问题

如何看待科技部向全社会征集颠覆性技术研发方向?你有什么脑洞呢?

回答
科技部向全社会征集颠覆性技术研发方向是一项极具前瞻性和战略意义的举措。它意味着国家希望打破现有技术框架的束缚,寻求那些能够从根本上改变生产方式、生活模式甚至思维方式的“黑科技”。这既是对创新驱动发展战略的深化,也是对未来国家竞争力的布局。

如何看待这项举措:

1. 战略层面的重要性:
抢占未来科技制高点: 颠覆性技术往往是引领下一轮科技革命和产业变革的关键。通过征集,国家希望能够提前洞察并支持那些可能改变世界格局的技术萌芽,避免在关键时刻被“卡脖子”或落后于人。
激活全社会创新活力: 将颠覆性技术的研发方向开放给全社会征集,打破了科研机构和大型企业的垄断,能够汇聚更广泛的智慧和创意。普通民众、初创企业、高校科研人员、甚至跨学科的爱好者都有机会贡献自己的想法,形成“百花齐放”的创新局面。
引导资源向关键领域聚焦: 颠覆性技术往往具有高风险、高投入、长周期等特点,并非所有项目都适合市场化运作。政府通过征集并筛选,可以识别出真正具有潜力的方向,并有望通过政策支持、资金投入等方式引导资源向这些领域倾斜,为这些“星星之火”提供成长土壤。
培养颠覆性思维和文化: 这个过程本身也在培养整个社会的创新意识,鼓励人们跳出思维定势,敢于想象、敢于挑战权威、敢于拥抱未知。

2. 挑战与机遇并存:
识别的难度: 颠覆性技术最大的特点就是“未知”和“非连续性”,它不像渐进式技术那样有清晰的演进路径。如何准确识别那些真正具有颠覆潜力的方向,而非仅仅是“新奇但无用”的想法,将是一大挑战。这需要强大的专家评审体系、前沿趋势判断能力以及对科学原理的深刻理解。
实现的风险: 颠覆性技术的研发成功率本身就很低。即使方向被选中,也可能因为技术瓶颈、资源不足、人才匮乏等原因而失败。如何平衡风险与回报,以及如何提供持续且灵活的支持,是关键所在。
落地与转化: 即使技术取得了突破,如何将其转化为实际应用,形成新的产业,造福社会,也是一个巨大的挑战。这需要与产业界、资本的紧密结合,以及有效的政策引导和市场培育。
机遇在于打破壁垒: 这项举措最大的机遇在于能够发现那些被传统思维或现有体系所忽视的创新火花。也许一个来自非专业领域的奇思妙想,恰恰是颠覆的关键。

我的脑洞:

在思考颠覆性技术时,我喜欢从“人类最根本的需求”和“最前沿的科学猜想”出发,结合对未来社会发展趋势的观察。以下是一些我可能提交的脑洞方向,并尝试进行详细阐述:

脑洞方向一:可编程生命物质(Programmable Biological Matter, PBM)

核心理念: 将生命体或其基本组成单元(如细胞、蛋白质、核酸)转化为可以像数字代码一样被编程、设计、组合和控制的“生物性构件”,从而实现前所未有的功能。这不仅仅是基因编辑的延伸,而是对生命物质的“硬件化”和“软件化”。

详细阐述:

1. 基本原理与技术设想:
生物数字接口: 开发能够将数字信息(指令)高效、准确地转化为生物化学信号(触发特定基因表达、蛋白质合成、细胞行为)的接口技术。这可能涉及先进的DNA计算、RNA干扰、蛋白质工程、甚至直接的电化学或光学信号与细胞内部信号通路耦合。
模块化生物组件: 设计高度标准化、功能可预测的生物模块,例如:
“传感器模块”: 能够识别特定化学物质、物理信号(温度、光照)、甚至其他生物标记物,并将其转化为可控的输出。
“执行器模块”: 能够响应输入信号,执行特定任务,如合成特定蛋白质、分泌特定化合物、改变形态、进行细胞分裂或凋亡、形成特定结构等。
“逻辑门模块”: 能够根据输入的信号组合,执行逻辑运算(AND, OR, NOT),从而实现更复杂的生物计算和决策。
生物“操作系统”/“开发环境”: 开发一套类似于计算机操作系统的软件平台,允许科学家和工程师以图形化界面或编程语言设计、模拟、调试和部署生物程序。这可能涉及专门的生物信息学工具、基于模拟的验证以及高通量自动化合成与测试平台。

2. 颠覆性潜力与应用场景:
精准医疗的终极形态:
活体药物生产与输送: 设计能够在体内根据检测到的生物标志物自动合成并按需释放特定药物(如胰岛素、抗癌药物、免疫调节剂)的细胞。它们就像微型的“活体制药厂”。
体内疾病诊断与修复: 部署能够识别早期癌症细胞、清除病原体、修复损伤组织(如心肌细胞、神经细胞)的PBM。例如,能够主动寻找并消灭癌细胞,同时分泌促生长因子修复受损区域。
个性化疫苗与疗法: 根据个体的基因组和肠道微生物组信息,实时设计和生成体内反应的疫苗或治疗性生物制剂。
环境治理与可持续发展:
生物降解与污染物清除: 设计能够识别并高效降解特定塑料、石油泄漏物、重金属离子甚至二氧化碳的工程微生物群落。它们可以部署在污染区域,进行生物修复。
智能农业: 开发能够与植物共生、根据土壤湿度、养分状况、病虫害信息自主调节生长、固氮、提供养分的“智能根系”或“土壤微生物群落”。
生物制造的革命: 以前所未有的效率和精度制造复杂生物分子(如新材料、高性能酶、新型生物燃料)、甚至直接“打印”活体组织和器官。
信息存储与计算:
生物传感器网络: 在环境中部署大量的PBM传感器,形成分布式监测网络,实时采集和处理环境数据,并以生物信号的形式进行汇总和通信。
活体计算: 利用PBM的逻辑门功能,构建能够在生物体内进行复杂计算和决策的“活体计算机”。

3. 面临的挑战:
生物安全性与伦理问题: 如何确保PBM不会失控、不会产生不可预见的副作用,如何管理其在自然界中的传播和影响,以及如何应对相关的伦理争议(例如,是否涉及“创造生命”)。
技术成熟度: 目前在生物数字接口的精度和效率、生物模块的稳定性和可预测性、以及生物操作系统的开发等方面还有巨大的鸿沟需要跨越。
工程化与规模化: 将复杂的生物系统转化为可大规模生产和部署的工程化产品,需要跨学科的整合能力。

脑洞方向二:通用量子物质重构器(Universal Quantum Matter Reconstructor, UQMR)

核心理念: 掌握操控物质基本构成单元(夸克、电子等)并根据任意设计图纸在宏观尺度上精准重构物质的能力。这将是比3D打印更根本、更强大的物质制造方式,可能颠覆能源、材料、制造、甚至物理学本身。

详细阐述:

1. 基本原理与技术设想:
量子态操控技术: 发展能够精确控制并操纵单个基本粒子的量子态(如自旋、动量、能量)的超高精度技术。这可能涉及先进的激光冷却与囚禁技术、超导量子比特操控、高能粒子束的精确瞄准与注入等。
量子信息与物质形态的映射: 建立一套理论框架,能够将宏观物质的性质(如硬度、导电性、颜色、形态)精确映射到其构成粒子量子态的组合与排列方式。类似于“量子蓝图”。
物质“分解”与“重组”机制:
分解: 将现有物质分解为基本粒子或基本粒子束,并保持其量子信息。这是一个极其困难的过程,可能需要极高的能量输入或独特的物理原理。设想一种“量子解构场”或者“信息提取器”。
重组: 将解构后的粒子,根据“量子蓝图”中的信息,在指定的三维空间内,以原子或亚原子级别进行精确排列和键合。这可能涉及强大的能量场引导和量子纠缠辅助。
能量约束与信息载体: UQMR的运行需要巨大的能量来操纵基本粒子,并有极强的信息处理能力来存储和传递“量子蓝图”。

2. 颠覆性潜力与应用场景:
按需制造与零浪费:
终极的3D打印: 不仅能制造任何形状,还能制造任何已知或未知的材料。例如,直接从空气中的原子或从废弃物中“打印”出高性能合金、稀有元素、甚至具有特殊量子性质的材料。
材料即时再生: 手机坏了?直接将旧手机分解成基本粒子,然后按照新手机的蓝图重新组装。极大地减少资源消耗和环境污染。
能源的颠覆:
反物质与核聚变燃料制造: 如果能精确操纵基本粒子,理论上可以制造和储存反物质作为终极能源,或者直接合成核聚变反应所需的特定同位素燃料。
高效能源转换: 制造具有完美能量转换效率的材料,彻底改变能源传输和储存方式。
空间探索与改造:
就地取材: 在月球、火星甚至小行星上,直接利用当地的元素(如硅、铁、碳)作为原材料,按需制造生存所需的一切,包括住所、工具、食物(通过生物物质重构)。
星际旅行的加速器: 直接在太空中按需制造飞船组件、燃料或维修零件。
科学研究的飞跃:
模拟宇宙的极端条件: 制造具有特殊量子态的物质,用于模拟黑洞视界、早期宇宙的极端物理条件等。
量子计算机的构建: 直接制造出完美无瑕、稳定性极高的量子比特和量子线路,加速通用量子计算机的实现。
理解物质本质: 通过精确操纵基本粒子,深入理解力的本质、时空结构等基础物理问题。

3. 面临的挑战:
物理学基础的突破: 目前的物理学理论可能不足以完全支撑“量子物质重构”的操作。需要对粒子间的相互作用、量子信息的保存与传递、能量守恒与物质转化等有更深刻的理解。
能量与信息处理的规模: 实现宏观尺度物质重构所需的能量和信息处理能力将是天文数字级别的,远超当前任何技术能力。
安全性与控制性: 操纵基本粒子是极其危险的。一旦失控,可能产生灾难性的后果。如何确保绝对的安全和精确控制是首要难题。
伦理与社会影响: 彻底改变了物质的获取方式,可能引发巨大的社会结构、经济模式甚至价值观念的变革,需要审慎对待。

这两个脑洞都属于极具挑战性、需要基础科学重大突破,但一旦实现将对人类文明产生颠覆性影响的技术方向。科技部的征集正是一个鼓励人们思考这类“不可能”但“或许可能”的方向的绝佳契机。我更倾向于第一个脑洞,因为生物工程和信息技术的结合,相对来说,其路径的“可控性”和“循序渐进性”比操纵基本粒子的物理学方向更易于设想和实验验证。

网友意见

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脑洞?


外国人可以用的免费有后端的方案:

github,clourdflare,vercel,netlify……

而因为各种各样神特么诡异的原因,

中国人可以用的免费的能起步的后端方案:




就这,还想要脑洞?

我之前去咨询过一些开公司的事情。

没有去过的人永远不会想到,在这片神奇的土地上,你要去创造一点什么,是有多难。

上海已经是非常非常非常非常先进的城市了,

政务上给上海人民的方便,是大多数国内其他城市无法比拟的。

甚至开公司,上海都号称一网通办。

但是,当你真的去办的时候,你会发现一个问题。

那就是,一网通办你是办不下去的。

我不知道怎么形容,你就是办不下去的。

有点像老年人去医院用自助系统一样,

每个步骤每个按钮每个字你都认识,

但他们并不知道要按什么。

一网通办也是一样。

不信你去试试,点着点着,你就卡主不知道选什么填什么好了。


而且,创办以后交税怎么办?

我暂时只想要一个空壳子不交税可以吗?

我可以跟美国人一样,一个车库拉一个项目出来吗?

不知道。

不知道。

你还是不知道。


你必须出门,走过去,到柜台上,逮住一个人,

对着他不情愿的面孔,问一个小时,可能才堪堪把证办下来。

税?不好意思,他一网通办就到这里了,后面的事情是你企业经营的问题。

谁让你要一个人开办一个企业呢?

就这,叫扶持中小微企业?

中小微企业要的是你的贷款吗?

笑。

连上海的民间创投门槛都一定要你出点血……

就不详细说别的地方了,随便一个农村等边缘地区,

你有戴森求黑科技都没用,村霸路口一栏,你赚来的都是他的。

一定要打比方的话,相当于他有枪你有钱,那么你的钱就是他的钱。

就这大环境……

满嘴都是给你成长的空间,扶持中小微企业,

实际上是因为被逼着出血绝大多数本来被扶持一下就可以带个中小微企业的人,

连从零开始成长的机会都没有,你的战斗力必须从100开始。

战五渣就滚回去下产线。


这种大环境,还想向社会征集颠覆性技术方案?

是嫌骗子不够用了吗?

整天就会掩盖没有流动性的事实,

整天只会把钱硬贷给中小微企业,

人家要贷款1000万,偏要批2000万,剩下1000万存回来,不这么干就不批,牛逼大发了中国人。

就这……

征集你妹征集。

总是气得无法用语言形容。

========

又想到当年参加加盟展时候,

一些满脑子想发财的人满脸红光的凶恶模样了……

创业不应该是这样的,

但在我国,只能这样,因为你几乎没有别的路走。

创业本来是可以很平缓的,

业余时间的小爱好,小爱好变成小事业,小事业颇具规模,创业融资扩大生产……

但在我们这里,业余时间不可以有小爱好,你也别想有小事业,想创业?

好的请把你的脑袋放到裤腰带上去先。

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2020年,国家自然科学基金,总额是295亿元。

2020年,用于芯片生产、攻关,被骗的钱,某个项目就是千亿。(也算是颠覆性认知)

1958年有过大炼钢铁运动“据后来统计,1958年仅炼铁补贴一项,国家财政的支出就高达40亿元,超过当年财政总收入的1/10。”(也是很颠覆)


把这些钱钱,让受过教育教育,脑子正常的人们,能像张益唐那样,安心生活,有创造力的空间,才能创造出颠覆性技术。不然,各种怪事只会一遍遍颠覆我们的认知。

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HIT、左磷右锂钠离子、氢燃料电池、第三代半导体、量子通信。

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什么,还真有人以为会有CDARPA?

苏联那边举国体制最后的结果是搞出一个编制员额达到100万以上,包括5000个科研机构的超级科学技术综合体。中科院系统六千博导在苏联这个科研方面军面前那就是个弟中弟。100万人什么概念,朱可夫的白俄罗斯第一方面军也就一百多万人。这玩意儿的头头相当于天天指挥一个白俄罗斯第一方面军在搞科研。

从苏联国家科委,从苏联科学院到十四个共和国科学院再到6个部门科学院,这个科研莫斯科第一方面军和新西伯利亚第一方面军可以说几乎垄断了苏联的科研经费。

为什么说是几乎?因为他们垄断的科研经费也只是苏联国家科研经费的不到20%,剩下80%实际上全被军事工业综合体吃掉了,从坦克的装甲钢到动员兵的裹脚布,全都要钱搞研发。

科技部敢发这个文,说明

第一,军队的科研经费已经码放整齐了,外人不要想了

第二,政府的科研经费也已经按照名单和优先级顺序分好了

剩下就是企业掏钱,买服务了。知识分子还是要养的,财政出不起就企业出钱养,不养就税收歧视。不知道有知友申请过高新技术企业认定么,猜猜都什么条件?

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警惕新时代的水变油。

分享一则旧闻。

王洪成,男,1954年8月20日出生。他出生于东北,只念过四年书,养过猪,学过木匠,也当过兵,后来是哈尔滨公共汽车公司的司机。

1984年3月,王洪成宣布发明“水变油”,在四分之三的水中加进四分之一的汽油,再加进少量配置的“洪成基液”(或称“水基燃料膨化剂”)就可以变成“水基燃料”,一点即燃,热值高于普通汽油、柴油,且无污染,成本极低。

这项“发明”受到不少权威人士肯定,被全国几十家新闻媒体的炒得火热。一个部队企业专门为此办了一个公司,有300多家乡镇企业拿出上亿元资金给他搞共同开发,把他当成财神爷。王洪成获得了数以亿计的钱财。

哈尔滨工业大学曾组织了水变油的鉴定会,参加鉴定的有哈工大和吉林大学的博士生导师等一批专家,哈工大校长和党委书记先后两次给中央领导写信,非常诚恳地说明水变油是可信的,请求中央领导密切注意此事,希望能够立项,尽快组织研究,使这项重大发明造福国人。

新时代的水变油是什么?

纳米首当其冲。

我们进步太大了,骗子也越来越隐蔽了,还有各种正儿八经的title了。

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前两年看到什么“揭榜挂帅”,“不唯论文”,“颠覆性技术”这类可能还会兴奋一下,以为上层终于有决心在科技体制上做出改变了,以为要和DARPA看齐了。

果然还是想简单了。

“揭榜挂帅”其实就是企业没钱养研发部门,于是财政希望企业出钱出需求,然后高校拉横向;

“不唯论文”其实就是你海归青椒没靠山的,即使你文章比土著好一截也有理由不给你项目;

“颠覆性技术”估计就是现在项目验收越来越严格,落地要求越来越高,头部需要一些验收宽松些的“颠覆性技术”软项目,“不要提成果,提就是突破技术封锁,提就是百亿市场,提就是潜力”。

更不要说什么支持女性人才计划这类谜之操作,闭眼睛也知道内部什么操作手法,扒三代估计都能扒到院士副校长的老公父亲爷爷。

简单来说,这圈人“绝大多数”只有利益,早已没了上一代的情怀,借着科技战名头要拨款而已。

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意思是科技部已经连脑洞都不够了?你们干什么吃的?

亏我们还使劲帮你们怼民科,合着就这?

真的是到了一个魔幻的时代。

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这个就是给申请不到经费的小项目科研人员的找出路用的,不是给你跳大神搞宣传用的。

上面的答主也不要嘲讽。科研经费从来都是层层批复,最基层都是湿一块、旱一块,从来没有大水漫灌的时刻,除了提升项目级别,根本没法多拿经费。

首先,这个意见征集就是给既有的项目提升级别的直接途径,可以改变现有科研项目级别顺序,向有潜力的创新项目优先倾斜。这点对国家科技创新、资源节约有用。

其次,可以重新立项,走双重路线,有的项目实施过程中有新的技术需求或新的发现在原有项目经费里面是得不到支持的。有人说,可以原来项目做完继续申请啊,可是大的工程项目牵扯太多人、太多单位,实施项目中会可能出现新技术、新理念,这些新技术、新理念的荣誉利益当归属发明创新人员,不能让其他人和单位摘桃子,打击基础科研人员积极性。

最后,这种运动形式的管理形式 ,就是一阵风,要吃肉的趁早,池子捞干了、审批官僚了以后路径就又堵死了。

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对现在的体系失望的结果。

大量经费投进去,变成论文生产机。

论文很多,有用的不多。

这次重点是企业,基层。让这些地方提需求。

科技部安排项目。

至少做点有用的项目。

现在有用的项目基本是企业自己干的。

但是,企业干要考虑成本收益,无法长期持续投入。

研究机构拿论文换钱,当然选容易发文章的东西。

而真正的科研是需求拉动的,青蒿素是为了解决迫切的放疟需求立项的。

结果反而拿了诺奖,更关键的是达到了研究的目的。

而看研究的过程并不复杂,肯投入人力物力,在中医典籍中找古人实践。筛选物质,做试验。

如果今天的制度,可能研发人员也就去写论文了,没人去找药。

有1000人研究材料论文,发一堆100年没用的东西。

不如财政花同样的工资,让这1000人尝试各种方向研发一种急需的新材料。

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我来提一个

上帝说,要有光,于是有了光。 麦克斯韦说要有电磁波,于是有了电磁波。自从赫兹实验发现电磁波,人类使用电磁波已经有上百年的历史,不同波段的电磁波也深入到人类生活的方方面面,4G,Wi-Fi,GPS各自使用不同的频段为人类服务,但有一个波段却迟迟不能被人类有效的使用。那就是太赫兹电磁波,太赫兹的频率很高,通常从100GHz到10000GHz。而我们平时使用的Wi-Fi频率才仅仅2.4GHz。

太赫兹电磁波很有用,能让网速提高100倍,据说华为的6G网络技术想用太赫兹技术。能穿透纸张衣服来成像,能够检测爆炸物,能够用于生物研究。如果能突破绝对是颠覆性的技术。但是太赫兹迟迟没有广泛使用。

现在太赫兹无法广泛使用最主要障碍就是缺乏高效的太赫兹光源。传统的微波技术收到放大器截止频率的限制,输出效率随着频率升高快速下降。传统的光学技术如量子级联激光器,收到热噪声的影响,必须要在低温工作,而且效率随频率下降快速下降。这样就使得从100GHz到10000GHz并没有高效的太赫兹光源。这个没有高效光源的频段就被称作太赫兹间隙terahertz gap。在科研领域,发射太赫兹的办法不少,如自由电子激光器,太赫兹返波管,但是设备往往都很巨大或者需要低温工作。这些都极大的限制了太赫兹的应用。

但...

但这个领域已经很多年没有真正的突破了,明明最重要的是太赫兹光源的功率问题,高功率的太赫兹光源是限制领域突破的核心问题,但据我观察,并没有多少人真正去啃这个难题。相反,太赫兹+石墨烯,太赫兹+二维材料, 太赫兹+meta material做各种滤波器,已经不知道灌了几万篇论文了。

所以真正的问题,是没人知道颠覆性技术的方向吗?

真正的问题是没人能沉下心啃硬骨头,大家的想法都是灌个水就跑。

真正的问题是需要长期钻研的难题,往往得不到自助拿不到基金。

真正的问题是钻研长期科研难题的人,往往在现有的科研环境下无法生存下去。

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科学不能靠脑洞来提升,美国之所以科技先进,是因为其持续庞大的研发投入的结果。我国在研发投入方面跟美国比还是弟弟。比如航天,我们投入的研发资金不够NASA塞牙缝,当然存在巨大技术差距是非常自然的事情。

战斗机,有消息说F35研发经费花了4000亿美元,我国的F20研发据说是300亿元人民币,就是50亿美元左右,只相当于美国的1/80。我不是说美国花钱多就是好,但是对比下我们在研发上的投入真不算多。

比如V22鱼鹰倾斜旋转翼直升机,从80年代开发,研发了35年,投入了2000亿美元研发,其耗资之巨,时间之长都是匪夷所思的。

我不是说美国人这么大手笔花钱就是好的,但是科研无捷径,我们真的缺少这种大手笔的大项目。

所以,总想着弯道超车不好,想走捷径,最终都会比正常走的更慢。想不花钱、花一点钱就能超越美国的科技,不太现实。

另外,别总想搞高上大的东西,别忽略了普通不前卫的领域,我国很多基础层面还很落后,比如农业和畜牧业。

2012年中科院一份报告称我国的农业劳动生产率只有美国的1%,2021年改善了多少?我觉得有限,我觉得农业投入的资源太少,不想办法提高一下吗?

我国草原面积是可耕地面积的3倍,比印度的国土面积都大,不想办法充分利用一下,为国民提供更多优质蛋白质吗?

澳大利亚草原面积和中国差不多,但是澳大利亚养了2700多万头牛,中国只有它的零头,700多万头,同时澳洲还养了1亿多头羊。对比起来,我国的畜牧业差距很大。

电子行业我们天天喊光刻机,但是最基本的电阻电容都是从日本、台湾进口的。国家会去扶持这些看上去不高上大的行业吗?

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提高科研人员待遇,提高科研经费投入,提高基础研究水平。

科技部向全社会征集颠覆性技术研发方向,只能说明科技部不懂科技。

不好好把欠的债补上,扎实的搞基础研究,而是天天想着投机取巧,弯道超车,真是没救了。


你们知道有见识的欧美人怎么看中国未来吗?

如果中国舍得投入教育和科技,全世界都无法阻挡。因为中国人智商不差,又很勤奋,人口又足够多。一旦钱到位,假以时日,谁都不是对手。

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我觉得国家能重视科技是一个特别好的现象

让我觉得颠覆的是把现有的科技和工业体系建设好

很多卡脖子技术能够解决就已经能够“颠覆”工业界了。

去聆听真正能够提出基础研究痛点的专家的建议,尝试解决基础研究落地到应用研究的一些问题和难点,就是颠覆的技术研发方向。

可能很多人都认为颠覆性的技术就是提出一个别人都想不到,只有自己能想到的方向。但我觉得能够做到大多数人都能想到,但却没有人真正去做的方向才是重要的。

所以我觉得重要的不是有非常多从0到1的想法,而是把已有的想法落地,把一些已有的小众的方向变成通用的方向、很难做的方向但是有可能实现的方向做出来就是颠覆性的。

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提名人造子宫,可以解决关于人口出生率问题的担忧。

属于:重大,颠覆性,可以大力出奇迹的工程学科(感觉比“50年梗”容易些)。

这两年,人口问题可以说是从国家到大众都关切的问题,无论是开放三胎,还是社会抚养,以及打击影响生育的措施,比如补课之类的,都是希望提高生育率。

因为生育率下跌,有一个可能的重大风险是经济下行。

所以挽救生育率是个重大议题。

但是从各国历史来看,生育率一旦下滑就面临一个很难恢复的状况,因此,要拯救生育率,那么就要解决生育问题。

人造子宫就是如此。

今年,nature上发表了一篇关于人造子宫的研究,这是这个领域目前最前沿的内容

整个研究过程是这样子

在这个过程中,成功的让囊胚发育到了一定的阶段(小鼠胚胎六天——大约是妊娠的三分之一时长)

你甚至可以看到一些器官开始发育了,包括心脏、胃、头部和四肢。

而且,这种仿真程度已经和正常的胚胎很接近了,这一点是很关键的,你不能用人造子宫培育出个怪胎吧。

通过组学研究,发现,人造子宫发育和正常子宫发育,很接近(完全一模一样是不可能的ll,可以参见E图,基本上细胞图谱能够聚到一起。)

那么,估计有人好奇,这个人造子宫啥样子呢?

em,这个人造子宫长这样子

不过,这背后,是许多复杂的设计

整个系统可以一图概括如下


人造子宫的本身是模拟人的子宫,但是这一套系统,有许多复杂的内容。

首先是温度控制,目前没问题。

其次是空气控制,要知道,子宫内得氧气和废物排除和空气并不一样,需要精准模拟,既包括成分,也包括压力之类的。

第三是营养和激素控制。

这一点是目前最难得,就是在胎儿发育过程中,需要不同时期调节不同的营养和激素,目前由于本身对于胚胎研究的制约,导致我们并不确切的清楚每一个时刻的需求,我们只能大体知道某些阶段的这些需求,因此这一步也是目前急需解决的,比如发育到某一天的某一刻,应该给予什么样的营养问题。


但是我相信在现在的科学支持下,如果大力去投入,可能未来十到二十年能够解决这个最大的难题。

那么,目前,试管婴儿已经成熟了,结合人造子宫。

那么将彻底解决人类的生育问题。

现在一对夫妇往往只生育一胎。

可是从精子卵子角度。

精子:无限供给

卵子:女性一生有几百颗,大部分没有受精最后形成了月经。

可以说,未来,如果把人造子宫彻底打通了,那么生育将不再是问题。

有人想生娃了,预约到医院,女方打一针,排卵子,然后男方提供精子。

接下来就等着收孩子就行了(em,怎么感觉怪怪的呢)


人造子宫这个领域属于偏工程领域,为什么不提科学方向,是因为科学方向很难设定一个未来,就比如物理上的两朵乌云问题。

但是工程问题是基于现有科学认知来突破工程问题,是可以大力出奇迹的,就比如,目前如何知道胎儿发育每一个节点的营养激素需求呢?大力做呗,投钱就能砸出来这些数据,这样按照具体数据去给人造子宫提供,只要投入足够大,能够精细化到每一秒(想象一下火箭发射的精确)。

至于生育之后的抚养问题,这个其实既然现在很多家庭有保姆、奶妈,那么某种程度上,解决这些问题,社会化抚养是可以实现的。


ref Aguilera-Castrejon A, Oldak B, Shani T, et al. Ex utero mouse embryogenesis from pre-gastrulation to late organogenesis[J]. Nature, 2021, 593(7857): 119-124.

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如何实现人脑义体化。我已经琢磨一周技术路线了。考虑到步子不能迈太大,目前需要解决的问题是,电刺激一个微米级颗粒,如何让这个颗粒长出触手。。。。。。

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既然是脑洞,那我觉得为响应国家开放三胎,产业升级,提高劳动生产率,应对老龄化少子化危机的号召,应该大力研发颠覆性劳动,生育及养老技术,这里提出几个:

1)高效睡眠药物

服用药物,每天睡20分钟即可替代以前6小时以上的有效睡眠,这样便可以通过缩减睡眠进一步提高劳动时间,降低996制度的推行阻力,推动产业发展

2)多精子同步入卵技术

怀孕一次便可生三胎,强力提高生育率,降低少子化风险

3)妊辰催熟技术

将十月怀胎缩短至十日,降低生育成本,从怀孕时间对西方国家进行弯道超车

4)中老年妇女适孕期延长技术

让40岁以上的妇女也可以放心生宝宝,释放60后70后的生育意愿,打造高龄产妇红利

5)高强度人工辅助骨骼

让80岁的老人也能拥有像20岁小伙子那样体力,可以继续工作,变老年负担为人口红利,不给国家和社会添麻烦

6)抗疲劳技术

在工厂建筑工地等长时间工作不会再感觉到疲劳,维持中国“基建狂魔”和“世界工厂”优势

7)中文能力脑部注入技术

中文能力可直接服用靶向药注入脑部,让非洲国家的移民来到中国迅速拥有母语级中文能力,成为新的人口红利来源,助力中国经济发展

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我其实有点奇怪科技部为什么会搞这么一个公开的“颠覆性技术研发方向征集工作”,按理来说这方面只有直接咨询有关专家才行,否则普通人的最大问题是不能准确理解什么是“颠覆性工作”,乱开脑洞并不算“颠覆性工作”。

我觉得有两种可能,一种是想打破传统的学术利益格局,毕竟学术圈太小了,有很多不符合圈子里利益的一些想法和声音没有太多机会上去,所以索性用这样一种全面征集意见的方式,把一些以前容易忽视的声音都收集起来。

第二种主要是想把科学-技术-市场联系起来,获得更综合一些的声音。看它的描述“此次征集工作瞄准经济社会高质量发展的重大科技需求,强化问题导向目标导向,突出颠覆性技术突破性产业变革性巨大市场潜力等特性,重点征集可能在未来一段时间内产生重大突破,并能够带来产业升级换代或具有巨大市场潜力的颠覆性技术。”按这种描述来看,追求的科技就并不是基础科学层面的,而是带有明确的经济需求和产业需求。这种方向可能不能单纯从学术界这里得来,也需要一些更综合性的来源。

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希望能直接往GPU上插RAM

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科技要发展,要跨越式的、颠覆式的发展,才会带来新的科技革命,才会带动上下游高新产业的发展,才会带动经济大幅度的,长远的发展。换句话说,科技跨越式发展了,你我就都能躺着挣钱了

以史为鉴,第一次、第二次的工业革命通过蒸汽机、内燃机造就了欧洲老牌资本主义国家的崛起。第三次科技革命通过信息技术、航空航天成就了美国、日本等国的经济繁荣。我国是赶上了信息技术的尾巴、抓住了互联网时代的机遇才得以从一众比较贫穷的国家脱颖而出。颠覆性技术研发方向,是可以让我国技术、经济乃至综合国力都走在世界最前面的最简单的方法,当然,从科研角度来说很难就是了。

那么颠覆性技术,从以往来看,首取能源技术、能源革命。蒸汽机、内燃机都是能源革命,带来的进步直接把人类从农业文明送入了工业时代。那么下一次颠覆性技术是能源技术的话,可能有两个方向,一是可控核聚变。这个不用说,实用的话可以使人类进入太空时代。二就是电动化技术。电动机的能源转换效率,要远比内燃机高效。如果有高效的电能储存技术配套的话(说的就是电池,能量密度提个10倍吧),人类总的生产率也可以大幅提升。

如果是非能源技术的话,通信技术的进一步提升,也可以称为技术革命。这其中可能的方向就是量子力学技术,以及量子通信技术。试想,能把信息无衰减地以光速传输,太空时代看起来也是触手可及的了。再进一步发展,能够传送物质,听起来是不是十分科幻?

不过经过评论区提醒,量子通信技术目前只作为加密通信,离实际的通信技术还差得很远…看来通信技术的颠覆性创新还是很遥远

总而言之,颠覆性的技术,得基础科学,数学、物理打好铺垫才行……科技部真想搞颠覆性技术,是不是先该想想怎么培养,扶持数学、物理的天才?


又仔细思考了一下这个问题。依旧是以史为鉴,人类从利用,掌控生物能进入了农业社会。这个时候(甚至更早一些)会用火,也就是掌握了化学能的释放方法。之后随着人类的科学技术越来越发达,掌握的释放化学能的方法越来越多(火药等),人类逐渐掌握了化学能转化释放的原理,得以控制使用更多的能量,于是进入了工业时代。那么现在,人类初步掌握了原子能的释放(核反应堆),随着其它科学技术的发展,也会逐步地掌握原子能转化释放的原理(粒子高能加速器就是研究这个的),最终人类会掌握原子能转化释放的终极技术,目前看也就是核聚变技术。在掌握核聚变技术的过程中,通过继续提升化学能(本质是分子级别的能量)转化释放的技术(发展电池、储能技术)来积攒控制能量的能力,并最终实现技术的跨越式发展。

所以,人类文明应当首先继续研究化学能的储能技术,并通过提升掌控的能量,最终尝试掌握原子能转化释放的技术。

当然,由此可以接着推论,人类能掌控能量转化释放存储的粒子越小,人类的技术水平越发达,啥时候能干到普朗克常量级别,啥时候登上顶峰

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技术研发的突破不是简单的脑洞能搞定的,没有深厚的积累外加靠谱的实践路线根本不可行。

深厚的积累主要指的是物理、化学、数字、材料等领域的长期研发,大家一直关注的光刻机、发动机等领域,其实在设计方面相对问题少一些,但是投入大、研发周期长、见效慢的基础学科不是好糊弄的,没有积累,脑洞是根本没用的。

中国航空发动机的成长之路,就是一堂生动的艰苦研发课程:科研,没有什么捷径,抄近路不可能。

  1. 方向错了,越是努力越是负面作用巨大。
  2. 没有积累,走得越远以后越要回头补课。

比如当年所谓的新四大发明:“高速铁路、扫码支付、共享单车和网络购物”,现在也不怎么提了,我们回头看看这些居然能被媒体称为“发明”的东西其实还是比较搞笑的,可见少部分媒体人员的科技素质缺乏和哗众取宠的心理活动。

  1. 高铁,属于中国引进、消化、创新的成功实践,说成自己发明和中国创造有点过。
  2. 扫码支付中的核心技术也不是我们自己原创,一个大规模技术应用而已,肯定够不上颠覆性 。
  3. 共享单车,这个泡泡已经基本破灭,当年创业者海阔天空吹的牛皮还在耳边环绕。
  4. 网络购物,也不是我们自己的发明,只是我们人口基数大,总量特别大而已。

就说计算机领域吧,现在都在说人工智能,都在说颠覆式创新,实际情况怎么样呢?

离开一堆以老外为主开发的开源软件、开源算法和开源库,我们的技术人员能做出多少原创性的东西?BAT大公司,哪个不是想投入少、产出快,迅速站在别人肩膀上出个成果,最好还是颠覆性的?

计算机领域 ,还有一堆拿了LINUX源代码东改西改声称颠覆性创新的人,创了半天评审通过,补贴一拿 ,慢慢就没声音了。

还有国内一堆的民科就不说了吧,水变油、颠覆相对论和牛顿力学,制造永动机、甚至解决先有鸡和先有蛋的问题,他们的脑洞才叫大,可是谁敢用他们的脑洞呢?科技部会有这个勇气吗?会是梁静茹给的勇气吗?

这个够颠覆吧!
这个,也颠覆吧!

所以高科技公司里,我最欣赏的还是华为,招一堆数学、物理、化学、材料的高端人才,进行巨额技术投入和预研发,冲击芯片制造这种投入高见效慢的核心领域,他们先积累、再追赶,慢慢就走到行业的前列,然后谈创新,然后谈颠覆,就靠谱多了。

于是被美国人看到了,一着急就制裁了。

有些大赚几百亿的公司,算法都用来杀熟、用来压榨司机和外卖员,满脑子赚快钱、赚易钱,颠覆创新做不好,颠覆式赚钱倒可以有。

我理解国家的着急心情,但是技术研发本来就是一个艰苦积累,循序渐进、水到渠成的事情,慢工出细活,不要着急,总想着一万年太久,只争朝夕,让有心人把巨额资金给忽悠去了。

一万年太久,只争朝夕

警示一下,比如当年的陈进博士,民工打磨式的科研突破。唉。

最后,有人要我说两个颠覆式技术,我心目中的颠覆有:

1、可控核聚变。这玩意起来搞定人类能源问题,属于大颠覆。全人类都在努力,颠覆颠了几十年还没有大突破,不容易的说。

一旦突破,改变人类社会的发展。

2、新型电池材料。 现在的科技树,有一个分支在电池上被卡住了,设备续航,电动汽车续航,所有业内人士都期待突破,目前业内都在不断试错,不容易的说。

一旦突破,整个电子和新能源产业链受益。

科研领域,没有近路,正确的思路外加长期艰苦的努力和不断试错,才可能摘到科技巅峰上的皇冠。

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千里马常有,不吃草就能跑的千里马不常有

为志在千里的千里马一哭!

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