一、世界前沿技术发展趋势与特点
（一）新冠肺炎疫情重创全球经济，科技创新在疫情阴影下逆势突破
2020年，新冠肺炎疫情席卷全球，全球经济遭遇自20世纪30年代大萧条以来最严重的衰退。国际货币基金组织（International Monetary Fund，IMF）发布的报告显示，2020年全球国内生产总值（Gross Domestic Product，GDP）增长率按购买力平价（Purchasing Power Parity，PPP）计算约为-4.4%。其中，美、欧、日等发达国家和地区经济增速大幅下滑；中国经济“一枝独秀”，率先实现经济正增长，成为世界经济最突出的亮点；新兴市场和发展中经济体处境艰难，复苏前景充满不确定性。作为抗击新冠肺炎疫情及恢复经济社会发展的重要推动力，科技创新作为各国发展战略的核心地位更加突出。尽管受疫情和经济下行影响，许多国家的科技工作者面临经费削减、实验中断、合作受阻、会议取消等重重困难，但他们探索的脚步并未停止，全球科技创新依旧突破不断，成绩亮眼。
疫情之下，生物安全问题空前凸显，人类健康成为科技创新的热点领域。为应对新冠肺炎疫情，各国纷纷出台支持政策，新冠疫苗研发速度打破历史纪录，灭活疫苗、减毒疫苗、亚单位疫苗、DNA疫苗、mRNA疫苗、病毒载体疫苗等多种疫苗的研发均取得重大进展，并展现出有效遏制疫情的巨大潜力。在疫苗研发之外，其他生物医药领域也取得突破性成果：细胞疗法、基因疗法在实体瘤、遗传性疾病等领域开展的早期临床试验中显示出初步疗效；新一代AlphaFold人工智能系统可以精准预测蛋白质的三维结构，为人类探索药物分子世界提供了强大的工具；迄今最大规模人类遗传变异体目录的公布，有助于提供人类生物学特征和疾病的重要见解等。
基础科研稳步推进，颠覆性技术日渐成熟。在基础科学方面，科学家重现地球3亿多年的生物多样性变化历史；首次探测到新型太阳中微子；首次在原子尺度上拍摄到化学键的形成与断裂的动态影像；首次在超高压力下实现室温超导；首次获取“从头到尾”完整的人类X染色体序列；首次突破冷冻电镜成像在分辨率上的限制，将分辨率提高到单个原子水平等。在颠覆性技术突破方面，美国非营利组织OpenAI发布具有1750亿个参数的GPT-3 AI语言模型；麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）仅用19个类脑神经元实现控制自动驾驶汽车；脑机接口技术帮助瘫痪男子重获触觉；“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里量子保密通信；中国造出“人造太阳”，可控核聚变技术取得巨大突破；3D打印为欧美对抗疫情发挥重要作用；全球央行数字货币“竞赛”加速等。
数字世界与物理世界加速融合，数字经济成为复苏新动能。伴随新一轮科技革命和产业变革的深入发展，以大数据、物联网、云计算、区块链、人工智能等为代表的数字技术日新月异，全球经济数字化转型已是大势所趋。2020年，在新冠肺炎疫情的影响下，远程办公、无人配送、智慧工厂等新技术加速落地，数字技术在疫情监测、在线医疗、线上消费、复工复产等方面得到广泛应用，为在物理隔离状态下有效的分布式工作、学习和生活的新模式提供有力支持，各国经济数字化转型步伐显著加快。根据世界经济论坛（World Economic Forum，WEF）分析，新冠肺炎疫情加速了在线购物与机器人配送、数字和无接触支付、远程办公、远程教育、远程医疗、在线娱乐、供应链4.0、机器人和无人机、3D打印、5G信息通信技术这10个关键科技的发展。由数字技术构建的新数字经济产业生态，正在形成更加强大的创新活力，成为推动后疫情时代和未来世界经济复苏与新旧动能转换的关键动力。
（二）国际科技竞争愈加激烈，全球创新中心加速东移
当前世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技、产业变革和突发的新冠肺炎疫情都正在加速推动全球经济、科技、文化、安全、政治等格局发生深刻的变化和调整，大国竞争已成为当今时代无法回避的主旋律。而大国竞争的核心不仅是军备力量和国内生产总值的竞争，更是新兴技术和高新产业之间的较量。科技在政治、经济、军事、外交等各领域的作用越来越重要，成为引领产业转型升级、军事变革和社会进步的决定性因素，被各国尤其是大国视为竞争中首要的、决定成败的力量。其中，各国将人工智能、量子计算、基因编辑、增材制造等科技作为优先事项加以布局，以求在全球科技和产业竞争中占得先机。
世界百年未有之大变局的一个重要趋势就是“东升西降、南强北弱”，科技创新领域的变化与政治格局变化一致。在创新投入方面，根据美国《研究与发展》期刊报告，新冠肺炎疫情导致的全球经济停滞直接影响创新投入，2020年，全球研发总支出为23252亿美元（按购买力平价计算），同比缩减4.5%。其中，亚洲地区的研发投入占全球的份额继续扩大，达45.4%；北美地区的研发投入占全球的份额有所缩减，为26.9%；欧洲地区的研发投入占全球的份额为19.7%，同比下降0.9%。中国是2020年唯一研发投入正增长的经济体，达24426亿元，同比增长10.3%，研发强度达2.4%。根据《2020年全球创新指数》报告，在过去几年中，印度、中国、菲律宾和越南是全球创新指数排名进步最大的经济体，这4个经济体均已跻身前50位。在按专业领域划分的世界顶尖科技集群中，有17个位于中国。中国有望继续带领新兴市场和发展中经济体弥合世界创新鸿沟。随着中国等亚洲经济体逐年在创新排名中取得显著进步，全球创新中心正在逐渐东移。
（三）科技安全风险日益突出，全球科技治理被提上重要日程
历次工业革命的经验告诉我们，新兴科技在给人类社会带来机遇的同时，也会带来严峻的安全和治理挑战。在以人工智能、大数据、云计算、5G、量子科技、生命科学等为代表的第四次工业革命浪潮席卷全球的同时，全球科技发展和风险治理也成为全球性的突出问题，尤其是衍生出科技解决方案和科技发展的风险治理两大议题。
全球化的迅猛发展极大地促进了人类社会的进步、财富的增长和经济社会生活交往的便利。然而，当世界各国享受这一进程带来的财富增长和现代化的同时，气候变化、生态危机、能源短缺、粮食危机、贫富分化、发展鸿沟、民粹主义、核扩散等一系列全球性难题也逐渐凸显。尤其是新冠肺炎疫情的全球肆虐警示人们，世界必须走相互依存、全球共治的道路，才能凝聚全人类的智慧与力量，共同应对包括传染病在内的各种全球性挑战。科技创新将成为解决全球性问题的重要支撑。譬如，精准医疗能为人们提供更有效的治疗方案；可控核聚变技术有望解决人类能源危机；碳捕集与封存技术能够缓解全球气候变暖等。
前沿科技在发展和应用的过程中伴随的技术伦理争议、公民隐私、数据安全、社会公平等重大风险问题，也是科技发展过程中面临的最重要的治理任务。如新冠肺炎疫情的防控使人脸识别技术获得高速发展的机遇，但其引发的公民隐私泄露和数据安全等问题不容忽视；大量智能化技术的普及给人们生活带来便利，但老年人陷入“数字鸿沟”成为社会问题；利用基因编辑技术对胚胎进行基因选择更引起全球性的生命伦理争议。随着越来越多的科技突破加速集中涌现，留给人类认识和防范相关风险及消弭冲突的时间越来越短。未来新科技革命引发的政治、经济和社会问题将进入凸显期，由此带来的用技术和制度进行应对与治理的任务会越来越繁重。如何居安思危，超前部署，完善科技发展的风险治理，妥善处理科技、人与社会的关系变得尤为关键。