為深入研究中心城市在全球科技創新網絡中的地位和影響，上海市科學學研究所自2018年起與施普林格自然集團（Springer Nature）開展合作，推出了「理想之城」系列報告，今年的《2020「理想之城」——面向2035年的全球科技創新城市調查報告》是系列報告的第4期。
為前瞻未來15年中全球科技創新發展的重要領域和重大突破，預期未來全球主要城市創新地位變遷趨勢，本期報告面向未來15年的全球城市科技創新發展，開展了對全球20個主要城市[1] ，700多名全球一線科學家的問卷調查，請他們對未來5到15年間可能出現的引領世界創新前沿熱點的重大科技突破以及這些突破最有可能發生的城市進行了預測，並對主要城市未來15年的創新環境進行了主觀評價。研究表明，人工智慧、量子科技和創新藥物領銜未來全球科技創新熱點，北上深位居全球城市未來科技突破期望值排名前三位，上海在生命健康領域的優勢凸顯。
人工智慧、量子科技和創新藥物引領未來全球科技創新熱點
腦科學等前沿領域有望迎來全新突破
通過問卷調查，我們根據全球科學家的預測結果進行詞頻統計分析，凝練形成了2025年、2030年和2035年的全球10大熱點科技清單，見表1。在科學家們預測中，既有貫穿整個未來15年的重要科技如人工智慧、量子科技和創新藥物等，也有隨著時間推進有可能取得重大突破、出現顛覆性變革的科技領域，如腦科學發展有可能在2025年達到全新水平，並在2030年後引發人類思維認知領域的重要飛躍；未來5-10年間癌症治療有可能獲得突破性發展，未來10-15年間修復人體失效器官和逆轉衰老將成為可能；在2035年之前，核聚變能源和宇宙空間開發也將走向現實。而在最近5年之內，基因編輯、自動駕駛、大數據服務、氫能源和高效太陽能等重要前沿科技發展將直接影響和改變人們的生活。
圖1 未來5年、10年、15年（由上到下排列）全球科技創新熱詞雲圖
表1 未來5-15年間的全球十大熱點科技清單
生物科技和信息科技加速發展將引領世界變革，基礎科學領域具有重大突破潛力。根據全球科學家調查結果，進一步歸納了生命科學、工程技術、跨學科領域、醫學、物理、環境科學、化學、地學和天文等8大領域未來5年、10年、15年的研究熱點和可能的前沿突破方向。調查結果見表2。
生命科學和醫學領域繼續高速發展，多數受調查科學家認為近5年會在基因、疫苗、細胞、病毒等方向取得重大突破。科學家樂觀預期，在未來十五年內癌症、阿爾茨海默病等頑疾將被攻克，在基因修復和抗衰老方面也可能取得顛覆性進展，到2035年，人造肢體、人造器官乃至人造生命都將成為可能。
工程技術和跨學科領域的發展將引領未來的經濟模式和生活方式重大變革。5/6G通信、人工智慧、功能材料、智慧工業等領域成為發展熱點，人工智慧將融入未來社會的方方面面，涵蓋交通、能源、安全保障等的智慧基礎設施系統將成為人們生活的必需品。科學家們預測，到2035年或將迎來人機融合時代的先導。
物理、化學等基礎科學在持續迭代發展的同時，也在積極地影響和改變世界。物理學繼續向新尺度、新能級邁進，量子技術、核聚變等領域的探索為人類文明能級跨越式提升打下基礎。化學方面，新能源、新材料、新藥物成為研究的核心主題，以石墨烯為代表的新型物質結構是未來的熱點方向。在環境生態、地學和天文等方面，新一代信息技術和人工智慧廣泛應用於研究，將全面提升領域的發展水平。
表2 未來5-15年間的各領域的全球科技創新突破熱點
中國城市科技創新未來前景廣受看好
北上深位居全球城市科技創新突破的期望值排名前三位
受調查科學家對本人所在研究領域內未來15年內最有可能率先湧現重大創新突破的城市進行了預測。調查結果顯示：中國城市的科技創新前景受到全球科學家普遍看好，其中北京、上海和深圳分別以13.64%、11.65%和11.08%的支持比例排名全球城市科技創新突破未來期望值前三位。期望排名4-10位的城市分別是舊金山、波士頓、紐約、東京、新加坡、倫敦和洛杉磯。
圖2 科學家對於未來15年內最有可能率先湧現重大創新突破的城市的預測
在不同學科領域中，多數受調查科學家認為北京在工程技術、物理、環境科學和生態學三個領域最有可能引領未來15年的全球科技創新前沿，而上海在化學、醫學領域的創新前景受到最多的全球科學家看好。相對而言，全球科學家們認為生命科學和跨學科領域是北京科技創新競爭力的較薄弱環節，而上海在物理和跨學科領域競爭力較弱。
在全球其他城市中，科學家們認為以紐約、舊金山、波士頓為代表的美國城市在未來15年仍將是全球科技創新最主要的參與者和貢獻者，尤其是在生命科學、醫學和跨學科領域，美國城市將保持強勁的競爭力。另外，倫敦在跨學科領域、東京在工程技術領域的科技創新特殊優勢也贏得了全球科學家的高度期望。
圖3 科學家對於未來15年內最有可能率先湧現重大創新突破的城市的預測
（按所在學科領域分組）
圍繞科技前沿熱點的中美城市競爭更加激烈，北上深分別在不同領域形成創新競爭力長板優勢，上海生命健康特色凸顯。調查結果顯示，未來15年在大多數前沿熱點技術領域上將呈現中美城市全方位競爭的格局。其中，北京共在8個前沿領域中的6個上榜，特別是在基因、量子等偏基礎研究方面優勢較明顯。上海共在5個領域上榜，其中主要在生命健康相關的創新藥物、腦科學和基因工程等方面體現了獨特的競爭優勢。而深圳在人工智慧、6G通信和智慧城市領域競爭力格外突出。
表3 未來15年各項前沿熱點技術重大創新引領城市預測
北京、上海將成為世界頂尖學者主要聚集地
全球青年科學家和科技創業者高度青睞北上深
受調查科學家對全球主要城市未來15年內的創新環境吸引力進行了主觀預期性評價。在關於哪些城市在未來15年中能夠為全球最高水平的科學家提供最好的科研平臺和創新環境的調查中，北京和上海在全體受調查科學家中的支持率排在前兩位，之後3-10位依次是紐約、波士頓、舊金山、深圳、新加坡、倫敦、東京和洛杉磯。根據調查結果預測，未來15年中國和美國的科技創新中心城市有可能將進一步成為全球頂尖科學家匯聚的焦點。其中，北京最受基礎學科科學家青睞，物理、化學、環境科學和生態學領域科學家支持率均排名第一，上海則獲得了工程技術領域的科學家支持率排名首位。這顯示了兩座城市差異化的科技創新定位特徵和各具特色的創新環境優勢。值得注意的是在醫學和跨學科領域，中國城市的科學家支持率排名較低，一定程度上顯示了中國城市在這些領域的高水平創新平臺機構仍相對不足，領域創新環境對世界頂尖學者的吸引力偏弱。
圖4 未來15年內最有利於頂尖科學家開展科研的城市評價
在關於哪些城市在未來15年中能夠為全球富有潛力的年輕科研人員提供最優發展機會和條件的調查中，深圳以最高的支持率成為最受全球科學家認可的未來青年創新之城，其次是上海，北京支持率處於第三位。排名4-10位分別是紐約、新加坡、舊金山、波士頓、東京、倫敦和洛杉磯。特別是在工程技術領域，中國城市對全球青年科學家的吸引優勢明顯。在未來15年中，北上深將有可能形成集聚全球年輕科技人才的良好態勢。
圖5 未來15年內最有利於青年科學家發展的城市評價
在關於哪些城市在未來15年中最可能湧現高科技創新創業和高成長性新興企業的調查中，北京、上海和深圳依次佔據了前三位，擁有「矽谷」的舊金山和擁有「矽巷」的紐約排在4、5位，排名6-10位的分別是波士頓、新加坡、東京、倫敦和特拉維夫。這一調查結果可以體現全球科學家對於未來全球創新經濟發展和集聚趨勢的看法，同時也反映了科學家們對於城市創新創業環境的評價。
圖6 未來15年內最有利於科技創新創業的城市評價
充分發揮上海正處於科技創新上升期的優勢
加快打造全球創新策源高地
當前全球科學研究正處於集群突破期，前沿技術處於變軌加速期，新一輪科技變革正帶來重大的創新機遇和激烈的全球競爭，世界主要國家、城市都高度重視加強科技創新的前瞻布局，力爭在引領未來發展的關鍵領域贏得先機，搶佔競爭優勢。上海在新一輪中長期科技創新規劃中迫切需要更好把握未來創新熱點，強化自身基礎優勢，提升創新策源功能，優化創新創業環境，力爭搶佔全球科技制高點，把握未來發展主動權。
聚焦前沿重點領域，加強科技創新前瞻部署。人工智慧、量子科技和創新藥物是未來15年全球科技創新領域的重大主題，也是上海具有基礎優勢的重要方向，是戰略性新興產業和高質量發展的重要支撐。建議在上海新一輪中長期科技創新規劃研究和編制中，進一步加強對於重點領域科研投入的系統性、持續性部署。建議參考全球科學家對於各領域創新熱點技術的前瞻預判，結合國家戰略需求和上海自身發展基礎，進一步完善有重點、有層次、分階段推進的中長期科技任務布局，以提高科技投入效率，把握創新發展先機。
強化高水平跨學科平臺建設，打造創新策源湧現地。隨著全球科技創新交叉、融合、跨界的趨勢持續深化發展，諸多關鍵性、顛覆性的創新可能在跨學科領域率先湧現。與發達國家創新中心城市相比，目前北京、上海等中國城市在跨學科研究領域還存在相對的短板差距。建議上海充分發揮科技創新全面性、體制機制創新和開放包容文化優勢，打造高水平、新模式的跨學科前沿研究平臺，加大對於跨學科研究的長期、穩定支持力度，吸引集聚世界頂級學者，開展富有探索性的跨界科研工作，力爭成為學術新領域、科學新發現、產業新方向的開拓者，全球創新策源的引領者。
創建利於青年科研人才和創新創業者成長、發展的良好綜合環境。全球青年科學家和科技創業者對於上海的青睞是上海未來發展中的巨大優勢。但同時上海目前也存在青年人才自主培養體系國際化水平不高，人才培育與重點產業創新需求一定程度上脫節，青年科技人才和創業者落戶、安居困難較大，創業企業成長過程中難以留住等種種問題。建議上海在新一輪科技中長期規劃中應更加重視加強面向未來發展需求，與國際接軌的青年科技人才培養、支持體系建設，進一步強化在人才戶籍、住房保障、創新創業體系建設和中小科技企業扶持等領域的導向性體制機制、政策安排，完善富有活力、充滿機遇的人才成長、發展和創新創業環境，為上海加快建設全球科創中心，實現高質量發展提供有力保障。
[1] 20個城市包括：紐約、波士頓、舊金山（包含聖何塞）、北京、東京、巴黎、洛杉磯、倫敦、上海、首爾、柏林、新加坡、西雅圖（包含塔科馬、貝爾維尤）、多倫多、雪梨、香港、莫斯科、特拉維夫（包含雅法）、深圳、孟買。
免責聲明：本文轉自三思派，作者王雪瑩，上海市科學學研究所副研究員。本文來源於《研究與建議》2020年第23期，系《2020「理想之城」 ——面向2035年的全球科技創新城市調查報告》研究之二。。文章內容系作者個人觀點，本公眾號轉載僅為分享、傳達不同觀點，如有任何異議，歡迎聯繫我們！
轉自丨 三思派
作者丨 王雪瑩
編輯丨 劉瑾
研究所簡介
國際技術經濟研究所（IITE）成立於1985年11月，是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢，為中央和有關部委提供決策諮詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信帳號，致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。
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