原標題：2049年什么樣｜自適應(yīng)材料時代將至，研發(fā)速度大幅提升
12月6日，在2025騰沖科學家論壇開幕式上，我國首次系統(tǒng)性展望未來1/4世紀后科技發(fā)展的《科技預(yù)見與未來愿景2049》報告（以下簡稱“報告”）正式發(fā)布。“人機共生”“通用機器人”“會飛的汽車”“鏡像世界”……2049年會是什么樣？十大科技愿景具象化為每個人都能感知的未來圖景，一起來看——
2049年什么樣？
材料科學正迎來一次前所未有的范式躍遷。過去，材料演進主要依賴“實驗驅(qū)動”，而未來，材料創(chuàng)新將由“計算驅(qū)動”主導(dǎo)。
新一代材料學發(fā)展將融合量子力學、統(tǒng)計物理、分子動力學與多尺度模擬模型，使研究者能夠在原子—晶體—器件—系統(tǒng)的尺度上系統(tǒng)理解材料的結(jié)構(gòu)演化與性能機制。材料將突破“固定結(jié)構(gòu) + 固定性能”的傳統(tǒng)范式，進入以自適應(yīng)材料為核心的“動態(tài)硬件時代”。它不僅能提升電子器件的性能參數(shù)，還將重塑未來能源、制造、交通、健康、終端設(shè)備與計算系統(tǒng)的物理邊界，使硬件設(shè)計從此具備基于材料智能的全新維度。
顧秉林：計算材料學重構(gòu)材料研發(fā)方式
顧秉林，中國科學院院士、清華大學原校長騰沖科學家論壇主席
計算材料學的意義，不在于多了一種分析工具，而在于材料研發(fā)方式將被系統(tǒng)性重構(gòu)。過去，新材料往往依賴專家經(jīng)驗與實驗試錯，從概念到應(yīng)用往往需十年以上。未來，計算材料學將逐步把這個過程變成一套“可設(shè)計、可預(yù)測、可驗證”的工程流程。這意味著，新材料從“偶然發(fā)現(xiàn)”變?yōu)椤鞍葱柙O(shè)計”，材料學將真正走出試錯時代，邁入可設(shè)計時代，研發(fā)速度將得到大幅提升。
材料設(shè)計的基礎(chǔ)是材料組分、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系。結(jié)合人工智能技術(shù)，人們可以根據(jù)所需要的功能，設(shè)計定制具有特定組分和結(jié)構(gòu)的新材料。其發(fā)展推動了以按需設(shè)計材料為目標的材料研發(fā)模式的變革。算力增強和人工智能的發(fā)展將大大縮短新材料研發(fā)周期。
針對計算材料學要成為創(chuàng)新主引擎所面臨的多重挑戰(zhàn)，業(yè)界已有不少潛在方案正加速落地。
預(yù)計到2035年，計算材料學將形成可復(fù)用模型+高通量驗證的初步生態(tài)。部分頭部企業(yè)和科研機構(gòu)將具備“計算預(yù)測—實驗驗證—工藝評估”的閉環(huán)能力，使新材料從概念到原型驗證的周期從十余年縮短到小于一年。
至2049年，計算材料學有望進一步發(fā)展，成為覆蓋“理論—計算—數(shù)據(jù)—實驗—工藝”的系統(tǒng)平臺，能針對不同應(yīng)用、不同體系推薦“材料—結(jié)構(gòu)—功能”一體化解決方案。
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記者：陳潔
素材來源《科技預(yù)見與未來愿景2049》報告
編輯：趙婷婷
