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“升维思考”数字科技发展 大变局中谋求战略主动******

　　当今世界，人类社会正经历自工业革命后最重要的一场变革，数字技术是这场“大变局”的核心动力。作为一种新型生产要素，数据深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。数字化转型已经不仅仅是一个技术问题，更是一个战略问题，准确把握其发展趋势，才能谋求战略主动、赢得未来先机。

　　谈到“升维”，人们很容易联想到科幻小说《三体》中“升维思考，降维打击”的方法论。在商业变革中，“升维思考”就是数字化转型、“数实融合”的过程。自2020年起，腾讯联动百位内部科学家、技术专家和外部院士专家，连续3年发布《数字科技前沿应用趋势》报告观察。

　　继2021年的“变量”、2022年的“融合”之后，2023年数字科技的发展呈现出明显的“升维”特征。今年的报告以“升维”为题，从IT重塑、未来网络、数实交互和智能世界四个维度，从数字科技的科研突破、重大事件和创新应用等方面，对高性能计算、泛在操作系统、云计算、数字人、时空人工智能、能源互联网、Web3、机器人、数字办公、产业安全共10个热点方向进行了深入分析，对2023年的主要数字科技创新趋势做出前瞻性判断，为洞察数字经济、践行以数强实提供了“升维思考”的参考。

　　数字科技重构国家竞争新优势

　　党的二十大报告指出，“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位”。放眼全世界，全球科技竞争趋于白热化，数字经济改变了全球竞争的格局，一部分国家和地区积极发展数字经济，抢占了发展先机，逐渐形成本国或本地区的竞争新优势，而有的国家和地区则处于不进则退的尴尬境地，数字经济环境脆弱，形成明显的对外依赖。

　　我们常讲，国与国之间的竞争归根结底是综合国力的竞争，在数字化浪潮的背景下，“综合国力”的概念也在嬗变。随着数字技术的持续发展，数据正在成为一种全新的国家实力要素，数字技术竞争已经成为大国关系调整的核心动力之一。

　　根据中国信息通信研究院的测算，2020年全球数字经济同比名义增长3.0%，当年全球经济负增长3.3%（世界银行数据），数字经济成为拉动全球经济增长，推动经济复苏的主要动力。

　　中国金融四十人论坛学术顾问、复旦大学特聘教授黄奇帆曾断言，“未来的数字经济时代，国家与国家的核心竞争力就是算力，是千真万确的概念。”有观点认为，当前全球经济形成了传统经济和数字经济构成的“新二元经济”，数字经济和传统产业的并行，成为现代世界的基本特征。

　　中国科学院院士、中国计算机学会理事长梅宏在《升维-2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告推荐语中表示，数字化转型是一次根本性的变革，它带来的是一次范式变革，信息技术正从助力社会经济发展的辅助工具，转变为引领社会经济发展的核心引擎。

　　从中共中央、国务院公布的“数据二十条”意见中，我们也能深切感受到国家对于数据的重视。引言中明确指出，意见出台的重要目的在于激活数据要素潜能，做强做优做大数字经济，增强经济发展新动能，构筑国家竞争新优势。

　　农业经济时代，土地和粮食是人类赖以生存的基础，工业经济时代，石油是国家经济的“血液”，而在数字经济时代，数据作为“新型石油资源”的价值逐渐凸显，类似石油的“采－运－炼－储－用”是工业经济的核心命脉一样，数据的“采－存－算－管－用”就是数字经济的核心命脉。

　　在《升维-2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告中，无论是高性能计算、泛在操作系统，还是不断演进的云计算、时空人工智能、Web3，以及充满未来色彩的机器人、数字人、自动驾驶，都在重构我们的ICT基础设施，组成了报告中展示的一幅“科技星图”。

　　在“科技星图”之下，AI大模型、AIGC、自动驾驶、蛋白质结构预测等人工智能应用大量涌现，数字办公、知识共创、远程交互风起云涌，人与人之间的沟通从“在线”向“在场”转变，协同的边界正在逐渐被打破。复杂场景下，“人机物”的深度融合、全面加速，算力不仅成为人类智慧的核心，更是国家核心竞争力的体现。

　　数实融合夯实高质量发展底座

　　党的二十大报告指出，“加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。”随着新一轮科技革命和产业变革深入发展，数字化转型已经不是一道“选择题”，而是一堂“必修课”。“数据二十条”意见中也提到，促进数据合规高效流通使用、赋能实体经济是一条“主线”。

　　作为一种全新定义的生产要素，有异于土地、矿产、森林、石油、人力等，在某种意义上，数据是无形的，看不见摸不着。但是，“无形”的数据却能带来“有形”的、实实在在的生产力，而数据只有流动起来，才会产生更多的可能性、更大的生产力。

　　数字化是护航实体产业“穿越风浪”的重要助手。对于企业来说，如何充分挖掘数据富矿，释放数据生产力，是数字化转型过程中的重要课题，也是“数实融合”的核心要义。

　　在《升维-2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告中，腾讯集团高级执行副总裁、腾讯云与智慧产业事业群总裁汤道生提出，数实融合的大潮正在席卷各行各业，数字科技的加速发展，不仅让“联”更加泛在，也让“真”更为身临其境。

　　在他看来，“全真”要服务真实的场景，解决实际的问题，在城市、能源、制造、交通、教育、文旅、金融、零售等千行百业发挥更大的价值。全真互联既是技术驱动的必然方向，也是社会产业升级的关键推手。

　　腾讯集团高级执行副总裁、腾讯技术工程事业群总裁卢山也表示，科技更需要价值视角，科技创新的根本目的，是要给用户带来实实在在的价值，科技向善正在成为全社会的共识。

　　比如，报告中提出，柔性材料的革新将推动机器人仿生精进，依靠光学、电容、电磁等传感技术，机器人触觉传感器进展显著，而芯片、算法到开源生态的进一步突破，将推动机器人从触觉感知向触觉智能进化。在此背景下，远程医疗、可穿戴设备等场景未来3-5年内将有产品级应用问世。后疫情时代，健康产业站在新的起点上，相信相关数字科技将为医疗健康产业带来巨大变革。

　　实体经济面临的所有问题，都可以在数字科技中寻找答案，这也是一种“升维思考”。正如中国工程院院士、中科院大连化学物理研究所所长刘中民所说，未来具有不确定性，创新离不开对科技趋势的理性判断。以发展的眼光和广阔的视野，从更高的维度思考当前遇到的问题，找准发力点，才能更好地集中力量攻坚克难，化解人类生存发展面临的系列挑战。

　　在数字经济的语境下，“升维思考”就是通过“数实融合”推动实体经济从竞争力下降、过剩严重的传统模式向数字化赋能、生产率大幅提升的融合发展模式转变，构建以数字科技为引领、以赋能实体经济为主线的新型创新体系，夯实高质量发展的“数字底座”，推动实现中国式现代化，而这也正是腾讯这份报告的意义所在。（金言）

气凝胶：能改变世界的多功能材料******

　　展览会上展出的具有纳米多孔结构的新型材料气凝胶服装

中新社 任海霞摄

　　【走近超材料①】

　　编者按超材料具有常规材料不具备的超常物理性质，是国际上重点关注的战略前沿领域。我国也高度重视超材料技术的发展，国家自然科学基金、新材料重大专项等都对超材料研究予以立项支持。近年来，越来越多的科研人员对超材料产生兴趣，使超材料的设计开发进入了一个崭新的天地。据此，本版推出“走近超材料”系列报道，展示超材料技术创新发展与产业化应用情况。

　　气凝胶具有高比表面积、高空隙率等特殊的微观结构特点，化学性能稳定、导热系数低、耐高温、使用温度范围广、寿命长。近年来，中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺，开发出生物质基气凝胶等多种新型气凝胶。

　　气凝胶是一种超材料，它非常轻，即使把一块气凝胶放在花蕊上也不会将其压弯。目前，各种各样的气凝胶被开发出来，它们或柔软或坚硬，或导电或绝缘，应用领域广泛。1月10日，中铁一局集团有限公司表示，河南省新乡蒸汽管网项目全面通过验收。蒸汽管网对防腐、保温要求极高，其管道选用了高温离心玻璃棉及纳米气凝胶复合保温材料。项目技术负责人汪惺说，纳米气凝胶隔热效果是传统隔热材料的2—5倍，可极大提高施工质量和施工效率，降低施工成本。

　　作为目前已知导热系数最低、密度最小的固体材料，气凝胶可谓是材料领域的“隔热王者”，并已在航天、石化等领域应用。比如“天问一号”探测器发动机与火星车表面、“长征五号”遥四运载火箭发动机高温燃气系统隔热、嫦娥四号探测器热电池防护等都应用了气凝胶。在我国提出“双碳”目标后，随着技术的不断创新，气凝胶的应用场景也在进一步扩大。

　　具有耐高温、高弹性、强吸附等特性

　　气凝胶是一种纳米级的多孔固态新型材料，所有孔的体积合起来占整个气凝胶体积的绝大多数，甚至可以达到99％以上，具有高比表面积、高空隙率、纳米级孔洞、低密度等特殊的微观结构特点，化学性能稳定、导热系数低、耐高温、高弹性、强吸附、防水效果好、使用温度范围广、寿命长。

　　“可以把气凝胶理解成多孔海绵的一个纳米版。”气凝胶领域技术专家王贝尔说，其孔径在20纳米至50纳米之间。而空气分子大小约为70纳米，大于气凝胶孔隙的直径，因此空气在气凝胶上流动效率极低，加上气凝胶本身比热容很高，热辐射传递能降到最低，因而具有很好的隔热性能。

　　气凝胶主要分为无机气凝胶、有机气凝胶和有机—无机杂化气凝胶三类。其中，无机气凝胶是以无机物为主体，包括单质气凝胶、氧化物气凝胶和硫化物气凝胶等。有机气凝胶则是以有机物为主体，主要包括酚醛气凝胶、纤维素气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、壳聚糖气凝胶以及壳聚糖—纤维素气凝胶等。有机—无机杂化气凝胶可利用有机物和无机物各自优势，实现气凝胶特殊的功能化。

　　《科学》杂志2021年将气凝胶列为十大热门科学技术之一，并称其为“可以改变世界的多功能新材料”。王贝尔说，气凝胶是《科学》杂志评选出的十大新材料中，唯一一个已大规模落地于实际商业场景的材料。

　　气凝胶的制备工艺主要分为两步，即通过溶胶—凝胶过程制备凝胶，再利用一定的干燥方法将凝胶内的液态物质替换为气态，从而制得气凝胶。

　　有数据显示，在气凝胶行业的成本结构中，制造成本约占45%。苏州锦富技术股份有限公司董事长助理郑松说，降低气凝胶成本是行业正在努力的一个方向，目前主要路径之一是自动化产线的落地，而成本降低将会打开更多的应用场景。

　　生物质基气凝胶成研究热点

　　据中国石油管道科技研究中心评估，以350摄氏度蒸汽管道的保温应用为例，相比于传统保温材料，气凝胶的保温层厚度可减少2/3，节约能耗40%以上，每公里管道每年可减少二氧化碳排放125吨。

　　数据显示，2021年油气领域对气凝胶的需求占总需求量的56%，另有18%用于工业隔热、9%用于建筑建造、8%用于交通运输。国家新材料产业发展战略咨询委员会在《2022气凝胶行业研究报告》中指出，在新能源汽车蓄电池芯模组中采用气凝胶阻燃材料，可将电池包高温耐受能力提高至800摄氏度以上。随着新能源汽车产业等的发展，气凝胶在新能源汽车及储能行业应用场景广泛，需求量有望持续提升。

　　气凝胶发展迅速。国务院发展研究中心国际技术经济研究所分析员李维科说，近年来，中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺，开发出生物质基气凝胶、石墨烯气凝胶、聚合物气凝胶等多种新型气凝胶。值得一提的是，生物质原料来源广泛、成本低廉、碳源丰富，利用生物质原料制备环保型多孔碳纤维气凝胶是一种经济、可持续的生产方式，因此目前生物质基气凝胶也成为研究的热点。

　　比如中国科学技术大学俞书宏院士团队研发出超弹性纤维素气凝胶，该纤维素气凝胶从室温到零下196摄氏度，都表现出不随温度变化的超弹性、优异的抗疲劳性等，在恶劣环境中具有巨大的隔热潜力。且制备中所使用的材料均为生物质原料，有望解决能源密集型技术和石化材料造成的环境污染问题，是传统不可再生气凝胶的理想替代品。

　　中国林业科学研究院木材工业研究所卢芸研究员团队以木材为基质，将无机、有机气凝胶与木材骨架基体复合，首创了第三代木质纤维素气凝胶。通过对木材及生物质废弃物纤维素的调控，将纤维素比表面积提高了7个数量级，对油污吸附能力高达自身质量的75—300倍，体积用量缩减50%—75%，可降解、可再生。

　　气凝胶发展驶入“快车道”

　　气凝胶的发展得到国家政策的持续支持。2014年和2015年，国家发改委连续两年将气凝胶列入《国家重点节能低碳技术推广目录》，开始对气凝胶进行初步推广应用；2018年6月气凝胶被列入建材新兴产业；同年9月，第一个气凝胶方面的国家标准《纳米孔气凝胶复合绝热制品》发布；2020年，《气凝胶保温隔热涂料系统技术标准》启用；2021年，《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，推动气凝胶等新型材料研发应用。

　　随着气凝胶应用技术不断成熟，气凝胶发展进入“快车道”。不过，李维科说，目前气凝胶研究仍存在一些问题，比如气凝胶在高温条件下热导率增长较快，与纤维等增强基体材料的黏结性较差；生产过程中会用到许多有机溶剂，容易造成环境污染；气凝胶难以回收利用，不利于可持续发展等。

　　此外，气凝胶生产成本高昂，产品价格昂贵。《2022气凝胶行业研究报告》指出，气凝胶的生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧及能耗方面。有效降低成本既依赖于制备工艺的突破，也需要通过低成本原材料的大规模产业化来实现。

　　气凝胶是罕见的可以同时满足防火、防水、隔热、隔音等多种需求的材料。李维科说，气凝胶的发展和应用仍然处于不断探索的过程，未来的研究方向主要集中在开发纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、钙钛矿结构气凝胶、非金属单质气凝胶等新型气凝胶上。（记者 李 禾）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）