中國網/中國發展門戶網訊 當前，新一輪顛覆性技術浪潮正在重塑世界格局成為時代的焦點。中美關系遭遇困境，美國加速對我國實行科技“脫鉤”、產業“斷鏈”，我國高水平科技自立自強對創新提出了更高要求。顛覆性技術作為最具影響力的創新技術，能另辟蹊徑開新局、走新途，是爭奪下一康波周期主導權的戰略抓手，為此我國正在構建顛覆性技術創新體系。布局發展顛覆性技術是一項戰略性的復雜系統工程，顛覆性技術的識別是關鍵和前提。由于顛覆性技術具有長期潛藏和高度的不確定性，使得顛覆性技術的早期識別一直是個難點。本文針對顛覆性技術科技驅動的來源方式，從科學端出發提出一套識別顛覆性技術的方法框架，對于準確把握未來科技發展，規避技術突襲風險，塑造未來產業優勢，具有重要意義。

顛覆性技術的基本認識

“顛覆性技術”（disruptive technology）于1995年由克萊頓·克里斯坦森（Clayton M. Christensen）首次提出，被定義為以意想不到的方式取代現有主流技術的技術。顛覆性技術概念隨著在軍事、商業、產業、科技領域的廣泛應用而得到不斷擴展；除學界以外，智庫、政府等也基于用戶或國家需求特點提出了不同的概念理解，但尚未形成統一的定義。深入其本質：顛覆性技術產生于延續性技術非延長線上的新起點，由技術的變軌躍遷生成，是非連續性的新技術或新應用；顛覆性技術由現有格局的邊緣切入，通過新、舊技術的競爭成為未來主流；顛覆性技術最終實現主流替代產生格局重塑的效果。因此，本文認為，顛覆性技術是一類對某個應用領域產生顛覆性效果實現主流替代的變軌技術。從效果—起源—過程來看，有以下基本認識。

顛覆性效果的三大特征

顛覆性技術產生的顛覆性效果主要呈現3個方面特征。①歸零效應。顛覆性技術取代現有主流技術，原有主導產業的技術、規則、資產等在相同功能上失去使用價值，不能再繼續作為主要的技術方法或工具得到市場或社會的采用。②重塑格局。顛覆性技術取代現有主流技術的結果是戰略性、全局性、體系性的變革，改變現有的體系結構和秩序，使經濟社會發展范式在宏觀圖景上發生本質的變化。③未來主流。顛覆性技術首先破壞了現有技術的價值體系；但與此同時，也從邊緣力量出發，通過與現有主流技術的競爭博弈，逐步替代并可能催生新的未來主流的技術價值體系。

變軌躍遷的主要來源

顛覆性技術變軌躍遷的新起點主要有3個產生途徑。①科技驅動。顛覆性技術可能來源于全新的科學原理，也可能來源于多項技術交叉融合產生的新技術。這是基于技術屬性的一種來源。②應用牽引。科學技術跨學科、跨領域或非常規的應用，或一個領域的成熟技術與新應用領域的技術融合能夠形成顛覆性技術。③創新思維。即以顛覆性思路解決問題催生顛覆性技術。主要基于非常規途徑，對未來場景突破性的設想或解決問題的突破性思路，形成“先開發、再研究”的創新模式，由此區別于由科學發現—技術發明—產品創造的常規途徑催生顛覆性技術。其中，來源②和③主要是基于需求產生的，來源②側重于應用領域的需求創造（發散的、不連續的），來源③側重于可預期需求的實現（聚焦的、定制的）。

由邊緣力量到未來主流的演化路徑

顛覆性技術作為一類技術的統稱，技術為其內在的自然屬性，以技術體系的方式呈現；其生成與發展受技術體系的矛盾運動規制。顛覆性技術在演化形態上大致經歷“單一、離散—連續、無序—有序、遞歸”的變化，呈現由萌生、叢生到遞歸的發展階段。不同階段技術體系表現出不同的矛盾運動特點。①技術萌生期。通過“科技突破”“應用牽引”“創新思維”等新技術的產生途徑找到下一個軌道的新起點，新的原理突破對應原理功能的根技術萌芽；根技術形態比較單一，技術結構呈現離散、不連續狀態，功能簡單，以自組織的技術發育與技術選擇為主，與應用領域未形成直接交互。②技術叢生期。根技術與其他技術之間植入、融合、裂變的選擇和協同等作用下開始分叉，形成多個分支技術（技術前沿）；分支技術與應用領域產生交互，技術選擇與市場選擇的試錯迭代作用逐步突顯，技術功能增加，技術結構趨于復雜、連續。③技術遞歸期。大量分支技術經過創新的競爭和適配，開始收斂形成較為明確的技術軌道，主導型技術出現；技術本身開始融合，技術復雜度增加，技術形態趨于簡單，技術趨于成熟推動大規模的應用擴散，形成產業的鎖定。

顛覆性技術的動態演化軌跡表明，顛覆性技術由邊緣力量成為未來主流是一個由無序到有序、發散到收斂、適配與競爭的動態演化過程，包含科學的發現、技術的發明、產品的創造；而每一個階段都是一個不斷探索和嘗試、學習和試錯、發散和收斂的循環。技術萌生期是下一個軌道新起點（找“0”）產生根技術的過程。技術叢生期是根技術產生技術分叉的重要階段，技術分叉形成眾多技術前沿（可以理解為“10”）——每一條技術分支代表一個前沿發展的方向，提供不同的解決思路；通過不斷分化、交叉、融合，迭代收斂進化為成熟度更高的潛在技術點（可以理解為“3”）。技術遞歸期是潛在技術點在創新選擇的作用下收斂形成主導技術，經過新、舊產業的競爭實現主流替代（產生“1”）的過程。因此，顛覆性技術以不同來源途徑涌現根技術為基礎，從根技術的分叉生成眾多科學技術前沿，并轉向技術創新的試錯、優選，進而收斂聚焦到一個具體的主導技術，這個過程可以形象表達為“10→3→1”收斂（圖1）。

國內外識別方法簡述

政府機構、智庫、學者的站位不同，對顛覆性技術識別方法的定位與目標有所不同。政府機構側重于針對處于早期萌芽或前沿探索階段的重大顛覆性技術進行主動識別，重點關注方法框架，強調不同功能的方法組合，以及流程機制的組織便利性、可行性。智庫側重于以影響力對技術商業化的引導，對技術的識別主要處于產業形成階段，強調方法的專業、簡潔、實用。學者從不同技術路線研究適用于不同階段的識別方法，強調方法的理論基礎與探索性。

政府機構以技術預見為主，基于國家定位與立場，以國家中長期需求為導向，聚焦于宏觀層面開展顛覆性技術的識別活動。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）面向未來需求的識別，以德爾菲調查、頭腦風暴等定性方法為主，沿著問題—需求—思路—項目的思路主線，搜索評估好問題、好思想、好團隊，開展相關技術的仿真和實驗，快速試錯。美國國家研究理事會（NRC）提出一種“理想的顛覆性技術持續預測系統”的概念模型；該模型采用技術定義、數據掃描與處理、公眾參與、專家評估等方法組合，以提高預測的準確性和實用性。俄羅斯先期研究基金會、日本革命性研究開發推進項目（ImPACT）則主要以專家評估方法及流程機制設計來識別顛覆性技術。我國科學技術部在2015年開展“第五次國家技術預測”中首次加入了顛覆性技術預測和評價相關工作，在確定顛覆性技術定義與遴選原則基礎上，以專家訪談方式由專家自主推薦產生。中國科學院顛覆性技術創新研究組應用多指標分析法和文獻計量法提出一套量化多指標體系的顛覆性技術識別方法——通過技術顛覆性潛力判斷，對近年來發布的顛覆性技術清單與前沿技術清單進行遴選和評估。中國工程院在“引發產業變革的重大顛覆性技術預測研究”咨詢活動中采用“需求分析—備選技術清單—指標評價—專家論證”方法框架，以“技術-產品-市場-產業”為要素構建顛覆性技術評價指標體系，組合應用了文獻計量、德爾菲調查、情景分析、技術路線圖等方法。

智庫基于用戶立場與需求發布相關預測報告，用于指導相關行業發展。影響較大的智庫，如新美國安全中心、麥肯錫公司、美國麻省理工學院（MIT）等，多采用定性方法進行顛覆性技術的預測、識別，包括問卷調查法、頭腦風暴法、情景分析法、成熟度評估法、技術路線圖法等。這些定性方法主要依賴于專家意見，并結合模型工具或模擬手段進行分析。

學者主要以顛覆性技術低端切入、新舊技術供需競爭、技術性能與市場環境等理論為基礎，利用既有識別預見方法、工具提出不同的技術路線。技術路線主要包括：①基于技術演化的方法，如技術生命周期、發明問題解決理論（TRIZ）等定性分析，以及巴斯擴散模型、數據包絡分析法等定量模式。從產品或市場的視角，利用演化特征、結構化評價指標、量化模型等工具，設計定性或定量的方法模型；這類方法側重于識別處于產業形成快速成長的顛覆性技術。   ②基于未來情景假設的方法。利用文字、圖形描繪技術發展和變化，識別和預估技術未來發展場景；這類方法偏重依靠歷史信息為基礎，主觀定性推斷，有利于在技術發展早期對潛在顛覆性技術展開篩選與評判，但對顛覆性的發展軌跡不易預測。③以科學計量為主體的定量分析方法。基于技術視角通過聚類分析、知識圖譜、計量分析等手段，可視化反映技術發展熱點及趨勢，從專利數據中獲取技術特征、演化趨勢等信息，為顛覆性技術的預測識別提供事實依據和數據支撐；該類方法適用于技術發展到一定階段后的事后研判與未來趨勢的判斷分析。

上述識別方法通過實證分析與實踐迭代取得了一定效果，為本研究提供了很好的參考借鑒。由于顛覆性技術不在現有主流技術的延長線上，由邊緣到主流的過程是適配競爭的結果，具有高度的不確定性，其變革性特征很難固化和量化。因此，用一套評估指標體系來選出顛覆性技術存在局限性；需要更大尺度考量顛覆性技術不同于現有主流的特點，對理念進行突破，對方法進行創新。

顛覆性技術識別的方法框架

顛覆性技術的準確識別非常困難，更多的是對某項技術成為顛覆性技術的潛在可能性進行識別，這本身就是一種價值判斷，帶有極強的組織立場。本文立足中國工程院的定位和科學家群體的特長，從宏觀、系統的角度重點關注方法框架的構建，通過對不同功能、不同性質的方法與流程加以組裝、調配、改造，具體方法的開發取決于應用場景，以期在合理資源稟賦和工作定位下，最大限度逼近對顛覆性技術的識別。

基本思路

顛覆性技術由邊緣力量到未來主流的“10→3→1”收斂表明，顛覆性技術是逐步遴選收斂出來的。顛覆性技術的識別以發現和研判潛在技術點為目標，為下一步創新選擇提供輸入，需體現如何發現未來技術的潛在種子，以及如何遴選收斂；其設計思想由“發現（discovery）—遴選（select）—評價（evaluation）”（DSE）構成。考慮到從需求端出發的識別過程比較復雜，本文主要面向科學前沿來源入手，基本思路體現為“發現潛在種子—遴選‘10→3’—評價基本面—銜接序洽”。

發現潛在種子。顛覆性技術的變軌躍遷意味著用顛覆性技術的非連續性特征，從區別于現有主流技術的非延長線上去找根技術產生的眾多技術前沿，廣泛搜索、收集和凝練潛在種子，形成潛在的種子庫。

遴選“10→3”。顛覆性技術由邊緣力量到未來主流是一個“10→3→1”收斂的過程。“10→3”形象表達了大量技術前沿被遴選為潛在技術點的收斂過程；這個過程以科學家群體為主（圖2）。“3→1”則是潛在技術點通過技術創新的競爭和適配被發展成為主流技術的優選過程；這個過程是由企業家將潛在顛覆性技術與實際應用結合，跨越“死亡之谷”“達爾文海”，不斷適配、選擇和淘汰，從而優選和聚焦到一個具體的主導技術。深入到這個結構與過程中，可以看到顛覆性技術可預見的點貫穿于科學發現—技術發明—產品創造的創新全鏈條，這就需要進行合理的定位。基于國家立場及中國工程院定位，顛覆性技術的識別側重于關注創新鏈中的科學—技術一段，定位在“10→3”上發力，即：對科學技術前沿的潛在種子進行識別，找出下一階段可能引領未來根本性轉變的技術點，從而使技術預見的目標由發散轉向收斂，將其從潛在研究推向大眾視野，引發社會關注。而“3→1”一段屬于技術創新，對其識別則主要交給市場來做。

評價基本面。由于顛覆性技術是在創新的過程中收斂出來的，沒有一個固定不變的特征體系可以涵蓋。因此，本文不采用指標體系，而是對其所覆蓋的科學發現—技術發明—產品開發鏈條進行情報大數據和科學知識圖譜分析，客觀呈現基本狀態，供專家評價參考。

銜接序洽。識別是為了從科學技術前沿到技術創新的過程中找出更為聚焦的技術方向。這個過程不是孤立的斷點，而是有機嵌于整個科技創新的系統中；不僅要產生好的技術，更為重要的是要產生推動技術創新的好思想。“預見未來最好的方法，就是塑造未來”。因此，從機制上構建一個流程，在開展識別一系列活動的同時，將識別活動中匯聚的好思想、形成的評價報告與參與活動的科學家、工程師、企業家、投資家、政府官員等進行關聯，以有利于更大程度促進了解未來顛覆性技術，從而為推動潛在顛覆性技術在科學發現—技術發明—產品創造等環節之間更為豐富地互動、碰撞、選擇，創造銜接序洽的條件。

方法框架

基于以上思考，提出面向科學端的顛覆性技術識別方法基本框架，即“數據掃描，凝練種子”“頭腦風暴，聚焦技術”“科學計量，評估評價”，依托專家團隊，結合情報大數據分析，聚焦重大顛覆性技術（圖3）。

“數據掃描，凝練種子”。從科技前沿等途徑搜索、征集顛覆性的思想（潛在種子），結合多源數據融合計算的情報大數據手段（跟蹤頂刊、頂會、領域排名前10位機構動態等）滾動收集當年的科技前沿方向，以基于大數據的專家思想碰撞的方式，定性與定量結合，凝練出潛在種子，形成種子庫（圖4）。該模塊分別組建紅軍、藍軍并行專家思想與多源數據2條路徑。①紅軍：以領域專家團隊為主體，通過高端訪談、思想征集、跨領域頭腦風暴等方式，挖掘潛藏在院士專家特別是一線和前沿專家頭腦中的顛覆性、創新性和前沿性的技術方向，找出在相關領域可能的顛覆性應用；然后，通過思想碰撞，匯聚形成顛覆性的思路或潛在種子。②藍軍：以專業情報機構與學術平臺為主體，主要利用科學計量、情報大數據方法等手段，通過多源數據融合計算的情報大數據手段，以及來自民間的極客競賽、高端訪談思想征集等方式，搜索、征集潛在種子，以校驗或輔助專家組的分析。

“頭腦風暴，聚焦技術”。圍繞收集的潛在種子，組織科學家、技術專家、管理專家、企業家等開展頭腦風暴，碰撞潛在種子的性能提升效果、相關領域可能的顛覆性應用，以及潛在種子跨領域顛覆性應用的思路（圖5）。頭腦風暴采用規范的流程，設計開放式結構，并建立多種類型的討論平臺，引入企業、投行、學術、政府等多元主體參與，逐級提升研討的層次，多輪深化研討的主題。通過多種形式的沙龍研討，各類專家的參與碰撞，多輪思想火花的迭代，對顛覆性潛在種子進行甄選、收斂、會聚并聚焦出潛在的顛覆性技術點，同步產生好思想、好問題。

（3）“科學計量，評估評價”。針對聚焦出的潛在技術點，應用情報大數據、科學知識圖譜等定量方法，結合專家的判斷，對相關技術方向的技術結構及發展趨勢、產業結構及發展態勢深入分析，提供發展影響和未來態勢的客觀信息，給出結構化的評價意見，形成顛覆性技術方案（圖6）。該方案既為專家進一步深化技術方向判斷提供輔助和參考，也為企業開展創新識別和社會公眾關注提供數據信息，對于銜接序洽后續的創新發展起到很好的支撐作用。評價要點包括：技術成熟度診斷與演化趨勢分析，科學傳播、技術創新及格局重塑態勢，重點技術方向可能突破的關鍵技術點，未來關鍵技術主題，以及主要研發機構及其競爭力等。

實證應用：重大顛覆性技術遴選應用試點

本文以中國工程院咨詢研究項目“工程科技顛覆性技術戰略研究（二期）”前沿交叉領域重大顛覆性技術方向遴選為試點進行顛覆性技術識別方法框架的實證研究。實證研究從科技前沿和多學科交叉融合的視角，通過密切跟蹤信息電子、能源、材料、生物等領域前沿科技發展態勢，以國家戰略高度、顛覆性技術3個效果特征，以及技術方向前沿交叉引發變軌躍遷的非連續性作為判斷標準，以專家為主體的思想碰撞與文獻情報大數據分析相結合，聚焦國內外科技創新的前沿熱點，研判多學科前沿交叉融合的熱點領域，圍繞“10→3”開展了多輪迭代并遴選出潛在技術點，初步驗證了顛覆性技術識別方法框架的可行（圖7）。

第1階段：“數據掃描、凝練種子”。紅軍以青年學者為主，提報潛在種子方向，提出含能材料4D打印技術、電磁軌道發射技術、藍色能源技術、高密度儲氫材料技術、新型超高比能儲能技術、太赫茲技術、邊緣計算技術、高性能區塊鏈系統技術、環境及腸道修復技術、器官芯片技術、定制毀傷技術等11個初選方向。藍軍以多源情報大數據機構為主要力量，從文獻計量與情報調研獲取到前沿交叉領域熱點67個（略）。人機結合，紅藍并行，互為比對，形成初步的顛覆性潛在種子庫。

第2階段：“頭腦風暴、聚焦技術”。在初選種子基礎上進行多輪迭代，以青年學者—領域專家—院士專家為團隊進階主線，通過頭腦風暴圍繞技術的前沿交叉與顛覆性價值對技術方向進行遴選、組合、匯聚產生新的技術方向。本實證研究經過“11（67）—9（4+5）—7—2”的3輪迭代收斂過程，潛在種子逐步優選聚焦得到器官芯片技術、超靈敏生物量子傳感技術2個潛在顛覆性技術方向。

第3階段：“科學計量，評估評價”。對領域組顛覆性技術識別過程進行綜合論證，評價潛在種子由發現到遴選過程的科學性，結合從技術變軌性、變革影響性、前沿交叉特點等方面評價聚焦的潛在技術點并形成顛覆性技術方案。

本文基于顛覆性技術變軌躍遷的非連續性、“10→3→1”收斂的底層認識，探討了顛覆性技術“發現—遴選—評價”（DSE）的識別思路，從科學端構建了“數據挖掘，凝練種子”“頭腦風暴，聚焦技術”“科學計量，評估評價”的識別方法框架。該方法框架以廣泛征集顛覆性技術的潛在種子，專家碰撞迭代會聚潛在技術點，科技計量評價潛在技術點的影響為主要思路，給出了可實踐的操作流程和實證案例，具有一定的創新性。由于顛覆性技術從科學端的形成發展是科學—技術—產品跨尺度的收斂聚焦過程，如何擴展潛在種子庫范圍，提高技術發現與遴選效果，還需對識別方法框架深化研究。

提升定性定量分析能力強化人機結合。顛覆性技術創新體系是動態復雜的社會網絡系統，要擴展數據來源，增加社會復雜網絡分析；優化頭腦風暴等定性方法，最大限度創造思想碰撞和跨領域交叉的交流空間。

注重專家評判與科研試錯相結合。顛覆性技術識別包含迭代試錯的遴選過程，在專家評價基礎上，還需結合一定程度的實驗仿真和科研活動來試驗潛在技術思想的可行性。因此，要探索專家評判和科研試錯相結合的評價機制，提高顛覆性技術識別的可信性。

（作者：鄧建軍，中國工程物理研究院流體物理研究所；劉安蓉、曹曉陽，中國工程科技創新戰略研究院；張科，中國工程物理研究院；白光祖，中國科學院西北生態環境資源研究院；陳悅，大連理工大學科學學與科技管理研究所/WISE實驗室；高智杰，北京理工大學中國工程科技前沿交叉戰略研究中心；戴海聞，廣東工業大學創新理論與創新管理研究中心；王偉楠，北京工業大學經濟與管理學院。《中國科學院院刊》供稿。）

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