以往的经验告诉我们，谁主导了工业革命，谁就掌握了未来的国家命运。第一次工业革命让英国成为日不落帝国，第二次和第三次工业革命让美国称霸世界。如今，经过几代科技人员的不懈努力，中国终于赶上了第三次工业革命末期的发达国家，能否在下一次工业革命中占得先机，将决定国家未来几百年的命运。
如何敏锐地捕捉到下一次技术革命的信号？基因工程、核聚变、量子科学、人工智能和石墨烯技术
今天，我们就来盘点一下截至2022年，中国在这五个技术领域的发展。
基因工程——解开生命之谜的密码基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术。基因储存着生命的种族、血型、妊娠、生长、凋亡
等过程的全部信息。他是生命的终极奥秘。人类的基因中含有30亿个DNA碱基对，完成这些碱基对的完整、无间隙测序对于了解人类基因组变异全谱、掌握基因对某些疾病的影响至关重要。30亿个，这可不是小数目，上世纪90年代初开始，全球的科学家就开始着手完成人类基因测序工作，这项号称生命科学领域的“登月计划”，2022年终于取得了阶段性成果。
2022年3月31日，美国研究人员在《科学》杂志上发表了首个完整且无间隙的人类基因组序列。这就相当于拥有了一本“基因字典”，其中大部分我们还看不懂，但至少我们已经有了查阅的工具。
Nature论文截图基因工程的应用
基因工程应用在转基因食品、生物武器、环境保护、基因医疗、分子化研究等多个领域。其中基因医疗是重点领域，可能触及“长生不老的秘密”。
2020年诺贝尔化学奖（CRISPR/Cas9基因编辑技术）的授予，这让世界开始意识到人类已经临近“基因时代”的大门。中国目前的水平
中国在基因工程方面整体水平较世界顶尖水平还存在较大差距，在基因治疗方面方兴未艾，例如血友病和β地中海贫血的治疗尚未进入临床试验，
中国基因治疗企业也大多数起步较晚，如信念医药、中因科技、辉大基因等。相较光刻机受制于人的知难而进，在基因测序仪领域，从“人类基因组计划的1%”开始，历经20年，中国打破了国外的垄断，实现了对这一工具的自主控制。是目前“仅有的两个”掌握全产业链(技术、设备、市场应用等)的国家。).
华大智造高通量基因测序仪DNBSEQ—T7宏基因组( metagenome)，全球范围内该领域专利申请量7000多件，其中美国申请专利量达3300多件，中国排名第二，专利申请量超过2000件。
，在基因编辑领域，中国努力跟上脚步。核聚变-真正的人造太阳。
可控核聚变技术被誉为人造太阳的，一直以来都被认为是人类文明的终极能源。受控核聚变时不产生有害辐射，能量释放强度远超核裂变。
而且可控核聚变不需要铀矿，从海水中就能提取所需的燃料，堪称最经济实惠的能量源，因此它才被各国寄予厚望。太阳之所以能够发光发热，就是其内部稳定的核聚变。托卡马克装置
为了约束核聚变的能量，科学家们才研究出了托卡马克装置，这种采用磁约束或者惯性约束的装置，可以将核聚变时数亿摄氏度的等离子体与外界隔离，
并牢牢把控住这股能量，在一切稳定的前提下，再把能量慢慢导出到外界，最后实现发电。托卡马克在中国
2021年12月30日中科院合肥物质科学研究院，有人造太阳之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)，实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，是目前世界上托卡马克装置中高等离子体运行时间最长的一次。
该所所长宋运涛在接受采访时表示:我们已经充分验证了未来核聚变发电的等离子体控制技术，并推动其从基础研究向工程应用迈出了一大步。目前，中国的托卡马克核聚变装置处于世界前列，是最有希望率先掌握受控核聚变技术的国家。
全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)可控核聚变距离真正商用建成核电站还有很远的距离，科学家预测，2040年到2060年可控核聚变将走出实验室，真正为人类解决能源后顾之忧。量子科学——量子革命的转折点近了。
量子科学现在最主要的三个方向是：量子计算，量子通信，量子精密测量
潘建伟院士:量子科技事关国家战略，只需要不断的突破和创新。中国的量子信息技术整体上确实处于追赶欧美先进国家的状态，但在具体领域也是领先的，这与国家布局和发展战略有关。潘建伟科技大学上海研究院实验室调试设备量子计算:追赶第一梯队
在科研领域，中国的量子信息技术与美国差距不大。从论文上来看，量子计算领域过去五年中科院、清华大学、中科大等科研机构发文量排在世界前20，并且我国的专利申请数量近年来也突飞猛进。2020年12月，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，使我国成为全球第二个实现“量子计算优越性”的国家。2021年10月，113个光子144个模式的量子计算原型《九章二》公布。
“第九章”和“祖冲之二”的成就，使中国成为唯一一个在两个物理系统上都取得“量子计算优越性”的国家，奠定了世界量子计算研究第一方阵的地位。量子计算机92号的滞后主要在产业化发展上。
我国量子计算的研发主体主要是高校和科研院所，产业化与市场化布局明显落后于领先国家。量子通信:领先水平
由于我国面临复杂的信息安全形势，在军事、政务、金融和关键基础设施等领域，对提高信息安全保障能力的需求较为迫切。国家对于量子保密通信的布局与研究起步较早，投入也较大。2016年8月，我国发射了世界首颗量子通信卫星——墨子量子科学实验卫星，并在后期实验中实现了洲际量子保密通信。
目前，我国量子保密通信试点应用项目数量和网络建设规模已处于世界领先水平，并且已经得到了初步的产业化发展。量子测量:第一梯队
精密测量是科学研究的基础。以时间计量为例，从古代的日晷、水钟到现代的机械钟，再到现代的石英钟、原子钟，随着时间计量精度的不断提高，通信、导航等技术不断发展。
2018年在国际上首次实现了利用激光冷却技术的空间冷原子钟。目前量子精密测量领域的世界纪录大多由欧美国家保持。从论文和专利数量看，美国领先，中国第二，日、韩、英、德等国跟随。人工智能——虚拟的“人类”而不是真实的人类
人工智能
，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。自20世纪70年代以来，AI被称为世界三大前沿技术之一，也是目前最热门的研究方向。
2016年3月9-12日，AlphaGo连下三城。按照“五局三胜”的赛制，第九段李世石提前被淘汰，无缘100万美元奖金。3月13日，李世石扳回一局；3月15日，收官之战，AlphaGo再下一城，最终比分定格在4:1。早在2016年，人工智能的围棋水平就已经超过了人类。有人说AlphaGo象征着人工智能时代的曙光。人工智能分类
人工智能可以根据人做的事来分，有机器学习（大脑），计算机视觉（眼睛），自然语言处理（耳朵和嘴巴），机器人（四肢）等等。中国人工智能发展水平
李开复在《ai Future》一书中提到，建立21世纪的AI超级大国需要四个条件:大数据、执着的创业者、优秀的AI科学家和有利的政策环境。中国是少数几个符合上述条件的国家之一。大国的特殊性造就了世界上最丰富的数据生态环境。我们有很多顶尖的企业，比如主要用于人工智能行业的科大讯飞、商汤、海康，以人工智能搜索、社交应用为代表的腾讯、百度，以人工智能电子商务应用为代表的阿里巴巴、JD.COM，以及从事人工智能芯片研发的华为、寒武纪等科技公司。再加上中国经济的快速发展和入世后的政策环境利好，中国在第三次人工智能浪潮中从追赶者成为引领者。
石墨烯技术-神奇的未来材料“黑金”
石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，它被认为是未来的革命性材料。
英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过微机械加工成功地将石墨烯从石墨中分离出来，因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。神奇的特性
1、优良导电和光学性能，是零距离的半导体；2、已知强度最高的材料，是钢的 200 倍，同时还具有很好的韧性和拉伸性，可弯曲；3、极佳的热传导性能；4、已知的最轻的材料，1 平方米重仅 0.77 毫克。它看起来像一种完美的材料吗？因此，石墨烯被称为第四次工业革命的材料，也被称为“黑金”。
制造问题
石墨烯面对的最大难题就是产量和尺寸，目前市场上大多数石墨烯其实并不是存储的单层石墨烯，而是复合型的多层石墨烯，无法发挥出单层石墨烯的优秀性能，石墨烯的制造技术远远还未成熟。当前发展形势
石墨烯还未进行大规模应用，仅仅在电池领域上崭露头角。石墨烯之所以能够在电池领域上得到应用，这主要是利用石墨烯的低电阻的特性，加大了电池的利用率，这也延长了电池寿命，于是石墨烯很快成为了电池领域十分青睐的一种材料。已知研究数据中，使用石墨烯技术生产的电池，安全充电次数可以达到数十万次，同时没有明显的老化或者衰减的情况出现，充满电仅需15秒，充电效率是锂离子电池的1000倍。(能否落地还有待考证)
全球近70%的石墨烯专利都来自中国这个世界上石墨储备最大的国家。但从整体来看，石墨烯应用还停留在中低端阶段。这不仅跟低品质的石墨烯性能有关，还因缺乏系统高效的石墨烯制备方法。如果有一天，我们攻破了简单高效的高质量石墨烯制备方法，真正的石墨烯产品就有可能出现了。天才少年曹源，因魔角石墨烯研究成为Nature2018年度十大人物谨防诈骗
针对一些品牌宣传的“石墨烯”电池，欧阳高明院士公开表示:“如果有人说新能源汽车能跑1000公里，而且只需要几分钟就能充满电，还能保证安全，就目前的技术而言，根本不存在这种可能性，那他一定是骗子。”由于石墨烯的制备难度仍然很大，市面上打着“石墨烯”幌子的高科技产品，99%都是非石墨烯技术或者掺杂了少量含石墨烯的复合材料，只是为了卖个高价。
理性看待，谨防诈骗。
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