技视点规划、布置战役。美国正式发动“仿制者”方案，“小型化、低本钱、大规划”布置无人配备；发布国防科技范畴首部纲领性攻略《2023国防科技战略》以及《2023年国防部网络战略》《太空军归纳战略》文件，并初次修订《自主兵器体系指令》《信息环境作战战略》。澳大利亚启用“先进战略才能加快器”机制。日本发布《国家安全保证战略》《国家防卫战略》《2023防卫技能攻略》等文件；韩国经过《2023年-2037年国防科学技能改造根本方案》。从战术层面看，科技运用深化改动技战术形式。一是有/无人协同作战形式趋于老练。例如，美水兵首支无人舰队第59特遣队已具有作战才能。AI兵器进入实战化。例如，美国正进行自主体系语音控制兵器及配备技能研讨；已将“多诺万”军事决议方案辅佐体系、Hermes军事规划大言语模型等智能决议方案模型引进联合全域指挥体系中。二是量子核算和量子传感运用有时机推翻传统通讯和导航形式。例如，美军测验全球首个根据量子接收器的长途无线电通讯体系。美国空军量子地磁导航体系、英国水兵量子加快计、澳大利亚国防科技集团的量子钟均完结测验，完结拒止环境下的高精度无源导航。三是高能激光兵器体系将重塑战场导弹防护体系。例如，以色列拉斐尔公司的“铁束”激光防空体系生成激光功率持续进步。四是打开战术级核兵器支撑战略级使命。美国宣告研制B61-13钻地型核炸弹，其钻地和内爆才能相当于同级别当量地上爆破核弹三倍；俄罗斯“海燕”核动力巡航导弹凭仗“无限航程”和超低空飞翔构建新式战略核威慑。
国防战略和军事技能晋级带动国防工业制作向跨域出产、快速出产和先进出产转型。在出产协作上，选用“民从军”和“友商采办”形式。一方面，美经过国防立异部分（DIU）、国家安全立异网络（NSIN）加强与企业对接。另一方面，美深化与澳大利亚、韩国、日本、乌克兰等国的国防出产协作。美国经过AUKUS结构支撑澳潜艇工业；协助澳树立导弹制作工业根底；与韩国防部达到供给安全组织；推进日本修订防务配备搬运方针。在技能上，加快选用数字孪生技能和3D打印技能进行出产，进步出产速度和功能。美国防部采办与保证副部长办公室树立“联合出产加快器”（JPAC）小组，担任弹药出产线扩建和先进制作技能运用。
（三）新边境比赛烈度进一步上升，美强化战略布置，抢占制高点
当时，太空、深海、极地、网络等新边境战略意义进一步凸显。以美为首的西方体系泛化国家安全概念，将霸权思想浸透到新边境。环绕新边境的地缘博弈进一步加重。
首要国家持续强化太空作战才能制作，掀起新一轮太空比赛。美国发布《太空军归纳战略》，清晰太空军事力量制作要点；发动“分布式太空作战人员架构”制作，推进新一代国防太空体系制作；经过在高轨布置“缄默沉静巴克”和X-37B等先进太空配备，进一步进步太空感知动态作战才能；经过两次“星舰”试飞快速推进技能迭代。俄罗斯宣告2024年前建成新的太空导弹预警体系队伍，航天器将在一致太空体系结构内布置。法国发布《2024年至2030年军事规划法案》法案，将发动全新轨迹空间监督项目。印度成为第四个在月球软着陆国家。日本同意《太空安全设想》文件，并深化与美太空军事协作。另一方面，美企图在太空交通规矩、太空行为辅导准则、月球资源管理等议题上把握世界主导权。美持续推广其主导的月球主张“阿尔忒弥斯方案”；参议院经过《2023轨迹可持续性法案》，进步全球太空环境监管话语权。欧空局发布《零碎片宪章》主张，将低轨卫星处置阶段期限由25年缩至最多5年。
深海空间战略比赛敞开，成为大国比赛新高地。一方面，海底根底设施价值进一步凸显。2022年末发生的海底电缆被损坏事情凸显海底根底设施安全重要性。拜登政府当时正在修正2013年21号总统令“要害根底设施安全与弹性”（PPD-21），进一步“着重”根底设施作用。PPD-21将要害根底设施分为16部分，其间4部分包含海底。另一方面，海底富含许多未开发的稀土矿床，但深海采矿技能仍处于相对前期阶段，新技能商业化尚存不确定性。各国竞相研制布置。我国制作的全球首制227米深海采矿船“鹦鹉螺新纪元”出坞。法国初次完结无人机在海下3000-4100米的深海勘探。日本正在开发可潜至7千米深海的国产水下无人机。
北极科学研讨阻滞，资源抢夺白热化。欧洲与北约成员国已暂停或大幅约束与俄学术研讨协作。短少俄罗斯的区域数据，北极和全球气候科学研讨成效下降。在全球动力结构转型下，极地资源成为各方抢夺要害方针之一。美国、俄罗斯、加拿大、挪威和丹麦近年均曾提出对北极区域大陆架的主权要求。12月24日，美国单方面宣告扩展对北极和白令海大片区域大陆架的主权要求，达100万平方公里。彭博社称，美此举目的是获得要害矿藏和油气资源。俄称美短少世界法律依据，世界社会有权不供认其所主张的“新鸿沟”。
网络空间阵营化、军事化、碎片化趋势明显。美运用网络技能优势，分散进攻性网络技能，将网络空间变为地缘比赛新战场，全力刻画霸权位置，网络空间管理博弈加重。美网络司令部部属网络国家使命部队（CNMF）去年末升格为次级一致司令部后，进一步会集资源，强化对外网络进犯行为。2023年，美加协作在第三国打开“前出打猎”行为。美国防部《2023网络战略》初次提出美将与“全球盟友及协作伙伴一起制作网络才能，增强抵挡网络进犯的团体恢复力”。
（四）科技安全问题愈加杰出，世界管理体系面对改造，各首要经济体抢抓话语权
前沿技能运用引发许多危险，对现有出产关系、法律制度、社会道德、战场形状带来不同程度冲击。科技管理成为火烧眉毛的年代应战，各首要经济体抢抓未来管理话语权。一是AI管理火烧眉毛，各首要经济体活跃布置。生成式AI运用日渐遍及，引发信息造假、网络安全问题指数级添加；AI军事运用加快推进，自主兵器失控危险高企。美国发布《安全、牢靠和值得信任的人工智能的行政命令》；发布《关于担任任地军事运用人工智能和自主技能的政治宣言》，现在已获47个国家支撑。我国在全球首先专门立法算法管理，并发布《全球人工智能管理主张》。英国举办首届全球人工智能安全峰会，签署《布莱奇利宣言》。七国集团领导人发布“人工智能管理准则和行为准则”。欧盟发布《人工智能法案》，作为全球首部人工智能范畴的全面监管法规。二是传统生物安全问题和新式生物安全危险交错，各国加强生物安全管控。脑机接口、干细胞、基因修正、组成生物学等技能打开引发道德道德争议；机器学习、ChatGPT等AI技能极大降低了基因修正、组成生物学常识门槛，非科学家也可操纵生化反响、规划制作生化兵器。生物技能被乱用、歹意运用概率大幅添加。英国发布《基因技能法案》，树立新的科学授权程序；我国印发《科技道德检查方法（试行）》，清晰规定生物范畴技能开发等科技活动的道德检查作业；俄罗斯树立应对生物安全要挟委员会，评价生物安全要挟。三是量子信息技能极大要挟现代暗码安全，美加快后量子暗码规矩拟定。量子核算算法加快迭代，将对运用公钥暗码学的网络和通讯等范畴的安全构成严峻要挟。抗量子暗码布置紧迫性高企。美国选定四种后量子暗码学算法，并发布了三种算法的规范草案，抢抓量子暗码世界规范拟定权。
（五）各首要经济体强化前沿科技布置，聚集新动力与芯片工业比赛，全球工业链供给链加快重塑
一方面，各首要经济体将前沿技能打开视为国家实力的重要柱石，进一步强化战略布置，加大资金投入，增设新组织，目的抢抓新一轮科技改造和工业改造机会。美国推出《量子互连路线图》《人工智能研讨和打开战略方案：2023更新版》《国家近地轨迹研讨与打开战略》《“生物技能和制作方针”时间表》《国家立异途径》等；发布《保证美国的未来：要害技能评价结构》；树立31个区域立异与科技中心；总统科学技能顾问委员会树立生成式人工智能作业组；国家基金会宣告树立七个新国家人工智能研讨所。欧盟拟定《新欧洲立异议程》，提出引领新一轮“深科技立异”。英国发布新的《科学技能结构》《无线根底设施战略》，树立科学、立异和技能部；发动《2023国家量子方案》，未来10年将在量子范畴出资25亿英镑。德国发布《未来研讨与立异战略》《量子技能行为方案》《人工智能行为方案》。日本发布《统合立异战略2023》，从战略高度推进尖端技能研制。韩国发布《第一次国家研讨开发中长期出资战略(2023-2027)》，投入25万亿韩元打开12大战略工业。
另一方面，新动力和芯片工业成为各首要经济体争相布局的焦点范畴。美西方持续推进要害供给链中“去我国化”，打造本乡供给链。半导体方面，美国赶紧执行《芯片与科学法案》，支撑本乡芯片制作。欧盟正式宣告《欧洲芯片法案》收效，估计到2030年将为欧洲半导体工业供给158亿欧元资金支撑，方针是将欧盟2030年在全球商场份额由10%进步至20%。新动力方面，美欧加快温室气体减排与技能研讨，目的主导全球气候管理格式。美国发动“敏捷推进动力研讨和常识的影响方案”。欧盟签署《欧洲风电宪章》。
（六）科技范畴大国博弈烈度持续上升，美进一步强化对华“比赛”布置，全球科技体系日趋分解
拜登政府进一步强化对华科技镇压，确定要害范畴，以全政府之力持续打造“小院高墙”。一是进一步强化先进技能出口控制。一方面，丰厚方针工具箱；发布《先进核算芯片更新规矩》及《半导体制作物项更新规矩》；持续加长控制清单；联合日本与荷兰一起施行对华控制，荷兰ASML公司先进DUV光刻机已无法对华出售。另一方面，加强出口控制法律。美发布《维护美国常识产权法》，给予政府足够自在裁量权确定“常识产权问题”并直接施行制裁；多部分联组树立“推翻性冲击部队”。二是阻断科技立异要素向我国活动。美签署行政令，约束AI、量子等范畴对华出资。三是抢占比赛制高点。美发布《新式和要害技能规范国家战略》，加快抢夺新式范畴世界规范主导权。四是强力打开科技交际，以“去危险”为名构建新的“去我国化”科技立异体系。例如，G7科技部长会议经过若干条构建新科研次序的行动。
二、2024年前沿科技打开趋势展望
2024年，世界将持续在动乱中前行。全球经济割裂与下行压力加大，区域抵触愈加重烈。而科技改造将愈加深化。世界现有格式与世界次序将面对更大冲击。
（一）新一轮科技改造汹涌推进
人工智能爆发式打开，非人类行为体将呈现。一方面，AI技能持续向上打破，按现在速度迭代，或许很快就会在许多范畴代替人类。在更强壮的生成式AI加持下，人形机器人将进化成可以了解、推理并与物理世界互动的智能体系。另一方面，AI运用将向遍及化、大众化打开。OpenAI新推出的GPT-4 Turbo将API价格降到1000输入/美分，且支撑用户个性化定制并共享至GPT Store。AI模型将在小型设备上布置运转，英特尔、高通、AMD等将推出AI芯片，完结AI本地处理。人型机器人商业运用条件逐步老练，或将深度融入经济社会。亚马逊已开端测验运用Digit机器人，每小时运转本钱仅为10-12美元。斯坦福大学开源机械臂ALOHA可履行杂乱精密家务，本钱仅3.2万美元。西北大学开发AI体系可在数秒内从零开端自主规划制作机器人。非人类行为体将呈现，对其责权利界定将成为科技管理新应战。
量子技能走向商业化，研制要点倾向于运用。量子核算方面，IBM量子“Heron”已支撑用户经过云渠道拜访，2024年，IBM会投入更多“Heron”处理器到商场。美国Atom Computing公司将于2024年推出1225量子位的量子核算机，这将是全球首个量子位超1000的量子核算机。量子通讯方面，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开宣告新式光子偏振器，有望加快技能实用化。跟着技能老练度进步，美已下调量子研制投入。2024财年国防授权法案将量子研讨预算从2023年1.51亿美元削减至9300万美元，研制要点放在离子阱量子核算机等运用层面，并提出研制用于AI增强的量子核算。
推翻性技能穿插交融效应进一步开释，对传统科技体系冲击加大。推翻性技能穿插运用进一步向根底层面延伸，将不断引宣告新的或许性。英特尔发布新玻璃基板，“从头界说芯片封装鸿沟”，推进摩尔定律在2030年后持续连续。IARPA发动生物组学剖析仪器项目研讨，监测剖析仪器将打破现有范式。而一些推翻性技能的交融影响乃至无法猜测。例如，量子核算与AI结合。若美成功开宣告用于增强AI的量子核算，将推进机器学习和算法范畴呈现严峻打破，到时AI猜测才能将变得非常强壮。
（二）军事科技向高科技立异和低本钱出产方向打开
2024年，首要国家国防预算持续加码。例如，美国国防预算为8860亿美元，创前史新高；德国将超越800亿欧元，简直是2019年的两倍。法国2024年至2030年国防预算总额将增至4000亿欧元；日本军费开支将达创纪录的7.7385万亿日元（约560亿美元）。
以美为首的西方国家进一步调整军事科技立异研制布局。一方面，首要国家加快对推翻性国防技能的战略布置。军备现代化程度大幅进步，未来战场规矩将持续更新。美国2024财年将要点出资高明声速兵器、AI等推翻性技能；全面更新核兵器体系，推进舰艇、战机和导弹现代化；方案2024财年在印太和欧洲区域树立两个BRAVO人工智能战役实验室；发动布置数千个全域、可耗费、自主集群机器人。澳大利亚将要点加强长途准确冲击才能制作，进步长途弹药制作才能。日本将聚集高明声速兵器、水兵战舰、F-35战役机等才能制作，并将“尽早布置‘防区外’导弹”。韩国将加快构建“三轴”体系，包含杀伤链体系、导弹防护体系以及“大规划赏罚报复作战方案”。另一方面，首要经济体赶紧推进国防工业转型。美国将经过“加快器方案”等立异机制加强国防工业根底，制作能大规划、快速、低本钱出产的国防工业才能；加大与日本、印度、台湾的国防出产关系。法国发布《2024年至2030年军事规划法案》。日本经过新版“防卫配备搬运三准则”和运用指针，进一步放宽防卫配备出口约束。
（三）环绕新边境博弈将益发剧烈
太空方面，资源和规矩将是抢夺焦点。例如，频谱资源。世界电信联盟（ITU）已将月球通讯列入2027年世界无线电通讯大会议程，到时，各国迁就《无线电规矩》修正进行评论。美国联邦通讯委员会已为Intuitive Machines公司颁发了首个月球通讯答应。网络空间方面，将敞开新一轮军备比赛。美在网络空间的霸权野心、具有进犯性颜色的作战理念，将引发新一轮网络空间军备比赛，要挟网络空间战略安稳。美2024财年国防授权法案同意美军网络空间活动总预算为135亿美元；美陆军方案2030年前将网络部队规划扩展一倍。北极方面，紧张局势将进一步加重。现在，北极区域相关协作机制已堕入瘫痪。现任理事会主席国芬兰2023年10月并未将轮值主席权移送俄罗斯，俄宣告退出该机制。美国正在整合北极区域军事力量，已与挪威、冰岛、瑞典等环北极国家签署防务协议，其军事基地向美敞开。美单方面宣告大陆架主权的行为或许导致紧张局势加重。俄罗斯国家杜马远东和北极打开委员会主席哈里托诺夫称美行为“不行承受”。叠加北极区域的资源抢夺与航道问题，北极区域地缘博弈必然晋级，或将呈现军事抵触。深海空间方面，比赛将上升为抢夺海洋主权的国家战略博弈。环绕深海的资源抢夺战现已打开。日本已清晰将于2024年开端挖掘南鸟岛邻近的海底稀土矿床。各国加快打开深海勘探才能，既可攫取资源又可用于海底根底设施“攻防”。
（四）科技管理趋于碎片化
新技能打开将进一步冲击传统全球管理架构和规矩鸿沟。一方面，现有管理才能局限性将进一步凸显。通用人工智能、量子核算、脑机接口等技能打开将持续呈现爆发式添加，呈现更多的监管盲区。另一方面，科技管理碎片化。美等发达国家目的主导科技管理拟定，将阻止全球管理改造。美对华科技遏压也将严峻影响中美推进科技管理协作。一起，各国科技管理理念不合也将进一步扩展，“不监管”和“两层监管”问题将严峻阻止科技管理作用。例如，美欧关于AI监管要求不同，导致政府管理和公司运营双面失衡。
（五）各首要经济体科技投入更重视精准与实效
2024年，全球经济下行压力加大，各经济体科技投入愈加重视功率。一方面，涉根底研制投入削减。美国国防预算中前期研制阶段资金被削减，根底范畴研制强度将降至2019年水平线；国家科学基金会2024财年研制削减43亿美元；《芯片法案》树立的全国技能中心2024财年资金大幅下降。韩国2024财年预算研制部分33年来初次下降，24财年将削减8%以上的研制开销，特别是削减根底研讨经费。另一方面，各首要经济体运用研制和工业投入添加。美国国防部高档研讨方案局年度预算添加8%，高于国防预算添加水平；国家规范与技能研讨院要点执行《芯片法案》，首要优先扩展国内制作项目规划。欧盟2024财年研制预算要点会集至绿色化与数字化，向超级核算机、AI、网络安全出资7.627亿欧元，其他研讨预算减缩。
（六）中美科技博弈烈度进一步晋级
2024年11月，美国将举办新一轮总统推举，国内政治极化现象日益严峻。为搬运国内对立，拜登政府对华科技遏压办法将更趋极点。一是持续测验收紧芯片控制。一向以来，美芯片控制方针并未获得预期作用。下一步，美或持续采纳更极点办法镇压我国芯片工业打开。美国安全中心主张美国政府要求科技企业合作，运用片上机制对AI和先进核算芯片进行出口控制。二是进一步推进要害供给链重塑。美已树立供给链耐性委员会，以供给链“去危险”为名“去我国化”。例如，在医疗、要害矿藏、半导体、新动力等供给链中以“去危险”为名“去我国化”。三是推进盟友构成控制和谐机制。美决议方案层和智库普遍认为短少世界协作是对华出口控制作用欠安的重要原因。2023年，美持续施压荷兰、日本，要求日荷出口控制方针与其同步。未来，美或将持续对盟友施压，要求与其方针和谐。
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