21世纪，信息革命和信息科技的发展将进一步拓展人的创造能力可以预见，随着量子电子、光量子技术和纳米科技的进展，微电子与光电子器件及其集成结构、功能和规模将取得新的革命性的进展。计算机结构和功能将向着微型化、超功能、智能化和网络化方向发展，人机界面将更为友好。
新的科学方法与应用软件将帮助人们突破语言文字屏障，实现即时的虚拟现实，为全球化虚拟制造、服务、流通、研究与发展、终身学习和娱乐提供新的平台。通过信息科技与物质科技、生命科技乃至与社会人文科学的交叉与融合，分子设计、材料设计、虚拟实验、生物信息、数字地球、数字宇宙和数字生态等新的科学技术分支将得到发展，并表现出巨大的创新潜力。
继续揭示生命现象的奥秘，为人类控制自身、提高健康水平和生活质量带来新的福音21世纪初，人类、水稻等一些重要物种的全基因图谱和测序工作将要完成，随着后基因组计划的推进，将导致医药保健和农业产业新的革命。对于人脑和神经系统分子发育和工作机制的深入研究，将逐步揭示脑和认知过程的奥秘，促进认知科学、教育学和信息科学的发展，并可能为人的智力开发和计算机科学带来新的突破。
背景是：在 19 世纪之后，法国、德国、美国等国家政府已经在不同程度上支持科学研究活动。但这种实践处于长期模糊状态，直到“线性模型”的提出。1945 年 7月，万尼瓦尔 · 布什在报告《科学——没有止境的前沿》中，首次提出了“科学研究应遵循的线性模型”。这种创新的科研资助模式在当时的学界和政界都产生了较大影响力并获得了普遍认可。至此，这种模糊的探索局面才得到改观。
科学研究的线性模式认为，“基础研究是技术进步的先行者”“从事基础研究的科学家对他的研究领域能产生多少实际效用可能并没有多少兴趣，但如果因此就忽视基础研究的发展，那么体现在工业应用上的更大进步和前沿进展终将失去动力”。这也决定了“科学是政府应当关心的事情”。与此同时，基础科学研究是工业应用研发的知识来源和进步源泉。因此，科学共同体无须考虑应用目标，不必在意国家需求，其专注于基础研究的同时就能够自然而然地服务于国家利益；国家也可以在一端放心地资助基础科学研究而不做过多干预，却能够在另一端自然而然地收获实用性的成果，从科学发展中全面获益。这也构成了二战后政治与科学关系的主导性意识形态，可以视为一个隐喻式的科学的社会契约，即政治共同体同意向科学共同体提供基础研究需要的资源并允诺科学共同体保留科学自治权，而政府不做内部干预的科研资助机制。反过来，政治共同体期待着这种决策机制能将学术研究转变为科技型经济发展，并产生相应的技术收益，尽管这种收益的具体形态尚不确切。
万尼瓦尔 · 布什的报告及线性模型的出现深刻地影响了美国乃至世界各国科学技术政策的制定和国家科技战略目标的方向，尤其是在对基础研究的支持方面。报告中提到的由政府设立国家科学基金来资助科学研究这一举措，有力地促进了基础研究的全面发展。“布什模式对科技政策及科学发展都产生了深远的影响，不单因为他为战后的美国制定了详细的科技发展蓝图，更是因为他和他的同事为和平年代的科学发展争取到了较少的政府干预和较多的资助支持，为科学与技术的共存提供了一种新的框架性思路”。
