#科学出版社# #科学社书摘# 《中国先进能源2035技术预见》
人类对于未来社会的推测和预言活动早已有之。技术预见研究已把未来学、战略规划和政策分析有机结合起来，为把握技术发展趋势和选择科学技术优先发展领域或方向提供了重要支撑。随着科技政策和管理环境的不断复杂，面向未来的技术分析从最初简单确定性环境下的技术预测，逐渐转向复杂不确定性环境下的技术预见。 科技在面向未来经济社会发展规划和战略中的作用越来越重要，因此对科技发展方向和重点领域的准确预判与战略布局已成为世界各国发展规划中的重要内容。
*技术预见的兴起与发展*
“技术预见”是由英国萨塞克斯大学（University of Sussex）的 J.Irvine 和B.R.Martin 两位学者在 1983 年为英国应用研究与开发咨询委员会做的一项研究中提出来的，随后被学术界正式接受。J. Irvine 和 B. R. Martin 最终选择“foresight”一词作为“识别产生最大经济效益和社会效益的研究领域”工作的简称。这个词最早出现在两位学者的两本书中。一本是 1984 年出版的《科学中的预见：挑选赢家》，另一本是 1989 年出版的《预见研究：科学的优先选择》。按照B.R.Martin 的解释，“技术预见是对科学、技术、经济和社会的远期未来进行有步骤的探索过程，其目的是选定可能产生最大经济效益和社会效益的战略研究领域与通用新技术”。
1983 年是技术预见发展历程中具有里程碑意义的一年。此前，相关的类似活动被称为技术预测（technology forecasting）。技术预测活动于 20 世纪 40 年代在美国兴起，当时人们主要关注技术本身的发展规律。至 20 世纪 60 年代，基于定量方法的技术预测的整体关注度有下滑的趋势。可以说，技术预测兴于美国，也衰于美国。20 世纪 70～80 年代，技术预测在美国商业领域备受非议，主要是因为20 世纪 60 年代末以后，科技、经济、社会发展越来越复杂多变，传统的技术预测已不能适应这种瞬息万变的节奏。在 20 世纪 80 年代中期之后的十年里，“technology foresight”一词迅速扩散，尤其是在 20 世纪 90 年代初之后的五年里，这一词在文献中使用的频率远超“ technology forecasting ” 和“ technological forecasting”。这是由于在 20 世纪 90 年代初，各国都意识到技术预见对于国家未来发展和前途的重要性，纷纷抓紧开展技术预见研究，使得技术预见迅速成为世界潮流。
*技术预见的国内实践*
面向未来的技术预见活动逐渐成为学术研究与政策制定关注的焦点，对中国这一需要借助科技战略的前瞻布局来实现创新跨越式发展的大国来说显得更为重要，尤其是在推进创新型国家和世界科技强国建设背景下需要进一步加强。特别是随着创新驱动战略的实施，我国多个政府部门和科研单位（包括科技部、中国科学院和中国工程院等）展开了新一轮的技术预见，20 世纪 90 年代开始，中国开展的技术预见实践层出不穷，从研究路径、方法、规模等方面来看，整体呈现越来越系统化的趋势。最新的技术预见实践是 2015 年中国科学院科技战略咨询研究院启动组织的“支撑创新驱动转型关键领域技术预见与发展战略研究”（即新时代“中国未来20 年技术预见研究”），以及 2019 年科技部主导、中国科学技术发展战略研究院作为主要承担单位启动的第六次国家技术预见，旨在支持新一轮的国家中长期科技发展规划。
中国国家层面技术预见活动典型实践之一由科技部牵头，已经完成了五次国家技术预见活动，目前正在进行第六次国家技术预见活动。科技部最近完成的一次大规模技术预见活动由中国科学技术发展战略研究院在 2013 年承担组织实施，按照“技术摸底、技术预见、关键技术选择”三个阶段推进，采用文献计量与德尔菲法等定性和定量相结合的方法，完成了包括信息、生物、新材料、制造、地球观测与导航、能源、资源环境、人口健康、农业、海洋、交通、公共安全、城镇化 13 个领域的调查，从科技整体状况、领域发展状况和重大科技典型案例等方面，分析了中国与世界先进水平的差距，力图客观评价中国技术发展水平。
中国国家层面技术预见活动典型实践之二是由中国科学院完成的。2003～2005 年，中国科学院科技政策与管理科学研究所（现中国科学院科技战略咨询研究院）穆荣平研究员作为组长主持承担“中国未来 20 年技术预见研究”项目，在刻画并深入分析全面建设小康社会的重大科技需求的基础上，应用情景分析、德尔菲调查、专家会议等方法，针对信息、通信与电子技术，先进制造技术，生物技术与药物技术，能源技术，化学与化工技术，资源与环境技术，空间科学与技术和材料科学与技术8 个技术领域进行了两轮德尔菲调查。研究成果在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 — 2020 年）》和《中国科学院“十一五”规划》中得以应用，为科技决策制定提供了有力支撑。
*技术预见在美国的实践*
技术预见起源于美国。早在第二次世界大战期间，技术预见的前期研究—技术预测就开始在美国出现。成立于 20 世纪 40 年代末期的兰德公司（Rand）在开发和推广技术预测方法方面发挥了重要作用。第二次世界大战以后，科学技术迅猛发展，技术发展的不确定性越来越强，预测难度也越来越大，因此出现了新的技术预测方法，其中以兰德公司的德尔菲法最著名。20 世纪 70～80 年代，美国认为“科技发展要顺其自然”，技术预测在国家技术政策制定方面的指导作用逐渐弱化。20 世纪 90 年代，美国非常重视未来技术的前瞻研究，且重点放在国家关键技术的选择上。1990 年美国国家关键技术委员会和 1992 年兰德公司关键技术研究所成立，定期发布《美国关键技术报告》，对美国科技政策制定和科技界产生了重要影响。美国并不专门组织国家层面的技术预见，虽然在国家层面设有专门的工作小组对未来技术进行评估，但是仅供美国国会参考，影响力并不大。相反，美国产业界为了应对国际化竞争和争取政府的研发支持等，开展了许多“类预见”活动，因此美国的预见活动的时间范围主要是未来5～10 年，所运用的主要方法包括情景分析、德尔菲法、技术情报、技术路线图等，且专家在这些预见活动中发挥着重要的作用。
*技术预见在日本的实践*
日本是迄今从事技术预见工作最系统、最成功的国家。日本经历了技术预测到技术预见的过程。1971 年起，日本科学技术厅利用德尔菲法组织实施了第一次技术预测活动，此后每五年实施一次技术预测的德尔菲调查，2000 年起改为技术预见的德尔菲调查。至 2016 年，日本已完成十次技术预见，2019 年又完成第十一次技术预见，7 月起陆续发布技术预见结果。1971～1996 年，日本前六次技术预见活动的方法均以德尔菲法为主，2001 年开展的第七次技术预见活动在德尔菲法的基础上增加了需求分析，2005 年开展的第八次技术预见活动在第七次技术预见活动的基础上又新增了情景分析和用于分析新兴技术的文献计量方法，第九次技术预见活动和第十次技术预见活动以德尔菲法和情景分析为主，尤其是第十次技术预见活动更突出了“对将来社会愿景的探讨”。第十次技术预见活动注重科技政策与创新政策一体化，首先开展未来社会愿景调查，根据愿景提出未来可能实现的科学技术并进行评估，基于提出的相关科学技术群开展多选项研究，进而创建未来情景。通过技术情景与社会情景的组合分析，提出政策选项，实现科技政策与创新政策的一体化。这些方法相辅相成，提高了技术预见活动的科学性和准确性，第十一次技术预见进一步引入人工智能的方法。
*技术预见在德国的实践*
德国在欧洲率先开展制度化的技术预见活动。1992 年，德国借鉴日本的经验，开展第一次技术预见德尔菲调查，基本沿用日本第五次技术预见调查的问卷。1998 年，德国完成第二次德尔菲调查，并充分利用互联网实时调查和及时发布预见项目的进展。2001 年，德国联邦教育及研究部（BMBF）发起“Futur program”计划，旨在通过社会各界的广泛对话来识别未来科学技术研究的优先领域。这次预见活动的主要方法不仅包括德尔菲调查，还包括情景分析。2007 年，为了确定优先发展领域和支撑相关科技政策的制定，BMBF 又发起了新一轮的预见活动，2007～2009 年，实施第一轮技术预见活动（Cycle 1），重点选择、确定未来关键技术。2012～2014 年，BMBF 委托并与德国工程师联合会技术中心、弗劳恩霍夫系统与创新研究所（ISI）共同实施第二轮技术预见活动（Cycle 2），该轮预见强调未来社会的发展趋势和所面临的挑战，预见时间至2030 年。所用方法较之前更系统，包括德尔菲法、文献计量分析、访谈、国际顾问小组等，国际顾问小组在预见活动中扮演了重要角色。德国这两次技术预见活动的结果很好地支撑了德国政府高技术战略制定，并且在产业人员及公众范围内也引起广泛讨论，整体有较高的接受度。
*技术预见在英国的实践*
1994 年，英国正式实施第一次技术预见活动，采用的主要方法是德尔菲调查，涉及 16 个领域 的1207 项技术课题，注重技术的负面影响与预见结果在全社会的扩散和应用。1997 年，英国启动第二次技术预见活动，相较前一次预见活动，其方法和组织形式有很大改变，将重点转移到“实现技术和社会经济的全面整合”。在方法上，第二次技术预见活动弱化了德尔菲调查，强调情景分析、专家会议、座谈会等技术预见方法，并充分利用互联网平台，广泛收集了社会各界人士对技术发展的看法。2002 年，英国开展第三次技术预见活动。与前两次相比，第三次技术预见活动又有较大变化，采取专题滚动项目的形式，重点在为公共政策制定提供支撑，采取的方法包括情景分析、德尔菲调查、专家座谈等。英国科学技术办公室（Office of Science and Technology，OST）在前三次技术预见活动中担当重要的角色，后更名为英国政府科学办公室（Government Office for Science），主要负责支持和推动公共领域的科学研究。2010 年，英国发布了第一轮技术预见报告，确定了未来10～20 年对英国至关重要的技术，特别是能够产生经济效益的技术，并对英国未来的科技工作提出建议。2012 年底又发布了第三次技术预见活动的第二轮发现，并更新了2010 年发布的53 项技术，重新评估了2010 年确定的主要技术。2017 年，英国发布了第三轮技术预见报告，这一轮技术预见活动引入了公共和私人部门专家对新兴技术的观点和意见，而且拓宽了信息来源。报告指出，已有技术和新兴技术之间的交互是未来发展的重要方向。
*技术预见在韩国的实践*
韩国从 20 世纪 80 年代后期开始技术预见工作，此任务被纳入研发管理范围之内，并且完全由国家机构负责，由韩国科技政策研究院（STEPI）和韩国科技评价与规划院（KISTEP）的研究小组主持。韩国《科学技术基本法》规定每 5 年开展一次中长期的科学技术预见。从 1993 年启动以来，截至 2016 年，已经开展了 5 次，预见结果为“科学技术基本计划”等科技战略的制定提供支撑。前两次技术预见活动运用了德尔菲法和头脑风暴，由韩国科学技术政策研究院和韩国科技评价与规划院共同完成；而第三次技术预见活动则增加了情景分析和横向扫描两种预测方法，由韩国科技评价与规划院一方完成。近三次技术预见活动为韩国的科技决策层提供了新兴科技领域的愿景和方向，确定了对国家财富增长和人民生活质量提高极具潜力的新技术。三次技术预见活动的成果均落实到国家关键技术选择和科技战略与规划中，并指导了韩国每隔 5 年一次的“科学技术基本计划”的制定工作。2010 年，韩国科技评价与规划院启动了为期两年的第四次技术预见活动，预见时间跨度为 2010～2035 年，此次技术预见活动采用文本挖掘、网络分析等先进技术，以便更好地把握社会和技术的发展态势。2017 年9 月，韩国发布了面向2040 年的第五次技术预见报告，预测了未来社会的发展趋势，分析了技术的寿命及临界点，提供了支撑未来发展的267 项关键技术，对未来社会科技态势发展产生了深远影响。
*技术预见在其他国家和组织的实践*
除上述国家外，法国、意大利、加拿大、西班牙、荷兰、丹麦、印度、马来西亚等国均根据各自的国情陆续开展了有针对性的技术预见活动，使技术预见活动的重要性提升到新的高度。此外，一些国际性和区域性组织也积极开展技术预见活动。例如，欧洲委员会联合研究中心在促进技术预见成为欧洲政策制定工具上起到了重要作用；“APEC 技术预见中心”先后开展了多项技术预见项目；经济合作与发展组织积极推进多国参与预见活动，推动了技术预见理论方法及成果的扩散与应用；联合国工业发展组织在推动跨国技术预见、人才培养和培训等方面也做出了大量卓有成效的工作。
人类对于未来社会的推测和预言活动早已有之。技术预见研究已把未来学、战略规划和政策分析有机结合起来，为把握技术发展趋势和选择科学技术优先发展领域或方向提供了重要支撑。随着科技政策和管理环境的不断复杂，面向未来的技术分析从最初简单确定性环境下的技术预测，逐渐转向复杂不确定性环境下的技术预见。 科技在面向未来经济社会发展规划和战略中的作用越来越重要，因此对科技发展方向和重点领域的准确预判与战略布局已成为世界各国发展规划中的重要内容。
*技术预见的兴起与发展*
“技术预见”是由英国萨塞克斯大学（University of Sussex）的 J.Irvine 和B.R.Martin 两位学者在 1983 年为英国应用研究与开发咨询委员会做的一项研究中提出来的，随后被学术界正式接受。J. Irvine 和 B. R. Martin 最终选择“foresight”一词作为“识别产生最大经济效益和社会效益的研究领域”工作的简称。这个词最早出现在两位学者的两本书中。一本是 1984 年出版的《科学中的预见：挑选赢家》，另一本是 1989 年出版的《预见研究：科学的优先选择》。按照B.R.Martin 的解释，“技术预见是对科学、技术、经济和社会的远期未来进行有步骤的探索过程，其目的是选定可能产生最大经济效益和社会效益的战略研究领域与通用新技术”。
1983 年是技术预见发展历程中具有里程碑意义的一年。此前，相关的类似活动被称为技术预测（technology forecasting）。技术预测活动于 20 世纪 40 年代在美国兴起，当时人们主要关注技术本身的发展规律。至 20 世纪 60 年代，基于定量方法的技术预测的整体关注度有下滑的趋势。可以说，技术预测兴于美国，也衰于美国。20 世纪 70～80 年代，技术预测在美国商业领域备受非议，主要是因为20 世纪 60 年代末以后，科技、经济、社会发展越来越复杂多变，传统的技术预测已不能适应这种瞬息万变的节奏。在 20 世纪 80 年代中期之后的十年里，“technology foresight”一词迅速扩散，尤其是在 20 世纪 90 年代初之后的五年里，这一词在文献中使用的频率远超“ technology forecasting ” 和“ technological forecasting”。这是由于在 20 世纪 90 年代初，各国都意识到技术预见对于国家未来发展和前途的重要性，纷纷抓紧开展技术预见研究，使得技术预见迅速成为世界潮流。
*技术预见的国内实践*
面向未来的技术预见活动逐渐成为学术研究与政策制定关注的焦点，对中国这一需要借助科技战略的前瞻布局来实现创新跨越式发展的大国来说显得更为重要，尤其是在推进创新型国家和世界科技强国建设背景下需要进一步加强。特别是随着创新驱动战略的实施，我国多个政府部门和科研单位（包括科技部、中国科学院和中国工程院等）展开了新一轮的技术预见，20 世纪 90 年代开始，中国开展的技术预见实践层出不穷，从研究路径、方法、规模等方面来看，整体呈现越来越系统化的趋势。最新的技术预见实践是 2015 年中国科学院科技战略咨询研究院启动组织的“支撑创新驱动转型关键领域技术预见与发展战略研究”（即新时代“中国未来20 年技术预见研究”），以及 2019 年科技部主导、中国科学技术发展战略研究院作为主要承担单位启动的第六次国家技术预见，旨在支持新一轮的国家中长期科技发展规划。
中国国家层面技术预见活动典型实践之一由科技部牵头，已经完成了五次国家技术预见活动，目前正在进行第六次国家技术预见活动。科技部最近完成的一次大规模技术预见活动由中国科学技术发展战略研究院在 2013 年承担组织实施，按照“技术摸底、技术预见、关键技术选择”三个阶段推进，采用文献计量与德尔菲法等定性和定量相结合的方法，完成了包括信息、生物、新材料、制造、地球观测与导航、能源、资源环境、人口健康、农业、海洋、交通、公共安全、城镇化 13 个领域的调查，从科技整体状况、领域发展状况和重大科技典型案例等方面，分析了中国与世界先进水平的差距，力图客观评价中国技术发展水平。
中国国家层面技术预见活动典型实践之二是由中国科学院完成的。2003～2005 年，中国科学院科技政策与管理科学研究所（现中国科学院科技战略咨询研究院）穆荣平研究员作为组长主持承担“中国未来 20 年技术预见研究”项目，在刻画并深入分析全面建设小康社会的重大科技需求的基础上，应用情景分析、德尔菲调查、专家会议等方法，针对信息、通信与电子技术，先进制造技术，生物技术与药物技术，能源技术，化学与化工技术，资源与环境技术，空间科学与技术和材料科学与技术8 个技术领域进行了两轮德尔菲调查。研究成果在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 — 2020 年）》和《中国科学院“十一五”规划》中得以应用，为科技决策制定提供了有力支撑。
*技术预见在美国的实践*
技术预见起源于美国。早在第二次世界大战期间，技术预见的前期研究—技术预测就开始在美国出现。成立于 20 世纪 40 年代末期的兰德公司（Rand）在开发和推广技术预测方法方面发挥了重要作用。第二次世界大战以后，科学技术迅猛发展，技术发展的不确定性越来越强，预测难度也越来越大，因此出现了新的技术预测方法，其中以兰德公司的德尔菲法最著名。20 世纪 70～80 年代，美国认为“科技发展要顺其自然”，技术预测在国家技术政策制定方面的指导作用逐渐弱化。20 世纪 90 年代，美国非常重视未来技术的前瞻研究，且重点放在国家关键技术的选择上。1990 年美国国家关键技术委员会和 1992 年兰德公司关键技术研究所成立，定期发布《美国关键技术报告》，对美国科技政策制定和科技界产生了重要影响。美国并不专门组织国家层面的技术预见，虽然在国家层面设有专门的工作小组对未来技术进行评估，但是仅供美国国会参考，影响力并不大。相反，美国产业界为了应对国际化竞争和争取政府的研发支持等，开展了许多“类预见”活动，因此美国的预见活动的时间范围主要是未来5～10 年，所运用的主要方法包括情景分析、德尔菲法、技术情报、技术路线图等，且专家在这些预见活动中发挥着重要的作用。
*技术预见在日本的实践*
日本是迄今从事技术预见工作最系统、最成功的国家。日本经历了技术预测到技术预见的过程。1971 年起，日本科学技术厅利用德尔菲法组织实施了第一次技术预测活动，此后每五年实施一次技术预测的德尔菲调查，2000 年起改为技术预见的德尔菲调查。至 2016 年，日本已完成十次技术预见，2019 年又完成第十一次技术预见，7 月起陆续发布技术预见结果。1971～1996 年，日本前六次技术预见活动的方法均以德尔菲法为主，2001 年开展的第七次技术预见活动在德尔菲法的基础上增加了需求分析，2005 年开展的第八次技术预见活动在第七次技术预见活动的基础上又新增了情景分析和用于分析新兴技术的文献计量方法，第九次技术预见活动和第十次技术预见活动以德尔菲法和情景分析为主，尤其是第十次技术预见活动更突出了“对将来社会愿景的探讨”。第十次技术预见活动注重科技政策与创新政策一体化，首先开展未来社会愿景调查，根据愿景提出未来可能实现的科学技术并进行评估，基于提出的相关科学技术群开展多选项研究，进而创建未来情景。通过技术情景与社会情景的组合分析，提出政策选项，实现科技政策与创新政策的一体化。这些方法相辅相成，提高了技术预见活动的科学性和准确性，第十一次技术预见进一步引入人工智能的方法。
*技术预见在德国的实践*
德国在欧洲率先开展制度化的技术预见活动。1992 年，德国借鉴日本的经验，开展第一次技术预见德尔菲调查，基本沿用日本第五次技术预见调查的问卷。1998 年，德国完成第二次德尔菲调查，并充分利用互联网实时调查和及时发布预见项目的进展。2001 年，德国联邦教育及研究部（BMBF）发起“Futur program”计划，旨在通过社会各界的广泛对话来识别未来科学技术研究的优先领域。这次预见活动的主要方法不仅包括德尔菲调查，还包括情景分析。2007 年，为了确定优先发展领域和支撑相关科技政策的制定，BMBF 又发起了新一轮的预见活动，2007～2009 年，实施第一轮技术预见活动（Cycle 1），重点选择、确定未来关键技术。2012～2014 年，BMBF 委托并与德国工程师联合会技术中心、弗劳恩霍夫系统与创新研究所（ISI）共同实施第二轮技术预见活动（Cycle 2），该轮预见强调未来社会的发展趋势和所面临的挑战，预见时间至2030 年。所用方法较之前更系统，包括德尔菲法、文献计量分析、访谈、国际顾问小组等，国际顾问小组在预见活动中扮演了重要角色。德国这两次技术预见活动的结果很好地支撑了德国政府高技术战略制定，并且在产业人员及公众范围内也引起广泛讨论，整体有较高的接受度。
*技术预见在英国的实践*
1994 年，英国正式实施第一次技术预见活动，采用的主要方法是德尔菲调查，涉及 16 个领域 的1207 项技术课题，注重技术的负面影响与预见结果在全社会的扩散和应用。1997 年，英国启动第二次技术预见活动，相较前一次预见活动，其方法和组织形式有很大改变，将重点转移到“实现技术和社会经济的全面整合”。在方法上，第二次技术预见活动弱化了德尔菲调查，强调情景分析、专家会议、座谈会等技术预见方法，并充分利用互联网平台，广泛收集了社会各界人士对技术发展的看法。2002 年，英国开展第三次技术预见活动。与前两次相比，第三次技术预见活动又有较大变化，采取专题滚动项目的形式，重点在为公共政策制定提供支撑，采取的方法包括情景分析、德尔菲调查、专家座谈等。英国科学技术办公室（Office of Science and Technology，OST）在前三次技术预见活动中担当重要的角色，后更名为英国政府科学办公室（Government Office for Science），主要负责支持和推动公共领域的科学研究。2010 年，英国发布了第一轮技术预见报告，确定了未来10～20 年对英国至关重要的技术，特别是能够产生经济效益的技术，并对英国未来的科技工作提出建议。2012 年底又发布了第三次技术预见活动的第二轮发现，并更新了2010 年发布的53 项技术，重新评估了2010 年确定的主要技术。2017 年，英国发布了第三轮技术预见报告，这一轮技术预见活动引入了公共和私人部门专家对新兴技术的观点和意见，而且拓宽了信息来源。报告指出，已有技术和新兴技术之间的交互是未来发展的重要方向。
*技术预见在韩国的实践*
韩国从 20 世纪 80 年代后期开始技术预见工作，此任务被纳入研发管理范围之内，并且完全由国家机构负责，由韩国科技政策研究院（STEPI）和韩国科技评价与规划院（KISTEP）的研究小组主持。韩国《科学技术基本法》规定每 5 年开展一次中长期的科学技术预见。从 1993 年启动以来，截至 2016 年，已经开展了 5 次，预见结果为“科学技术基本计划”等科技战略的制定提供支撑。前两次技术预见活动运用了德尔菲法和头脑风暴，由韩国科学技术政策研究院和韩国科技评价与规划院共同完成；而第三次技术预见活动则增加了情景分析和横向扫描两种预测方法，由韩国科技评价与规划院一方完成。近三次技术预见活动为韩国的科技决策层提供了新兴科技领域的愿景和方向，确定了对国家财富增长和人民生活质量提高极具潜力的新技术。三次技术预见活动的成果均落实到国家关键技术选择和科技战略与规划中，并指导了韩国每隔 5 年一次的“科学技术基本计划”的制定工作。2010 年，韩国科技评价与规划院启动了为期两年的第四次技术预见活动，预见时间跨度为 2010～2035 年，此次技术预见活动采用文本挖掘、网络分析等先进技术，以便更好地把握社会和技术的发展态势。2017 年9 月，韩国发布了面向2040 年的第五次技术预见报告，预测了未来社会的发展趋势，分析了技术的寿命及临界点，提供了支撑未来发展的267 项关键技术，对未来社会科技态势发展产生了深远影响。
*技术预见在其他国家和组织的实践*
除上述国家外，法国、意大利、加拿大、西班牙、荷兰、丹麦、印度、马来西亚等国均根据各自的国情陆续开展了有针对性的技术预见活动，使技术预见活动的重要性提升到新的高度。此外，一些国际性和区域性组织也积极开展技术预见活动。例如，欧洲委员会联合研究中心在促进技术预见成为欧洲政策制定工具上起到了重要作用；“APEC 技术预见中心”先后开展了多项技术预见项目；经济合作与发展组织积极推进多国参与预见活动，推动了技术预见理论方法及成果的扩散与应用；联合国工业发展组织在推动跨国技术预见、人才培养和培训等方面也做出了大量卓有成效的工作。
从拨号上网到44Tb/秒：网速这东西，多快都不嫌快#网速#
澳大利亚科学家在单根光纤上实现了打破世界纪录的44.2Tb/秒数据传输速度。网速的进化史上有哪些里程碑？我们用得着这么快的网速吗？
在线办公，在线社交，在线娱乐已经成了今天的常态——人们似乎忘了，如果按照拨号上网时代的网速，这一切都是难以想象的。那时的音乐需要在“下载”后欣赏，能够在线流畅收听的，唯有调制解调器那叽叽咕咕的嘶鸣声。
但今天的网速就够快了吗？真实的情况是：十多年前人们在嫌弃网络卡顿，今天的我们还在嫌弃网络卡顿……在我们可预见的未来，随着云计算、物联网等技术的发展成熟，网络的压力只会越来越大。宽带渐宽，但总是不太够用。
新冠肺炎席卷全球期间，大量人口被迫宅在家，对各地的网络服务商造成了的一次巨大考验。正是在这个节骨眼上，澳大利亚科学家宣布开发出了一种指甲盖大小的芯片，将它接入现有的商用光纤时，单根光纤每秒可以传输44.2Tb（1Tb大约相当于1000Gb）数据。这是目前该国运营商类似网路设施速度的大约100倍。
消费者互联网的萌芽时代
虽然互联网的雏形最早可以追溯到上世纪60年代，但直到80年代末90年代初，随着各种因特网协议和技术被标准化，才有越来越多的用户连接到了网络中。当时，网络的使用仍然有技术门槛和可能性上的局限，而万维网的发明和投入应用，让因特网真正实现了所有人的互联。到了上世纪90年代中期，网络服务变得更加廉价亲民了。
不过，早期的消费者互联网没有自己的专用线路，只能在发展了一个世纪的电话网络上，打了一块“补丁”——互联网数据借助普通电话线进行传播，但需要先将数字信号调变到模拟信号进行传输，再在终端“解调”收到的模拟信号，以获得最初的数字信号。
尽管第一台电话调制解调器在1958年就在贝尔实验室被发明出来，但一直用于该机构内部的设备互联。第一部被设计用于个人电脑（PC）的调制解调器发明于1977年，但是速度更快的56k调制解调器，到了1996年才问世。以这种设备的速度，下载1Gb的文件需要三天半以上。拨号上网的另一个缺点是占用了电话线。当你用“猫”上网时，电话就无法接通了。
21世纪初接入千家万户的ADSL（非对称用户数字线，“非对称”主要体现在上行速率和下行速率的非对称性上）服务让网速有了可感知的提升。ADSL利用数字编码技术从铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务（原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据）。
可以说，铜导线曾经是互联网传输的“脊梁”。但是铜导线的瓶颈在于：线路中能够传输的信号波形是有限的，即便是传输能力更强的同轴电缆也是如此。另一方面，铜线通过电子的移动来传输信号，传输过程中信号的衰减较为严重，这让信号传输的距离受到了限制。
随着宽带网用户数量的增多，其成本也逐渐下降，于是更多的人放弃了拨号上网。根据皮尤研究中心的数据，2004年时，美国宽带上网的人数首次与拨号上网持平。宽带的普及伴随着无线局域网（WLAN）的出现，也彻底改变了人们网上冲浪的方式。没有这种速度，互联网就不会有今天的广泛应用。也正是网速的上升，让各种视频网站纷纷崛起，网上购物和即时交流也变得没有障碍。
但是，“宽带”的定义其实并不很明确。比如在本世纪初，美国联邦通信委员会（FCC）对宽带的定义是：上传或者下载的传输速度大于200kb/秒。这种速度相当于老式56k拨号调制解调器的4倍以上。到了2010年，FCC对宽带的定义改为：至少4Mb/秒下载速度，1Mb/秒上传速度。2015年，这一标准又改为至少25Mb/秒下载速度，3Mb/秒上传速度。网民的增加和网络科技的升级，让“宽带”被不断重新定义。
光纤的逐渐普及
从上世纪80年代开始，光纤就成为了通讯系统的一大支柱。光纤中的光信号携带信息更多，且周期性地被光放大器增强，可以进行远距离传输。另一方面，光纤的优势是不会像导线那样产生电磁场，因此同一根线缆中可以包裹许多独立的光纤。
如今，一根头发粗细的光纤就能以10Tb/秒的速度，将数据传输到大洋彼端。其传输能力，是人们在1988年铺设第一条跨洋光纤时的3万倍。让这种速度飞跃得以实现的最大突破，是工程师们研究出了如何在单条光纤中同时传输100个不同频段的信号。
即便如此，由于跨洋光纤数千公里的长度，光传输过程中再小的信号扭曲和噪声信号也会积少成多、造成麻烦。因此，在同时传输的波段中，每个频道最大的传输速度也几乎不可能超过100Gb/秒。
为了打破这一瓶颈，制造商又开发出一种新型的光纤。标准光纤的超纯度玻璃核心直径只有9毫米，而新型光纤增加了这一直径，并使用更低的信号传输强度，减少了噪声。不过，尺寸更大的玻璃纤维，意味着光纤对拉扯和弯折更加敏感。
幸而海底的环境更加稳定，不会对新型光纤造成过多外力干扰。世界上最高速的光纤之一，连接美国西海岸和日本的FASTER系统用的就是上述新型光纤，该系统的6对光纤，每对可传输100个波段，单个波段速度100Gb/秒，总速度达60Tb/秒。2017年，微软和脸书共同出资架设的 MAREA大西洋海底电缆铺设完成，它的8对光纤可实现总计160Tb/秒的传输速度。
光纤虽然能够实现更快的网速，但成本比铜导线更高，而铺设新的光纤线缆也需要额外的支出。因此除了互联网巨头之外，并不是所有社区都愿意马上升级光纤网络，至少不是“光纤入户”。在人口稠密的城市地带，对线缆进行更新换代的收益大于成本，因此光纤网络较为常见。但在人烟稀少的农村地区，线缆更新换代的频率就要低一些。
即便光纤网络从十年前开始就陆续在人口稠密的地区投入使用，但连通光纤网络的地区，“最后一公里”的信息如何传输，可能决定了网络的速度瓶颈。
以英国为例：一些地区的用户还在使用传统ADSL宽带——利用铜导线连接到街道级别的中继点，再通过铜导线连接到用户家庭。一些社区则应用了FTTC（光纤到街边）接入方式——用高速光纤将数据传输至社区中继点，但每家每户仍通过铜导线连接入网，这种接入方式的最快速度可达66Mb/秒。而全程没有铜线，只用光纤的FTTP接入（光纤到驻地）方式，传输速度理论上可以远超过1Gb/秒，未来还可能超过1Tb/秒。
无线网络或许是为农村地区的消费者提升网速更好的一种方式。通讯供应商无需重新铺设线缆，只需启动覆盖整片区域的新天线基站即可。按照5G网络的预计传输能力（如20Gb/秒），有些家庭甚至不必通过线缆接入宽带，因为无线入网的速度，已经能够匹敌最快的有线连接方式。
但有些通讯专家也谨慎地提醒：无线网络可能有信号不够稳定的缺点。再者说，无线基站本身也需要有线网络的支撑——用户是“移动”的，但信号基站是位置固定、需要通过光纤联网的。
另一个方案是提升传输信号的频率范围。英国正在开发的G.Fast技术仍基于传统的铜导线传输数据，但频率扩展后数据的传输速度可以超过300Mb/秒。同样，未来光纤中的信号如果能超越红外频段，也可能带来更快的传输速度。
现有光纤网络仍需提速
随着光纤广泛投入应用，大型数据中心之间的数据传输速度已经以Tb/秒为单位计算。但是一旦到了地区和用户级别，网络速度又变得不够用。每逢网络使用的高峰期，一些节点还会形成“交通堵塞”，比如在人流密集的商超尝试上网，或者在高峰时段观看视频。
更高的带宽固然重要，信号的即时性同样不可忽视。人类对语音的中断十分敏感，因此电话或视频会议的音频或视频质量不高尚能继续，但“掉帧”却是难以容忍的。此外，云计算、远程手术、交互游戏等新兴技术，不仅要求高带宽，同时也要求低延迟的网络响应速度。自动驾驶汽车和远程手术的信号延迟会造成危险，而3D交互游戏的延迟掉帧，则会造成玩家的眩晕感，影响游戏体验。
两个网络终端之间的交互延迟，主要的影响因素是二者的距离。光纤中的光信号曲折前进，直线方向的传播速度为20万公里/秒，因此从伦敦发出的信号沿着光纤传播，最快也要86毫秒后才能从8600公里外的旧金山获得反馈，这种延迟对于云计算等应用是难以承受的。
由于这种物理学层面的限制难以克服，谷歌、微软、亚马逊等互联网巨头将他们的数据在世界各地的服务器中心进行备份，以便就近、更快地读取数据。但越来越多的数据中心，对带宽造成了更大的压力。这些大公司的数据同步中心消耗的带宽，如今甚至超过了公众使用的互联网。
所以，如果网速不能提上去，那么远程手术，自动驾驶等革命性技术都无从谈起。和计算机处理芯片需要不断升级一样，网络速度也有不断扩容的需求。
其实，在铺设之初，许多光纤的容量其实远远超过了用户的需求，但线缆铺设过程的成本不菲，因此服务商就在线缆中预留了未使用的“暗光纤”。所以对带宽的提升，最初只要不断启用新的暗光纤即可。
但是随着流媒体等服务的兴起，近年来，互联网每年的流量增幅达到25%——用户对于带宽需求的增加，正在加速超越供应商的硬件升级能力。那么，未来的网速该如何升级呢？
用诺奖技术改造现有光纤
前文提到的打破网速纪录的光纤芯片，利用了“光频梳”结构，能够创造出一系列红外光，让数据得以同时通过各种波段的光传输。
光频梳是激光技术领域的重大革新，2005年，两位科学家就因为对光频梳技术的开创性工作，获得当年的诺贝尔物理学奖。就像普通的梳子能把头发分成绺一样，光频梳能将单色的输入激光转化为波长间隔相等的一系列光线。
为了充分利用光纤线路上光增大器的输出光谱，不同类型的数据会被分配到不同的红外线波段——就像白色的可见光可以被棱镜分为不同颜色（波长）的单色光那样，红外波段也可分为不同的“色彩”，各自传输不同的数据。不同波长的红外信号可以在同一根光纤中传输，到了终端再予分离——现有的装置需要在光纤中分别产生各个波长的激光，而光频梳利用一束激光，一块温控芯片和一个环形光谐振器，就能发射大量不同波长的光信号。这些微型设备中最关键的结构是环形的光谐振器，在单种波长的激光打到谐振器上时，它能精准地将单色的激光分解为多个频道。
将光频梳技术应用于光纤，这并不是第一次。加州大学圣地亚哥分校的研究团队2015年发表在《科学》上的研究中，就通过光频梳技术减少了信号噪声、增加了传输效率。当时研究者表示：通过进一步的发展，该方案能让光纤系统的传输速率翻倍。
本次破纪录的芯片，采用了全新类型的“光孤子晶体（soliton crystals）”光频梳。研究者将这种芯片在墨尔本已有的光纤网路上进行测试，并实现44.2Tb/秒的高速传输，这证明了现有的光纤只要更换芯片，就能够大幅提升速度。
另一方面，由于这类光频梳的制备技术正是目前商业化量产计算机芯片的技术，研究者认为，大规模生产这种光学芯片是能够很快实现的。
这一技术突破，并不意味着家家户户很快能用上Tb/秒级别的网速。今天普通消费者能够购买到的最高网速，是1Gb/秒的“谷歌光纤”项目，但使用者并不算多。美国能源部专用的科学网络ESnet，速度达到了400Gb/秒，但只留给了NASA之类的机构使用。由于成本等原因，Gb/秒级别的网速还是没能平民化。本次打破网速纪录的研究者也表示，他们的技术将首先利用于连接大型的数据中心。
数十年间，网速的提升带来了翻天覆地的变化，但另一方面，全球仍有43%的人口没有连上互联网。也许网速纪录的打破，只是为人们展示了一种可能性，而网速提升的便利最终惠及普罗大众，仍有很长的路要走。
文本来源：新浪科技综合
澳大利亚科学家在单根光纤上实现了打破世界纪录的44.2Tb/秒数据传输速度。网速的进化史上有哪些里程碑？我们用得着这么快的网速吗？
在线办公，在线社交，在线娱乐已经成了今天的常态——人们似乎忘了，如果按照拨号上网时代的网速，这一切都是难以想象的。那时的音乐需要在“下载”后欣赏，能够在线流畅收听的，唯有调制解调器那叽叽咕咕的嘶鸣声。
但今天的网速就够快了吗？真实的情况是：十多年前人们在嫌弃网络卡顿，今天的我们还在嫌弃网络卡顿……在我们可预见的未来，随着云计算、物联网等技术的发展成熟，网络的压力只会越来越大。宽带渐宽，但总是不太够用。
新冠肺炎席卷全球期间，大量人口被迫宅在家，对各地的网络服务商造成了的一次巨大考验。正是在这个节骨眼上，澳大利亚科学家宣布开发出了一种指甲盖大小的芯片，将它接入现有的商用光纤时，单根光纤每秒可以传输44.2Tb（1Tb大约相当于1000Gb）数据。这是目前该国运营商类似网路设施速度的大约100倍。
消费者互联网的萌芽时代
虽然互联网的雏形最早可以追溯到上世纪60年代，但直到80年代末90年代初，随着各种因特网协议和技术被标准化，才有越来越多的用户连接到了网络中。当时，网络的使用仍然有技术门槛和可能性上的局限，而万维网的发明和投入应用，让因特网真正实现了所有人的互联。到了上世纪90年代中期，网络服务变得更加廉价亲民了。
不过，早期的消费者互联网没有自己的专用线路，只能在发展了一个世纪的电话网络上，打了一块“补丁”——互联网数据借助普通电话线进行传播，但需要先将数字信号调变到模拟信号进行传输，再在终端“解调”收到的模拟信号，以获得最初的数字信号。
尽管第一台电话调制解调器在1958年就在贝尔实验室被发明出来，但一直用于该机构内部的设备互联。第一部被设计用于个人电脑（PC）的调制解调器发明于1977年，但是速度更快的56k调制解调器，到了1996年才问世。以这种设备的速度，下载1Gb的文件需要三天半以上。拨号上网的另一个缺点是占用了电话线。当你用“猫”上网时，电话就无法接通了。
21世纪初接入千家万户的ADSL（非对称用户数字线，“非对称”主要体现在上行速率和下行速率的非对称性上）服务让网速有了可感知的提升。ADSL利用数字编码技术从铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务（原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据）。
可以说，铜导线曾经是互联网传输的“脊梁”。但是铜导线的瓶颈在于：线路中能够传输的信号波形是有限的，即便是传输能力更强的同轴电缆也是如此。另一方面，铜线通过电子的移动来传输信号，传输过程中信号的衰减较为严重，这让信号传输的距离受到了限制。
随着宽带网用户数量的增多，其成本也逐渐下降，于是更多的人放弃了拨号上网。根据皮尤研究中心的数据，2004年时，美国宽带上网的人数首次与拨号上网持平。宽带的普及伴随着无线局域网（WLAN）的出现，也彻底改变了人们网上冲浪的方式。没有这种速度，互联网就不会有今天的广泛应用。也正是网速的上升，让各种视频网站纷纷崛起，网上购物和即时交流也变得没有障碍。
但是，“宽带”的定义其实并不很明确。比如在本世纪初，美国联邦通信委员会（FCC）对宽带的定义是：上传或者下载的传输速度大于200kb/秒。这种速度相当于老式56k拨号调制解调器的4倍以上。到了2010年，FCC对宽带的定义改为：至少4Mb/秒下载速度，1Mb/秒上传速度。2015年，这一标准又改为至少25Mb/秒下载速度，3Mb/秒上传速度。网民的增加和网络科技的升级，让“宽带”被不断重新定义。
光纤的逐渐普及
从上世纪80年代开始，光纤就成为了通讯系统的一大支柱。光纤中的光信号携带信息更多，且周期性地被光放大器增强，可以进行远距离传输。另一方面，光纤的优势是不会像导线那样产生电磁场，因此同一根线缆中可以包裹许多独立的光纤。
如今，一根头发粗细的光纤就能以10Tb/秒的速度，将数据传输到大洋彼端。其传输能力，是人们在1988年铺设第一条跨洋光纤时的3万倍。让这种速度飞跃得以实现的最大突破，是工程师们研究出了如何在单条光纤中同时传输100个不同频段的信号。
即便如此，由于跨洋光纤数千公里的长度，光传输过程中再小的信号扭曲和噪声信号也会积少成多、造成麻烦。因此，在同时传输的波段中，每个频道最大的传输速度也几乎不可能超过100Gb/秒。
为了打破这一瓶颈，制造商又开发出一种新型的光纤。标准光纤的超纯度玻璃核心直径只有9毫米，而新型光纤增加了这一直径，并使用更低的信号传输强度，减少了噪声。不过，尺寸更大的玻璃纤维，意味着光纤对拉扯和弯折更加敏感。
幸而海底的环境更加稳定，不会对新型光纤造成过多外力干扰。世界上最高速的光纤之一，连接美国西海岸和日本的FASTER系统用的就是上述新型光纤，该系统的6对光纤，每对可传输100个波段，单个波段速度100Gb/秒，总速度达60Tb/秒。2017年，微软和脸书共同出资架设的 MAREA大西洋海底电缆铺设完成，它的8对光纤可实现总计160Tb/秒的传输速度。
光纤虽然能够实现更快的网速，但成本比铜导线更高，而铺设新的光纤线缆也需要额外的支出。因此除了互联网巨头之外，并不是所有社区都愿意马上升级光纤网络，至少不是“光纤入户”。在人口稠密的城市地带，对线缆进行更新换代的收益大于成本，因此光纤网络较为常见。但在人烟稀少的农村地区，线缆更新换代的频率就要低一些。
即便光纤网络从十年前开始就陆续在人口稠密的地区投入使用，但连通光纤网络的地区，“最后一公里”的信息如何传输，可能决定了网络的速度瓶颈。
以英国为例：一些地区的用户还在使用传统ADSL宽带——利用铜导线连接到街道级别的中继点，再通过铜导线连接到用户家庭。一些社区则应用了FTTC（光纤到街边）接入方式——用高速光纤将数据传输至社区中继点，但每家每户仍通过铜导线连接入网，这种接入方式的最快速度可达66Mb/秒。而全程没有铜线，只用光纤的FTTP接入（光纤到驻地）方式，传输速度理论上可以远超过1Gb/秒，未来还可能超过1Tb/秒。
无线网络或许是为农村地区的消费者提升网速更好的一种方式。通讯供应商无需重新铺设线缆，只需启动覆盖整片区域的新天线基站即可。按照5G网络的预计传输能力（如20Gb/秒），有些家庭甚至不必通过线缆接入宽带，因为无线入网的速度，已经能够匹敌最快的有线连接方式。
但有些通讯专家也谨慎地提醒：无线网络可能有信号不够稳定的缺点。再者说，无线基站本身也需要有线网络的支撑——用户是“移动”的，但信号基站是位置固定、需要通过光纤联网的。
另一个方案是提升传输信号的频率范围。英国正在开发的G.Fast技术仍基于传统的铜导线传输数据，但频率扩展后数据的传输速度可以超过300Mb/秒。同样，未来光纤中的信号如果能超越红外频段，也可能带来更快的传输速度。
现有光纤网络仍需提速
随着光纤广泛投入应用，大型数据中心之间的数据传输速度已经以Tb/秒为单位计算。但是一旦到了地区和用户级别，网络速度又变得不够用。每逢网络使用的高峰期，一些节点还会形成“交通堵塞”，比如在人流密集的商超尝试上网，或者在高峰时段观看视频。
更高的带宽固然重要，信号的即时性同样不可忽视。人类对语音的中断十分敏感，因此电话或视频会议的音频或视频质量不高尚能继续，但“掉帧”却是难以容忍的。此外，云计算、远程手术、交互游戏等新兴技术，不仅要求高带宽，同时也要求低延迟的网络响应速度。自动驾驶汽车和远程手术的信号延迟会造成危险，而3D交互游戏的延迟掉帧，则会造成玩家的眩晕感，影响游戏体验。
两个网络终端之间的交互延迟，主要的影响因素是二者的距离。光纤中的光信号曲折前进，直线方向的传播速度为20万公里/秒，因此从伦敦发出的信号沿着光纤传播，最快也要86毫秒后才能从8600公里外的旧金山获得反馈，这种延迟对于云计算等应用是难以承受的。
由于这种物理学层面的限制难以克服，谷歌、微软、亚马逊等互联网巨头将他们的数据在世界各地的服务器中心进行备份，以便就近、更快地读取数据。但越来越多的数据中心，对带宽造成了更大的压力。这些大公司的数据同步中心消耗的带宽，如今甚至超过了公众使用的互联网。
所以，如果网速不能提上去，那么远程手术，自动驾驶等革命性技术都无从谈起。和计算机处理芯片需要不断升级一样，网络速度也有不断扩容的需求。
其实，在铺设之初，许多光纤的容量其实远远超过了用户的需求，但线缆铺设过程的成本不菲，因此服务商就在线缆中预留了未使用的“暗光纤”。所以对带宽的提升，最初只要不断启用新的暗光纤即可。
但是随着流媒体等服务的兴起，近年来，互联网每年的流量增幅达到25%——用户对于带宽需求的增加，正在加速超越供应商的硬件升级能力。那么，未来的网速该如何升级呢？
用诺奖技术改造现有光纤
前文提到的打破网速纪录的光纤芯片，利用了“光频梳”结构，能够创造出一系列红外光，让数据得以同时通过各种波段的光传输。
光频梳是激光技术领域的重大革新，2005年，两位科学家就因为对光频梳技术的开创性工作，获得当年的诺贝尔物理学奖。就像普通的梳子能把头发分成绺一样，光频梳能将单色的输入激光转化为波长间隔相等的一系列光线。
为了充分利用光纤线路上光增大器的输出光谱，不同类型的数据会被分配到不同的红外线波段——就像白色的可见光可以被棱镜分为不同颜色（波长）的单色光那样，红外波段也可分为不同的“色彩”，各自传输不同的数据。不同波长的红外信号可以在同一根光纤中传输，到了终端再予分离——现有的装置需要在光纤中分别产生各个波长的激光，而光频梳利用一束激光，一块温控芯片和一个环形光谐振器，就能发射大量不同波长的光信号。这些微型设备中最关键的结构是环形的光谐振器，在单种波长的激光打到谐振器上时，它能精准地将单色的激光分解为多个频道。
将光频梳技术应用于光纤，这并不是第一次。加州大学圣地亚哥分校的研究团队2015年发表在《科学》上的研究中，就通过光频梳技术减少了信号噪声、增加了传输效率。当时研究者表示：通过进一步的发展，该方案能让光纤系统的传输速率翻倍。
本次破纪录的芯片，采用了全新类型的“光孤子晶体（soliton crystals）”光频梳。研究者将这种芯片在墨尔本已有的光纤网路上进行测试，并实现44.2Tb/秒的高速传输，这证明了现有的光纤只要更换芯片，就能够大幅提升速度。
另一方面，由于这类光频梳的制备技术正是目前商业化量产计算机芯片的技术，研究者认为，大规模生产这种光学芯片是能够很快实现的。
这一技术突破，并不意味着家家户户很快能用上Tb/秒级别的网速。今天普通消费者能够购买到的最高网速，是1Gb/秒的“谷歌光纤”项目，但使用者并不算多。美国能源部专用的科学网络ESnet，速度达到了400Gb/秒，但只留给了NASA之类的机构使用。由于成本等原因，Gb/秒级别的网速还是没能平民化。本次打破网速纪录的研究者也表示，他们的技术将首先利用于连接大型的数据中心。
数十年间，网速的提升带来了翻天覆地的变化，但另一方面，全球仍有43%的人口没有连上互联网。也许网速纪录的打破，只是为人们展示了一种可能性，而网速提升的便利最终惠及普罗大众，仍有很长的路要走。
文本来源：新浪科技综合
【一路通南北 大漠生绿荫】
核心阅读
在塔克拉玛干沙漠，有一条建在流动沙漠上的长距离等级公路。
修路，改善了周边群众的生活环境和出行条件；护路，又在沙漠建起了绿色防护带。植被为塔里木兔、老鼠、狐狸等动物提供了生存环境，老鹰也多了起来。这条公路，让茫茫沙海不再苍凉。
塔克拉玛干，中国最大的沙漠。仲夏季节，骄阳似火，万里无云。汽车由北向南进入大漠，满眼黄沙漫漫。没过多久，蓦然发现公路两边竟然郁郁葱葱，让人有些惊讶。
塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地，在天山、昆仑山之间，是世界第二大流动沙漠。资料显示，由于多风，这里的沙丘每年移动约20米。
“这条沙漠公路开通20多年了，路况和刚修好时差不多，质量没说的。你看，两边绿化带太好了，不光是风景好，防沙固沙作用也很大。”司机张师傅说：“这条路意义太重大了。”
张师傅说的，就是南北贯穿塔克拉玛干沙漠的塔克拉玛干沙漠公路，又被称为塔里木沙漠公路。
在流动沙漠上筑起长距离等级公路
这条穿越沙漠的公路，给塔克拉玛干带来了什么变化？
和田地区的民丰县，位于塔里木盆地南缘正中，往南是巍巍昆仑，向北是茫茫大漠。过去，民丰群众去乌鲁木齐，要沿315国道向西绕行，路程2200多公里，费时费力。
1990年3月，一支由32名沙漠、水文、工程专家组成的沙漠公路选线科学勘探队伍来到这里。当时，正是塔克拉玛干沙漠风沙肆虐的季节。漫天飞舞的沙粒整天扑打在脸上、手臂上，无孔不入的细沙钻进眼睛、嘴巴、耳朵和鼻子……他们行程341公里，测点3800个，分析沙土样110个，终于完成了线路勘探和科学考察任务。1991年10月，该公路的工程技术研究，被正式列入国家“八五”重点科技攻关项目。
在流动沙漠上筑路，谈何容易？180余名科研人员进行了4405次室内试验和2361次现场试验，采集了48万多个观测数据，绘制了458份图表。其中，许多攻关成果还填补了沙漠公路工程技术、资源环境研究的空白。
经过反复试验，专家们创造了“强基薄面”施工工艺——在沙漠中先推出路基形状，再用纺织布包裹固定，然后振动压实，这种路基的抗压强度超过了普通路基。
塔里木沙漠公路于1993年3月正式动工，1995年9月15日竣工，全长522公里，成为世界上第一条建筑在流动沙漠上的长距离等级公路。
公路修通后，民丰到乌鲁木齐的路程缩短了1000多公里，且末、若羌等县到乌鲁木齐等地也便捷了很多，这对南疆经济社会发展产生了巨大促进作用，也奏响了生态建设的绿色奏鸣曲。
大漠腹地建起400多公里绿色防护带
修路难，护路更难，特别是在塔克拉玛干沙漠。“风沙一刮，经常会把路埋掉。所以，采取怎样的固沙方式是个难题。”中国科学院新疆生态与地理研究所研究员、国家荒漠—绿洲生态建设工程技术研究中心主任徐新文全程参与了沙漠公路生态防护林工程建设。
如何做到永久防护，长期保证公路畅通？专家们大胆提出建设沙漠公路生态防护林工程的设想。
1994年，科技人员开始防沙绿化先导试验，成功找到就地利用高矿化度地下水造林绿化的途径。1999年完成6.3公里生物防沙试验工程。2001年又建成30.8公里防护林生态示范工程。10多年间，科研人员在西北地区耐干旱、耐盐碱的173种植物中，筛选出能在塔克拉玛干沙漠腹地存活的88种栽种于沙漠绿化试验区，抽取沙漠地下咸水进行灌溉，保证了苗木正常生长，为最终实现沙漠公路的全线绿化奠定了基础。
2003年，总投资2.2亿元的塔里木沙漠公路防护林生态工程开工建设。该工程于2005年完成，长度436公里，宽为72米到78米。绿化工人在公路沿线打了114口机井，铺设供水管线2.2万公里，栽植苗木2万余株，苗木成活率达80％以上。
徐新文告诉记者，防护林生态工程全线采用管道供水技术，实行就地采水、分散供水、滴水灌溉。年耗水总量不超过600万立方米，每公顷用水量不超过2000立方米。公路沿线地下水基础储量有16.29亿立方米，年补给量在9000万立方米上下，不会因抽取地下水引起沙漠地区生态的恶化。
养护植被、种植试验，沙漠深处建起了植物园
“植被长起来了， 过去这里比较少见的塔里木兔变得越来越多。老鼠、狐狸出现了，老鹰等各种各样的鸟也来了。”徐新文说。
防护林建好了，一些人陆陆续续回到了都市，但仍有一些人选择继续留在沙漠。中国科学院新疆生态与地理研究所高级工程师常青便是其中之一。
1991年，常青和同事们南下沙漠边缘的肖塘（现尉犁县肖塘地区管委会），为生物防护筛选、培育植物。1994年，她回到沙漠里进一步开展试验研究，“住地窝子、喝苦咸水，实验室也在地窝子里。”如今，占地300亩的沙漠植物园满眼绿色。植物园建于2002年，主要目的是服务沙漠公路防护林生态工程，种植试验、物种筛选等工作大多在这里进行。
行走在沙漠公路旁，只见苗木成林，密密匝匝，沙拐枣花开得正艳。一只塔里木兔跃过，让人一惊。不远处立着一块标牌，上面写着：只有荒凉的沙漠，没有荒凉的人生。（人民日报）
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在塔克拉玛干沙漠，有一条建在流动沙漠上的长距离等级公路。
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塔克拉玛干，中国最大的沙漠。仲夏季节，骄阳似火，万里无云。汽车由北向南进入大漠，满眼黄沙漫漫。没过多久，蓦然发现公路两边竟然郁郁葱葱，让人有些惊讶。
塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地，在天山、昆仑山之间，是世界第二大流动沙漠。资料显示，由于多风，这里的沙丘每年移动约20米。
“这条沙漠公路开通20多年了，路况和刚修好时差不多，质量没说的。你看，两边绿化带太好了，不光是风景好，防沙固沙作用也很大。”司机张师傅说：“这条路意义太重大了。”
张师傅说的，就是南北贯穿塔克拉玛干沙漠的塔克拉玛干沙漠公路，又被称为塔里木沙漠公路。
在流动沙漠上筑起长距离等级公路
这条穿越沙漠的公路，给塔克拉玛干带来了什么变化？
和田地区的民丰县，位于塔里木盆地南缘正中，往南是巍巍昆仑，向北是茫茫大漠。过去，民丰群众去乌鲁木齐，要沿315国道向西绕行，路程2200多公里，费时费力。
1990年3月，一支由32名沙漠、水文、工程专家组成的沙漠公路选线科学勘探队伍来到这里。当时，正是塔克拉玛干沙漠风沙肆虐的季节。漫天飞舞的沙粒整天扑打在脸上、手臂上，无孔不入的细沙钻进眼睛、嘴巴、耳朵和鼻子……他们行程341公里，测点3800个，分析沙土样110个，终于完成了线路勘探和科学考察任务。1991年10月，该公路的工程技术研究，被正式列入国家“八五”重点科技攻关项目。
在流动沙漠上筑路，谈何容易？180余名科研人员进行了4405次室内试验和2361次现场试验，采集了48万多个观测数据，绘制了458份图表。其中，许多攻关成果还填补了沙漠公路工程技术、资源环境研究的空白。
经过反复试验，专家们创造了“强基薄面”施工工艺——在沙漠中先推出路基形状，再用纺织布包裹固定，然后振动压实，这种路基的抗压强度超过了普通路基。
塔里木沙漠公路于1993年3月正式动工，1995年9月15日竣工，全长522公里，成为世界上第一条建筑在流动沙漠上的长距离等级公路。
公路修通后，民丰到乌鲁木齐的路程缩短了1000多公里，且末、若羌等县到乌鲁木齐等地也便捷了很多，这对南疆经济社会发展产生了巨大促进作用，也奏响了生态建设的绿色奏鸣曲。
大漠腹地建起400多公里绿色防护带
修路难，护路更难，特别是在塔克拉玛干沙漠。“风沙一刮，经常会把路埋掉。所以，采取怎样的固沙方式是个难题。”中国科学院新疆生态与地理研究所研究员、国家荒漠—绿洲生态建设工程技术研究中心主任徐新文全程参与了沙漠公路生态防护林工程建设。
如何做到永久防护，长期保证公路畅通？专家们大胆提出建设沙漠公路生态防护林工程的设想。
1994年，科技人员开始防沙绿化先导试验，成功找到就地利用高矿化度地下水造林绿化的途径。1999年完成6.3公里生物防沙试验工程。2001年又建成30.8公里防护林生态示范工程。10多年间，科研人员在西北地区耐干旱、耐盐碱的173种植物中，筛选出能在塔克拉玛干沙漠腹地存活的88种栽种于沙漠绿化试验区，抽取沙漠地下咸水进行灌溉，保证了苗木正常生长，为最终实现沙漠公路的全线绿化奠定了基础。
2003年，总投资2.2亿元的塔里木沙漠公路防护林生态工程开工建设。该工程于2005年完成，长度436公里，宽为72米到78米。绿化工人在公路沿线打了114口机井，铺设供水管线2.2万公里，栽植苗木2万余株，苗木成活率达80％以上。
徐新文告诉记者，防护林生态工程全线采用管道供水技术，实行就地采水、分散供水、滴水灌溉。年耗水总量不超过600万立方米，每公顷用水量不超过2000立方米。公路沿线地下水基础储量有16.29亿立方米，年补给量在9000万立方米上下，不会因抽取地下水引起沙漠地区生态的恶化。
养护植被、种植试验，沙漠深处建起了植物园
“植被长起来了， 过去这里比较少见的塔里木兔变得越来越多。老鼠、狐狸出现了，老鹰等各种各样的鸟也来了。”徐新文说。
防护林建好了，一些人陆陆续续回到了都市，但仍有一些人选择继续留在沙漠。中国科学院新疆生态与地理研究所高级工程师常青便是其中之一。
1991年，常青和同事们南下沙漠边缘的肖塘（现尉犁县肖塘地区管委会），为生物防护筛选、培育植物。1994年，她回到沙漠里进一步开展试验研究，“住地窝子、喝苦咸水，实验室也在地窝子里。”如今，占地300亩的沙漠植物园满眼绿色。植物园建于2002年，主要目的是服务沙漠公路防护林生态工程，种植试验、物种筛选等工作大多在这里进行。
行走在沙漠公路旁，只见苗木成林，密密匝匝，沙拐枣花开得正艳。一只塔里木兔跃过，让人一惊。不远处立着一块标牌，上面写着：只有荒凉的沙漠，没有荒凉的人生。（人民日报）
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