發揮技術引領作用實現航天強國夢想

◎中國運載火箭技術研究院 王國慶 蔣先旺 饒大林

發揮技術引領作用實現航天強國夢想

◎中國運載火箭技術研究院 王國慶 蔣先旺 饒大林

科學技術在人類文明進程中發揮著引領、孕育和驅動作用，技術改變世界，技術創造需求，技術驅動發展。航天技術作為現代科學技術之一，出現短短幾十年時間，在需求牽引與技術驅動雙引擎的推動下，已經發展成為對現代社會和國民經濟最具影響力的科學技術之一。尤其是航天技術與信息技術的結合，大大推動了社會、經濟、軍事的發展，改變了人們的生活習慣和方式。

當前世界正處在新科技革命的前夜，信息技術、生物技術、新能源技術、新材料技術等交叉融合，正在引發新一輪科技和產業革命。在新的科技革命發生之際，技術的引領作用尤其突出，很多技術會出現革命性的變化，一大批顛覆性技術的出現會改變原有的產業和社會格局。航天技術是眾多科學技術的集成應用，其它科學技術的迅猛發展，也必將使得航天技術迎來革命性的發展，我們應該緊緊抓住新一輪技術革命的機遇，高度重視技術創新，充分發揮技術的引領、孕育和驅動作用，實現建設航天強國的歷史使命，助力中華民族偉大復興強國夢的實現。

一、科技發展史對我們的啟示

航天科技是人類科技的重要組成部分，其發展遵從人類科技的發展規律。以史為鑒可以知興替，回顧人類發展史，我們發現，技術驅動和需求牽引是整個人類文明進步的雙引擎，它們輪流起著主導作用。

1．技術引領發展、改變世界

科學技術是人類文明進步的源動力，重大科技進步引發社會重大變革。石器制作、天然火的控制及應用是人類文明進步的源頭和動力。石器制作使人類初步掌握了生產工具，火的應用催生了冶煉技術并使人類進入青銅器時代。青銅器發明后500年，人們發明了犁，使農耕技術發生重大變革。犁的出現標志著人類開始利用自然力從事農業生產，為社會分工提供了糧食保障，而社會分工使人們能夠進入新的領域，創造更多財富，促進商業活動，導致城市的出現。

蒸汽機的發明引發了第一次工業革命，開創了以機器代替手工勞動的新時代，加強了世界各地之間的聯系，確立了資產階級對世界的統治地位。以發電機、電燈、電影、內燃機等電力技術為代表的重大發明和自然科學重大突破開啟了第二次工業革命的歷史新篇章，社會化大大加強，壟斷組織應運而生，世界格局發生重大改變。20世紀，原子物理、新材料、微電子、信息等科學技術的出現和發展引發了一場“知識爆炸”，不僅改變了人們的生活和生產方式，更改變了人們的思維模式和社會組織形態。試想，如果人類沒有掌握制作石器、控制火等技術，恐怕仍將停留在靠采摘和捕獵為生，與野獸、天氣等自然力量抗爭的原始社會階段，更不可能出現當今物質文明和精神文明高度發達的社會。

2．技術孕育發展、創造需求

雖然人們的需求一直促進著科學技術的不斷進步，但正是科學技術本身為人類生產、生活創造了更多新需求，使人們生活水平、工作質量和效率不斷提高。

蒸汽機的發明促進了工業化大生產，大大提高了工作效率，人類除了將蒸汽機用于生產以外，還將其用于交通，發明了火車，修建了鐵路，改進了船舶動力。這些新型交通工具的出現，使人們的遷徙變得更為快捷，促進了運輸和旅游的發展。

電的發明可以更加明顯地看出技術創造需求。有了電的出現，才有了電燈、電話等歷史上從未有過的新產品。雖然西門子、愛迪生、貝爾等人最初的發明都是簡陋的，但他們的偉大之處在于其發明創造了人們新的需求，顛覆了人們使用油燈、蠟燭等傳統習慣，讓人們認識到這些發明在生產勞動和日常生活中的巨大應用價值。人們的需求不斷提高，新的需求不斷產生，眾多基于電力技術的生產裝備及生活用品不斷出現，因此，需求反過來促進了電力技術的不斷發展。

網絡技術、信息技術和通信技術的發展極大地改變了人們的生活、工作和教育方式，不僅為人們提供了天涯咫尺的便利，也提高了社會生產的效率。網上購物已被越來越多的家庭所接受并成為一種新的生活方式，節約了人們的時間；電子書刊憑借容量大、成本低、體積小等優點被越來越多的人接受；家庭辦公也正在被眾多企業推廣，節省了人們上下班路途上的時間，減輕了交通壓力；網絡教育突破了傳統教育的時空限制，將海量的數字化和多媒體信息傳遞到世界的各個角落，為更多的社會成員提供了受教育的機會。沒有這些偉大的發明和發現，我們難以想象生活如此便利、社會如此發達。

3．需求牽引和技術驅動是社會進步的雙引擎

需求牽引促進了社會、科技、經濟的漸進式發展；技術驅動催生了新型生產方式的出現，促進了社會、科技、經濟、軍事的變革性發展，甚至顛覆了原有的社會結構，打破了原有的力量平衡，成為歷史的轉折點。

人們為了追求更美好的生活，在漫長的歷史長河中一直在改進掌握的技術，但這些技術最初被發明或發現可能僅僅是靈光一閃的瞬間，而正是這一瞬間開啟了新時代的大門。石器時代經歷了上百萬年，這期間人們一直在改良石器并拓展其使用范圍，但終究沒有走出石器時代的范疇。直到青銅器的發明，之后人們又用了上千年來改良和拓展青銅器，直到鐵器的出現……瓦特發明改良蒸汽機花了24年，哈格妮夫斯發明珍妮紡紗機僅用了1年，后來的100年里，人們都在繼續改良蒸汽機和紡紗機。同樣，愛因斯坦從開始思考光與時間的問題到完成狹義相對論僅用了10年，后來用了12年完成了廣義相對論。但直到現在，人們還在愛因斯坦的理論框架下研究時間與光的問題，仍在研究原子彈、氫彈、中子彈以及可控核聚變。

技術驅動難以在歷史進程中長時間占據主導作用，因為科學家和發明家畢竟只是極小一部分人，而絕大部分人站在科技鏈條的后端，更多的是根據對社會、科技和經濟的需求推動技術的應用，創造更多更新的產品。然而歷史的軌跡總是在特定的時刻被顛覆性技術引領而改變方向，技術驅動起主導作用在時間尺度上可能是微乎其微的，但當它占據主導地位的時候，通常就是歷史的轉折點，圖1直觀形象地展示了這一點。

圖1 技術驅動和需求牽引交替主導作用

二、抓住科技革命的機遇建設航天強國

2013年6月，習總書記在接見“天宮”一號和“神舟”十號參試代表時指出：“發展航天事業、建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢?！睘榱藢崿F航天強國夢想，我們必須高度重視這一輪新的技術革命，密切關注技術發展，在堅持需求牽引的同時，更要敏感技術進步對航天事業的影響，抓住新一輪科技革命的機遇，實現中國航天從跟蹤模仿型向引領發展型跨越，真正讓中國屹立于世界航天強國之列。

1．當前航天技術發展亟待重大革命

雖然人類的航天事業取得了輝煌成就，但從歷史發展的眼光看，航天事業還處于初創階段，期待重大的技術變革。

航天技術的發展現狀表明，當前的技術水平與我們探索宇宙的愿望相比還有很大差距。以航天運輸系統為例，當前基于化學能的火箭發動機的技術指標已接近理論極限，運載火箭90%的質量是推進劑，運載效率很低，普遍在4%以下；規模大，近地軌道百噸級運載能力的火箭規模達到3000噸級；成本高，近地軌道任務的發射成本普遍在1萬美元/千克以上，地球同步軌道衛星發射任務和深空探測任務的成本則更高；速度方面，從地球軌道至月球軌道的航行時間需要數天，而從地球至火星的航行時間需要200天左右，往返飛行則需要約900天，僅僅讓人類在飛行過程中維持生命就是個大問題。不僅如此，當前航天飛行器的智能化水平、可靠性等都面臨著很多問題。因此，航天事業渴望得到變革性新技術的驅動。

2．新一輪科技革命將使航天技術的變革成為可能

每一次科技革命都會深刻改變世界，當今正處在下一場重大技術革命的風口浪尖，未來新技術革命將重塑世界。

100多年前，相對論和量子力學出現，這是物理學上的重大發現，相對論實現了人類對原子能的控制和應用，量子力學的建立導致了20世紀的信息革命。經過百年輪回，暗物質成為籠罩20世紀末和21世紀初現代物理學的最大烏云，它將預示著物理學的又一次革命。對暗物質、反物質認識的突破將極大地改變人類對宇宙的認識，甚至顛覆對現有世界的認識。這些科學上的重大突破也必將為航天技術帶來革命性的變化。

從近期來看，量子通信、石墨烯、增材制造、原子陀螺、納米技術、定向能等新技術發展很快，取得了很大進展。例如量子通信方面，IBM于2015年4月宣布首次實現同時檢測兩類量子錯誤，實現了制造具有實用性和可靠性量子計算機的關鍵一步；中國科學技術大學潘建偉研究團隊將遠程量子密鑰分發系統的安全距離擴展至200千米，將成碼率提高了3個數量級，創下新的世界記錄，并首次成功實現多自由度量子體系的隱形傳態。石墨烯方面，英國曼徹斯特大學2位教授于2004年首次發現并用最原始的方法自備出來，10年的時間已經有了很大進展。近期，德國科學家正在驗證一種基于電磁驅動原理的新型動力系統EMDrive，能夠4小時到達月球，這為航天動力技術提供了新的探索方向。

如今，人類已處于量子調控時代的嶄新起點上，可以逐步實現對構成物質的原子、分子乃至電子的調控，按需設計、合成新的材料，形成新奇的物態，必將為能源、信息、材料等科學技術的發展開辟廣闊的空間。我們堅信，航天技術在不久的將來會迎來一場偉大的變革。

3．必須高度重視新技術的開發和應用

航天科技工業是國家工業體系的集大成者，是眾多高新技術綜合集成應用的結晶。在堅持需求牽引的同時，我們更要重視技術引領的力量，密切跟蹤前沿技術，重視科學技術的最新成果，以超前的眼光抓住新技術出現與發展的每一個契機，積極推動相關新技術在航天產品上的應用，發揮技術的引領、孕育和驅動作用，搶占戰略制高點。量子通信、石墨烯、增材制造、原子陀螺、納米技術、定向能等一大批新技術正在快速涌現并迅速發展，無不展現出在航天領域的巨大應用潛力。當前我們要做的，不是坐等這些新技術向我們展示魅力，而是必須要以敢想敢干、不畏失敗的勇氣，不計短期得失的長遠眼光主動探索這些技術在航天領域的應用方案和途徑，使航天技術與基礎前沿科學保持同步發展，促進新技術在航天領域及時發揮效益。唯有如此，我們才能實現彎道超車，否則將再次與決定民族興衰的科技革命失之交臂。

4．必須構建開放、融合、協同的創新體系

科學技術發展如此迅猛，坐井觀天、閉門造車、單靠一己之力勢必被淘汰。我們需要構建開放、融合、協同的技術創新體系，匯集各方智慧，利用各種資源，發揮各自特長，共同推進技術發展及應用。

構建開放、融合、協同的創新體系，需要進一步完善創新組織體系。應該構建專業布局合理、預研與型號有機融合的研發體系，加強系統內各部門、各單位之間的合作與交流，加強產學研及國際合作，持續發展以企業為主體、產學研相結合的創新體系，把握企業自身、協作配套單位、科研院所、高校等各方在技術鏈、產品鏈及產業鏈中的不同定位及作用，實現需求牽引與技術推動的有機結合，充分利用各方資源構建完整的創新鏈條。

構建開放、融合、協同的創新體系，就需要在機制上創新，高度重視發明人的知識產權，充分考慮各方的利益訴求。通過建立共同投入、共擔風險、共享成果與收益的機制，實現創新鏈條上各方的共贏，建立穩定、長期的戰略合作關系；建立成果評價、轉化與回報機制，讓發明人真正分享成果收益，徹底激發科技人員創新的激情與活力，形成大眾創業、萬眾創新的新局面。

構建開放、融合、協同的創新體系，還需要形成進取、協同、包容、民主的創新文化。要有積極進取，敢攀高峰，永不言敗的斗志；要有系統布局，分工協作，相互信任的理念；要有心胸開闊，海納百川，有容乃大的氣度；還要有求真務實，暢所欲言，百舸爭流的氛圍。

黑格爾說：“一個民族有一些仰望星空的人，他們才有希望?！敝袊呀涘e過了前面兩次工業革命，這兩次錯失幾乎讓我們這個延續了數千年的古老民族陷入深淵，好在我們在20世紀的知識爆炸歷程中逐步覺醒而最終沒有沉淪。今天歷史就在我們腳下、在我們手中、在我們的思維里，我們將不再做歷史軌跡的跟隨者，而要做歷史的駕馭者，做這場偉大變革的排頭兵，這就是我們的航天夢！?