白春禮：科學技術廣泛應用和深刻影響到各個方面(節選)

科技創新作為引領發展的第一動力，已呈現出多點群發突破態勢，推動人類活動范圍不斷擴展，信息傳遞和交換能力實現質的躍升，生命健康水平持續提升，達到了前所未有的高度?？萍嫉陌l展深刻改變著人類的工作方式、生活方式。

一

信息科技成為經濟、社會與生活發生深刻變革的主導力量

信息技術的飛速發展打破了空間限制，人與人、人與物的聯系日趨緊密，人們正在進入一個“人—機—物”三元融合的萬物互聯時代。最近幾年，物聯網、云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等飛速發展和廣泛應用引起了經濟社會各個方面的深刻變革。

而且信息技術的發展速度還在加快，新的技術、顛覆性技術還在持續不斷地涌現，持續推動經濟社會加速向數字化轉型。一方面，以芯片和元器件、計算能力、通信技術為核心的新一代信息技術正處在一個重要突破關口。硅基芯片和元器件是信息技術發展的基石，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。目前已大規模應用的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年已經開始試產;3納米的芯片也正在研發。圖形處理器、現場可編程門陣列、神經網絡芯片等也在加速發展。

另一方面，“互聯網+”“智能+”使經濟活動更加靈活、智慧，不斷催生出新業態、新模式，深刻改變人們生活、工作、學習和思維方式。從無人駕駛到智慧交通，從直播帶貨到智慧物流，從5G通訊到數字貨幣，從網絡扶貧到數字鄉村，數字經濟加速發展，為經濟發展打開新的空間，為產業轉型升級提供新的動力。

各種智能終端、可穿戴設備不斷推陳出新，遠程辦公、遠程教育、遠程醫療、無人酒店、無人超市、無人餐廳等飛速發展，推動經濟社會全方位數字化轉型。據統計，數字經濟在發達國家經濟中占到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可以隨時隨地實現萬物互聯，成為數字經濟乃至數字社會的“神經系統”，并帶來一系列產業創新和巨大經濟及戰略利益。我國的華為、中興等企業在5G方面已擺脫了4G之前的跟跑狀態，目前在全球競爭中具有一定優勢。

二

能源、材料、先進制造等領域技術加速進步

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、大規模儲能以及動力電池、智慧電網等方面都取得了突破性進展，推動能源技術加速向綠色、低碳、安全、高效、智慧的方向轉型。

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

新材料領域正在向個性化、綠色化、復合化和多功能化的方向發展，金屬、陶瓷、高分子和復合材料快速進步;石墨烯、柔性顯示材料、仿生材料、超導材料、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，為制造業發展和極端環境作業提供了更加可靠的保證。

在先進制造領域，以智能感知、智能控制、自動化柔性化生產為特征的智能工廠大量涌現，3D、4D打印技術快速發展，先進機器人、工業互聯網技術廣泛應用于制造業，個性化訂制、柔性化生產、制造業服務化等成為新趨勢。

三

生命健康和醫療衛生水平得到革命性飛躍

有人說21世紀是生命科學的世紀。精準醫學、癌癥治療、干細胞和再生醫學、腦科學研究等是目前的前沿熱點方向。生命科學研究新技術新方法加速走向臨床應用，推動醫學走向“個性化精準診治”和“關口前移的健康醫學”新發展階段。

2015年，美國政府提出“精準醫學計劃”，目標是“為每個人量身定制醫療保健”，在世界范圍內掀起了精準醫學的熱潮。目前，精準醫療在癌癥等重大疾病的預防和治療方面取得了多項突破。美國《科學家雜志》評選的2018年10大科技進展中，兩項與精準醫學有關：一項是中科院的基于自組裝的DNA折紙技術，構造出攜帶凝血酶的納米機器人系統，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來“餓死”腫瘤;另一項是通過人工智能處理海量數據，可發現醫生無法診斷的疾病模式。

干細胞和再生醫學為有效治療心血管疾病、糖尿病、神經退行性疾病、嚴重燒傷、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、手術治療后的第三種疾病治療途徑，引發新一輪醫學革命。

2018年，中科院完成世界上首例臍帶間充質干細胞復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。

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

目前，科學家已經繪制出全新的人類大腦圖譜，是腦科學、認知科學、認知心理學等相關學科取得突破的關鍵，為發展新一代神經及精神疾病的診斷、治療技術方法奠定了堅實的基礎。

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。中科院研發的抗阿爾茨海默癥新藥“九期一”，已于2019年年底正式上市，填補了該領域全球17年無新藥上市的空白。

生命健康領域的技術進步也極大提高了傳染病的預警、預防、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生組織共享了病毒全基因組序列，為全球科學家開展藥物、疫苗、診斷研究提供了重要基礎，為打贏疫情科技攻堅戰作出了重要貢獻。

四

深海深地探測為新的能源資源開發利用開辟了新途徑

在海洋研究與開發方面，關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利用。

我國的“蛟龍號”載人潛水器在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，連續下潛次數居世界前列，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，圍繞科學研究、資源開發利用、防災減災等目標，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超深井鉆探項目，如美國聯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在冷戰時期創造的科拉超深鉆孔，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，加快實現科技自立自強

黨的十八大以來，我國科技創新事業取得歷史性成就、發生歷史性變革，重大創新成果競相涌現，一些前沿領域開始進入并跑、領跑階段，科技實力正在從量的積累邁向質的飛躍，從點的突破邁向系統能力提升。

2019年，我國的研發經費支出達到2.21萬億元，研發強度約為2.23%;研發人員全時當量達到480萬人年，在校大學生人數達4002萬，創新人才規模穩居世界首位;SCI論文數量和高被引論文數量都位居世界第2位，國內發明專利申請量和PCT專利申請量都位居世界首位，成為全球科技創新的重要貢獻者。

在衡量高質量科研產出的自然指數排名中，中國位居世界第二位，中科院已連續8年在全球科教機構中位列首位。我國科技創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排名中也得到了體現。

比如，在世界知識產權組織等機構發布的2019世界創新指數排名和瑞士洛桑國際管理學院公布的2019年世界競爭力年鑒中，中國都排在第14位;世界經濟論壇發布的2019年全球競爭力報告中，中國排在第28位;科技部公布的2019年國家創新能力排名中，中國排在第15位。

這些數據反映出我國創新型國家建設取得顯著成效，也增強了我們科技事業發展的信心和決心。

但客觀來講，我國的科技創新水平與國家經濟社會發展的要求相比，與世界科技先進水平特別是與美國相比，還有較大差距。比如基礎研究方面，我國SCI科技論文篇均被引次數只有10次/篇左右，低于世界篇均被引次數（12.61次/篇）;在國際最有影響的諾貝爾科學獎獲獎者中，美國有300多位，日本21世紀以來已經有19位獲獎，而我國只有1位（不包括華裔）。

在戰略高技術方面，我國還面臨很多關鍵核心技術的制約。我國芯片進口額已經連續多年超過石油，2019年超過30004L美元;操作系統、高端光刻機仍被國外公司壟斷，90%以上傳感器來自國外。高檔數控機床、高檔儀器裝備等關鍵件精加工生產線的制造及檢測設備，95%以上依賴進口。130多種關鍵基礎材料，32%在我國仍為空白、52%依賴進口。高端醫療儀器設備、高端醫用試劑、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”，就會威脅到整個產業鏈和供應鏈的安全。

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，與航空發動機共同被譽為人類工業皇冠上的明珠，同時也是集成電路產業鏈上我國與國際先進水平差距最大的環節。光刻機的基本工作原理主要是通過光學系統把事先制備在掩模上的圖形以微縮的方式，利用光化學反應成像轉移到晶圓上的過程，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。光刻技術水平直接決定了集成電路的工藝節點。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公司能夠生產極紫外光刻機，但由于其中用到大量的美國技術和零部件，所以其出口受到美國的長臂管轄限制。華為等國內領先的芯片設計企業可以設計出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，我國在光刻機領域取得長足進步，目前已在開展面向28nm工藝節點的193nm波長的光刻機研制攻關。但在極紫外光刻機方面，我們還有很長的路要走。中國科學院已部署新技術路線光刻機的研制。

總體來看，我國科技創新取得了歷史性成就，已經具備良好的發展基礎和條件，發展潛力很大，發展態勢良好。對此，我們要有充分的創新自信，有決心有信心通過不懈努力，充分發揮好我們的已有基礎和優勢，取得更大的發展成就。

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，找出制約發展的關鍵問題，找準突破口，揚長避短，因勢利導，采取更有針對性的措施，在發展的過程中逐步加以解決。

當前，我國已轉向高質量發展新階段。黨的十九屆五中全會強調，要堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐，面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、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略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，完善國家創新體系，加快建設科技強國。這充分體現出以習近平同志為核心的黨中央對科技創新工作的極端重視，凸顯了以改革促創新、以創新促發展的重要性和緊迫性。

摘編自澎湃新聞