许多科学家都认为当今世界正处于新科技革命的前夜，那么这个科技革命将在哪个领域首先获得突破呢？2012年12月30日，中科院院长、中科院大学（国科大）校长白春礼在国科大和高等教育出版社共同主办的中国科学与人文论坛上指出，基本科学问题、能源与资源领域、信息网络领域、先进材料和制造领域、农业领域和人口健康领域将有可能成为新科技革命的突破口。
在基本科学问题上，关于宇宙演化、物质结构、意识本质的探索有可能获得重大突破。“揭开暗物质、暗能量之谜，将是人类认识宇宙的又一重大飞跃，引发新的物理学革命。”白春礼分析说，科学家对量子世界的探索已从“观测时代”走向“调控时代”，将在量子计算、量子通信、量子网络、量子仿真等领域实现变革性突破，成为解决人类对能源、环境、信息等需求的重要手段。而探索智力的本质、了解人类的大脑和认知功能等基础科学问题，一旦获得突破将极大深化人类对自身和自然的认识，引起信息与智能科技新的革命。
能源与资源领域，将迎来后化石能源时代和资源高效、可循环利用时代。在可再生能源和安全、可靠、清洁的核能逐步代替化石能源的过程中有可能获得突破。
在信息网络领域，信息技术和产业正在进入一个转折期，2020年前后可能出现重大的技术变革。“集成电路正在逐步进入‘后摩尔时代’，计算机逐步进入‘后PC时代’，互联网进入‘后IP时代’是不可避免的发展过程，云计算的兴起是信息技术应用模式的一场变革。”
先进材料和制造领域，未来30—50年，能源、信息、环境、人口健康、重大工程等对材料和制造的需求将持续增长，先进材料和制造的全球化、绿色化、智能化将加速发展，制造过程的清洁、高效、环境友好日益成为世界各国追求的主要目标。而其中的智能制造，即从分子层面设计、制造和创造新材料，与直接数字化制造结合，将产生爆炸性的经济影响。
农业领域，农业要进入生态高效可持续发展的时代，就要求在生物多样性演化过程及其机理，高效抗逆、生态农业育种科学基础与方法，营养、土壤、水、光、温与植物相互作用的机理和控制方法，食品结构合理演化等问题上取得突破。
人口健康领域，控制人口增长，提高人口质量，保证食品、生命和生态安全，就要求通过疾病早期预测诊断与干预、干细胞与再生医学等研发，攻克影响健康的重大疾病，将预防关口前移，走一条低成本普惠的健康道路。
白春礼特别强调，上述任何一个领域的突破性原始创新，都会为新科学体系的建立打开空间，引发新的科学革命。而上述任何一个领域的重大技术突破，都有可能引发新的产业革命，为世界经济增长注入新的活力，引发新的社会变革，加速现代化和可持续发展进程。
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