在基本科學(xué)問題上，關(guān)于宇宙演化、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、意識(shí)本質(zhì)的探索有可能獲得重大突破。“揭開暗物質(zhì)、暗能量之謎，將是人類認(rèn)識(shí)宇宙的又一重大飛躍，引發(fā)新的物理學(xué)革命。”白春禮分析說，科學(xué)家對(duì)量子世界的探索已從“觀測時(shí)代”走向“調(diào)控時(shí)代”，將在量子計(jì)算、量子通信、量子網(wǎng)絡(luò)、量子仿真等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)變革性突破，成為解決人類對(duì)能源、環(huán)境、信息等需求的重要手段。而探索智力的本質(zhì)、了解人類的大腦和認(rèn)知功能等基礎(chǔ)科學(xué)問題，一旦獲得突破將極大深化人類對(duì)自身和自然的認(rèn)識(shí)，引起信息與智能科技新的革命。
能源與資源領(lǐng)域，將迎來后化石能源時(shí)代和資源高效、可循環(huán)利用時(shí)代。在可再生能源和安全、可靠、清潔的核能逐步代替化石能源的過程中有可能獲得突破。
在信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)轉(zhuǎn)折期，2020年前后可能出現(xiàn)重大的技術(shù)變革。“集成電路正在逐步進(jìn)入‘后摩爾時(shí)代’，計(jì)算機(jī)逐步進(jìn)入‘后PC時(shí)代’，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入‘后IP時(shí)代’是不可避免的發(fā)展過程，云計(jì)算的興起是信息技術(shù)應(yīng)用模式的一場變革。”
先進(jìn)材料和制造領(lǐng)域，未來30—50年，能源、信息、環(huán)境、人口健康、重大工程等對(duì)材料和制造的需求將持續(xù)增長，先進(jìn)材料和制造的全球化、綠色化、智能化將加速發(fā)展，制造過程的清潔、高效、環(huán)境友好日益成為世界各國追求的主要目標(biāo)。而其中的智能制造，即從分子層面設(shè)計(jì)、制造和創(chuàng)造新材料，與直接數(shù)字化制造結(jié)合，將產(chǎn)生爆炸性的經(jīng)濟(jì)影響。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)要進(jìn)入生態(tài)高效可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代，就要求在生物多樣性演化過程及其機(jī)理，高效抗逆、生態(tài)農(nóng)業(yè)育種科學(xué)基礎(chǔ)與方法，營養(yǎng)、土壤、水、光、溫與植物相互作用的機(jī)理和控制方法，食品結(jié)構(gòu)合理演化等問題上取得突破。
人口健康領(lǐng)域，控制人口增長，提高人口質(zhì)量，保證食品、生命和生態(tài)安全，就要求通過疾病早期預(yù)測診斷與干預(yù)、干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)等研發(fā)，攻克影響健康的重大疾病，將預(yù)防關(guān)口前移，走一條低成本普惠的健康道路。
白春禮特別強(qiáng)調(diào)，上述任何一個(gè)領(lǐng)域的突破性原始創(chuàng)新，都會(huì)為新科學(xué)體系的建立打開空間，引發(fā)新的科學(xué)革命。而上述任何一個(gè)領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，都有可能引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命，為世界經(jīng)濟(jì)增長注入新的活力，引發(fā)新的社會(huì)變革，加速現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。
