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目次
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圍繞數字科技創新，世界各國不斷加大國家戰略投入，已擁有一批具有全球競爭力的龍頭企業。未來我國發展數字科技要從頂層設計、體系建設、規劃引導、制度創新、政策保障及完善治理方面制定國家戰略和統籌佈局。本書從數字科技的提出來源、背後機理、定義特徵、內涵外延、國際經驗、國內現狀、中國戰略以及任務保障等作出詳細闡述和分析。
名人/編輯推薦
闡明數字科技的頂層設計、體系建設、規劃引導、制度創新、政策保障及完善治理方面制定國家戰略和統籌佈局
目次
序
前言
總 體 篇
第一章 數字科技創新與戰略 2
一、以數字科技創新為先導和核心驅動的第四次工業革命 2
（一）第四次工業革命正在重塑全球科技和產業格局 2
（二）數字科技的定義、內涵及特徵 4
（三）數字科技發展系統 10
（四）數字科技是數字經濟時代的核心推動力量 11
二、世界科技強國的數字科技創新戰略 13
（一）世界科技強國的數字科技創新戰略和特點 13
（二）啟示 22
三、我國數字科技創新的現狀和問題 23
（一）國家戰略層面 23
（二）創新體系層面 24
（三）產業生態層面 27
（四）龍頭企業層面 28
四、我國數字科技的國家戰略及主要任務 28
（一）制定數字科技國家戰略 28
（二）加強數字科技創新體系建設 29
（三）打造融合數字科技產業生態 30
五、政策建議 32
（一）深化數字科技產學研合作制度改革 33
（二）強化數據要素使用的法律標準保障 34
（三）強化數字人才要素支撐的政策保障 35
（四）完善數字科技產業化的政策體系 36
創 新 篇
第二章 數字科技助力科研范式創新：第四範式 38
一、第四範式解析 38
（一）第四範式 38
（二）第四範式與知識經濟 40
二、數字科技支撐下的第四範式 42
（一）第四範式的算據特徵 43
（二）第四範式的算力特徵 43
（三）第四範式的算法特徵 45
三、第四範式發展的需求展望 47
（一）第四範式發展的計算環境需求 47
（二）第四範式發展的體制機制保障需求 48
第三章 數字科技的科研組織方式創新：數據密集型科研組織 50
一、數據密集型科研 50
（一）數據密集型科研的概念 50
（二）數字技術對科研活動的影響 52
（三）數據密集型科研的主要特徵 55
二、數據密集型科研的組織形式 56
（一）科研組織結構的轉變：從科層制組織到網絡型組織 56
（二）數據密集型科研的組織範式 58
三、數據密集型新型研發組織GHDDI案例研究 59
（一）嵌入全球創新網絡的共享開源知識平臺 59
（二）AI技術醫藥研發應用平臺 61
（三）數字孿生技術在新藥研發中的應用 64
第四章 數字科技的模式創新：開源生態 66
一、開源的發展歷程及其價值 66
（一）從開源到開源生態 66
（二）我國的開源發展 70
（三）開源的經濟社會價值 73
二、數字科技時代的開源戰略 74
（一）數字科技的開源趨勢 74
（二）開源與閉源路徑的戰略抉擇 76
（三）開源的風險分類與分析 77
三、數字科技時代的開源商業模式及生態構建 79
（一）開源商業模式 79
（二）開源生態構建 80
第五章 數字科技的資源平臺創新：科研算力共享 83
一、我國科研算力資源的佈局和結構 83
（一）我國科研算力資源的總體佈局 83
（二）我國科研算力需求的典型架構―以中國科學院為例 84
（三）我國科研算力供給的支撐能力―以華為算力生態為例 86
二、我國科研領域算力共享對接的主要瓶頸 89
（一）算力總體支撐較好，但存在結構性供需錯位 89
（二）算力服務整體價格較高，科研人員計算經費緊張 90
（三）科研算力的軟件生態嚴重缺乏 90
（四）用戶操作友好性不強 90
（五）通信與計算能力不匹配的矛盾較為突出 91
（六）大數據時代，科研人員的數字素養差異顯著 91
三、我國科研算力共享的推進路徑、對接方向及政策保障 91
（一）我國科研算力共享的推進路徑 91
（二）我國科研算力共享的對接方向 94
（三）推動算力共享的政策保障 98
前 沿 篇
第六章 數字科技前沿：類腦智能 100
一、類腦智能的概念及發展歷程 100
（一）類腦智能―腦科學和數字科技的深度融合 100
（二）數字科技時代迅速發展的類腦智能 101
二、類腦智能的主要進展及趨勢 102
（一）腦研究 103
（二）類腦模型 104
（三）腦機接口 106
（四）類腦芯片 107
三、類腦智能對數字科技時代的影響及發展建議 109
（一）類腦智能對數字科技時代的影響 109
（二）類腦智能的發展建議 110
第七章 數字科技前沿：人工智能及其治理 112
一、人工智能是未來產業的關鍵，是各國科技與產業競爭的焦點 113
二、以人工智能為代表的新興技術治理至關重要 114
三、確立以人為本的人工智能治理目標 115
四、根據知識生產與運用規律，開展多時間維度的治理 115
（一）大膽探索 116
（二）適時評估 116
（三）審慎推廣 117
五、多元主體參與的人工智能協同治理框架 117
（一） 政府應鼓勵技術良性發展，同時制定並主導總體發展的方向和規則 118
（二）企業是技術運用和運用規則規範的主體 119
（三）構建多層次、多維度的治理體系 119
六、我國人工智能治理的政策建議 120
（一） 構建以政府主導、科學界與產業界為主體、公眾廣泛參與的人工智能治理體系 120
（二）形成多維度、多層次、多時序的人工智能治理網絡 121
（三）開展和制定人工智能倫理指導、培訓和考核規則 121
（四）加強國際合作交流，掌握全球人工智能治理主導權 121
第八章 數字科技前沿：量子科技 122
一、量子科技的概念及發展歷程 122
（一）量子科技的概念 122
（二）量子科技的主要發展歷程 123
二、量子科技的主要進展及趨勢 125
（一）量子科技計劃 125
（二）量子通信 128
（三）量子計算 129
（四）量子傳感 131
三、量子科技的影響及發展建議 131
（一）量子科技的影響 131
（二）量子科技的發展建議 132
戰 略 篇
第九章 數字科技的創新體系與創新生態 136
一、數字科技創新體系與創新生態的發展迫在眉睫 136
（一） 數字科技將成為第四次工業革命的決定性力量，並重塑生產要素與創新模式 136
（二） 數字科技對於我國產業技術短期佈局與長期體系化發展具有關鍵作用 137
（三） 數字科技創新已成為各國科技競爭的戰略制高點，將深刻影響全球經濟和產業格局 137
二、我國數字科技創新體系的核心特徵 139
（一） 數字科技政策體系以“頂層統籌―核心支柱―底層支撐”結構為基本特徵 139
（二） 我國的數據資源高速增長，為數字科技的發展提供了強有力的底座支撐 140
（三） 人工智能、區塊鏈等數字科技技術改變了知識資本的生產與共享方式，縮短了創新週期 140
（四） 數字化背景下的分布式虛擬合作網絡，以其跨區域性、開放靈活性的特點，高效連接各創新主體 141
（五）數字科技創新需要以高水平人才為引領形成結構合理的人才梯隊 141
（六）我國數字科技應用具有海量用戶規模以及異質性市場場景 142
三、全球競爭背景下我國數字科技創新的演進規律 143
（一）數字科技創新的技術體系化 143
（二）面向國家重大戰略需求的組織體系化 145
（三）跨學科、大縱深的重大原始創新協同模式 147
四、面向重大戰略需求的我國數字科技創新生態的培育與治理 148
（一）完善創新治理體系，形成多元參與、協同高效的創新治理格局 148
（二）以科技自立自強為核心構建上下聯動的數字科技創新生態 149
（三）面向大規模商用，提升組織體系化能力 150
（四）發揮國家科研機構在重大創新中的關鍵作用 151
（五）打造跨學科、大縱深的數字科技人才高地 152
（六） 進一步深入挖掘海量異質市場需求，強化對於數字科技創新生態培育的支撐作用 153
第十章 數字科技的產業形態：平臺與生態 154
一、數字科技產業及面向雙智時代的數字科技產業發展趨勢 154
（一）數字科技產業概述 154
（二）數字科技產業發展的“知識―技術―產品”三平臺架構 157
（三）面向雙智時代的數字科技產業發展新趨勢 161
二、世界科技強國數字科技產業中代表性行業生態案例分析 164
（一）數字科技產業的發展依託行業生態的培育與壯大 164
（二）智慧醫療 164
（三）智能製造 166
（四）智能交通 168
（五）智慧農業 169
三、我國面向雙智時代的數字科技產業發展的挑戰與政策建議 171
（一）我國現有數字科技驅動下的產業發展面臨的挑戰 171
（二）政策建議 173
第十一章 數字科技的基礎產業：新計算產業 175
一、新計算產業的定義與內涵 176
（一）新計算產業的定義 176
（二）新計算產業的內涵 176
二、新計算產業的國內外發展現狀 178
（一）國際經驗 178
（二）我國新計算產業的發展現狀 181
三、對我國新計算產業定位的認識 184
（一）基礎性定位 184
（二）戰略性定位 185
四、我國新計算產業生態的發展戰略和政策建議 185
（一）強化我國新計算產業頂層佈局 186
（二）發揮國內需求的牽引作用 186
（三）強化我國新計算產業在新型基礎設施建設中的佈局 186
（四）深入推進新計算產業創新能力建設 187
（五）建立產業核心標準與安全體系 187
第十二章 數字科技產業空間組織新形態：虛擬產業集群 188
一、虛擬集聚的內涵 189
（一）基於信息技術的網絡空間虛擬集聚 191
（二）基於功能距離的地理空間虛擬集聚 192
（三）地理空間和網絡空間一體化的虛擬集聚 193
二、虛擬產業集群的主要模式 194
（一）圍繞互聯網平臺的虛擬產業集群 195
（二）圍繞供應鏈的虛擬產業集群 195
（三）圍繞技術標準的虛擬產業集群 196
三、推進我國數字科技產業集群化高質量發展的建議 197
（一）政府“自上而下”引導與市場“自下而上”推動相結合 197
（二）扶持平臺企業，打造連接產業鏈和供應鏈的虛擬化集群平臺 198
（三）充分發揮聯盟組織、集群組織等網絡化協作組織的作用 198
（四）統籌佈局數字科技產業集群，形成有競爭
前言
總 體 篇
第一章 數字科技創新與戰略 2
一、以數字科技創新為先導和核心驅動的第四次工業革命 2
（一）第四次工業革命正在重塑全球科技和產業格局 2
（二）數字科技的定義、內涵及特徵 4
（三）數字科技發展系統 10
（四）數字科技是數字經濟時代的核心推動力量 11
二、世界科技強國的數字科技創新戰略 13
（一）世界科技強國的數字科技創新戰略和特點 13
（二）啟示 22
三、我國數字科技創新的現狀和問題 23
（一）國家戰略層面 23
（二）創新體系層面 24
（三）產業生態層面 27
（四）龍頭企業層面 28
四、我國數字科技的國家戰略及主要任務 28
（一）制定數字科技國家戰略 28
（二）加強數字科技創新體系建設 29
（三）打造融合數字科技產業生態 30
五、政策建議 32
（一）深化數字科技產學研合作制度改革 33
（二）強化數據要素使用的法律標準保障 34
（三）強化數字人才要素支撐的政策保障 35
（四）完善數字科技產業化的政策體系 36
創 新 篇
第二章 數字科技助力科研范式創新：第四範式 38
一、第四範式解析 38
（一）第四範式 38
（二）第四範式與知識經濟 40
二、數字科技支撐下的第四範式 42
（一）第四範式的算據特徵 43
（二）第四範式的算力特徵 43
（三）第四範式的算法特徵 45
三、第四範式發展的需求展望 47
（一）第四範式發展的計算環境需求 47
（二）第四範式發展的體制機制保障需求 48
第三章 數字科技的科研組織方式創新：數據密集型科研組織 50
一、數據密集型科研 50
（一）數據密集型科研的概念 50
（二）數字技術對科研活動的影響 52
（三）數據密集型科研的主要特徵 55
二、數據密集型科研的組織形式 56
（一）科研組織結構的轉變：從科層制組織到網絡型組織 56
（二）數據密集型科研的組織範式 58
三、數據密集型新型研發組織GHDDI案例研究 59
（一）嵌入全球創新網絡的共享開源知識平臺 59
（二）AI技術醫藥研發應用平臺 61
（三）數字孿生技術在新藥研發中的應用 64
第四章 數字科技的模式創新：開源生態 66
一、開源的發展歷程及其價值 66
（一）從開源到開源生態 66
（二）我國的開源發展 70
（三）開源的經濟社會價值 73
二、數字科技時代的開源戰略 74
（一）數字科技的開源趨勢 74
（二）開源與閉源路徑的戰略抉擇 76
（三）開源的風險分類與分析 77
三、數字科技時代的開源商業模式及生態構建 79
（一）開源商業模式 79
（二）開源生態構建 80
第五章 數字科技的資源平臺創新：科研算力共享 83
一、我國科研算力資源的佈局和結構 83
（一）我國科研算力資源的總體佈局 83
（二）我國科研算力需求的典型架構―以中國科學院為例 84
（三）我國科研算力供給的支撐能力―以華為算力生態為例 86
二、我國科研領域算力共享對接的主要瓶頸 89
（一）算力總體支撐較好，但存在結構性供需錯位 89
（二）算力服務整體價格較高，科研人員計算經費緊張 90
（三）科研算力的軟件生態嚴重缺乏 90
（四）用戶操作友好性不強 90
（五）通信與計算能力不匹配的矛盾較為突出 91
（六）大數據時代，科研人員的數字素養差異顯著 91
三、我國科研算力共享的推進路徑、對接方向及政策保障 91
（一）我國科研算力共享的推進路徑 91
（二）我國科研算力共享的對接方向 94
（三）推動算力共享的政策保障 98
前 沿 篇
第六章 數字科技前沿：類腦智能 100
一、類腦智能的概念及發展歷程 100
（一）類腦智能―腦科學和數字科技的深度融合 100
（二）數字科技時代迅速發展的類腦智能 101
二、類腦智能的主要進展及趨勢 102
（一）腦研究 103
（二）類腦模型 104
（三）腦機接口 106
（四）類腦芯片 107
三、類腦智能對數字科技時代的影響及發展建議 109
（一）類腦智能對數字科技時代的影響 109
（二）類腦智能的發展建議 110
第七章 數字科技前沿：人工智能及其治理 112
一、人工智能是未來產業的關鍵，是各國科技與產業競爭的焦點 113
二、以人工智能為代表的新興技術治理至關重要 114
三、確立以人為本的人工智能治理目標 115
四、根據知識生產與運用規律，開展多時間維度的治理 115
（一）大膽探索 116
（二）適時評估 116
（三）審慎推廣 117
五、多元主體參與的人工智能協同治理框架 117
（一） 政府應鼓勵技術良性發展，同時制定並主導總體發展的方向和規則 118
（二）企業是技術運用和運用規則規範的主體 119
（三）構建多層次、多維度的治理體系 119
六、我國人工智能治理的政策建議 120
（一） 構建以政府主導、科學界與產業界為主體、公眾廣泛參與的人工智能治理體系 120
（二）形成多維度、多層次、多時序的人工智能治理網絡 121
（三）開展和制定人工智能倫理指導、培訓和考核規則 121
（四）加強國際合作交流，掌握全球人工智能治理主導權 121
第八章 數字科技前沿：量子科技 122
一、量子科技的概念及發展歷程 122
（一）量子科技的概念 122
（二）量子科技的主要發展歷程 123
二、量子科技的主要進展及趨勢 125
（一）量子科技計劃 125
（二）量子通信 128
（三）量子計算 129
（四）量子傳感 131
三、量子科技的影響及發展建議 131
（一）量子科技的影響 131
（二）量子科技的發展建議 132
戰 略 篇
第九章 數字科技的創新體系與創新生態 136
一、數字科技創新體系與創新生態的發展迫在眉睫 136
（一） 數字科技將成為第四次工業革命的決定性力量，並重塑生產要素與創新模式 136
（二） 數字科技對於我國產業技術短期佈局與長期體系化發展具有關鍵作用 137
（三） 數字科技創新已成為各國科技競爭的戰略制高點，將深刻影響全球經濟和產業格局 137
二、我國數字科技創新體系的核心特徵 139
（一） 數字科技政策體系以“頂層統籌―核心支柱―底層支撐”結構為基本特徵 139
（二） 我國的數據資源高速增長，為數字科技的發展提供了強有力的底座支撐 140
（三） 人工智能、區塊鏈等數字科技技術改變了知識資本的生產與共享方式，縮短了創新週期 140
（四） 數字化背景下的分布式虛擬合作網絡，以其跨區域性、開放靈活性的特點，高效連接各創新主體 141
（五）數字科技創新需要以高水平人才為引領形成結構合理的人才梯隊 141
（六）我國數字科技應用具有海量用戶規模以及異質性市場場景 142
三、全球競爭背景下我國數字科技創新的演進規律 143
（一）數字科技創新的技術體系化 143
（二）面向國家重大戰略需求的組織體系化 145
（三）跨學科、大縱深的重大原始創新協同模式 147
四、面向重大戰略需求的我國數字科技創新生態的培育與治理 148
（一）完善創新治理體系，形成多元參與、協同高效的創新治理格局 148
（二）以科技自立自強為核心構建上下聯動的數字科技創新生態 149
（三）面向大規模商用，提升組織體系化能力 150
（四）發揮國家科研機構在重大創新中的關鍵作用 151
（五）打造跨學科、大縱深的數字科技人才高地 152
（六） 進一步深入挖掘海量異質市場需求，強化對於數字科技創新生態培育的支撐作用 153
第十章 數字科技的產業形態：平臺與生態 154
一、數字科技產業及面向雙智時代的數字科技產業發展趨勢 154
（一）數字科技產業概述 154
（二）數字科技產業發展的“知識―技術―產品”三平臺架構 157
（三）面向雙智時代的數字科技產業發展新趨勢 161
二、世界科技強國數字科技產業中代表性行業生態案例分析 164
（一）數字科技產業的發展依託行業生態的培育與壯大 164
（二）智慧醫療 164
（三）智能製造 166
（四）智能交通 168
（五）智慧農業 169
三、我國面向雙智時代的數字科技產業發展的挑戰與政策建議 171
（一）我國現有數字科技驅動下的產業發展面臨的挑戰 171
（二）政策建議 173
第十一章 數字科技的基礎產業：新計算產業 175
一、新計算產業的定義與內涵 176
（一）新計算產業的定義 176
（二）新計算產業的內涵 176
二、新計算產業的國內外發展現狀 178
（一）國際經驗 178
（二）我國新計算產業的發展現狀 181
三、對我國新計算產業定位的認識 184
（一）基礎性定位 184
（二）戰略性定位 185
四、我國新計算產業生態的發展戰略和政策建議 185
（一）強化我國新計算產業頂層佈局 186
（二）發揮國內需求的牽引作用 186
（三）強化我國新計算產業在新型基礎設施建設中的佈局 186
（四）深入推進新計算產業創新能力建設 187
（五）建立產業核心標準與安全體系 187
第十二章 數字科技產業空間組織新形態：虛擬產業集群 188
一、虛擬集聚的內涵 189
（一）基於信息技術的網絡空間虛擬集聚 191
（二）基於功能距離的地理空間虛擬集聚 192
（三）地理空間和網絡空間一體化的虛擬集聚 193
二、虛擬產業集群的主要模式 194
（一）圍繞互聯網平臺的虛擬產業集群 195
（二）圍繞供應鏈的虛擬產業集群 195
（三）圍繞技術標準的虛擬產業集群 196
三、推進我國數字科技產業集群化高質量發展的建議 197
（一）政府“自上而下”引導與市場“自下而上”推動相結合 197
（二）扶持平臺企業，打造連接產業鏈和供應鏈的虛擬化集群平臺 198
（三）充分發揮聯盟組織、集群組織等網絡化協作組織的作用 198
（四）統籌佈局數字科技產業集群，形成有競爭
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