【编者按】当下全球科技革命与产业变革正在加速演进，各国都在积极孕育孵化代表新兴科技方向、引领产业升级发展的未来产业，抢占竞争制高点。
中国“十四五”规划提出，要在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。
近来，上海、深圳、浙江等各省市均积极布局未来产业，力图增强发展动能，重塑区域竞争优势。
关于未来，充满着种种可能，何种产业才能堪称未来产业？如何才能为在这场关于未来的竞争中抢占先机？
澎湃科技联合上海中创未来产业研究院特推出“抢占未来产业”专题报道，将通过一线调研等方式深度解读关于未来产业的多个关键问题。
各地在谋划未来产业发展过程中，领域的选择是重中之重，也是规划布局的难点。虽然产业发展有其客观的市场规律，不完全是政府规划的结果，但也不可否认，政府规划的引导对于产业发展的重要意义，从地方支持的角度，总是要对若干相对明确的领域进行重点布局、支持和引导，这既以尊重产业发展规律为前提，客观上也要求当地要形成适应未来产业发展的生态环境，而具体领域的选择本身也应该是一个尊重规律、认识规律的过程，要有一套相对合理的逻辑和思路，也要有相对科学而有效的依据。
有迹可循的未来技术演进基本逻辑
把握未来产业技术方向的内在演进逻辑和驱动动力是未来产业领域选择的基本出发点。从人类技术进步的方向来看，解放和发展生产力是技术进步的核心驱动力，对生命质量、认知拓展、资源永续、空间延展的需求突破是人类技术演进永恒的追求，正是这些需求形成了生物技术、智能技术、能源技术、空天深海技术领域的持续突破，而促进各种要素、各种技术组合，丰富要素、技术的组合性能，释放组合的动力和效率，则又推动了信息技术、材料技术的发展。因此，从这个角度来讲，不管未来产业领域方向如何选择，在大的技术框架范围内，都跳不出未来健康（追求生命更长、质量更好）、未来智能（追求智力极限，提高效率、驾驭世界）、未来能源（清洁高效可持续的永续发展）、未来空间（向深海深空要未来空间）和未来材料（与其他未来融合发展，满足功能与性能需要从而不断突破前沿技术）这五个主要方向。
比如，未来健康，代表了人类对于生命长度、生命质量的永恒追求，正是人类对生命结构的探索推动着生物技术和生物医药产业的发展。从1868年DNA和RNA双螺旋结构的发现，传统生物学进入分子生物学时代；到19世纪70年代基因重组技术的诞生，人类基因组测序成功，生物学进入到系统生物学时代；再到20世纪80年代全球生物制药加速发展，直至21世纪进入繁荣阶段，针对人类各类疾病的创新药物和创新疗法不断突破。展望未来，基因编辑、酶促DNA合成技术成为未来的前沿技术，基因作为一种信息来呈现，生命科学呈现生物学、数学、化学、材料科学、工程科学、信息科学多学科的交叉融合，合成生物被认为是以基因组设计合成为标志的第三次生物技术革命，而生物技术和信息技术的融合将推动脑机接口等类脑智能技术的发展，也构成了未来健康颠覆创新的领域。
未来智能，人类对智力极限的追求永无止境，一直在探索如何解放人的双手和大脑能量，释放劳动能力、突破人类认知，提高效率和动力，提升人类对于世界的认知和掌控能力。从1843年到20世纪60年代人工智能的起步，当时人工智能停留在“符号人工智能”，局限性比较明显；到20世纪80年代推动应用，机器学习开始探索各类不同的学习策略和学习方法；再到20世纪90年代至2010年，互联网技术推动人工智能技术的创新应用持续深化；2011年开始人工智能进入蓬勃发展期，诸如图像分类、语音识别、无人驾驶等人工智能技术实现了重大的技术突破。展望未来，算力和算法的突破依然是决定人工智能高度与深度的底层技术，而生成式AI（基于超大模型的训练与计算）、通用型AI、云网端融合、多模态未来网络等将成为重要的前沿方向。
未来能源，对资源能源可持续的利用、对清洁高效能源的挖掘是人类技术进步的又一重要路径。人类历史上经历过多次重大能源变革，从最初人类对火的控制和利用，到农业文明时代的燃料、风力和水力，再到化石能源的开发和利用，接着是天然气的开发利用，19世纪中叶电力的发明是人类历史上又一次重大的能源变革与进步，到20世纪下半叶核裂变展现了核能的威力，可以清晰地看到能源技术演进的变迁。展望未来，减少对化石能源的依赖、替代为可持续的清洁能源是推动能源技术演进的核心方向，基于此，氢能、可控核聚变都成为引领未来的能源技术方向，同时，新型储能作为平滑光伏、风能等可再生能源发电稳定性、安全性、持续性以及降成本的核心解决方案，也成为未来能源赛道中的新引擎。
未来空间，代表着人类对生活空间、深海空天资源利用的突破，也是人类技术进步的重要方向。人类对深海太空的探索也经历了一个漫长的演进过程，1783年法国一位历史学家和一位侯爵实现了人类第一次气球载人飞行；到1903年莱特兄弟发明了世界上第一架飞机，之后是发动机产品的不断迭代创新；到1961年前苏联实现了第一颗载人飞船飞上太空，成为人类太空技术的又一大突破；1969年人类首次登上月球，之后开始对火星、金星、木星等各类卫星的探测。展望未来，对更广阔空天和深海资源的探索是未来空间技术创新的核心动力，新型垂直起降飞行器、太阳轨道飞行器、卫星互联网、无人飞船等成为前沿技术方向；而深海方面则主要是深远海的船舶及海工装备、采矿装备等成为重要方向。
未来材料，材料是其他产业发展的基础，材料技术的演进衍生于其他产业对材料的需求，人类材料发展的历史，也是人类生产力进步的历史和人类社会发展的文明史。从早期历史的石器时代、青铜器时代和铁器时代，后面出现陶瓷材料，大工业发展带动金属材料的跨越发展，而轻工业的发展则带动了工程塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂的应用，后续合成高分子材料的问世形成了完整的材料科学。展望未来，材料技术总体的走向与新兴和未来产业的发展需求紧密相关，核心在于材料性能的适应性突破，适应于耐高温、高寒、极限制造、弹性柔性、多领域融合以及智能化中的应用，基于此，类似于高温超导材料、光子芯片、类脑芯片等新一代半导体材料，碳基新材料和高性能纤维材料、膜材料成为代表性的前沿技术方向。
以上方面，也是上海提出五大未来产业集群的基本出发点，以面向人类进步、面向认知拓展、面向资源永续、面向空天深海、面向性能突破“五个面向”，构建未来健康、未来智能、未来能源、未来空间、未来材料“五大未来产业集群”。在这样的边界框架下，各地可以结合自己的资源禀赋、创新能力和产业基础，进行细分领域方向的选择，而实际上目前已经出台未来产业意见或计划的地方，在具体领域方面也都没有偏离这些基础的方向。
把脉未来产业的重要参考有哪些？
地方在具体的产业领域选择方面，可以充分考虑落实国家战略要求，借鉴参考国际权威报告的前沿技术跟踪预测、世界主要国家未来产业相关战略，并结合自身产业基础进行布局。
首先，充分考虑落实国家战略。习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会上的讲话中，提及了全球前沿技术方向，包括以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术；以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域；融合机器人、数字化、新材料的先进制造技术以及以清洁高效可持续为目标的能源技术。我国国民经济与社会发展“十四五”规划明确提出，“在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。”
其次，要对标国际前沿技术趋势，综合Gartner曲线技术预测、阿里达摩院科技趋势预测、腾讯研究院科技前沿应用趋势预测、百度研究院科技趋势等报告涉及的未来产业，这里面涉及了基因编辑、脑机接口、通用AI、AI for Science、大模型计算、虚拟现实和增强现实、硅光芯片、全域隐私计算、云网端融合、固态电池、纳米材料、数字孪生、空天技术等方向。
另外，大国科技的战略博弈焦点也是可以考虑的一个维度，我们看到近年来，美国、英国、德国、日本等科技强国纷纷通过制定国家层面的发展战略，争相布局面向未来的关键技术领域。从全球未来产业领域分布来看，主要集中在智能、低碳、健康三个方面。智能体现为各国在半导体、人工智能、量子技术、下一代通信技术、超智能社会、先进计算技术、脑神经信息、虚拟和增强现实等未来产业群的部署；低碳体现为各国在新能源、生物能源、绿色交通、氢能、低碳工业、低成本核能等未来产业群的部署；健康体现为各国对未来医学、未来医院、生物信息学、生物安全等的布局（世界主要国家未来产业发展部署与启示，周波等，2021年）。
另外国内也有很多省市提出了未来产业布局的方向，如深圳2022年出台《关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见》重要政策文件，提出了合成生物、区块链、细胞与基因、空天技术、脑科学与类脑智能、深地深海、可见光通信与光计算、量子信息等八大未来产业；浙江近期发布的《关于培育发展未来产业的指导意见》中，提出布局未来网络、元宇宙、空天信息、仿生机器人、合成生物、未来医疗、氢能与储能、前沿新材料、柔性电子等9个快速成长的未来产业，探索量子信息、脑科学与类脑智能、深地深海、可控核聚变及核技术应用、低成本碳捕集利用与封存、智能仿生与超材料等6个领域的潜力未来产业；南京出台《加快发展未来产业六大专项行动》，明确了新一代人工智能、第三代半导体、基因与细胞、元宇宙、未来网络与先进通信、储能与氢能作为重点领域，等等。
这里需要补充强调的是，由于未来产业前沿技术的突破性、颠覆性创新要求，以及未来产业发展的不确定性，均对各地发展未来产业的条件环境提出了更高要求，未来产业不应该、也不可能在各地全面开花，未来产业也更加不是“选择出来了就能够发展起来”。一方面，各地可以通过构建覆盖高校资源集聚度、优势学科匹配度、创新平台支撑度、领军人才领先度、代表企业先进性、创新产品突破性“四度两性”，来客观评价自身发展布局未来产业的基础，对未来产业布局方向做出相对理性的选择。另一方面，相比领域选择更为重要的，则是营造良好的环境与生态，为未来产业的种子茁壮成长提供土壤和空间，让未来产业可以在自由宽松的环境中健康发展。同时，未来产业发展绝对不可能一蹴而就、短期见效，需要坚持“坐冷板凳”和“孵化培育”的思维，久久为功方能取得真成效。
