硬科技:中国科技自立自强的战略支撑
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3.新一轮科技革命和产业变革开辟了新赛道

从历史上看,每一次科技革命爆发,都推动了科技革命主导国的崛起,也将人类社会发展推上一个新的高度。

第一次科技革命驱动人类社会进入“机械时代”。1765年哈格里夫斯发明了具备现代机器雏形的珍妮纺织机,使纺织效率大大提高,由此让人类社会由工场手工业时代向机器大工业时代迈进了一大步。1785年瓦特改良蒸汽机并投入使用,为机器提供了动力系统,人类社会进入“蒸汽时代”;随后美国人富尔顿和英国人史蒂芬逊先后发明了蒸汽动力汽船和机车,人类交通运输进入以蒸汽机为动力的新时代。这次科技革命不仅推动了人类产业变革,也促进了人类社会变革和全球格局的变化。随着生产力的进步,工厂作为人类生产最主要的组织形式开始出现,资本主义的生产方式逐渐取代落后的自耕农生产方式,资本主义制度开始萌芽。

第二次科技革命驱动人类社会进入“电气时代”。基于科学理论的进步,19世纪末至20世纪初出现了一系列重大发明,以电能应用和内燃机的出现为标志的第二次科技革命爆发。1866年德国人西门子制成了发电机,电力成为新能源,电力工业也因此迅速发展起来。同时,自英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动能之后,经过近百年的理论研究和实践探索,以煤气和汽油为燃料的内燃机在19世纪七八十年代相继诞生,内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题。19世纪80年代,德国人卡尔·弗里特立奇·本茨等人成功地制造出由内燃机驱动的汽车,内燃机汽车、远洋轮船、飞机等得到了迅速发展。内燃机的发明,推动了石油开采业和石油化工工业的发展,产业发展由轻工业向重工业转变。

第三次科技革命驱动人类社会进入“信息时代”。20世纪四五十年代,以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志的第三次科技革命爆发,这次科技革命涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域,推动人类社会又一次实现飞跃式发展。尤其是电子计算机的迅速发展和广泛应用,推动人类社会进入“信息时代”。这次科技革命促进第三产业崛起,以知识经济为代表的新型经济成为各国综合国力竞争的关键,极大地推动了人类社会经济、政治、文化的变革,也促使人类的生活方式和思维方式发生了转变。

当前,我们正步入以生命科学和人工智能为核心的第四次科技革命之中,进入新发展阶段,我国比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案。科技创新是百年未有之大变局中的一个关键变量。当前这场科技革命方兴未艾,世界各国与全球科技企业又一次站在了新的赛道上。我国在未来的发展中必须紧紧抓住这一重大机遇,深度参与并力争在新一轮科技革命和产业变革竞争中赢得胜利。我们看到,在新赛道上,我国科技企业具有较好的研究积累,特别是在5G和人工智能技术方面具备一定的领先优势。同时,我国具有广阔的新技术应用场景和市场空间,这为我国迎接第四次科技革命和产业变革提供了重要的需求牵引动力。从微观规律来看,生命科学、人工智能等新科技革命的演进都离不开以“光机电算”(即光学、机械、电路、算法)为代表的底层技术的支撑。随着集成电路芯片特征尺寸趋于物理极限,以电为传输介质的技术方式受其自身物理属性的限制,已经难以满足新一轮科技革命中人工智能、5G通信、物联网、云计算等技术对信息获取、传输、计算、存储、显示等的更高需求。“光”有可能最终代替“电”成为新一代信息产业的基石。未来光电子产业的技术革命或类似于从电子工业的晶体管迈入集成电路时代的技术革命。新一轮科技革命可能将形成“光子科技+人工智能+生命科学”为代表的智能革命。同时,随着光电芯片、量子科技、脑科学、空天科技等领域的进步,人类的科技研究将向更微观、更高处、更深层3个维度展开。

新一轮科技革命风起云涌,而支撑和引领这一轮科技革命和产业变革的正是底层的硬科技,比如芯片技术、智能传感器技术等。历史和现实都告诉我们,要把握好历史大变局的趋势和机遇,就要找准发展领域、发展重点、发展路径、发展方法,向科技创新要答案,这历来是重要而关键的选择,甚至是不二选择。只有把握住了这些硬科技,才能将新赛道上的科技“优势”有效地转化为产业竞争和经济发展的“胜势”。