未来20年中国最发达的行业是什么？

有学者认为，21世纪的科技成果以生物成果为主。生物技术是当今高科技中发展最快的领域，这似乎是一个不争的事实。科学家预测，到2015，生命科学将取得革命性进展。这些进步可以帮助人类解决许多疑难杂症，彻底消除营养不良，改进食品生产方式，消除各种污染，延长人类寿命，提高生活质量，为社会治安和刑事侦查提供新的手段。有些成果还可以帮助人类加速动植物的人工进化，改善生态环境对人类的影响。关于新有机生命生成的研究也将取得进展。可能的突破区域包括:1。人类生活的质量和数量。随着生活质量的提高，人类的寿命可以显著延长2015。疾病控制、定制药物、基因治疗、抗衰老和返老还童、记忆药物、恢复医学、仿生移植、动物移植等诸多领域的进步，可以不断提高人类生活质量，延长人类寿命。某些领域的进步(如人工传感器)可以使人类的生理机能超过目前的水平。在这些领域，发达国家比发展中国家受益更多。2.优生学和克隆技术。到2015年，人类大概就能利用基因工程技术改良克隆人类了。这无疑是人类历史上争议最大的焦点。很难预测到2015这项研究是否会广泛开展，到2015克隆人的技术可能还不够成熟。但是，我们至少可以预见，会有一些利用基因疗法治疗遗传病的研究和带有恶作剧性质的克隆实验。目前关于克隆人的争议最迟会在2015达到顶峰。生物技术的革命必然会带来一些问题，目前也可能出现意想不到的变化。目前，在转基因食品、克隆技术、基因组图谱等问题上，已经出现了伦理、道德、宗教、隐私、环境等方面的强烈争议。这些问题的出现应该不会影响到生物技术的革命，但是随着受生物技术力量影响的人群的不断扩大，生物技术在未来15年还会继续修改自己的发展进程。生物学的革命不仅取决于生物科学和生物技术的发展，还取决于许多相关领域的技术趋势，如MEMS、材料科学、图像处理、传感器和信息技术。虽然生物技术的快速发展使人们很难做出准确的预测，但在基因组图谱、克隆技术、基因改造技术、生物医学工程、疾病治疗和药物开发方面的进展正在加快。基因组学2015生物技术将在遗传基因相关的以下研究领域取得新的进展。1.基因图谱和DNA(脱氧核糖核酸)分析DNA分析仪和DNA芯片系统的出现，可以提高基因分析的能力，改善药物开发的进程，加速生物传感器的成熟。到2015年，人类将很可能能够解码和描述植物(从水稻和玉米等粮食作物到用作纸浆原料的多产植物)和动物(从细菌到昆虫和哺乳动物)的基因组。由于基因与功能和行为相关，人类可以利用动物和植物的基因图谱更准确地诊断人类疾病，根据患者的具体症状和全身反应设计靶向药物，准确预测疾病的发展趋势，在全球范围内跟踪疾病的发展趋势。值得注意的是，基因与功能的关系已被普遍认可，但环境、表型等其他因素在修饰中也起着重要作用。基因治疗也会有进步，但可能到2015还不够成熟。基因图谱将在安全、刑事调查和法律方面发挥重要作用。DNA识别可以弥补现有生物识别技术(如视网膜、指纹识别)在安全系统(如计算机、安全区、武器)的干预控制、通过犯罪现场遗留的DNA残留物识别罪犯、鉴定艺术品真伪等方面的不足。基因鉴定可能成为处理绑架、亲子鉴定、诈骗案件最常用的工具。生物传感器(其中一些是通过基因方法制成的)也将在检测生物武器的威胁、改进食物和水的质量检测方法、实时健康监测和医学实验室分析方面发挥重要作用。这些技术可以显著改善疾病的诊断，了解疾病的发展趋势，提高监测能力，从而从根本上改变健康服务的方式。虽然今天很多人都很乐观，但是到2015，仍然会有很多技术障碍影响基因组学的发展。片面解决测序编码、传导、异构体调整、激活和最终功能等问题，都会成为影响生物工程发展的技术障碍。对遗传密码拥有过多的权利也会延缓研究的进展和研究成果的最终应用。但我们不能走向另一个极端。如果不能有效保护测序代码的专利，还会影响生物技术的商业投资，延缓研究的进度和研究成果的最终应用。2.克隆技术通过克隆技术人工制造出具有相同遗传性状的生物，对于培育农作物、家畜和实验动物具有重要意义。克隆技术可能成为将人工特征快速推向市场、继续保持这些特征并在研发中生产同一生物体的主要手段。克隆人的研究将在没有被禁止的国家继续，也许到2015会有进展。然而，世界上大多数国家都会出于伦理和健康的考虑，限制大规模克隆人类。3.转基因生物不仅可以记录遗传密码并精确克隆生物和微生物，还可以操纵动物和植物的遗传密码，从而赋予生命一些人工特征以满足特定需求。传统的基因操作技术(如异花授粉、育种和辐射)将被扩展到在实验室中直接插入、删除和修改基因。这项技术的应用对象包括粮食作物、多产植物、昆虫和动物。4.基因组学带来的问题基因组学的巨大潜力给人类带来了新的机遇，也带来了很多问题。当人们能够解码的有机物越来越多，对基因的功能了解越来越多，人们就会越来越重视基因序列的知识产权和隐私权。制作个人DNA图谱的能力引起了公众对个人隐私和过度监管的担忧。比如公安部门利用DNA签名数据库进行刑事调查，保险公司或雇主利用遗传基因预测健康倾向，从而排除一部分人。根据基因信息决定是否接受保险或就业的做法引起了一些政策问题。如果遗传密码与功能之间的机制更加明确，这类问题会带来更多的麻烦。治疗方法和药物的发展除了遗传学之外，生物技术可以继续改进预防和治疗疾病的方法。这些新疗法可以阻断病原体进入和传播的能力，使病原体更加脆弱，并使人的免疫功能对新的病原体做出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素越来越耐药的不良趋势，形成对感染的新攻势。除了解决传统的细菌和病毒问题，人们正在开发新的治疗方法来解决化学失衡和化学成分的积累。例如，正在开发的抗体可以攻击体内的可卡因，未来可以用于治疗成瘾。这种方法不仅有助于改善吸毒者的处境，而且对解决全球非法毒品交易问题也有很大影响。各种新技术的出现有助于新药的开发。计算机模拟与分子图像处理技术(如原子力显微镜、质谱仪和扫描检测显微镜)的结合，可以不断提高设计具有特定功能特性的分子的能力，成为药物研究和药物设计的有力工具。使用药物模拟药物与生物系统之间的相互作用将成为了解药物疗效和药物安全性的越来越有用的工具。例如，美国美国食品药品监督管理局(FDA)使用Dennis Noble的虚拟心脏模拟系统来了解心脏药物的作用机制以及临床试验观察结果在药物审批过程中的意义。到2015，该方法可能成为心脏等系统临床药物试验的主流方法，复杂系统(如脑)的临床药物试验需要对这些系统的功能和生物学进行更深入的研究。目前药物研发的成本已经到了难以为继的地步，每种药物上市前的平均成本约为6亿美元。如此高的成本将迫使制药业大力投资于技术进步，以提高其长期生存能力。基因图谱、基于表型的定制化药物开发、化学模拟程序和工程程序、药物试验模拟技术的综合运用，使药物开发从试验方法转变为定制化开发，即根据吸毒者对药物反应的深入了解，设计、试验和使用新药。这种方法也可以挽救过去在临床试验中被少数患者拒绝，但可能被大多数患者接受的药物。这种方法可以提高成功率，降低试验成本，为应用范围较窄的药物开辟新的市场，使药物更适合对症人群。如果这项技术成熟，可以对医药行业和健康保险行业产生巨大影响。值得注意的是，全世界对医药行业知识产权的保护是不平衡的。一些地区(如亚洲)将继续专注于生产专利过期的药物，一些地区(如美国和欧洲)除了继续生产低利润药物外，还将继续开发新药。生物医学工程许多跨学科的研究团队正在加速发展生物医学工程，其主要目标是生产各种有机和人工组织、器官和材料。1.有机组织和器官的设计、制造和修复方面的技术进步可能导致有机和人造人体部分的诞生。组织再生和组织修复的新进展将继续提高解决人体内部健康问题的能力。用于创伤治疗的人工皮肤出现在组织工程领域的历史不超过10年。用于修复和替代的软骨生长技术已进入临床试验阶段，通过功能组织的生长治疗心脏疾病的技术将于2015年成熟。这些进步依赖于相关技术的进步，包括生物相容性结构材料、三维导管材料和多细胞材料的发展，以及对细胞组织在结构材料上生长过程的理解。干细胞治疗的研究和应用将不断取得进展，使人们可以利用这些非特异性细胞来补充或替代大脑或人体以及各种器官和结构的功能。科学家在早期胚胎或胎儿组织中发现了特异性最低的干细胞，这引发了一场关于在研究和治疗中使用干细胞是否道德的辩论。成人干细胞或干细胞培养等替代方法可以成为在减少伦理争议的前提下大规模生产细胞的新途径。通过转基因技术获得的供体组织、器官抗体和调节蛋白可以减少排斥反应，改善异种移植技术。例如，狒狒或猪可以通过转基因技术或克隆技术长出人体移植所需的器官。但是这项技术到2015还不会取得大规模的成功。除了排斥现象，社会的关注也会影响异种移植技术的实际应用。人们可能会担心动物疾病会通过同种异体移植传染给人类。此外，还有伦理、道德和专利方面的顾虑，可能造成法律法规对异种移植的限制，影响其适用范围。2.人造材料、人造器官和生物工程除了有机结构，设计和制造供人类使用的人造组织和人造器官的研究仍在继续。目前正在开发的多功能材料可以作为人体的结构和功能材料，带来新的应用。例如，具有疏水性内核和亲水性外壳的聚合物可用于有规律地释放疏水性药物分子，作为基因治疗或无活性酶的载体或作为人工组织。具有稳定空间排列的聚合物也可以用作药物递送途径。人们目前正在开发用于生物医学的其他材料。例如，正在开发的氯化胶体可以利用氟的高电负性来提高其传输氧气的能力(作为手术中血液的替代品)，也可以用作药物输送途径。正在开发的水凝胶可以控制其溶胀效果，并可用作药物输送途径或组织工程中附着生长材料的模板。具有生物活性的陶瓷材料如氧化钙-磷酸盐-二氧化硅玻璃(凝胶玻璃)、烃磷灰石、磷酸钙等可用作网格、海绵、水凝胶等促进组织生长。正在开发的涂层和表面处理材料可以改善移植材料的生物相容性，如克服人工血细胞缺乏内细胞的问题，减少血栓形成。血液替代品可以改变血液储存和代偿系统，避免血液感染的危险。新的制造技术和信息技术的出现可以使我们按照定制的尺寸和形状生产生物医用材料。比如我们可以将计算机断层扫描和快速成型技术相结合，通过逆向工程一层一层的设计出新的骨骼，从而根据手、脚、头的受伤部位定制陶瓷材料的骨骼。除了结构和器官，到2015还可以实现神经系统和感觉系统的人工修复。视网膜和耳蜗移植、脊神经和其他神经损伤分流、其他人工通讯和模拟技术将因成本的降低而得到改进和普及，从而消除许多导致失明和耳聋的疾病。这样可以减少或消除重度残疾对健康的影响，减轻社会负担。3.仿生学和应用生物学、脑功能图像处理、动物淘汰等最新技术，彻底改变了人们对人和动物智能和能力的认识。这些成果将在2015之前极大地加深人们对许多现象的理解，如错误记忆、注意、认知过程、信息处理等。这不仅可以让人们更加了解人类，还可以更好地设计人工系统，比如自主机器人和信息系统。神经形态工程的结构和设计原则是基于生物神经系统的结构。人们利用神经形态工程学的原理设计了新颖的控制算法、视觉芯片、头眼系统和仿生自主机器人。虽然目前还无法做出类似高等生物的智能和能力的系统，但是按照目前的发展趋势，到2015可能会实现很多有用的功能，比如用吸尘器打扫房间，探矿或者自主搜索。4.生物技术和材料科学在外科手术和诊断方面的进步可能会彻底改变外科手术和外科治疗系统，从而大大减少住院时间和医疗费用，提高医疗效果。新的手术工具和技术的出现，以及新的包膜材料和组织支撑材料的出现，可以不断缩小手术的侵入范围，为医疗技术提供新的途径。血管成形术等技术可以使患者免于许多外科手术，心脏组织激光穿孔等技术可以促进相关组织的再生和恢复。随着成本的不断降低和经验的积累，激光手术可以让手术更加精准(比如LASIK眼科手术可以让患者摘下眼镜)。各种图像处理技术可以提高诊断能力，指导医生或机器人的手术过程，有助于了解人体和大脑的功能。信息技术(如远程医疗)可以将专科医疗延伸到偏远地区甚至全球，从而提高治疗水平。5.生物医学工程的意义和问题是可以预见的。到2015年，人类可以实现以下目标:给药系统可以实现精确的目标和精细的控制，移植和修复的寿命会更长，人工皮肤、骨骼、心肌甚至神经组织可以广泛应用。随着这些发展，上面提到的一些社会、政治和道德问题可能会出现。