白春禮：科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用和深刻影響到各個方面(節(jié)選)

科技創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，已呈現(xiàn)出多點群發(fā)突破態(tài)勢，推動人類活動范圍不斷擴展，信息傳遞和交換能力實現(xiàn)質(zhì)的躍升，生命健康水平持續(xù)提升，達到了前所未有的高度?？萍嫉陌l(fā)展深刻改變著人類的工作方式、生活方式。

一

信息科技成為經(jīng)濟、社會與生活發(fā)生深刻變革的主導(dǎo)力量

信息技術(shù)的飛速發(fā)展打破了空間限制，人與人、人與物的聯(lián)系日趨緊密，人們正在進入一個“人—機—物”三元融合的萬物互聯(lián)時代。最近幾年，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用引起了經(jīng)濟社會各個方面的深刻變革。

而且信息技術(shù)的發(fā)展速度還在加快，新的技術(shù)、顛覆性技術(shù)還在持續(xù)不斷地涌現(xiàn)，持續(xù)推動經(jīng)濟社會加速向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。一方面，以芯片和元器件、計算能力、通信技術(shù)為核心的新一代信息技術(shù)正處在一個重要突破關(guān)口。硅基芯片和元器件是信息技術(shù)發(fā)展的基石，其制程工藝不斷提高，處理速度越來越快、存儲能力越來越強、能耗越來越低。目前已大規(guī)模應(yīng)用的7納米手機芯片，集成了69億個晶體管;而5納米手機芯片可以集成300億個晶體管，2019年已經(jīng)開始試產(chǎn);3納米的芯片也正在研發(fā)。圖形處理器、現(xiàn)場可編程門陣列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片等也在加速發(fā)展。

另一方面，“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”使經(jīng)濟活動更加靈活、智慧，不斷催生出新業(yè)態(tài)、新模式，深刻改變?nèi)藗兩?、工作、學(xué)習(xí)和思維方式。從無人駕駛到智慧交通，從直播帶貨到智慧物流，從5G通訊到數(shù)字貨幣，從網(wǎng)絡(luò)扶貧到數(shù)字鄉(xiāng)村，數(shù)字經(jīng)濟加速發(fā)展，為經(jīng)濟發(fā)展打開新的空間，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供新的動力。

各種智能終端、可穿戴設(shè)備不斷推陳出新，遠程辦公、遠程教育、遠程醫(yī)療、無人酒店、無人超市、無人餐廳等飛速發(fā)展，推動經(jīng)濟社會全方位數(shù)字化轉(zhuǎn)型。據(jù)統(tǒng)計，數(shù)字經(jīng)濟在發(fā)達國家經(jīng)濟中占到60%以上，中國目前占36.2%，對GDP增長的貢獻率達到67.7%。

以5G為例，5G可以隨時隨地實現(xiàn)萬物互聯(lián)，成為數(shù)字經(jīng)濟乃至數(shù)字社會的“神經(jīng)系統(tǒng)”，并帶來一系列產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和巨大經(jīng)濟及戰(zhàn)略利益。我國的華為、中興等企業(yè)在5G方面已擺脫了4G之前的跟跑狀態(tài)，目前在全球競爭中具有一定優(yōu)勢。

二

能源、材料、先進制造等領(lǐng)域技術(shù)加速進步

全球新一輪能源革命正在興起，在化石能源清潔高效利用、可再生能源、第四代核能、大規(guī)模儲能以及動力電池、智慧電網(wǎng)等方面都取得了突破性進展，推動能源技術(shù)加速向綠色、低碳、安全、高效、智慧的方向轉(zhuǎn)型。

比如，與直接燃燒相比，如果將煤炭轉(zhuǎn)化成油品，不僅會減少對環(huán)境的污染，還能大幅度提高煤炭的附加值。2018年，以中科院技術(shù)為核心，全球單套規(guī)模最大的煤炭液化裝置、年產(chǎn)400萬噸煤制油工程成功投產(chǎn)，實現(xiàn)煤炭資源清潔高效轉(zhuǎn)化，拓寬我國油品供給渠道，保障能源供應(yīng)安全。

新材料領(lǐng)域正在向個性化、綠色化、復(fù)合化和多功能化的方向發(fā)展，金屬、陶瓷、高分子和復(fù)合材料快速進步;石墨烯、柔性顯示材料、仿生材料、超導(dǎo)材料、智能材料、拓撲材料等層出不窮。材料強度與韌性不斷強化，抗疲勞、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕等性能進一步提高，為制造業(yè)發(fā)展和極端環(huán)境作業(yè)提供了更加可靠的保證。

在先進制造領(lǐng)域，以智能感知、智能控制、自動化柔性化生產(chǎn)為特征的智能工廠大量涌現(xiàn)，3D、4D打印技術(shù)快速發(fā)展，先進機器人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，個性化訂制、柔性化生產(chǎn)、制造業(yè)服務(wù)化等成為新趨勢。

三

生命健康和醫(yī)療衛(wèi)生水平得到革命性飛躍

有人說21世紀是生命科學(xué)的世紀。精準醫(yī)學(xué)、癌癥治療、干細胞和再生醫(yī)學(xué)、腦科學(xué)研究等是目前的前沿?zé)狳c方向。生命科學(xué)研究新技術(shù)新方法加速走向臨床應(yīng)用，推動醫(yī)學(xué)走向“個性化精準診治”和“關(guān)口前移的健康醫(yī)學(xué)”新發(fā)展階段。

2015年，美國政府提出“精準醫(yī)學(xué)計劃”，目標是“為每個人量身定制醫(yī)療保健”，在世界范圍內(nèi)掀起了精準醫(yī)學(xué)的熱潮。目前，精準醫(yī)療在癌癥等重大疾病的預(yù)防和治療方面取得了多項突破。美國《科學(xué)家雜志》評選的2018年10大科技進展中，兩項與精準醫(yī)學(xué)有關(guān)：一項是中科院的基于自組裝的DNA折紙技術(shù)，構(gòu)造出攜帶凝血酶的納米機器人系統(tǒng)，在遇到腫瘤特異蛋白時釋放出凝血酶，選擇性切斷血液供應(yīng)來“餓死”腫瘤;另一項是通過人工智能處理海量數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)醫(yī)生無法診斷的疾病模式。

干細胞和再生醫(yī)學(xué)為有效治療心血管疾病、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病、嚴重?zé)齻?、脊髓損傷等難治愈疾病提供了新的途徑，有望成為繼藥物治療、手術(shù)治療后的第三種疾病治療途徑，引發(fā)新一輪醫(yī)學(xué)革命。

2018年，中科院完成世界上首例臍帶間充質(zhì)干細胞復(fù)合膠原支架材料治療卵巢早衰臨床研究，成功讓一名卵巢功能衰竭的患者誕下健康嬰兒。2019年，中國完成首例基因編輯干細胞治療艾滋病和白血病患者。

腦科學(xué)被看作是自然科學(xué)研究的“最后疆域”。主要科技大國都高度重視腦科學(xué)研究，美國、歐盟、日本等國相繼啟動了腦科學(xué)研究計劃，發(fā)起成立了國際大腦聯(lián)盟;我國也將“腦科學(xué)”研究納入到“科技創(chuàng)新2030——重大項目”。

目前，科學(xué)家已經(jīng)繪制出全新的人類大腦圖譜，是腦科學(xué)、認知科學(xué)、認知心理學(xué)等相關(guān)學(xué)科取得突破的關(guān)鍵，為發(fā)展新一代神經(jīng)及精神疾病的診斷、治療技術(shù)方法奠定了堅實的基礎(chǔ)。

人腦重大疾病診治也取得重要進展，對帕金森、阿爾茨海默癥、抑郁癥等重大疾病機理研究不斷深入，新的治療手段和藥物不斷涌現(xiàn)。中科院研發(fā)的抗阿爾茨海默癥新藥“九期一”，已于2019年年底正式上市，填補了該領(lǐng)域全球17年無新藥上市的空白。

生命健康領(lǐng)域的技術(shù)進步也極大提高了傳染病的預(yù)警、預(yù)防、診斷和治療水平。在此次抗擊新冠肺炎疫情中，我國科研人員快速分離鑒定出病毒毒株并與世界衛(wèi)生組織共享了病毒全基因組序列，為全球科學(xué)家開展藥物、疫苗、診斷研究提供了重要基礎(chǔ)，為打贏疫情科技攻堅戰(zhàn)作出了重要貢獻。

四

深海深地探測為新的能源資源開發(fā)利用開辟了新途徑

在海洋研究與開發(fā)方面，關(guān)注的重點已從近海走向深海大洋，更加重視海洋資源的保護和開發(fā)利用。

我國的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器在2012年突破了7000米深度，中科院自主研制全海深自主遙控潛水器“海斗一號”，于2020年5月9日至26日，在馬里亞納海溝成功完成4次萬米下潛，連續(xù)下潛次數(shù)居世界前列，最大下潛深度10907米，使我國成為繼日、美之后第三個擁有萬米級無人潛水器的國家。

2020年11月10日，中科院作為主要單位參與研制的中國首艘萬米級載人潛水器“奮斗者號”下潛深度達到10909米，在馬里亞納海溝成功坐底，再一次刷新了中國載人深潛紀錄。在地球探測方面，圍繞科學(xué)研究、資源開發(fā)利用、防災(zāi)減災(zāi)等目標，人類活動范圍不斷向地球深部拓展。

人類地下建筑的深度一般到百米量級，如世界上最深的地鐵（朝鮮平壤地鐵）建在地下200米左右，最深的海底隧道（日本的青函隧道）位于地底240米;核廢料的存儲深度一般在地下500米～1000米的深度;我國在地下2400米建設(shè)的錦屏地下實驗室，是目前世界上巖石覆蓋最深的地下實驗室，用巖石屏蔽宇宙射線開展暗物質(zhì)研究;世界上最深的金礦（南非姆波尼格金礦），深度達到4350米。再往深處走主要就是科學(xué)超深井鉆探項目，如美國聯(lián)合多國實施的大洋鉆探計劃，在各大洋完成過千個鉆孔，取芯深度最大超過9500米;2018年我國實施了全球首個鉆穿白堊系的科學(xué)鉆井，鉆探及取芯深度達到7018米;目前，世界上最深鉆井記錄還是前蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)時期創(chuàng)造的科拉超深鉆孔，深度達12262米。

總的來說，人類對我們賴以生存的地球了解還十分有限，直接探測深度還未突破地球最外層的地殼（平均厚度約17千米），探測的手段和能力還需不斷加強。

五

把握機遇搶占先機，加快實現(xiàn)科技自立自強

黨的十八大以來，我國科技創(chuàng)新事業(yè)取得歷史性成就、發(fā)生歷史性變革，重大創(chuàng)新成果競相涌現(xiàn)，一些前沿領(lǐng)域開始進入并跑、領(lǐng)跑階段，科技實力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍，從點的突破邁向系統(tǒng)能力提升。

2019年，我國的研發(fā)經(jīng)費支出達到2.21萬億元，研發(fā)強度約為2.23%;研發(fā)人員全時當量達到480萬人年，在校大學(xué)生人數(shù)達4002萬，創(chuàng)新人才規(guī)模穩(wěn)居世界首位;SCI論文數(shù)量和高被引論文數(shù)量都位居世界第2位，國內(nèi)發(fā)明專利申請量和PCT專利申請量都位居世界首位，成為全球科技創(chuàng)新的重要貢獻者。

在衡量高質(zhì)量科研產(chǎn)出的自然指數(shù)排名中，中國位居世界第二位，中科院已連續(xù)8年在全球科教機構(gòu)中位列首位。我國科技創(chuàng)新這些年的進展和成就，在國際上幾個比較有影響的競爭力指數(shù)排名中也得到了體現(xiàn)。

比如，在世界知識產(chǎn)權(quán)組織等機構(gòu)發(fā)布的2019世界創(chuàng)新指數(shù)排名和瑞士洛桑國際管理學(xué)院公布的2019年世界競爭力年鑒中，中國都排在第14位;世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的2019年全球競爭力報告中，中國排在第28位;科技部公布的2019年國家創(chuàng)新能力排名中，中國排在第15位。

這些數(shù)據(jù)反映出我國創(chuàng)新型國家建設(shè)取得顯著成效，也增強了我們科技事業(yè)發(fā)展的信心和決心。

但客觀來講，我國的科技創(chuàng)新水平與國家經(jīng)濟社會發(fā)展的要求相比，與世界科技先進水平特別是與美國相比，還有較大差距。比如基礎(chǔ)研究方面，我國SCI科技論文篇均被引次數(shù)只有10次/篇左右，低于世界篇均被引次數(shù)（12.61次/篇）;在國際最有影響的諾貝爾科學(xué)獎獲獎?wù)咧校绹?00多位，日本21世紀以來已經(jīng)有19位獲獎，而我國只有1位（不包括華裔）。

在戰(zhàn)略高技術(shù)方面，我國還面臨很多關(guān)鍵核心技術(shù)的制約。我國芯片進口額已經(jīng)連續(xù)多年超過石油，2019年超過30004L美元;操作系統(tǒng)、高端光刻機仍被國外公司壟斷，90%以上傳感器來自國外。高檔數(shù)控機床、高檔儀器裝備等關(guān)鍵件精加工生產(chǎn)線的制造及檢測設(shè)備，95%以上依賴進口。130多種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，32%在我國仍為空白、52%依賴進口。高端醫(yī)療儀器設(shè)備、高端醫(yī)用試劑、重大疾病的原研藥、特效藥基本依賴進口。這些方面的問題一旦被“卡脖子”，就會威脅到整個產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的安全。

這里舉個光刻機的例子。光刻機是集成電路制造最重要的核心裝備，與航空發(fā)動機共同被譽為人類工業(yè)皇冠上的明珠，同時也是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上我國與國際先進水平差距最大的環(huán)節(jié)。光刻機的基本工作原理主要是通過光學(xué)系統(tǒng)把事先制備在掩模上的圖形以微縮的方式，利用光化學(xué)反應(yīng)成像轉(zhuǎn)移到晶圓上的過程，有點類似照相機照相。照相機是把物體和人像印在底片上，而光刻則是要把電路圖印在硅片上。光刻技術(shù)水平直接決定了集成電路的工藝節(jié)點。比如華為采用5納米工藝制程的麒麟9000芯片，在指甲蓋大小的空間上集成了153億個晶體管。

雖然基本原理簡單，但實現(xiàn)起來卻非常困難，特別是高端的極紫外光刻機，已接近人類超精密制造的極限。目前只有荷蘭的ASML公司能夠生產(chǎn)極紫外光刻機，但由于其中用到大量的美國技術(shù)和零部件，所以其出口受到美國的長臂管轄限制。華為等國內(nèi)領(lǐng)先的芯片設(shè)計企業(yè)可以設(shè)計出7nm甚至5nm的芯片，但是離開了極紫外光刻機，高端芯 片就徹底斷供了。

在國家重大科技專項的支持下，我國在光刻機領(lǐng)域取得長足進步，目前已在開展面向28nm工藝節(jié)點的193nm波長的光刻機研制攻關(guān)。但在極紫外光刻機方面，我們還有很長的路要走。中國科學(xué)院已部署新技術(shù)路線光刻機的研制。

總體來看，我國科技創(chuàng)新取得了歷史性成就，已經(jīng)具備良好的發(fā)展基礎(chǔ)和條件，發(fā)展?jié)摿艽?，發(fā)展態(tài)勢良好。對此，我們要有充分的創(chuàng)新自信，有決心有信心通過不懈努力，充分發(fā)揮好我們的已有基礎(chǔ)和優(yōu)勢，取得更大的發(fā)展成就。

同時，我們也要正視我們的短板和不足，牢固樹立安全思維和底線思維，找出制約發(fā)展的關(guān)鍵問題，找準突破口，揚長避短，因勢利導(dǎo)，采取更有針對性的措施，在發(fā)展的過程中逐步加以解決。

當前，我國已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展新階段。黨的十九屆五中全會強調(diào)，要堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，完善國家創(chuàng)新體系，加快建設(shè)科技強國。這充分體現(xiàn)出以習(xí)近平同志為核心的黨中央對科技創(chuàng)新工作的極端重視，凸顯了以改革促創(chuàng)新、以創(chuàng)新促發(fā)展的重要性和緊迫性。

摘編自澎湃新聞