世界科技革命与产业变革的趋势与启示——坚定科技创新自信,为人类文明进步贡献中国智慧
2022-01-07 14:23:36

文 | 刘石泉  中国航天科工集团有限公司总经理、党组副书记

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央把创新摆在国家发展全局的核心位置,实施创新驱动发展战略,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,健全新型举国体制,强化国家战略科技力量,加强基础研究,推进关键核心技术攻关和自主创新,强化知识产权创造、保护、运用,完善国家创新体系,加快建设创新型国家和世界科技强国。习近平总书记高度重视科技创新,围绕实施科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略,加快推进以科技创新为核心的全面创新,提出了一系列新思想新论断新要求,在不同场合就科技创新问题发表重要讲话,做出明确指示,提出明确要求,涉及科技发展趋势、科技重大突破、科技成果转化、创新驱动发展战略、科技体制改革、国防科技安全、科技人才培养和使用、科技自立自强、科技创新对经济社会发展的重大意义和作用等诸多方面,立意高远、内容丰富、思想深刻、分析透彻、重点突出、任务明确,充分体现了习近平同志当代马克思主义政治家思想家的远见卓识、雄韬伟略和高瞻远瞩,符合科技创新发展规律,也契合当前经济科技发展的实情,具有很强的理论性、针对性、指导性,形成了系统完整、博大精深的科技创新思想,是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分。

创新是引领发展的第一动力。这是习近平总书记提出的一个重大论断,是对创新与发展关系的新认识。纵观人类发展历史,创新始终是推动一个国家、一个民族向前发展的重要力量,也是推动整个人类社会向前发展的重要力量。自古以来,科学技术就以一种不可逆转、不可抗拒的力量推动着人类社会向前发展。十六世纪以来,世界发生了多次科技革命和世界科技中心的转移,每一次都深刻影响了世界力量格局。科技发展大势启示我们,在激烈的国际竞争中,惟创新者进、惟创新者强、惟创新者胜。抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。不创新就要落后挨打,创新慢了也要落后被淘汰。从某种意义上讲,科技创新实力决定着世界政治经济力量对比的变化,也决定着各国各民族的前途命运。

自近代科学诞生以来已经发生了5次科技革命,其中两次科学革命、三次技术革命。这几次技术革命直接催生了3次产业革命,对人类社会的发展和进程产生了深远革命影响,从根本上改变了全球政治经济格局。科学革命是人类对客观世界认识上质的飞跃,引发了认识论的革命,进而导致世界观、价值观和发展观的革新,并为技术革命提供全新知识源泉。第一次科学革命发端于十六七世纪的天文学、物理学和生理学领域,哥白尼的《天体运行论》、伽利略的开创性研究、牛顿的《自然哲学的数学原理》、达尔文的生物进化论成为社会变革的重要思想基础,由物理学领域的革命性突破开始,带动力学、光学、天文学、化学、数学等学科迅速发展,逐步形成近代的自然科学体系,极大程度上提高了人类的认知能力。第二次科学革命发生在20世纪初,以量子力学和相对论为核心的物理学变革,与其后的宇宙大爆炸、DNA双螺旋、板块构造理论、计算机科学等重大科学突破,展示了科学对生产力发展的巨大推动作用,在很大程度上奠定了现代人类生产生活的基础,重塑了人类的时空观和对世界运动规律本质的认知,推动物理学、生物学、化学、天文学、信息科学等重要学科的突飞猛进,知识呈现爆炸式增长,对人类社会的未来发展产生了深远影响。

伴随着自然科学的发展,产生了众多的科学成果,几次技术革命与工业革命交互推进,导致生产力跨越式提升,极大丰富了社会物质财富,引发经济、社会、军事等领域的广泛变革。第一次技术革命进而引发第一次产业革命,以蒸汽机大规模使用为标志,机械化取代手工劳动,人类社会从农业社会步入工业化时代,开启了人类工业文明新时代。第二次技术革命和产业革命,以电力技术和内燃机为标志,其引发了生产动力的变革,极大地超越了人的体能边界,满足了人类工作生活的多样化需求,人类社会步入电气化时代。第三次技术革命和产业革命,以电子计算机和互联网为标志,极大地提高了信息处理能力,实现了对简单脑力劳动的替代,推动人类社会进入信息化时代,极大拓展了人类社会发展空间。

总体来看,科技革命是产业变革和技术进步的先导和源泉。科学领域的新发现,技术上的新突破,引发各学科领域的群发性、系统性突破,并在强大的经济社会需求的牵引下,倒逼传统产业不断升级换代,新兴产业兴起和发展,从而使社会生产力实现周期性、跨越式发展。

在世界科技发展进程中,世界科技发展中心发生过几次大的转移:文艺复兴时期的意大利,继承发展了中国古代四大发明和古希腊、古罗马的科技成就,成为世界科技史上的中心。意大利一些地区的城邦中出现了一批重要的自然哲学家,如伽利略,使意大利成为近代科学活动的第一个中心(1540-1610年),意大利爆发的科学革命使得知识在天文学、解剖学、力学、数学、博物学领域产生巨大的突破。17世纪下半叶至18世纪后期,英国综合了意、荷、德等欧洲大陆的科技成果,以牛顿力学和瓦特蒸汽机为标志,世界科技发展中心从意大利转移到了英国,英国在16-17世纪涌现出吉尔伯特、波义耳、牛顿、胡克、哈雷、布拉德莱、阿代尔、哈维等各领域内大师,开辟了力学、化学、生理学等各个现代学科,成为世界上第二个科技中心,英国成为世界科技中心,与牛顿完成自然哲学的综合以及对其它学科产生影响有着密切联系。18世纪中期到19世纪中期,法国成为继英国之后的又一个世界科技中心,涌现出了达朗伯、萨迪·卡诺、拉普拉斯等一大批伟大科学家,法国积极推进本国的工业化进程,大力发展本国的独特工业体系,提升法国的整体工业实力。国家支持自然科学,使科学研究建制化,极大地推动了当时科学研究事业的发展。19世纪中后期,法国逐渐确立了技术发明的个人财产权,极大提升了人们致力于技术发明的热情。法国科学家在热力学、化学、天体力学等科学领域作出了突出贡献,为后来的内燃机革命及化学革命提供了理论基础,引领了当时世界科学发展的潮流。19世纪初到19世纪下半叶,德国高度重视科学技术的组织工作和教育普及工作,以煤化工业技术为重要突破,赶上和超过了英法,成为当时世界科技中心。尤斯图斯·冯·李比希创立了有机化学,维勒成功合成了尿素,施莱登和施旺创立细胞说,爱因斯坦提出相对论,普朗克提出量子概念,伦琴发现X射线,德国开始引领科学的发展。19世纪中期起,德国工业迅速崛起,为德国科学的崛起提供了物质基础。现代大学制度的建立,是推动德国成为世界科技中心的重要因素。德国创建了强大的工业实验室,把科学与企业结合起来,科学研究获得了资金,企业获得了基于科学研究的技术,有力地推动了物理、化学等学科的发展。源起于德国的有机化学、量子力学等学科,成为当时引领世界科学发展的带头学科。自19世纪末、20世纪初开始,美国在经济、文化等各方面取得了举世瞩目的成绩,并于1920年取代德国,成为保持至今的世界科技中心。与法国和德国有所不同,美国的基本模式是外源性而非内在性的。20世纪初,美国拥有雄厚的经济及工业基础,经济的繁荣为美国科学研究提供了良好的经济条件。美国政府将基础研究视为国家崛起及强盛的根本要素,为美国成为新的世界科技中心奠定了坚实基础。通过学习欧洲先进教育制度,建立起完善的研究型大学体系,同时通过人才引进,使美国短时间内成为世界科学研究强国。第二次世界大战使美国成为最大赢家,强化了其超级大国的地位。美国工业界通过建立工业实验室、研发机构以及建立各种支持自然科学研究的基金会,形成了良性的“工业支持科学界,科学界反哺工业”传统。美国还抓住了量子力学革命和信息技术革命的机遇,迅速地站在世界科学领域前沿阵地,并且取得了很多原创性的技术成果,如半导体技术、计算机技术、互联网技术、原子能技术等等。

通过对人类社会科学技术发展史的简要介绍和科技革命与产业变革趋势的辨析,通过世界科技中心演进规律的简要分析,我们可以得出两个启示:一是要成为世界强国,必先成为世界科技中心,二是科技革命可以成就国家的百年兴盛。科学技术已经成为国家经济和社会发展的重要力量,科技创新与技术突破的深刻影响广泛表现在经济社会的各个领域和层面上,突出表现在对国家竞争力的决定性作用。中国要强盛、要复兴,就一定要大力发展科学技术,努力成为世界主要科技中心和创新高地。

当今世界,科技创新成为国际战略博弈的主要战场,围绕科技制高点的竞争空前激烈。科学技术从来没有像今天这样深刻影响国家前途命运,从来没有像今天这样深刻影响着人民生活福祉。进入21世纪以来,全球科技创新进入空前密集活跃的时期,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图,重塑全球经济结构。以人工智能、量子科技、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用,以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域孕育着新的变革,融合机器人、数字化、新材料的先进制造技术,正在加速推进制造业向智能化、服务化、绿色化转型,以清洁高效可持续为目标的能源技术加速发展将引发全球能源变革,空间和海洋技术正在拓展人类生存发展新疆域。

新一轮科技革命和产业变革的特征趋势呈现如下:一是新一轮科技革命不再以单一技术主导,而是呈现多点、群发性突破的态势,新一轮科技革命加速演进,各学科领域深刻交叉融合、广泛扩散渗透,重大原创性基础研究和引领性原创成果不断涌现,可能的重点突破方向日益清晰明朗,如人工智能、生命科学、新能源、新材料等众多领域,都孕育着革命的重大突破。二是随着科学研究的深入和技术手段的突破,正在引发科研范式的转变。如依据数据驱动的“第四范式”兴起,化学、生物学等传统依赖实验数据的学科,逐渐开始利用大数据和计算机仿真模拟进行研究。随着技术研究方向超宏观、超微观和极端方向发展,重大理论发现和科学突破越来越依赖于先进的实验装备和重大科技基础设施等科研条件的支撑。三是科技与产业联系更加紧密,科学技术与产业一体化协同发展,互动越来越密切,技术变革正在加速转变为现实生产力。大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术与智能制造技术、现代物流等领域相互融合步伐加快,推动传统产业加速向数字化和智能化转型,极大地提高了生产效率。颠覆性技术不断涌现,将从根本上改变技术路径、产品形态、产业模式,创造出新产品、新需求、新业态,催生出新经济增长点。四是以“互联网+”“智能+”为代表的数字技术与数字经济蓬勃发展,驱动经济社会加速数字化转型。“互联网+”“智能+”使经济活动更加灵活智慧,不断催生出新业态、新模式,深刻改变了人类的生活、工作、学习和思维方式,人类正在进入一个“人机物”三元融合的万物智能互联时代。

全球科技创新进入前所未有的密集活跃期,为我国成为世界科技中心提供了难得的“机会窗口”,从第一次工业革命开始,每一个世界强国的崛起,都会相应产生一个世界科技中心。改革开放以来,我国经济快速发展,已成为世界第二大经济体,具备了建设世界科技中心的经济条件和物质基础。在当前新一轮科技革命和产业变革的孕育期和经济增长复苏期的“双重叠加”背景下,世界科技创新版图多极化恰好为我国建设世界科技中心和创新高地提供了难得的战略机遇期。当前和未来一个时期,抢抓新一轮科技革命和科技中心东移的历史机遇,要努力为我国实现世界科技中心和科技强国的建设目标而奋斗。

中华民族有五千年的文明史,我们的祖先曾经创造了灿烂的中华文明,塑造了辉煌的古代中国。自汉唐以来,中华民族在世界上独领风骚逾千年,长期高居世界文明之巅,为人类做出了卓越贡献,成为世界上伟大的民族。在一千多年前,中国是世界技术输出的中心国,向欧亚大陆输送了众多发明,如雕版印刷术、活字印刷术,金属活字印刷术、造纸术、火药、磁罗盘、磁针罗盘、航海磁罗盘、船尾舵、铸铁、瓷器、方板链、轮式研磨机、水力研磨机、冶金鼓风机、叶片式旋转风选机、风箱、拉式纺机、手摇纺丝机械、独轮车、航海运输、车式研磨机、石弓、风筝、螺旋桨、画转筒(靠蜡烛的热气流转动)、深钻孔法、平面拱桥、铁索桥、运河船闸闸门、航海制图法,等等。英国哲学家法兰西斯·培根(1561-1626年)写道:“我们应该注意到这些发明的力量、功效和结果。印刷术、火药、指南针这三大发明,在文学、战争、航海方面改变了整个世界的许多事物的面貌和状态,并由此引起了无数变化,以致似乎没有任何帝国、任何派别、任何星球,能比这些技术发明对人类事务产生更大的动力和影响。”

近代以来,伴随着西方工业文明的崛起,中华民族从世界之巅跌落,帝国主义的入侵使中国濒临亡国灭种的边缘,陷入了山河破碎、内忧外患的黑暗境地,中国人民陷入了战乱频发、民不聊生的深重苦难之中。近代史上,我国落后挨打的根源之一就是科技落后。

新中国成立之初,工农业停留在自然经济水平,科学技术远远落后于资本主义发达国家,真正是“一穷二白”,连一辆汽车都造不出来。为改变贫穷落后的面貌,毛泽东主席号召“向科学进军”,开启了自力更生、发愤图强的科技创新之路,经过改革开放40多年的建设,中国的科技事业在党的领导下,大踏步地跟上了时代的步伐,创新能力大幅提升,在基础前沿、战略新兴技术、民生科技等方面取得了一大批重大科技成果。特别是在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,我国科技事业密集发力、加速跨越,实现了历史性、整体性、格局性的重大变化,一大批重大科技创新成果竞相涌现。“嫦娥五号”实现地外天体采样返回,500米口径球面射电望远镜首次发现毫秒脉冲星,新一代“人造太阳”刷新世界纪录,“海斗一号”完成万米深潜,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,北斗卫星导航系统全球组网运行,中国空间站天和核心舱成功发射,中国航天员在太空停留时间不断刷新纪录。若干战略性新兴产业加速发展,C919大飞机准备运营,时速600公里高速磁浮交通系统成功下线,人工智能数字经济蓬勃发展,图像识别、语音识别走在全球前列,5G移动通信技术率先实现规模化应用,新能源汽车加快发展,消费级无人机占据一半以上的全球市场。经过几十年的发展,我们在科研人员、设备和资金等方面积累了雄厚的人才基础和物质基础。我国科技人才队伍持续壮大,研发人员总量连续8年稳居世界首位,发明专利申请量连续多年居世界首位,重大科技基础设施经历了从少到多、从学习跟踪到自主创新的过程。兴建和投入使用了散裂中子源、强磁场装置、同步辐射光源、大型天文望远镜、海洋科考船等一大批科学装置设施,其数量、规模和覆盖领域逐步扩大。特别是近年来,我国基础研究投入快速增长,年均增幅达到16.9%。2020年,全社会研发经费支出达2.44万亿元,占国内生产总值比重为2.4%,基础研究与研发投入比重首次超过6%,世界知识产权组织发布的《2021年全球创新指数报告》显示,我国创新能力综合排名上升至世界第十二位。实践证明,我们应有充分的理由,坚定科技创新自信,着力攻克关键核心技术,加快实现科技自立自强,创造出一批人类科技发展史上所没有的原创性科技成果,为人类文明进步贡献中国智慧,让中华文明焕发出新的异彩。

坚定创新自信,我们有强大的制度优势。习近平总书记把创新摆在国家发展全局的核心位置,高度重视科技创新工作,为我们发展科技事业注入了强大的精神动力。我们最大的优势是我国社会主义制度能够集中力量办大事,这是我们成就事业的重要法宝。坚定不移走中国特色自主创新道路,进一步增强创新自信,坚定敢为天下先的志向,在独创独有上下功夫,勇于挑战最前沿的科学问题,提出更多原创理论,作出更多原创发现,力争在重要科技领域实现跨越发展,努力引领世界科技发展新方向,掌握新一轮全球科技竞争的战略主动,为人类文明进步创造出让世界引以为豪的新的科技成果。

大江流日夜,慷慨歌未央。我们所处的新时代,是催人奋进的伟大时代,我们进行的事业,是前无古人的伟大事业,蛰伏已久的中华民族已经迎来了创新能力大爆发、向世界人民奉献中国智慧的新时代。站在新的历史起点上,我们将全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把握机遇,迎难而上,攻坚克难,勇攀科技高峰,为实现中华民族伟大复兴,为推动构建人类命运共同体作出应有贡献!

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