2023年春节期间，《流浪地球2》大火，从太空电梯、行星发动机、星际飞船、阵列核爆月球到仿生智能机器人、仿生外骨骼、量子计算机、全同步同声传译等等，一系列科技元素不仅在视听上给了我们巨大的冲击，而且拓展了我们对科学技术边界的想象。近年来，大到关乎国运的“芯片之战”，小到每个人日夜不离手的手机、平板，远到遥远太空的空间站，近到饭店送餐的机器人，科学技术成了每个国家、每个个体都密切关注的焦点。我们不禁要问，科学技术从哪里肇始？又如何一步步成为决定人类历史进程的关键变量？科学技术的下一个风口在哪里？而对我国来说，科技创新情况的进展如何？面临哪些机遇和挑战？我们将如何击破欧美的技术和产业封锁，在惨烈的国际科技竞争中赢得主动？

历史车轮滚滚向前

一般来说，科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识，是对自然现象、客观世界的本质规律的系统性解释。虽然从词源学上讲，science（科学）一词 14 世纪才进入英语词汇，词义几经进化才达到近代“科学”的含义，但是，科学对人类而言从来不是新东西—对自然万物的冲动和好奇是人类的本能，古希腊哲学家泰勒斯是第一个提出“什么是万物本原”哲学问题，并试图借助观察和理性思维来解释世界的人，提出了水本原说，被誉为“科学与哲学之祖”。在 17 世纪科学革命前，科学被视为scientia（知道的东西），只是以世界为中心的哲学关注的一部分。

而在近代以前的漫长岁月里，科学和技术是两条平行线，有着完全不同的知识传统，在大部分时间里二者都遵循着各自的轨迹独立发展。当时充满好奇、追求自然规律的多为教士、家庭富裕的年轻人，简言之就是有钱有闲的社会上层人士；而推动技术（比如石器打磨技术、冶金技术、耕作技术、纺织技术等）发展的，多为具体劳作的工匠和农民。在等级森严的封建时代，这两类群体基本没有什么交集。在某种意义上，科学发展并不如技术进步表现得明显，对社会进步的贡献也不是那么大。正如任正非2023 年初在深圳坂田总部“难题揭榜”火花奖颁奖典礼上强调的，“科学与技术是两个不同的概念，科学是发现，技术是发明。 范内瓦·布什和拉什·D. 霍尔特合著的《科学：无尽的前沿》写得挺好，科学就是无尽的前沿，未知的才叫科学”。

现代科学诞生和科学研究成果开始井喷的时代可以追溯到文艺复兴时期，这场盛大的思想解放运动，不仅揭开了欧洲现代化的序幕，而且缔造了人类对自然认识的新飞跃：通过哥白尼的“日心说”、伽利略的天文望远镜、开普勒的行星运行三大定律，自然从神的束缚下解放出来，自然科学也从哲学和宗教体系中独立出来。随着火药炸毁了封建城堡，指南针打开了西方航路，造纸术和印刷术推动了知识平民化，16 世纪中期到 17 世纪末，以天文学、物理学领域的重大突破和牛顿力学体系建立为标志的第一次科学革命，从根本上改变了人们对世界的认知，从此炼金术不再是魔法、人体不再依靠“灵气”，全新的知识体系和科学理论开始重塑欧洲乃至全人类。在科学成果的刺激下，18世纪中后期，以瓦特蒸汽机和珍妮纺纱机等为标志的一场技术革命在英国兴起，从此整个世界为之一变。在19世纪70年代开始的第二次技术革命中，人们从德国染料企业成立的专门对企业已有产品和工艺革新进行应用研究，以及对相关领域进行纯粹科学 研究的基础研究部门身上，看到了科学研究在产业界大规模组织化带来的显著效果，自此，科学以产业为媒介，与技术越来越紧密地联结在一起。20世纪初以普朗克的量子力学和爱因斯坦的相对论为主要标志的第二次科技革命再次突破了人类认识的极限，之后的事情大家也都清楚，日本广岛和长崎上空的“小男孩”和“胖子”让人类见识到了“核”的力量，苏联的“斯普特尼克 1 号”人造地球卫星开创了空间技术发展的新纪元，爱达法克（EDVAC，一台美国早期离散变量自动电子计算机）带领人类进入计算机时代……

科学从天国到人间不断祛魅、不断世俗化，并给技术插上腾飞的翅膀。人们先是将科学从神的束缚下解放出来，使得科学家成为尘世的职业，在完成这一步后，人们发现还需要把实验室的大门打开，使科学与技术、产业、生活联系到一起并服务人类日常。也正是在这一过程中，人们发现了隐藏在科学技术冰冷物质和繁复计算背后的巨大活力和潜能，新的生产工具接续被发明出来，生产力得到提高、跃迁，人类认识世界的方式被改变、边界被拓宽、思维被重塑，进而带来政治、法律、文学、艺术等方方面面的变化。

“硅对钢的胜利”

当时光的指针被拨回到 1947 年，美国贝尔实验室威廉·肖克利（William Shockley）和另外两位物理学家共同发明了半导体“锗晶体管”，用于取代过去的真空管作为信号放大元件。只是当时，谁也没有想到，这一发明由此引发半导体技术革命，将带领人类进入继石器时代、青铜时代、铁器时代、钢铁时代、石油时代之后的“硅文明”时代，也推动人类社会由“碳基社会”变成“硅基社会”，彻底改变世界面貌和地缘政治格局。1991 年 1 月的海湾战争，以美国为首的多国部队轰炸巴格达，通过 38 天的空中打击和仅仅100 小时的地面部队作战，2 月 28 日就达成停战协议。美国几乎是以摧枯拉朽的速度，迅速取得战争的压倒性优势，第一次向世界展示了“高技术条件下的现代化战争”。由于这场战争中美军使用的诸多高科技武器技术装备所倚赖的核心技术都是半导体芯片，因此 后来也被媒体称为“硅对钢的胜利”。

科学技术的至关重要性不仅在于硝烟战火中升起的“蘑菇云”，更在于驱使社会向前的“发动机”。 1967年，著名经济学家威廉·鲍莫尔（William Baumol）在题为《非平衡增长的宏观经济学：城市危机剖析》（Macroeconomics of Unbalanced Growth: The Anatomy of Urban Crisis）的论文中，指出一个经济体中，各部门劳动生产率的增长率通常是不一致的，当存在这种差异化时，生产率增长较快的“进步部门”的工资上涨会同时带动那些生产率增长较慢的“停滞部门”的工资上升，而这种效应会导致“停滞部门”吸引更多的劳动力、形成更大的产出，久而久之，“停滞部门”在整个经济中所占的比例将会越来越高，而整个经济的生产率增长则会因此而降低。据此学者把这一现象称为“鲍莫尔病”。要克服“鲍莫尔病”，很明显，有两种办法，即在限制“停滞部门”发展的同时， 加大对“进步部门”的鼓励和支持以提升“进步部门”比例，或者减少“停滞部门”内耗，提高“停滞部门”生产率。但不管是哪种方案，最核心的都是社会生产率的提高。因此，克服“鲍莫尔病”的命题就转化为了如何提高社会劳动生产率。答案就是科技创新，通过关键核心技术突破和规模经济等来提高传统制造活 动的效率，通过增加服务要素、创新商业模式的方式，发展服务型制造来提升产品附加值。比如，虽然我们不能把五重奏的人数从五个减少到四个，把一首原本需要演奏两个半小时的乐曲压缩到两个小时演奏完，但是，我们可以依托数字技术，让更多的人看到这场演奏，把观众从区区数百人转变为亿万人，使同样一场音乐会产生的价值实现数百倍甚至千万倍的增长。

科学技术成果从微弱的星火逐步演变为席卷全球的熊熊火焰，不仅将一切禁锢人类的锁链烧毁，而且给人类指出了光明之路。细细回顾人类历史我们可以发现，科技革命大都伴随着科技强国的兴起和世界科学重心的转移，每一次革命都深刻影响了世界政治经济力量对比的变化和各国各民族的前途命运。如今，科学技术的创新，成为科技型企业的核心竞争力，知识经济发达程度的高低已成为各国综合国力竞争成败的关键所在。由此，科技创新成为从政府到社会共同关注的焦点，越来越多的人把对未来的期盼寄托于科学技术创新而不是神的救赎之上。

迭代加速，角逐日盛

我们再来回顾近代以来的科学技术史，蒸汽机从研制到定型投产用了84年、电动机为65年，原子能从开发到应用耗时6年、晶体管为4年、移动电话为4年，激光从发现到应用不足2年。电子计算机自问世以来，30 年间已发展至第五代，而微型计算机诞生后几乎每隔两年甚至半年就换代一次。特别是从第一个晶体管发明到如今的几十年间，我们可以直观地看到令我们“如鲠在喉”的半导体芯片制造工艺水平是以一种如此令人目眩的速度在提高。早在1965年，美国仙童半导体公司研究开发实验室主任摩尔就发现了集成电路发展的惊人趋势：每个新芯片大体上包含其“前任”两倍的容量，每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18~24个月内，也就是说集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18~24个月就会翻一番，这一趋势也被人们称为摩尔定律。我们可以直观地感受到，科学技术更新裂变和科学技术成果转化的速度是如此之快，并且越来越快，每一批颠覆性技术的出现，都有可能从根本上改变现有的技术路径、产品形态、产业模式，成为重塑世界格局、创造人类未来的关键变量。

当前，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科学研究范式正在发生深刻变革，学科交叉融合不断深入，先进制造、清洁能源、生态环境等重大创新领域加速发展，深空、深海、深地、深蓝、极地的探索持续刷新人类活动边界，人工智能、生命科技、区块链和 5G 通信技术孕育新的生产方式。世界各国把科技创新作为赢得主动、占领高地的重要法宝，更加重视利用科技创新培育新的经济增长点，甚至已经不满足于民间的各自为战、各自为王，政府纷纷“入场”参与角逐，即使在美国这样一个鼓吹市场至上、自由至上的国家，也都在穷尽政府之力激活和推动科技创新。如果没有真正拿得出手的克敌制胜的法宝、没有参与或主导赛场建设的能力，中国在国际舞台上的腰杆就挺不起来，就会处处受制于人，实现中华民族伟大复兴也就无从谈起。在 2023 年新一轮党和国家机构改革中，为突出科技创新在我国现代化建设全局中的核心地位，党中央决定组建中央科技委员会，重新组建科学技术部，进一步理顺科技领导和管理体制、促进科技和经济社会发展。

同时，这次改革中，为发挥数字资源、数字经济对经济社会发展的基础性作用，还组建了国家数据局，负责协调推进数据基础制度建设，统筹推进数字中国、数字经济、数字社会规划和建设。

正如习近平总书记所说：“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学中心和创新高地。我们比历史上任何时期都更接近中华民族伟大复兴的目标，我们比历史上任何时期都更需要建设世界科技强国！”为此，我们试图通过回顾人类科技创新史，对世界上主要发达国家的创新战略和路径进行比较研究，分析科技创新的必备要素和主体，找到占领科技创新高地的密钥和法宝，为我国以创新驱动发展战略推动经济高质量发展提供参考。

编辑/韩世容