为充分把握学科发展规律和发展趋势，引领学科发展方向，发挥全国学会促进学科创新、引领产学融合方面的独特作用，2022年，中国科协组织中国数学会、中国物理学会、中国化学会、中国电子学会等20个全国学会，分别就数学、高端科学仪器与集成电路先进装备、化学、水环境、制冷及低温工程、人工智能、工业互联网、航空科学技术、航天科学技术、现代毁伤技术及效应评估、采矿工程、种子学、材料学、粮油科学技术、基础农学、植物保护学、作物学、恶性肿瘤、产科学、城市科学等共计20个学科/领域的发展情况进行了系统研究，编辑出版了《中国科协学科发展研究系列报告》。有关单位和相关专家在上述20个学科发展报告的基础上，编写了《20222023学科发展报告综合卷》（以下简称《综合卷》）。《综合卷》分为三章和附件部分：第一章以科学技术部、、国家统计局、国家自然科学基金委员会、新华社等官方网站的资料文件，以WOS、ESI、OECD、CNKI等数据库以及第三方权威报告中的数据信息作为客观数据来源依据，结合各学科领域专家的咨询建议，梳理20222023年我国科学技术领域学科发展的总体情况，并从宏观层面总结我国科技领域总体学科发展态势，评析学科发展存在的问题与挑战，提出促进学科发展的启示与建议；第二章以20个学科发展报告为基础，对20个学科近年的研究现状、国内外研究进展比较、学科发展趋势与展望等进行综述；第三章为20个学科发展报告主要内容的英文介绍；附件为20222023年与学科发展相关的部分资料。

在大国竞争日益激烈的背景下，科技制高点不仅具有显著的经济效应，还在政治和国际关系中发挥着重要作用。当前，围绕科技制高点的战略博弈日益激烈，科技竞争是一个复杂的问题。本书共分为八章，从科技创新的内涵、战略地位、面临的挑战和战略路径等角度出发，系统地分析了中国在新时代背景下，如何通过抢占科技制高点来支撑和引领世界科技强国的建设。同时，还详细阐述了中国共产党在领导科技现代化过程中的特点与优势，以及科技创新如何引领经济高质量发展、支撑全体人民共同富裕、赋能新时代文化建设、促进人与自然和谐共生等多个方面。

本书是一套适合小学生阅读的科普图书，从交通工具、服装服饰、武器、生物、日常用具、生活方式、社会文化、娱乐休闲等方面，为孩子介绍了不同事物从古至今的发展变化，系统而细致。孩子通过阅读本书，会感觉到历史就在身边，从而对历史产生浓厚的兴趣和亲切感。四到六幅场景图构成历史演变大全景，每个对页都是一篇简史，让孩子一目了然地观察到重要的历史变迁，图中还融入了很多有趣的细节，图文并茂，寓教于乐知识点以小段文字形式出现，轻松阅读无负担。

在人类的大部分历史中，我们都在黑暗中摸索前路的方向。自科学革命后，文明的进程急速加快，万古的长夜倏忽成为灿烂的星河，闪耀着数不尽的智慧之光。在第四次工业的浪潮下，人工智能、生物科技等新兴技术高歌猛进，为了在这个急剧变化的时代不至迷失方向，我们有必要追溯创新的源头，回顾科学发明改变人类历史的高光时刻。本书以图文并茂的形式回溯历史上近百个重大的科学发明与技术突破，从浩如烟海的科学发现、创新成就、创新理论中，撷取让科学家们灵光乍现的精彩瞬间，带领人们踏上启迪智慧的绝妙征程，激发人们的想象力和创造力。

在人类文明的长河中，伟大的发明宛如璀璨星辰，照亮了我们前行的道路，赋予了我们无尽的可能。每一项发明的背后，都凝聚着人类智慧的结晶和对未知世界的无畏探索，它们是神奇创造力的生动体现。本书向孩子们介绍了那些改变世界的发明。通过生动的图文讲述它们是如何被发明的以及对人类产生的影响和用途，还介绍了这些发明背后的趣味故事和发明创造的思维方法。希望通过本书，可以激发孩子的好奇心和创造力，开拓孩子的视野，启发孩子的科学思维，让孩子也能像发明家一样思考，勤于探索，乐于创造。

在《人类 21 世纪备忘录》① 一文中，徐冠华院士等人提出了人类 历史进程中存有三大不动点议题的论述在人类文明的历史阶 段，发展主题始终围绕能源、食品和健康三大议题展开。这三大议题 是人类发展诸多议题中基础中的初始基础，支柱中的核心支柱。这三 大议题当中每部分内容都用来刻画过生命赖以维系的要素指标或命名 过某个历史阶段，如化石能源时代、核动力时代、刀耕火种、稻作文 明、水产经济、能耗指数、蛋白质摄入量、可再生能源阶段、自然 疗法时代、基因疗法时代等。这三大议题每个又都具有宏观累积效 应个体的或局部的问题，会以极快的速度累积成为巨大的、风险 性极高的社会难题。其中，能源议题同食品与健康议题又不太一样， 因为对于温饱和健康状态的认知，个体和群体之间有很多通感。能源 议题受地域、生产方式影响很大，它更多地取决于环境的变量与供 给。这也许是相对于其他觉识，能源自觉更晚到来的一个原因。这里 所讲的能源自觉，就是指人们对人与能源关系的认知、评价和主动改 善的思考。人类的能源自觉只是近现代才产生并得到持续丰富的觉 识，代价甚高，来之不易。

　　　影响这三大议题的关键因素主要有 3 个方面：需求、科技和制 度。其中的科技，又是关键中的关键。因为需求有给定的方面，制度 总是事后成型的，只有科技既影响着需求的自我满足水平，又影响着 相关社会管理治理的体制机制。另外，需求和制度又反过来影响着相 关科技的发展、吸纳和运用。所以，关于科技前瞻展开的维度，除科 技自身外，也主要是从社会需求与制度选择中进行分析预测的。

　　环球同此凉热，过去诗人的感慨如今已是全球共情共鸣的能 源话题。面对气候变化、双碳约束、大气治理等日趋紧迫的全球问 题，能源科技和产业发展被认为承担着重要责任。从这个意义上讲， 主动感知、预测未来能源科技的方向和领域，是人类能源自觉的一种 体现。对能源科技的谱系化、结构化分析，同时深入分析人与能源的关系、人类应用能源的各类场景、人类研发各类能源的潜力，这是 构建人类可持续发展社会的必修课。人类的能源自觉从缘起到现在， 在不断丰富和升级，并深受能源材料科技、能源互联网、绿色理念、 清洁制造、可持续发展、同一地球、人类命运共同体等诸多内容的 影响。因此，当今关于能源科技的感知和预测越来越精细，影响面 也越来越广。受新科技应用带来的改变，能源从生产端到消费端， 包括期间的过程、通道等都在发生巨大的变化。很多人类活动的空 间过去纯粹是能源消费单元，现在凭借能源新科技、新方式，加快 转变为绿色能源生产单元，在实现自身能源平衡的同时增加对全社 会能源平衡的贡献。实际上这给新能源技术体系带来很多新的架构、 新的业态和新的议题。

　　环球同此凉热，气候变化事关全球社会经济可持续发展，积 极应对气候变化已成为全球各国的共识。联合国政府间气候变化专 门委员会（IPCC）的评估报告越来越清楚地表明，人类活动是引起 气候变化的主要原因。截至 2020 年，全球已有 54 个国家实现碳达 峰， 占全球碳排放总量的 40%，且多数为法国、德国、美国、日本、 英国等发达国家，并提出到 2050 年实现碳中和。2020 年 9 月 22 日， 以习近平同志为核心的党中央审时度势，做出中国加快实现碳达峰、 碳中和（以下简称双碳）目标的重大决策，充分体现了中国作为 负责任的发展大国，把应对全球气候变化、推动生态文明建设当作 自身高质量发展的内在要求，彰显了中国构建人类命运共同体的责 任担当，对于中国乃至全球未来可持续发展均具有重要的战略意义。

　　　法国、德国、美国、日本、英国等发达国家在发展过程中重视 应对气候变化的双碳前沿技术的规划部署，实施了一系列科技计划 与研发措施，取得了一系列技术进展。国际能源署（IEA）、国际可 再生能源署（IRENA）、全球风能协会（GWEC）、国际原子能机构 （IAEA）等国际组织机构也围绕太阳能、风能、核能等技术发布了 一 系列研究报告，提出了一系列促进清洁能源技术发展及低碳发展的 对策与建议。这些前沿技术部署与研发，对于我国政府相关管理机 构、科研院所、企业等创新主体，及时了解前沿技术动态，把握发 展态势，做好决策部署和创新准备，具有显著的借鉴意义。

　　　为积极支撑科技创新驱动以实现双碳目标，科技部成立了碳达 峰碳中和科技工作领导小组，负责组织与协调各司局双碳相关工作。 领导小组在第一次会议中就提出要尽快形成《碳达峰碳中和科技创新行动方案》的研究计划，并推进《碳中和技术发展路线图》的编 制，推动成立碳中和关键技术研究与示范重点专项。中国科学技 术信息研究所（以下简称中信所）作为科技部直属事业单位，积 极配合相关工作安排，新成立了区域创新发展研究中心，并安排 所重点一期与二期双碳关键技术相关项目，统筹协调、积极开展与双 碳相关的情报跟踪监测与研究工作，中信所特意组织区域创新发展 研究中心的研究团队编撰本书，根据所承担任务要求，主要在新能 源、低碳减碳零碳方向选取了 7 个技术领域，对当今全球主要发达国 家的能源科技、产业、经济的创新发展给予了深入的研究分析。在研 究过程当中，支撑了有关部门与地方政府关于双碳议题的科学决策，促 进了相关科研院所、高校、企业、政府等主体围绕双碳目标实现深入的 交流互鉴。

　　本书共分为 7 章。第 1 章主要介绍太阳能技术相关法律法规、战 略与研发计划部署，主要国家太阳能技术研发投入，太阳能技术论 文与专利，以及太阳能技术最新进展等；第 2 章主要介绍风能技术相 关法律法规、战略与研发计划部署，主要国家风能技术研发投入，风 能技术论文与专利，以及风能技术最新进展等；第 3 章主要介绍核能 技术相关法律法规、战略与研发计划部署，主要国家核能技术研发投 入，核能技术论文与专利，以及核能技术最新进展等；第 4 章主要介 绍氢能技术相关法律法规、战略与研发计划部署，主要国家氢能技术 研发投入，氢能技术论文与专利， 以及氢能技术最新进展等；第 5 章 主要介绍燃料电池技术相关法律法规、战略与研发计划部署，主要国 家燃料电池技术研发投入，燃料电池技术论文与专利，以及燃料电池 技术最新进展等；第 6 章主要介绍 CCUS 技术相关法律法规、战略与 研发计划部署，主要国家 CCUS 技术研发投入，直接空气捕集 CO2 技 术论文与专利，以及 CCUS 技术最新进展等；第 7 章主要介绍储能技 术相关法律法规、战略与研发计划部署，主要国家储能技术研发投 入，超级电容器技术论文与专利，以及储能技术最新进展等。

《前沿科学与先进技术2023》是中国科学技术发展战略研究院自2021年 6月前沿科学与先进技术发展研究所成立以来，第二次推出的前沿科技发展战略研究报告。主要包括两大部分内容：一是重点前沿技术发展趋势；二是2023年最受关注的前沿技术。其中，重点前沿技术发展趋势选择对6G移动通信、脑机接口、基因编辑作物育种、类器官技术、增强型地热系统、小型模块化核反应堆、人形机器人、增材制造技术、无人机海洋遥感技术的全球发展状况和发展趋势进行了重点分析；2023年最受关注的前沿技术，以紧密跟踪最新前沿技术发展动态为出发点，对2023年发布的国内外重点政府报告、知名研究机构和权威科技智库发布的前沿技术相关报告等前沿技术动态信息进行较为系统的跟踪监测。依据前沿性、重要性和权威性的原则，遴选出20项2023年最受关注的前沿技术，包括：人工智能大模型、5G / 6G移动通信、合成生物学技术、量子计算、脑机接口、氢能、增强型地热、智能机器人技术等。

科学技术是人类历史发展中最具变革性的力量，先进技术在国家综合实力中占据重要地位，但是技术在国家实力中起到什么作用，技术通过什么途径影响国家实力，制约国家通过技术路径获得实力优势的因素有哪些，构筑技术优势的模式有几种等问题仍待解析。同时，基于技术创新、融合、耦合综合构成的国家技术赋能水平关系到一国能否引领技术发展潮头，能否将先进技术成果全面高效地转化应用，能否长期维持适宜的赋能环境，进而影响国家经济生产力、军事战斗力、制度规制力、文化软实力的变迁，最终改写国家实力优势对比，重塑国际格局。因此，本书文从技术赋能视角尝试进行分析和解决上述问题，深化有关技术与国家实力优势转化关系的研究。

在中国前沿科学的快速崛起，中国科学家逐步走向国际前沿成为**科学家这一大背景下，为了更理性地认识中国前沿科学的发展，解析科学跨边界的扩散机制，《中国前沿科学的扩散：地位与关系视角》分别从地位、网络与质量的松散关联两个视角回答中国的前沿科学究竟对本地企业和国际学术社群产生了多大程度上知识扩散。以上问题的回答有助于中国与世界更好地理解中国前沿科学的发展，并且通过探讨中国前沿科学的有效扩散机制，为中国的前沿科学发展提供了重要的借鉴与政策启示。

"《创新引领关键核心技术突破的重要机制研究》探索性地提出“创新引领”范式；采用案例分析法、问卷调查法，提出了突破前沿引领技术、关键共性技术、颠覆性技术、现代工程技术的关键路径，为中国科技破局和中国企业突破关键核心技术提供有益帮助。研究成果如下。（1）创新引领的“前沿引领技术”突破的主要机制：激发创新引领的创始人印记使能机制、以创新引领为内核的创新文化嵌入机制、支撑创新引领的战略协同机制、保障创新引领的科技安全治理机制。（2）创新引领的“关键共性技术”突破的主要机制：资源编排模式演进机制、以创新引领为核心的创新认知与战略重构机制、以知识积累为核心的自主创新机制和以社会责任为核心的文化驱动机制。（3）创新引领的“颠覆性技术”突破的主要机制：战略认知与重构机制、技术创新能力积累机制、数字化能力构建机制、用户导向的创新机制和基于开放式创新的资源协同机制。（4）创新引领的“现代工程技术”突破的主要机制：中心式技术创新决策机制、差序式技术创新组织机制、长尾式技术创新攻关机制。"

本书以漫画和剪报相结合的独特形式，呈现了人类历史上众多的重要发明与发现。这些发明与发现涵盖了自然科学、衣食住、数学与测量、机械、医疗等众多领域，通过生动的漫画和精炼的文字描述，使得这些历史上的伟大创举更加生动形象。书中详细介绍了人类在衣食住方面的各种发明与发现，从最早的棉纺织技术到现代的智能服装，从原始的烹饪方法到现代的分子料理。这些领域的进步极大地丰富了我们的生活，使我们的生活质量得到了显著提高。例如：数学与测量方面的发明与发现同样引人注目，从古代的勾股定理到现代的量子测量技术，这些成果不仅推动了科学的发展，也改变了我们的思维方式和生活方式；机械方面的发明与发现更是推动了人类社会的进步，从蒸汽机到现代的智能机器人，这些发明不仅提高了生产效率，也改变了我们的生活方式和工作方式；医疗方面的发明与发现则拯救了无数生命，从最早的草药到现代的抗生素和基因疗法，这些医疗技术的进步使得许多曾经的致命疾病现在都有了治疗方法。此外，本书还简要介绍了截止到2016年的各届诺贝尔奖获得者。这些杰出的科学家和他们的研究成果，不仅为人类带来了巨大的贡献，也激励着我们去探索未知的领域，去追求更高的成就。本书以丰富的漫画和剪报资料展示了人类历史上重要的发明与发现。这些成果不仅推动了社会的进步和发展，也丰富了我们的生活和思想。通过阅读本书，读者可以更深入地了解人类历史上的伟大成就，也可以更好地认识我们自己。

本书共11章，其中包含科学技术史、物理与艺术、天文与宇宙、航天与科技、力与运动、振动与波动、电磁现象与应用、光学技术、核物理与核能、新材料、地球资源与环境问题等内容。本教材致力于培养和提高学生的科学文化素质，使之能更好地适应当今社会科学技术、经济和文化的发展需要，让学生了解自然科学的规律，了解人类赖以生存的物质世界中物质结构及运动的基本规律。