编辑：刘畅校对：么辰E-mail押chliu＠ Information 在近200年的历史中，人类经历了几个重要的科技革命时代：工业革命时代，蒸汽机和铁路时代，电力、钢铁和重型机械制造时代，汽车和大规模生产时代，而今天，我们无疑走进了一个信息和通信的时代。
从20世纪末到21世纪中叶，人类处在一个科学高度分化又高度综合的时代，信息科学和技术在整个科学之中，依然是发展最迅速的学科，继续充当着人类发展最强大的引擎，成为支撑学科交叉、技术创新、经济发展的主导力量，向全社会全方位渗透，并推动全社会从多个金字塔结构向扁平网络结构转型。
新能源支撑新学科 在组成世界的三要素（物质、能量和信息）中，原以为资源极其丰富的地球成了物质和能量有限的“地球村”，只有通过信息科学和技术合理调控物质和能量，提升生产力，才使得人与自然可以和谐、可持续地科学发展。
并通过网络感知世界，让地球成为数字地球、信息地球、智慧地球，使得整个社会信息化。
能源是人类在21世纪所面临的巨大挑战之
一。
信息科学的发展为节约能源提供了有效途径，在减少能源消耗过程中起着越来越重要的作用。
而信息科学本身消耗的能源在人类活动中所占比例越来越大。
例如，运行一台超级计算机要消耗兆瓦级的电力能源，未来信息科学的发展，必然会遇到能源消耗的瓶颈，发展新能源支撑的下一代信息科学是必由之路。
目前环境保护和全球变暖已成为国际性的政治、社会、经济与技术问题，对人类社会的可持续发展具有重要影响，受到全世界的密切关注。
在信息系统的生产、使用、过程中排放的温室气体，也是促使全球变暖的重要因素之
一。
因此，研究绿色计算技术，降低计算所需的能量，并以计算技术为依托，降低工业、农业和其他服务业的温室气体排放，也具有重要的社会与经济意义。
计算机和人比智慧 至2020年，数亿中国用户将在人类社会（人）、计算空间（机）、物理世界（物）融合而成的三元世界中工作生活。
人类必须深刻地刻画人、社会、自然三者互动的规律，自我调节，以实现人、机、物三者的和谐。
因此，对相应的算法设计与求解、复杂网络计算、模型理论与方法、问题刻画与描述关键工程技术等提出了变革性的要求。
需要科学地刻画人-机-物三元世界的信息转换过程和交互的机制与原理，总结出多尺度的网络化计算模型，可能需要突破图灵机计算模型的集中式假设、确定其实假设、机械执行假设、精确结果假设等基本公理，在难以做实验的情况下从观察中提取规律，归纳出准确度高的定性和定量度量指标体系，设计能够检验模型与规律假设的基准负载。
最后，群智计算也许是人类自身演变与进化的重要推动力，在人类思维能力与计算思维能力日渐激烈的对抗中，有必要研究人类思维模式、方法、工作机制与原理及其未来的发展方向。
这里有两个选择：人向机器靠拢、机器向人靠拢。
也许科学家能够发现两者之间的某个最佳平衡点，最终通过基因技术，人类也许能够更快的促进自身大脑的演进。
55年·前行 2014年1月1日星期三Tel（押010）62580720 元旦特刊37 材料科学相辅相成 信息技术在以更高效的器件和更广泛的应用向各个领域渗透。
英国科学家用世界上最薄的材料———石墨烯制造出了一种超小型晶体管，这种晶体管只有一个原子厚、十个原子宽；美国加利福尼亚大学研究人员成功研制出一种新型纳米激光器，可将功率超过200纳瓦的光束聚焦为一个直径仅为35纳米的光点，从而使每平方厘米面积上的数据存储量打到1.55太字节；在2008年11月17日举行的国际超级计算大会上，超级计算机速度突破每秒千万亿次计算大关，从而使科学家可以从事以前从未涉足过的全新领域。
信息科学与技术的应用，为材料科学的发展提供了机遇，促成了新功能材料的不断涌现。
而信息科学的发展很大程度上也有赖于材料科学与技术的发展。
没有硅晶材料的基础，就没有今天的微电子产业；同样，没有光纤技术的成熟，就没有今天的信息高速公路。
信息科学的进一步发展对基础材料提出了更新要求。
近年来发展的超晶格量子阱、量子线、量子点等低维结构材料，和由此引出的各种新型器件研究及其在微电子、光电子和光电集成方面的应用，形成了半导体学科新兴而迅猛发展的领域之
一，他们的发展无疑将会引起信息科学技术的新飞跃。
另外，半导体微机械、微传感器和集成化微光机电系统的研究，也必将为其在生物、医学、航空、航天和环境等多个对人类社会至关重要的领域中拓展出广阔的应用前景。
前沿万花筒 生命信息监测让人类更健康 生命信息监测与分析是生命科学与信息科学的前沿交叉领域，基于信息技术的生命信息检测已经成为基础生物学、临床医学、医药学研究领域的不可或缺的工具，在阐明生命活动的基本规律、认识疾病发生发展规律、药物研制等方面产生重大影响。
信息系统学科与生命科学、医学等重要学科领域在研究思维与方法上的交叉、融合和突破，推动了生物信息学、系统生物学等新兴交叉学科的诞生，并迅速成为当今和今后相当长时间内科学探索最活跃的领域之
一。
对于探索生命的奥秘、维护人类健康既具有深刻的理论意义，又具有重大的实际意义。
通过生物芯片、可植入式微型电子生理装置、生物医学光子学检测等技术，可以建立现场即时的信息获取、分析处理的生命检测新模式，及早发现、随时观察、及时调整、及时治疗，使健康人在亚健康状态以及在疾病变得严重之前得到有效的干预，大大节省后期的治疗费用，降低健康成本，提高生命与生活质量。
应对需求开发实用技术 从人类信息交流和通信的演化进程可以清楚地体会信息技术的不断发。
现代信息技术具有强大的社会功能，已经成为21世纪推动社会生产力发展和经济增长的重要因素。
我国的信息技术在转型变革期间，需要从传统的信息技术研究与管理组织格局中孕育出新的增长点和创新机制，需要规划学科内部各个分支的融合及与其他学科的交叉发展。
随着信息技术已经从吉比特（Gbit）迈入太比特（Tbit）时代，对信息获取、传输、处理和应用的性能要求越来越高；同时，信息产业自身的高速发展也为社会创造了巨大的财富，促进了相关学科的发展，未来将以研制高性能的信息技术材料、器件及新的信息处理模式作为学科的重要目标。
信息技术在改变社会的产业结构和生产的同时，也对人类的思想观念、思维方式和生活方式产生着重大而深远的影响。
未来信息技术的长期发展和基础创新应该关注整个人类社会的发展需求。
美国国会在2008年财政研发预算中大幅提升了对可再生能源、能效和核能研究的支持，在基础研究方面则侧重生命科学和纳米技术的支出，对环境和气候变化的关注上升，对航天和海洋的研究依然强劲。
信息技术如果不关注世界能源、气候等大事，将失去战略地位；如果不关注物理、生物等基础科学，将缺乏原始创新动力。
阿秒科技让测量更精密 不断挑战并突破时间高分辨率、频率高精度、感知高灵敏度的现有水平是精密测量领域追求的目标，也是重大科学发现的基点。
纵观人类发展历史，科学技术的每次飞跃都得益于使用前所未有的精度、分辨率、感知范围或灵敏度的测量手段。
21世纪初，在阿秒（10-18秒）极端超短光脉冲产生的基础上发展起来的阿秒科学与技术，已经使人类获得趋近阿秒量级的时间分辨、光场时频域等一系列新概念和新技术，使得人们可同时在时域和频域实现高分辨的精密测量。
在未来，精密测量将进一步向超高精密度与超高灵敏度有机结合的方向发展，他们将为许多重要基础科学问题的研究带来革命性突破，也将在量子调控、分子成像、生物/纳米科学、量子探测技术与新量子器件等方面有至关重要的应用。
图说 2007年网络安全事件类型分布 病毒、蠕虫或木马345拒绝服务攻击23 漏洞3488%8% 30% 网络仿冒1326 网页恶意代码1151 26% 27% 垃圾邮件1197 中国信息服务业收入增长表 望 即将到来的“新司机” 随着科技的进步和时代的发展， 其实，这个梦想离我们已不遥远， 人类已经进入用信息和信息技术精确 相关技术已经实现了。
就在今年，“轮 调控物质和能量的时代。
随着汽车电 式机器人”，也就是无人驾驶的智能 子和移动互联网的发展，娱乐和信息 汽车，已经在京津高速路上来回跑 引入汽车生活势不可挡，汽车电子 了18次。
混在车流里，完全看不出 也从以机械系统的改善行驶性能为 来和其他车有什么区别。
几个人在 主，转向以辅助驾驶为主。
信息时 车里看电影、喝茶、上网，完全不需 代要求并已经有可能从根本上改变 要操作。
车辆驾驶方式，把人从长时间的繁 在未来，汽车其实已不单单是 琐、低级、持久的驾驶活动中解脱出 车了，而是一个拥有高智商、高反应 来。
速度高性能的机器人，所以将其称之 不少看过科幻电影的人，都对其 为“轮式机器人”。
机器的反应速度比 中未来世界的高科技心生向往，特别 李德毅 人要快得多，实现了智能驾驶之后，道 是高度智能化的汽车，你只要按下开中国工程院院士路上的交通事故会少很多。
移动机器 关或者说出指令，它就能完成各种动 人将成为未来人们的交通工具，普通 作，精准前往目的地，完全不用人工干预驾驶。
汽车则会过时。
让身体少生病 一个城市里是医院越多越好，还 个性“养生方案”。
是没有医院更好？这个让人难以回答 健康“管家”包括了风险的预测、 的问题提醒人们，当国家GDP不断 智能的分析、健康的教育、专家的互 增长的同时，越来越多的钱买来的 动、慢病的管理等几个方面的因素， 不是积极健康的生活品质，而是日 为每个人提供从健康监护、管理，
一 益年轻化的慢性病。
目前，美国 直到紧急情况进行医生干预的平 GDP总值中的16%到17%用于医 台。
通过置于人体各部位的传感器， 疗费用，我国的医疗费用支出占 采集各种生命信息，再基于各类数 GDP的4.9%。
据采集模型，建立强大的健康知识 有数据表明，如果每个人都重视 库，根据个人的体重、血压、血糖等所 健康，可以避免1/3的疾病。
随着互联 有信息，评估健康状况，给予个性指 网技术发展，新传感器不断涌现，以及 导。
目前，健康“管家”正在唐山试运 物联网成真，每个人身体信息的自我监控，变得便宜又可行。
一位聪明的健康“管家”———正在践行的数字化健康管理平台，将可以精细知晓 刘积仁计算机软件国家工程 研究中心主任 行，为几万人实施了健康档案记录，健康管理覆盖了一百个村，六个乡镇医院，一个二级医院，三甲医院和卫生局。
许多百姓尝到了“花小钱， 每个人每天、每周、每月的健康状况，分时段制订看大病，保健康”的“真滋味”。
建立通往空间的信息桥梁 嫦娥、神舟、北斗等一系列重大工程的成功实施标志着我国空间与信息技术迈入世界前列，但在空间信息服务于经济、国防等国家需求层面上仍存在很大的差距。
空天信息网络是人类进入空间的桥梁。
21世纪，进入空间的模式从单纯将飞行器送入空间执行单项任务方式向网络化系统级进入空间模式发展。
空间是重要的科技资源，也是重要的战略资源。
为了更加精密、更加全面地认识空间，当今的空间观测、对地观测已从单一手段向多手段协同方向发展，而空天信息网络则是实现多手段协同的必要前提。
作为信息科学的重大交叉领域研究，将有效支撑载人航天与探月工程、高分辨率对地观测系统、中国第二代卫星导航系统等重大专项，推动我国乃至人类生存和发展相关的气候、环境、资源、灾害、可居住性、可持续发展等重大问题的解决。
本版文章采写：本报记者刘畅