白春礼：科学技术广泛应用和深刻影响到各个方面(节选)

科技创新作为引领发展的第一动力，已呈现出多点群发突破态势，推动人类活动范围不断扩展，信息传递和交换能力实现质的跃升，生命健康水平持续提升，达到了前所未有的高度。科技的发展深刻改变着人类的工作方式、生活方式。

一

信息科技成为经济、社会与生活发生深刻变革的主导力量

信息技术的飞速发展打破了空间限制，人与人、人与物的联系日趋紧密，人们正在进入一个“人—机—物”三元融合的万物互联时代。最近几年，物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等飞速发展和广泛应用引起了经济社会各个方面的深刻变革。

而且信息技术的发展速度还在加快，新的技术、颠覆性技术还在持续不断地涌现，持续推动经济社会加速向数字化转型。一方面，以芯片和元器件、计算能力、通信技术为核心的新一代信息技术正处在一个重要突破关口。硅基芯片和元器件是信息技术发展的基石，其制程工艺不断提高，处理速度越来越快、存储能力越来越强、能耗越来越低。目前已大规模应用的7纳米手机芯片，集成了69亿个晶体管;而5纳米手机芯片可以集成300亿个晶体管，2019年已经开始试产;3纳米的芯片也正在研发。图形处理器、现场可编程门阵列、神经网络芯片等也在加速发展。

另一方面，“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，深刻改变人们生活、工作、学习和思维方式。从无人驾驶到智慧交通，从直播带货到智慧物流，从5G通讯到数字货币，从网络扶贫到数字乡村，数字经济加速发展，为经济发展打开新的空间，为产业转型升级提供新的动力。

各种智能终端、可穿戴设备不断推陈出新，远程办公、远程教育、远程医疗、无人酒店、无人超市、无人餐厅等飞速发展，推动经济社会全方位数字化转型。据统计，数字经济在发达国家经济中占到60%以上，中国目前占36.2%，对GDP增长的贡献率达到67.7%。

以5G为例，5G可以随时随地实现万物互联，成为数字经济乃至数字社会的“神经系统”，并带来一系列产业创新和巨大经济及战略利益。我国的华为、中兴等企业在5G方面已摆脱了4G之前的跟跑状态，目前在全球竞争中具有一定优势。

二

能源、材料、先进制造等领域技术加速进步

全球新一轮能源革命正在兴起，在化石能源清洁高效利用、可再生能源、第四代核能、大规模储能以及动力电池、智慧电网等方面都取得了突破性进展，推动能源技术加速向绿色、低碳、安全、高效、智慧的方向转型。

比如，与直接燃烧相比，如果将煤炭转化成油品，不仅会减少对环境的污染，还能大幅度提高煤炭的附加值。2018年，以中科院技術为核心，全球单套规模最大的煤炭液化装置、年产400万吨煤制油工程成功投产，实现煤炭资源清洁高效转化，拓宽我国油品供给渠道，保障能源供应安全。

新材料领域正在向个性化、绿色化、复合化和多功能化的方向发展，金属、陶瓷、高分子和复合材料快速进步;石墨烯、柔性显示材料、仿生材料、超导材料、智能材料、拓扑材料等层出不穷。材料强度与韧性不断强化，抗疲劳、耐高温、耐高压、耐腐蚀等性能进一步提高，为制造业发展和极端环境作业提供了更加可靠的保证。

在先进制造领域，以智能感知、智能控制、自动化柔性化生产为特征的智能工厂大量涌现，3D、4D打印技术快速发展，先进机器人、工业互联网技术广泛应用于制造业，个性化订制、柔性化生产、制造业服务化等成为新趋势。

三

生命健康和医疗卫生水平得到革命性飞跃

有人说21世纪是生命科学的世纪。精准医学、癌症治疗、干细胞和再生医学、脑科学研究等是目前的前沿热点方向。生命科学研究新技术新方法加速走向临床应用，推动医学走向“个性化精准诊治”和“关口前移的健康医学”新发展阶段。

2015年，美国政府提出“精准医学计划”，目标是“为每个人量身定制医疗保健”，在世界范围内掀起了精准医学的热潮。目前，精准医疗在癌症等重大疾病的预防和治疗方面取得了多项突破。美国《科学家杂志》评选的2018年10大科技进展中，两项与精准医学有关：一项是中科院的基于自组装的DNA折纸技术，构造出携带凝血酶的纳米机器人系统，在遇到肿瘤特异蛋白时释放出凝血酶，选择性切断血液供应来“饿死”肿瘤;另一项是通过人工智能处理海量数据，可发现医生无法诊断的疾病模式。

干细胞和再生医学为有效治疗心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病、严重烧伤、脊髓损伤等难治愈疾病提供了新的途径，有望成为继药物治疗、手术治疗后的第三种疾病治疗途径，引发新一轮医学革命。

2018年，中科院完成世界上首例脐带间充质干细胞复合胶原支架材料治疗卵巢早衰临床研究，成功让一名卵巢功能衰竭的患者诞下健康婴儿。2019年，中国完成首例基因编辑干细胞治疗艾滋病和白血病患者。

脑科学被看作是自然科学研究的“最后疆域”。主要科技大国都高度重视脑科学研究，美国、欧盟、日本等国相继启动了脑科学研究计划，发起成立了国际大脑联盟;我国也将“脑科学”研究纳入到“科技创新2030——重大项目”。

目前，科学家已经绘制出全新的人类大脑图谱，是脑科学、认知科学、认知心理学等相关学科取得突破的关键，为发展新一代神经及精神疾病的诊断、治疗技术方法奠定了坚实的基础。

人脑重大疾病诊治也取得重要进展，对帕金森、阿尔茨海默症、抑郁症等重大疾病机理研究不断深入，新的治疗手段和药物不断涌现。中科院研发的抗阿尔茨海默症新药“九期一”，已于2019年年底正式上市，填补了该领域全球17年无新药上市的空白。

生命健康领域的技术进步也极大提高了传染病的预警、预防、诊断和治疗水平。在此次抗击新冠肺炎疫情中，我国科研人员快速分离鉴定出病毒毒株并与世界卫生组织共享了病毒全基因组序列，为全球科学家开展药物、疫苗、诊断研究提供了重要基础，为打赢疫情科技攻坚战作出了重要贡献。

四

深海深地探测为新的能源资源开发利用开辟了新途径

在海洋研究与开发方面，关注的重点已从近海走向深海大洋，更加重视海洋资源的保护和开发利用。

我国的“蛟龙号”载人潜水器在2012年突破了7000米深度，中科院自主研制全海深自主遥控潜水器“海斗一号”，于2020年5月9日至26日，在马里亚纳海沟成功完成4次万米下潜，连续下潜次数居世界前列，最大下潜深度10907米，使我国成为继日、美之后第三个拥有万米级无人潜水器的国家。

2020年11月10日，中科院作为主要单位参与研制的中国首艘万米级载人潜水器“奋斗者号”下潜深度达到10909米，在马里亚纳海沟成功坐底，再一次刷新了中国载人深潜纪录。在地球探测方面，围绕科学研究、资源开发利用、防灾减灾等目标，人类活动范围不断向地球深部拓展。

人类地下建筑的深度一般到百米量级，如世界上最深的地铁（朝鲜平壤地铁）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;核废料的存储深度一般在地下500米～1000米的深度;我国在地下2400米建设的锦屏地下实验室，是目前世界上岩石覆盖最深的地下实验室，用岩石屏蔽宇宙射线开展暗物质研究;世界上最深的金矿（南非姆波尼格金矿），深度达到4350米。再往深处走主要就是科学超深井钻探项目，如美国联合多国实施的大洋钻探计划，在各大洋完成过千个钻孔，取芯深度最大超过9500米;2018年我国实施了全球首个钻穿白垩系的科学钻井，钻探及取芯深度达到7018米;目前，世界上最深钻井记录还是前苏联在冷战时期创造的科拉超深钻孔，深度达12262米。

总的来说，人类对我们赖以生存的地球了解还十分有限，直接探测深度还未突破地球最外层的地壳（平均厚度约17千米），探测的手段和能力还需不断加强。

五

把握机遇抢占先机，加快实现科技自立自强

党的十八大以来，我国科技创新事业取得历史性成就、发生历史性变革，重大创新成果竞相涌现，一些前沿领域开始进入并跑、领跑阶段，科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃，从点的突破迈向系统能力提升。

2019年，我国的研发经费支出达到2.21万亿元，研发强度约为2.23%;研发人员全时当量达到480万人年，在校大学生人数达4002万，创新人才规模稳居世界首位;SCI论文数量和高被引论文数量都位居世界第2位，国内发明专利申请量和PCT专利申请量都位居世界首位，成为全球科技创新的重要贡献者。

在衡量高质量科研产出的自然指数排名中，中国位居世界第二位，中科院已连续8年在全球科教机构中位列首位。我国科技创新这些年的进展和成就，在国际上几个比较有影响的竞争力指数排名中也得到了体现。

比如，在世界知识产权组织等机构发布的2019世界创新指数排名和瑞士洛桑国际管理学院公布的2019年世界競争力年鉴中，中国都排在第14位;世界经济论坛发布的2019年全球竞争力报告中，中国排在第28位;科技部公布的2019年国家创新能力排名中，中国排在第15位。

这些数据反映出我国创新型国家建设取得显著成效，也增强了我们科技事业发展的信心和决心。

但客观来讲，我国的科技创新水平与国家经济社会发展的要求相比，与世界科技先进水平特别是与美国相比，还有较大差距。比如基础研究方面，我国SCI科技论文篇均被引次数只有10次/篇左右，低于世界篇均被引次数（12.61次/篇）;在国际最有影响的诺贝尔科学奖获奖者中，美国有300多位，日本21世纪以来已经有19位获奖，而我国只有1位（不包括华裔）。

在战略高技术方面，我国还面临很多关键核心技术的制约。我国芯片进口额已经连续多年超过石油，2019年超过30004L美元;操作系统、高端光刻机仍被国外公司垄断，90%以上传感器来自国外。高档数控机床、高档仪器装备等关键件精加工生产线的制造及检测设备，95%以上依赖进口。130多种关键基础材料，32%在我国仍为空白、52%依赖进口。高端医疗仪器设备、高端医用试剂、重大疾病的原研药、特效药基本依赖进口。这些方面的问题一旦被“卡脖子”，就会威胁到整个产业链和供应链的安全。

这里举个光刻机的例子。光刻机是集成电路制造最重要的核心装备，与航空发动机共同被誉为人类工业皇冠上的明珠，同时也是集成电路产业链上我国与国际先进水平差距最大的环节。光刻机的基本工作原理主要是通过光学系统把事先制备在掩模上的图形以微缩的方式，利用光化学反应成像转移到晶圆上的过程，有点类似照相机照相。照相机是把物体和人像印在底片上，而光刻则是要把电路图印在硅片上。光刻技术水平直接决定了集成电路的工艺节点。比如华为采用5纳米工艺制程的麒麟9000芯片，在指甲盖大小的空间上集成了153亿个晶体管。

虽然基本原理简单，但实现起来却非常困难，特别是高端的极紫外光刻机，已接近人类超精密制造的极限。目前只有荷兰的ASML公司能够生产极紫外光刻机，但由于其中用到大量的美国技术和零部件，所以其出口受到美国的长臂管辖限制。华为等国内领先的芯片设计企业可以设计出7nm甚至5nm的芯片，但是离开了极紫外光刻机，高端芯 片就彻底断供了。

在国家重大科技专项的支持下，我国在光刻机领域取得长足进步，目前已在开展面向28nm工艺节点的193nm波长的光刻机研制攻关。但在极紫外光刻机方面，我们还有很长的路要走。中国科学院已部署新技术路线光刻机的研制。

总体来看，我国科技创新取得了历史性成就，已经具备良好的发展基础和条件，发展潜力很大，发展态势良好。对此，我们要有充分的创新自信，有决心有信心通过不懈努力，充分发挥好我们的已有基础和优势，取得更大的发展成就。

同时，我们也要正视我们的短板和不足，牢固树立安全思维和底线思维，找出制约发展的关键问题，找准突破口，扬长避短，因势利导，采取更有针对性的措施，在发展的过程中逐步加以解决。

当前，我国已转向高质量发展新阶段。党的十九届五中全会强调，要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，完善国家创新体系，加快建设科技强国。这充分体现出以习近平同志为核心的党中央对科技创新工作的极端重视，凸显了以改革促创新、以创新促发展的重要性和紧迫性。

摘编自澎湃新闻