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宋洁尘:新中国成立70年来科技创新发展的主要成就

摘要:新中国成立70年来,中国在科技创新发展上取得了一系列成果,出现了一大批杰出科学家。中关村国家自主创新示范区核心区发展研究中心主任宋洁尘从中国科技创新发展的新坐标以及70年科技创新发展的重要人物、重大节点、新的空间格局、重大成果与启示等六个方面出发,回顾了新中国的科技创新发展历程,对我们认识科技创新发展的新形势起到了一定的指导作用。

宋洁尘

宋洁尘 中关村国家自主创新示范区核心区发展研究中心主任

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新中国成立70年来,中国在科技创新发展上取得了一系列成果,出现了一大批杰出科学家。对此,我们将从中国科技创新发展的新坐标以及70年科技创新发展的重要人物、重大节点、新的空间格局、重大成果与启示等六个方面出发,回顾新中国的科技创新发展历程,进一步认识科技创新发展的新形势。

一、中国科技创新发展的新坐标

(一)中国科技创新投入产出快速增长

中国科技创新进入到了一个新的历史阶段,最显著的体现就是我们在科技创新上的投入与产出,近几年来都有大幅增长,可以用“1、2、1”三个数字来总结。第一个“1”指的是2018年,中国研发人员全时当量为419万人年,研发人员总量连续6年居世界首位;“2”指的是全社会研究与试验发展经费(R&D)为19678亿元,稳居世界第二,R&D与GDP之比为2.19%,超过欧盟15国平均水平;第二个“1”指的是全国发明专利申请数432.3万件,连续8年居世界第一。

我们创新产出的一个重要体现就是发明专利方面。截至2018年底,我国国内(不含港澳台)每万人口发明专利拥有量达到11.5件。同时,我们的创新资源是比较集中的,比如北京海淀区的万人发明专利拥有量比全国的水平要高出接近30倍。

作为我们巨大前期投入的成果,目前正在运行的国家重点实验室有501个,建设国家工程研究中心132个,国家工程实验室217个,国家企业技术创新中心1480家,国家科技成果转化引导基金累计有20多支基金,基金的总规模超过300亿。正是出于我们近几年来在科技创新方面投入的不断增加,党的十八大以来,我们在科技创新方面的投入始终都远高于GDP增速。

在全世界的科技创新投入排名中,目前的世界头号科技强国美国一年的研发投入约为4765亿美元。中国则紧随其后,2018年的研发投入达到3706亿美元。排在第三位的是日本,其投入比中国少2000亿,只有1705亿美元。排在第四位的是德国,是1098亿美元。也就是说,我们每年在研发方面投入的总量是非常高的。2018年,我们在研发方面的投入占全球份额达到21%,只比美国低4个百分点。

我们国家在进一步布局新一轮大科学装置,比如在北京怀柔布局的五个大科学装置。其一是综合极端条件实验装置,集极端低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体——主要面向物质科学;由极端实验条件产生系统、极端条件下的样品表征和测量系统,以及能满足上述各系统研制、升级、维护与运行的支撑系统等部分组成。

其二是地球系统数值模拟装置,包括地球系统模式数值模拟系统、区域高精度环境数值模拟系统、超级模拟支撑与管理系统、支撑数据库和资料同化及可视化系统、面向地球科学的高性能计算系统。美、日等国早已有了地球系统数值模拟装置,这使得他们在地球模拟科学特别是在全球气候变化学术领域具有主导权,同时也掌握在全球气候变化特别是全球变暖的减缓、适应措施等方面的话语权。因为没有这种大科学装置,中国在很多方面还处于被动地位。

其三是高能同步辐射光源。不久前,美国能源部基础能源科学顾问委员会研究报告《调控物质和能量:科学的五个挑战及展望》指出,“当前,人类已进入物质调控时代。通过更精细地认识物质(包括生命物质和非生命物质),在原子甚至电子水平调控物质,使其具有期望的功能和性能。先进光源在其中起着关键作用”。所以,我们国家,包括现在在布局的这些大装置,都是有非常深远的战略意义的。

其四是多模态跨尺度生物医学成像设施。生命科学研究的对象小到分子活动,大到动植物的生长,从纳米级到分米级,从毫秒级到月、年,这就需要更清晰的成像技术。要了解人是如何思考的,就要对人脑研究,神经网络中有10亿多个神经元,神经突触达千亿级,针对不同尺度,用显微镜看神经元细胞的大分子,用电镜技术探看神经突触,用磁共振技术观察脑部的其他活动等,通过影像技术分析及大量计算,最终把不同空间、时间尺度的研究对象多模态融合成完整的立体图像信息。

其五是空间环境地基综合监测网项目(子午工程二期),其中数据通信系统、科学应用系统、定标测试分系统落在怀柔科学城。随着航天、通信、导航等高技术系统的发展,对空间环境的探测与研究显得尤为迫切。正如刮风、下雨、电闪雷鸣影响社会生产生活一样,空间环境的变化会影响这些系统的运行,并可能造成巨大的社会经济损失。空间环境变化也被称为“空间天气”,太阳耀斑、日冕物质抛射事件、太阳质子事件、磁暴、电离层暴、极光活动等都是空间天气现象,其中蕴含的物理规律还有待科学家去探索。

大量的投入支撑了我们现在建设这些科研的重器。在这些科研重器建成之后,全世界各地的科学家们都可以参与进来,甚至开放更多的全球科技创新方面的合作。

(二)国家科研投入和对应的GDP排名基本一致

世界上主要国家的科研投入跟其GDP总量、增长是高度相关的。前期大量的研发投入,会带来经济增长的持续后劲,进而使国家在全球经济体量当中占据一席之地。

2019年上半年,经济体量最大的美国,GDP就达到10.6万亿;我们比美国少4万亿,达到6.6万亿。但是,我们的GDP增速比美国快,美国只有2.5%,我们有6.3%。日本的GDP比我们的少4万亿,而且增速比美国还低,现在只有1.1%。德国的GDP不到2万亿,增速下降得更厉害,只有0.4%。排在前四位的美、中、日、德,是经济体量与前期研发投入高度相关的突出表现。同时,我们也应该看到一些巨大的差距,这些差距可能主要体现在三个层面:

第一,我们在基础研究方面跟世界发达国家的差距。1901至2018年,全世界共有899人获得诺贝尔奖,其中自然科学奖604人次,包括:美国264个、英国81个、德国63个、法国32个、日本21个。中国只有屠呦呦2015年获得的生理或医学奖。

第二,在一些关键技术领域,我们与世界的差距也是非常大的。通过评估电子、信息、通讯,医疗,生物技术,机械、制造、工程,能源、资源,航空、航天,环境、地球、海洋,纳米、材料,建筑、交通以及灾难、灾害、安全等十大技术领域,我们实际上真正能处在世界领先水平的,也就是处在领跑阶段的,只有航空、航天领域。在十大技术领域里,我们能够赶超世界先进水平的时间节点基本都在2050年前后。我们国家的《创新驱动规划纲要》也提出了“三步走”目标,到2050年成为世界科技强国。

第三,中国企业的研发投入跟跨国公司、国际巨头也存在较大差距。2019年1月,欧盟委员会公布的《2018年欧盟工业研发投资排名》,对全球46个国家和地区的2500家主要企业的会计年度研发投入进行了调查。总的来看,在这份榜单里,美国有778家企业上榜,欧盟有577家,日本有339家,中国则有438家企业上榜。以榜单top5为例,韩国三星电子以134.37亿欧元研发投入位居第一,之后依次是美国谷歌母公司Alphabet(133.88亿欧元)、德国大众(131.35亿欧元)、美国微软(122.79亿欧元)和中国华为(113.34亿欧元)。需要注意的是,虽然华为名列世界第五,但它是榜单前五十里唯一一家上榜的中国公司。

另外,尽管华为的科技研发投入总量跟一些国际巨头比还有差距,但其研发投入经费占销售收入的比重要比很多企业高。比如,华为的科研经费投入占据企业2018年营业额的14.7%,远高于苹果公司的5.1%。因此,我们既要肯定成绩,也要看到差距。

责任编辑:王瑱校对:吴自强最后修改:
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