天问一号惊艳全球，中国科技创新成果获惊叹

本文转载自微信公众号“瞭望”，原文首发于2021年3月9日，原标题为《守住创新关口》。

文丨瞭望新闻周刊记者

作者：张冉冉

参与采访丨盖博明、吴振东、王仪涵、张玉杰

2月15日，天问一号火星探测器上演了一次漂亮的“侧手翻”——由水平绕火星运行变为垂直绕火星运行，再次惊艳世人。

早在2020年7月，当听说中国正试图将轨道器、着陆器和探测器降落在火星上时，参与美国火星任务数十年的华盛顿大学行星地质学家雷蒙德·阿维德森惊呼：“轨道器、着陆器和探测器——这太不可思议了。”

“不可思议”是近年来在中国科技创新中越来越多地听到的一个表达。

2020年12月，嫦娥五号月球探测器带回了从月球采集的岩石和土壤样本，中国成为继美国、苏联之后第三个从月球带回样本的国家。世界注意到：中国影响力已飙升至太空。

从浩瀚太空到深邃海底，我们都能看见中国创新的闪光点。2020年11月，“奋斗者”号全海深载人潜水器完成万米海试胜利归来。在深海载人潜水器这一展示实力的技术橱窗中，中国是当之无愧的国际领先者。

这一年，我国令全球瞩目的重大成果有北斗三号全球卫星导航系统正式开通、比最快超级计算机快一万亿倍的九章量子计算原型机发射、全球首座自主研发的第三代核电站“华龙一号”成功并网、时速600公里高速磁浮试验车成功试运行……

可以说，2020年，中国科技创新持续发力、屡创精彩。而这些不断向前探索的坐标，以点成线、以线成面，不仅标志着中国科技创新的新方向，也为“创新势头正在地理上向东方转移”写下了有力的注脚。

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。从某种意义上说，哪里有领先的技术，哪里有尖端人才聚集，哪里就是发展和经济竞争力的制高点。

面对世界科技创新中心东移的历史机遇，中国是否准备好抓住新时代创新的护照？未来何时能成为全球创新的引领者？

3月4日，国家航天局发布了我国首次火星探测任务天问一号探测器拍摄的火星高清图像。图片来源：国家航天局

亚洲创新的崛起

对于中国这样的后来者来说，让世界确认其在全球创新格局中的最新地位并非易事。

2019年3月，当时任世界知识产权组织总干事弗朗西斯·高锐注意到美国与中国在国际专利申请数量的差距正在缩小，并预言“中国将在未来两年内超越美国”时，很多人只是笑笑，将其视为一种美好的祝愿和礼貌的客套。

事实上，中国只用了一年时间就实现了高瑞的猜测。2020年的数据显示，中国2019年根据《专利合作条约》（PCT）提交了近5.9万件国际专利申请，比美国多出1000多件，成为国际专利申请数量最多的国家。

这也是1978年PCT启动以来美国首次失去全球第一的位置。

专利通常被视为一个国家经济实力和产业技术实力的重要标志，PCT是继《保护工业产权巴黎公约》之后专利领域最重要的国际条约。

中国第一份PCT专利申请于1993年提出，从第一到世界第一用了26年的时间。

如此重大的变化令高瑞感叹：“中国迅速成为领先的申请人国家，凸显创新中心向东方转移。”

应该说，近年来，亚洲一直引领着技术创新，根据2020年公布的PCT数据，2019年超过一半（52.4%）的专利申请来自亚洲，排名前10位的申请人企业中有7家来自亚洲。

我们先来看看世界知识产权组织发布的全球创新指数（GII），这是自2007年起每年发布的指标体系，系统衡量了全球131个国家的综合创新能力，覆盖了全球93%的人口和98%以上的GDP，是最具影响力的国家创新能力评价排名之一。

2020年GII显示，多个亚洲经济体，特别是中国、印度、菲律宾和越南等在创新排名上取得了显著进步。其中，中国在专利、实用新型、商标、工业设计申请和创意产品出口等多项指标中名列前茅。报告称，“中国已确立创新领袖地位”。韩国是继新加坡之后，首个进入前十的亚洲经济体。

首都科技发展战略研究院院长关成华对《瞭望》表示，进入21世纪以来，全球科技创新格局发生重大调整，亚洲国家崛起趋势明显。“虽然以美国为代表的发达国家在科技创新领域仍处于领先地位，但部分亚洲国家与美国的差距正在逐步缩小，世界科技创新中心正从欧美向亚太地区转移。”

清华大学技术创新研究中心主任陈劲对中国的前景更为乐观。他表示，从历史看，世界科学中心从意大利转移到英国、法国、德国，1920年以后逐渐转移到美国。“未来几十年，中国很可能在已有的工程优势基础上，逐步建立自己的技术科学优势。”

撕掉“创新海绵”标签

中国科技创新过去一直被人们视为“跟随者”，但在应用创新领域，这一形象已经发生改变。

2020年8月，为了与字节跳动旗下的热门短视频产品TikTok竞争，美国科技巨头Facebook旗下的社交媒体平台Instagram推出了新功能Reels。这是继Lasso挑战TikTok失败后，Facebook第二次向TikTok“致敬”。CNN随即刊登了一篇题为《Instagram在美国推出山寨版TikTok——Reels》的文章。

扎克伯格并非唯一的“抄袭者”。纵观硅谷，人们欣然抄袭中国创新成果的例子比比皆是：在约会应用Tinder出现之前，陌陌已经成为中国人的约会工具；在美国人通过Venmo转账之前，中国人已经在用手机购物、投资、理财；在亚马逊CEO贝佐斯谈及无人机配送之前，顺丰速递已在测试无人机配送。

2016年，《纽约时报》援引科技研究公司Stratechery创始人本·汤普森的话称：“坦率地说，中国抄袭美国的想法很多年前就已经过时了。在移动领域，情况恰恰相反：美国经常抄袭中国。”

中国互联网公司不仅改写了网络世界的旧格局，中国在5G、高铁、特高压、可再生能源、新能源汽车等诸多领域的技术也走在世界前列。

中国科技创新取得扎实进展，不是靠一时之力，而是靠一批批努力；不是靠一时的运气，而是靠日积月累。

首先看创新集群。管成华表示，当今的创新越来越需要在有限的空间里聚集和融合无限的创新要素，因此创新集群的规模和质量决定了产业乃至区域的创新发展水平。

2020年GII显示，全球百强科技创新集群分布在26个国家和地区。美国拥有25个领先科技创新集群，是全球拥有科技创新集群数量最多的国家。中国以17个全球领先科技创新集群排名第二。东京-横滨是全球表现最好的科技创新集群，其次是深圳-香港-广州、首尔、北京和圣何塞-旧金山（即硅谷）。

“总体来看，中国是世界上科技创新集群最多的中等收入经济体，两大科技创新集群位居世界前四，科技创新集群总体表现优异。”管成华说。

我们再来看看创新的积累。

2020年GII数据显示，中国仍位列榜单第14位，与2019年持平。从2016年的第25位，2017年的第22位，2018年的第17位，再到2019年、2020年的第14位，这一上升而稳定的排名浓缩了“十三五”期间中国的创新变化。

“我国已经是GII前30名中唯一的中等收入经济体，表现已经很亮眼了。但应该说，我们需要更加积极地看待我国的创新水平。GII中的论文、专利等评价指标主要按人均计算，适合人口较少的国家，比如排名靠前的瑞士、韩国都是小国。而且这个评价指标没有考虑创新的质量，也就是工程技术在基础设施和经济社会发展中的作用，以及给人们生活带来的便利。如果把这些因素都考虑进去，我们的排名会更好。”陈劲说。

显然，中国正努力撕掉吸收国外创新成果的“创新海绵”标签。

注重原始创新

现在展现出来的一切还只是开始，中国正在加紧布局调整，尽快弥补自身短板，尤其是备受关注的原始创新缺失。

原始创新是指前所未有的重大科学发现、技术发明、原理性领先技术等创新成果。原始创新是指在研究开发过程中，特别是在基础研究和高技术研究中，取得独特的发现或发明。

发达国家的经验表明，基础研究和前沿高技术研究是新兴技术和产业发展之母，是一个国家实力的象征，是国家未来发展的生命线。据统计，现代科技革命的成果约90%来自于基础研究等原始创新。

以基础研究为代表的原始创新一直是我国的薄弱环节，如我国该领域SCI科技论文平均被引次数仅为10次左右，低于世界平均水平12.61次。

陈劲说，2012年《科学美国人》杂志发表文章称，中国的科研能力只有美国的五分之一。“这些年，我国的科技发展确实很快，但总体来说，技术跟踪进展较快，基础研究比较慢。如果说，我国目前的技术开发能力是美国的70%左右，那么在基础研究方面，我国只有美国的四分之一到三分之一。”

基础研究能力薄弱，让我国遭受“被卡脖子”之痛。天津科技大学经济管理学院教授朱建民表示，当前，美、德、日三国牢牢掌握着光学、超高精度机床、高端电阻电容、芯片、激光雷达、航空用钢、医学影像设备部件、光刻胶等“三基”（基础零部件、基础工艺、基础材料）领域的核心技术、基础技术和共性技术，严重制约我国科技发展和产业安全。

随着越来越多领域挺进“无人区”，原始创新的重要性和难度日益凸显。

中国科学院高能物理研究所研究员张双南认为，当我国与发达国家的差距缩小到一定程度，甚至在某些技术领域我国领先时，就会出现问题。那就是没有原始创新，就很难有颠覆性技术，只能跟着别人走。一旦领先了，就很容易迷失方向，不知道该往哪儿走。“科学是技术创新的主要源泉，如果科学基础薄弱，就很难甚至不可能出现颠覆性技术，着急也没意义。”张双南说。

杨威深刻体会到领导工作中创新的艰难。

中国科学院院士、中国航空工业集团副总经理、歼-20总设计师李军说：“过去我们有一个明确的目标要追赶，别人在前面，我们在后面追赶，现在我们已经很接近了，甚至在某些方面与别人并驾齐驱、超越别人，我们面临的挑战会更加严峻。在这种没有明确目标可以跟踪的情况下，创新的难度和以前不是一个数量级的。”

杨伟认为，应对此类挑战的关键是加强原始创新，如果说过去我们对基础研究、基础科学的关注和投入有限，那么未来我们需要更加关注这些领域，加大对基础科学原理的深入理解和突破。

基础研究薄弱的背后，是研发经费中基础研究占比太低。张双南说：“只有5%左右，这5%包括基础研究和应用基础研究。与美国17%左右的基础研究经费相比，我国真正用于基础科学研究的经费实在少得可怜。”

在张双南看来，大幅增加基础研究投入，特别是对一些重要基础研究领域给予长期有针对性的支持，可以从根本上解决这一问题。“当我们自己生产科学知识，而不是仅仅消费西方生产的科学知识时，我们的原始创新、颠覆性创新就会不断涌现。这样，我们的科技自信就会坚实，文化自信就会更加坚定。”

陈劲还提到，在确保对基础研究长期稳定支持的基础上，要充分认识到基础研究和前沿高技术研究的不确定性，不要求所有项目都能成功，也不要求所有项目都能立即解决市场应用问题。基础研究要特别注重知识积累，优先考虑持续的资金投入和团队建设。

聚集一批“头部”人才

对于原始创新等科技创新活动，大家的共识是顶尖人才具有不可替代性，没有杰出的人才就很难有前沿的突破。

尤其是未来人工智能会越来越多地取代普通人的工作，普通人才的稀缺性势必会减少，而顶尖人才的作用势必会加强。俗话说“千兵易得，一将难求”。

迄今为止，我国培养的诺贝尔科学奖获得者仅有一位，这也反映出我国原始创新能力不强，“顶尖”科研人才匮乏。

相比之下，美国是20世纪初以来诺贝尔科学奖获得者最多的国家，共计超过300人，这被认为是美国主导信息、网络、空间、生物、新能源、纳米材料等新兴技术产业发展的原因。

更直观的例子是日本，由于日本拥有较高的诺贝尔物理学奖和化学奖获得者比例，其半导体芯片技术，包括硅片、合成半导体晶圆、光刻胶、靶材、封装材料等14种材料，占据了50%以上的市场份额，长期保持全球优势。

陈进表示，未来要引领未知领域的科研方向，需要一批精英人才，这些精英人才要有前瞻性，能在未来10年到20年进行探索，特别是能提出比欧美科学家更先进的研究假设，并形成相关研究成果。

一般而言，高端人才的来源有两个：一是蓬勃发展的教育和人才培养；二是优越的环境和人才吸引力。

陈进认为，我国现行教育体制以培养常规人才为主，正处于高等教育大众化阶段，大学生从进入大学开始即开始接受专业教育，学科界限清晰，学术背景单一，这意味着基础知识不牢，难以突破学科界限，高端科技人才培养缓慢。他建议今后进一步深化教育教学改革，加强高校基础学科和复合型人才培养，加快国内拔尖人才培养。特别是要注重培养拔尖创新人才，一方面要加强通识教育，另一方面要突破理、工、文、社等学科界限，培养一批战略科技人才、科技领军人才和青年科技人才。

管成华说，我们在注重自主培养顶尖人才的同时，也要集聚全球一流人才，吸引海外高端人才，为海外科学家来华工作提供具有国际竞争力和吸引力的环境条件，想方设法打造一支世界一流的顶尖人才队伍。

管成华还提到，在当前科技封锁的背景下，构建顶尖创新人才体系可能不仅需要科学规范、开放包容的顶层设计，也需要韧性治理的思想和能力准备。

更多技术野心

顶尖人才往往需要从被动跟随转向主动探索。

但由于长期处于引进吸收阶段，很多科研人员养成了“借用”的习惯——遇到问题，先想国外同行怎么想，再观察他们怎么做。

这种做完题目就想查答案的习惯，磨灭了一些科研人员的毅力和进取精神，冲淡了他们的好奇心和想象力，某种程度上使他们安于做“外包工”。

中国科学院院士、国家“南海深水计划”(又称南海大计划，是我国海洋科学第一个大型基础研究项目)专家组组长王品先常常为此忧心忡忡：目前国内大部分科研工作仍“外包”给西方，没有形成自己独创的科学构想。

在王品先看来，我国自然科学研究还处于“发展中国家”状态，其特点是不自己定课题，而是提供数据支持别人的结论。文章可以发表在很高的水平上，比如《自然》、《科学》等权威期刊上，但这些文章往往只是“原材料”，观点和结论还是别人的。“我们需要考虑转型——能不能自己定课题？自己当老板？不想自己当老板，就是失败。”

王品先举例说，海洋科学的很多洞见都来自北大西洋的探索，主流观点认为这是全球海洋的共同规律。“几十年来，我们一直这样‘跟风’，用我们的新数据去支持前人的旧见解。南海项目则不同，我们基于南海探索得到的新数据，进行独立的思考和研究，从源头上去探究全球问题。”

比如南海起源研究。王品先介绍，大陆如何分裂形成海洋是地球科学的一个基本问题。如果用以往的认识，我们会认为南海是按照北大西洋的模式形成的一个“小大西洋”。但南海大洋钻探的发现表明，南海形成于板块边缘的俯冲带，属于另一种类型，并不是“小大西洋”。由此，我们提出了“板块边缘分裂”的新认识。

研究人员是否能够独立探索是一回事，环境是否支持独立探索又是另一回事。

过去在科技创新活动中，经常出现这样的情况：那些跟风、模仿的项目很容易中标，没有国外先例的研究常常被否决；一些创新课题往往由国外率先提出，国内才去实施，甚至一些得到国际认可的自主创新工作也屡屡受到质疑。

中国科学院院士、国家重大科学工程“大天区面积多目标光纤光谱望远镜”（LAMOST）总工程师崔向群在接受媒体采访时曾表示：“有些人总有一种根深蒂固的观念，觉得我们的技术远远落后于国外，只要跟着国外走就行，我们自己做的肯定不行。比如我们国家自主研制的望远镜稍微出了点问题，他们马上就说，这还是不行啊。其实，国外的望远镜也经常出问题，需要不断维护升级。”

崔向群认为，产生这样的想法，归根结底还是因为我们缺乏自信。“我们科学家要对自己有足够的信心，不能总是跟着别人走，在不断学习的过程中，也要勇于创新，相信自己有能力取得成功。”

这就要求技术创新者们必须调整思维模式，从跟随者渠道转变为创造者渠道。

这种调整有赖于体制机制的完善和文化环境的丰富。

一方面，要营造有利于原始创新和基础研究的良好科研生态，建立完善科学评价体系和激励机制，使科学家能够专心致志地投入研究。据陈进观察，我国目前相关体制机制正在不断优化，比如科技评价正在把国家重大需求完成情况和科研自由探索有机结合起来。他建议，未来可以设立更多引领性科研项目，让更多先进研究实现创新引领，强化科研公有制和团队协作，让科研体系更加中国化。

另一方面，要推动全社会形成崇尚科学、热爱科学、学科学、用科学的良好氛围，营造崇尚科学、尊重创新的社会氛围，引导公众勇于创新、宽容失败。并通过科普，让公众了解创新的成果，让科技创新真正走进社会、受到人们的尊重，充分释放亿万人民群众中蕴藏的创新智慧和创新力量。

1993年，杨振宁在香港大学发表题为《近代科学传入中国的回顾与前瞻》的演讲说：“到21世纪中叶，中国很有可能成为世界级的科技强国”。

我们的目标是，到新中国成立一百年时，建成世界科技强国。

小智慧治事，大智慧治制度，制度需要完善的地方就要改革，为建设科技强国、加快创新高地东移提供适宜的生态环境。