当今世界科学技术发展呈现出多点、群发突破的态势，某些领域将会引发群发性、系统性突破，产生一批重大理论和技术创新，涌现一批新兴交叉前沿方向和领域，进而引发新一轮科技革命。

  新一轮科技革命和产业革命，涉及科学和技术的深刻变革，为中国科技发展提供了难得机遇，也带来了前所未有的挑战。科技工作人员身处时代潮流，也肩负着伟大历史使命，理应将目光投向黎明，理应勇于获得新一轮科技革命的“第一棵蘑菇”，敢于成为“第一只领头羊”。作为中国的科技工作人员，如何能够在新一轮科技革命当中抢得先机，不再像前几次科技革命那样落后于人，要求我们认真思考。

  新一轮科技革命会在哪些领域发生呢？在哪些领域有几率发生重大突破呢？应该在哪些领域进行前瞻性部署呢？这些都是非常重要的问题。坦率地说，对于新科技革命的重大创新突破可能发生在哪些方面，科学预测也不会很准。有些科学家回顾过50年前做的一些科学预期、技术预见，发现很多都不准，但是，大的发展方向是可以预期的。

  中国科学院组织了多名专家、院士，用了大约一年的时间来研究未来可能出现重大突破的领域。今天，我把研究的主要成果和主要观点跟大家报告一下。我们大家都认为在一些基本科学问题以及能源与资源、信息网络、先进材料和制造、农业以及人口健康等领域，孕育着新科技革命的重大突破口。

  第一，在宇宙演化、物质结构、意识本质等一些基本科学问题上，孕育着新的科技突破。

  首先，在宇宙演化方面，揭开暗物质、暗能量之谜，将是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论及量子力学之后，人类认识宇宙的又一重大飞跃，将引发新的物理学革命。暗物质是具有质量，但是不会和光发生任何作用的物质。暗能量是充满宇宙空间，使宇宙膨胀加速、具有负压力的能量。

  2012年3月，我国科学家通过国际合作，首次实现了中微子第三种振荡模式的精确测量。第三种中微子振荡到底存在不存在？测量的精度能否达到十分肯定的程度？科学界对此抱有很多期待。中科院、国内有关机构及国际合作者在大亚湾中微子实验中发现的中微子振荡模式，标志着我国在粒子物理研究的最前沿取得了世界领先的重大成果。上周，它被列为美国《科学》杂志评选出的2012年世界十大科技突破之一，也是以中国科学家为主研究的成果首次被国外评为当年度十大科技突破之一。2012年7月4日，欧洲核子中心向全球宣布，找到一种新亚原子粒子，与之前预言构成质量的“上帝粒子”（希格斯玻色子）特征“一致”，这项成果也被美国《科学》杂志评为2012年世界十大科技突破之一。

  其次，在物质结构方面，随着科学家已经能够对单粒子和量子态进行调控，量子世界的探索从“观测时代”走向“调控时代”，量子计算、量子通信、量子网络、量子仿真等领域将实现变革性突破，也能成为解决人类对于能源、环境、信息等需求的重要手段，其意义不亚于量子力学进展导致的20世纪信息革命。

  例如，2012年诺贝尔物理学奖获奖者在量子物理学方面取得了卓越的成就。法国的塞尔日·阿罗什打造出一个微波腔，借助单个原子在微波腔中会辐射或吸收单个光子的特性，实现了操纵单个光子。美国的大卫·维因兰德制造出了一个离子阱，先用光来俘获离子，然后用激光冷却离子，进而对离子做测量和控制。两位物理学家用突破性的实验方法，使单个粒子动态系统可被测量和操作。

  再次，在意识本质方面，探索智力的本质、了解人类的大脑和认知功能，是当代最具挑战性的基础科学问题，一旦突破将极大深化人类对自身和自然的认识，会引起信息与智能科学技术新的革命。

  例如，2011年4月11日，《自然》杂志刊载：英国科学家开发出一种新技术，绘制出小鼠视觉皮层的部分神经连接“布线图”，使揭开大脑之谜、开发出计算机大脑模型的梦想离现实又近了一步。2011年8月，国外新闻媒体报道：美国国防预研规划局（DARPA）研制的大脑控制机械手臂问世，它可能以通过大脑植入微小芯片的手段，让大脑直接将指令传输给机械手臂，瞬间完成指定动作。2012年2月17日，英国《每日邮报》报道：DARPA正在进行一项绰号为“阿凡达”的研究项目，研制像电影《阿凡达》所展现的，用人脑远程控制机器人军团，实现让人类士兵用思维控制机器人参战，使真人远离战场。随着科研成果慢慢的提升，对意识本质的探索也逐渐深入。