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2018年中国科技进展评述与未来展望

李万
2019-02-01 09:01:31  来源:学习时报

  核心阅读

  2018年对于中国科技而言,是一个极为特殊的年份。面对复杂多变的国际形势,必须加大基础研究投入,为独自在科技“无人区”探索提供战略“导航”;必须深化科技体制改革,彻底破除各类束缚,激发出科研人员的空前创造力;必须坚定创新自信,加快形成引领发展、塑造未来的科技原创能力。而这一切都需要在建设世界科技强国战略指引下有序展开。

  2018年对于中国科技而言,是一个极为特殊的年份。因在中美贸易摩擦背景下中兴、华为等事件的突发,使得国人对科技创新有了更深的切肤之感。多年以后,回望历史,在我国建设世界科技强国进程中,2018年将可能是带有“里程碑”式的年份。

  从2012年研发投入首次超过1万亿元以来,中国科技就益发得到世界关注。2016年,我国正式提出建设世界科技强国的宏伟目标,并部署了2020年进入创新型国家行列,2030年进入创新型国家前列,21世纪中叶建成世界科技强国的“三步走”战略。

  一般而言,后发国家的赶超,往往经历三个阶段。起步阶段始于对国外先进技术的引入和消化吸收,转变阶段需要敢于独自探索并率先捕捉到全新的科技战略机会,赶超阶段则需要创造出新产业并能够获取全球竞争优势地位,为世界发展开辟新道路、新空间,以“正和博弈”实现崛起。

  当前正处于新科技革命和我国转变发展方式的历史性交汇期,科技的群体性突破层出不穷,围绕科技创新的全球政治博弈变幻莫测。2018年的中国科技,就正处于这样一个历史性的关键节点上。

  突破2018:持续累积引领未来的科技能力

  2018年,我国科技创新在多个领域取得了举世瞩目的进步,为进一步提升自主创新能力奠定了坚实基础。

  一是航空航天。中国以39次发射首次超过美国,其中航天科技37次、航天科工1次、民营企业蓝箭航天1次。嫦娥四号前往月亮背部,并于2019年初成功着陆。之前发射了“鹊桥”中继卫星,首次实现国际地月拉格朗日L2点的测控和中继通信。世界在研最大的水陆两栖“鲲龙”AG600飞机成功完成水上首飞,这是我国首次按照中国民航适航规章要求自主研制的大型特种用途飞机。此外,第三架C919自主大型客机成功试飞。

  二是生命生物。世界首例体细胞克隆猴,“中中”“华华”两只猕猴的诞生,有了全新的非人灵长类动物模型,对于脑疾病、脑科学等都具有重大意义。世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪,建立了与神经退行性病人突变基因相似的大动物模型,能更深入了解致病机理。世界首例合成真核细胞,单条染色体的酿酒酵母菌诞生,这种酿酒酵母中有1/3基因与人类基因同源,为解密生命“天书”提供新思路。世界首例哺乳动物“雄雄生子”,“双父亲”小鼠存活48小时,“双母亲”小鼠能健康生长并可繁育下一代。水稻分子设计育种取得新进展,基于“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”的“中科804”,在产量、抗稻瘟病、抗倒伏等农艺性状方面均表现突出。在迪拜试种的“海水稻”等80多个水稻品种,经测产,都超出了世界水稻的平均亩产量。使用乌拉尔图小麦材料,绘制出小麦A基因组。此外,还在世界上首次破译了两种棕榈藤的全基因组信息。

  三是物质材料。“超级显微镜”散裂中子源投入运行,能够利用中子流观察高铁轮子是否质量过关、飞机发动机是否疲劳受损等,标志着中国成为第四个拥有该技术的国家。在国际上首次揭示水的核量子效应,获得了单个水分子的高分辨振动谱,测得了单个氢键的强度,澄清了氢键的量子本质。马约拉纳任意子首次在超导块体材料中被发现,马约拉纳费米子是中性费米子,其反粒子是它本身,此项研究开辟出新方向。测出目前国际上最精准的万有引力常数,之前因为精度问题,很多相关的基础科学难题至今无法解决。

  四是深地深远海。亚洲最深大陆科学钻井,松辽盆地成功实施深度为7018米的大陆科学钻探工程,这是国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深钻井。“彩虹鱼”完成万米海试,两台“彩虹鱼”第二代着陆器在马里亚纳海沟实现万米下潜深度。我国首艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2号”下水,具备满足无限航区要求和全球航行能力。第一艘国产航母进行海试,标志着中国自主设计建造的航空母舰取得重大阶段性成果。自主设计建造、亚洲最大最先进的自航铰吸挖泥船“天鲲号”成功海试。

  五是电子信息。我国开始研制“E级超算”(百亿亿级),“天河三号”原型机亮相,期冀未来能重夺世界第一。量子计算实现多项突破。在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录;通过“飞秒激光直写”技术制备出大规模光量子计算芯片;研发出量子计算控制系统,成功制备出半导体六量子点芯片。集成电路重要装备光刻机研制有新进展,“超分辨光刻装备”具有完全自主知识产权,为第三代光学器件、广义芯片等变革性领域的跨越式发展奠定了更好基础。多家公司进入半导体行业,华为发布全球第一个7nm手机芯片和全球首个覆盖全场景人工智能的昇腾系列芯片。

  六是智能网联。北斗开始提供全球服务,2018年完成10箭19星发射任务,创造了世界卫星导航系统建设的新纪录。北斗高精度基础产品已经输出到90多个国家和地区,国际民航组织批准北斗星基增强服务商标识号和标准时间标识号,国际搜救卫星组织将北斗纳入全球卫星搜救系统计划。用于监测全球空间电磁场等物理现象的“张衡一号”顺利入轨,使我国成为世界上少数拥有此项技术的国家之一。5G研究与应用进展加速,多地进行5G商用测试,华为与英特尔打通了全球首个2.6G频段5G呼叫,为大规模商用打下基础。中国继续保持全球机器人最大市场规模,相关科研攻关持续展开。

  七是能源交通。港珠澳大桥开通,作为建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥,能抗16级台风、8级地震。世界上最难、最长、最深的海底公路沉管隧道,世界最大规模钢桥段建造,世界最长海底隧道的生产浮运安装,两大人工岛的快速成岛等创下世界纪录。“人造太阳”首次达到1亿度,东方超环(EAST)朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。全球首台核电球床模块式高温气冷堆蒸汽发生器通过验收,拥有完全自主知识产权,为第四代核电标志性设备之一。全球首列智能动车组(京张高铁)亮相,在世界上首次实现了时速350公里的自动驾驶,并首次采用了北斗卫星导航系统。智能驾驶加快试验,造车新势力蔚来、拜腾、威马、车和家等快速崛起,推出纯电动互联网汽车,百度ApolloPilot等都在加速商业应用和深度开发。吉利旗下的Terrafugia飞行汽车公司生产的Transition飞行汽车开启预定。

  不过,令人遗憾的是,世界首例基因编辑婴儿在中国出生,对于负责任的研发与创新而言更是任重道远。

  迈向2035:中国科技发展驶入“快车道”

  2018年,面对复杂多变的国际形势,每个中国人都切身感受到了,必须加大基础研究投入,为独自在科技“无人区”探索提供战略“导航”;必须深化科技体制改革,彻底破除各类束缚,激发出科研人员的空前创造力;必须坚定创新自信,加快形成引领发展、塑造未来的科技原创能力。而这一切都需要在建设世界科技强国战略指引下有序展开。

  针对世界科技强国建设,我国正在积极谋划新一轮中长期(2021—2035年)科技发展规划研究工作。未来的15—20年将是关键时段。着眼于外部环境、科技革命以及自身体制等维度,中国创新发展将可能面临三种情景。

  其一是悲观情景,中国创新发展受到阻滞,无法实现阶段超越。新科技革命正在对人类智慧进行前所未有的极限挑战,中国创新发展也需要巨大的改革魄力,这是包含“文化重生”在内的“生态系统再造”。千万不能低估即将面临的严峻挑战。

  其二是平常情景,中国创新发展的“日德化”。中国将长期在主导产业核心技术上对美国等形成较为严重的依赖,被锁定在亦步亦趋的技术跟随轨道上。这情景犹如德国、日本,仍需“拱卫”在美国周围。

  其三是乐观情景,中国创新发展对世界历史的超越。中国将成为世界历史上最大的创新型经济体。这需要以创造科研新型组织、新的价值空间来激励重大原创突破,形成引领未来的发展新动力。从2018年世界和中国科技发展态势来看,只要继续坚定创新自信,坚持走中国特色自主创新道路,将亿万国人的创造力充分发挥出来,进而在新科技革命与产业变革中成功捕获“非对称先发优势”,我国就必定能够实现历史性超越,为全人类发展作出更大贡献。

编辑:张苇柠

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