前 言
2023 年春節(jié)期間，《流浪地球 2》大火，從太空電梯、行星發(fā)動(dòng)機(jī)、星際飛船、陣列核爆月球到仿生智能機(jī)器人、仿生外骨骼、量子計(jì)算機(jī)、全同步同聲傳譯等等，一系列科技元素不僅在視聽上給了我們巨大的沖擊，而且拓展了我們對(duì)科學(xué)技術(shù)邊界的想象。近年來(lái)，大到關(guān)乎國(guó)運(yùn)的“芯片之戰(zhàn)”，小到每個(gè)人日夜不離手的手機(jī)、平板，遠(yuǎn)到遙遠(yuǎn)太空的空間站，近到飯店送餐的機(jī)器人，科學(xué)技術(shù)成了每個(gè)國(guó)家、每個(gè)個(gè)體都密切關(guān)注的焦點(diǎn)。我們不禁要問(wèn)，科學(xué)技術(shù)從哪里肇始？又如何一步步成為決定人類歷史進(jìn)程的關(guān)鍵變量？科學(xué)技術(shù)的下一個(gè)風(fēng)口在哪里？而對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，科技創(chuàng)新情況的進(jìn)展如何？面臨哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？我們將如何擊破歐美的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)封鎖，在慘烈的國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)？

歷史車輪滾滾向前
一般來(lái)說(shuō)，科學(xué)是如實(shí)反映客觀事物固有規(guī)律的系統(tǒng)知識(shí)，是對(duì)自然現(xiàn)象、客觀世界的本質(zhì)規(guī)律的系統(tǒng)性解釋。雖然從詞源學(xué)上講，science（科學(xué)）一詞 14 世紀(jì)才進(jìn)入英語(yǔ)詞匯，詞義幾經(jīng)進(jìn)化才達(dá)到近代“科學(xué)”的含義，但是，科學(xué)對(duì)人類而言從來(lái)不是新東西—對(duì)自然萬(wàn)物的沖動(dòng)和好奇是人類的本能，古希臘哲學(xué)家泰勒斯是第一個(gè)提出“什么是萬(wàn)物本原”哲學(xué)問(wèn)題，并試圖借助觀察和理性思維來(lái)解釋世界的人，提出了水本原說(shuō)，被譽(yù)為“科學(xué)與哲學(xué)之祖”。在 17 世紀(jì)科學(xué)革命前，科學(xué)被視為scientia（知道的東西），只是以世界為中心的哲學(xué)關(guān)注的一部分。
而在近代以前的漫長(zhǎng)歲月里，科學(xué)和技術(shù)是兩條平行線，有著完全不同的知識(shí)傳統(tǒng)，在大部分時(shí)間里二者都遵循著各自的軌跡獨(dú)立發(fā)展。當(dāng)時(shí)充滿好奇、追求自然規(guī)律的多為教士、家庭富裕的年輕人，簡(jiǎn)言之就是有錢有閑的社會(huì)上層人士；而推動(dòng)技術(shù)（比如石器打磨技術(shù)、冶金技術(shù)、耕作技術(shù)、紡織技術(shù)等）發(fā)展
的，多為具體勞作的工匠和農(nóng)民。在等級(jí)森嚴(yán)的封建時(shí)代，這兩類群體基本沒(méi)有什么交集。在某種意義上，科學(xué)發(fā)展并不如技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)得明顯，對(duì)社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)也不是那么大。正如任正非2023 年初在深圳坂田總部“難題揭榜”火花獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上強(qiáng)調(diào)的，“科學(xué)與技術(shù)是兩個(gè)不同的概念，科學(xué)是發(fā)現(xiàn)，技術(shù)是發(fā)明。 
范內(nèi)瓦·布什和拉什·D. 霍爾特合著的《科學(xué)：無(wú)盡的前沿》寫得挺好，科學(xué)就是無(wú)盡的前沿，未知的才叫科學(xué)”。
現(xiàn)代科學(xué)誕生和科學(xué)研究成果開始井噴的時(shí)代可以追溯到文藝復(fù)興時(shí)期，這場(chǎng)盛大的思想解放運(yùn)動(dòng)，不僅揭開了歐洲現(xiàn)代化的序幕，而且締造了人類對(duì)自然認(rèn)識(shí)的新飛躍：通過(guò)哥白尼的“日心說(shuō)”、伽利略的天文望遠(yuǎn)鏡、開普勒的行星運(yùn)行三大定律，自然從神的束縛下解放出來(lái)，自然科學(xué)也從哲學(xué)和宗教體系中獨(dú)立出來(lái)。隨著火藥炸毀了封建城堡，指南針打開了西方航路，造紙術(shù)和印刷術(shù)推動(dòng)了知識(shí)平民化，16 世紀(jì)中期到 17 世紀(jì)末，以天文學(xué)、物理學(xué)領(lǐng)域的重大突破和牛頓力學(xué)體系建立為標(biāo)志的第一次科學(xué)革命，從根本上改變了人們對(duì)世界的認(rèn)知，從此煉金術(shù)不再是魔法、人體不再依靠“靈氣”，全新的知識(shí)體系和科學(xué)理論開始重塑歐洲乃至全人類。在科學(xué)成果的刺激下，18世紀(jì)中后期，以瓦特蒸汽機(jī)和珍妮紡紗機(jī)等為標(biāo)志的一場(chǎng)技術(shù)革命在英國(guó)興起，從此整個(gè)世界為之一變。在 19 世紀(jì) 70 年代開始的第二次技術(shù)革命中，人們從德國(guó)染料企業(yè)成立的專門對(duì)企業(yè)已有產(chǎn)品和工藝革新進(jìn)行應(yīng)用研究，以及對(duì)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行純粹科學(xué) 研究的基礎(chǔ)研究部門身上，看到了科學(xué)研究在產(chǎn)業(yè)界大規(guī)模組織化帶來(lái)的顯著效果，自此，科學(xué)以產(chǎn)業(yè)為媒介，與技術(shù)越來(lái)越緊密地聯(lián)結(jié)在一起。20 世紀(jì)初以普朗克的量子力學(xué)和愛因斯坦的相對(duì)論為主要標(biāo)志的第二次科技革命再次突破了人類認(rèn)識(shí)的極限，之后的事情大家也都清楚，日本廣島和長(zhǎng)崎上空的“小男孩”和“胖子”讓人類見識(shí)到了“核”的力量，蘇聯(lián)的“斯普特尼克 1 號(hào)”人造地球衛(wèi)星開創(chuàng)了空間技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元，愛達(dá)法克（EDVAC，一臺(tái)美國(guó)早期離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)）帶領(lǐng)人類進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代…… 
科學(xué)從天國(guó)到人間不斷祛魅、不斷世俗化，并給技術(shù)插上騰飛的翅膀。人們先是將科學(xué)從神的束縛下解放出來(lái)，使得科學(xué)家成為塵世的職業(yè)，在完成這一步后，人們發(fā)現(xiàn)還需要把實(shí)驗(yàn)室的大門打開，使科學(xué)與技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、生活聯(lián)系到一起并服務(wù)人類日常。也正是在這一過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)了隱藏在科學(xué)技術(shù)冰冷物質(zhì)和繁復(fù)計(jì)算背后的巨大活力和潛能，新的生產(chǎn)工具接續(xù)被發(fā)明出來(lái)，生產(chǎn)力得到提高、躍遷，人類認(rèn)識(shí)世界的方式被改變、邊界被拓寬、思維被重塑，進(jìn)而帶來(lái)政治、法律、文學(xué)、藝術(shù)等方方面面的變化。

“硅對(duì)鋼的勝利”
當(dāng)時(shí)光的指針被撥回到 1947 年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室威廉·肖克利（William Shockley）和另外兩位物理學(xué)家共同發(fā)明了半導(dǎo)體“鍺晶體管”，用于取代過(guò)去的真空管作為信號(hào)放大元件。只是當(dāng)時(shí)，誰(shuí)也沒(méi)有想到，這一發(fā)明由此引發(fā)半導(dǎo)體技術(shù)革命，將帶領(lǐng)人類進(jìn)入繼石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代、鋼鐵時(shí)代、石油時(shí)代之后的“硅文明”時(shí)代，也推動(dòng)人類社會(huì)由“碳基社會(huì)”變成“硅基社會(huì)”，徹底改變世界面貌和地緣政治格局。1991 年 1 月的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，以美國(guó)為首的多國(guó)部隊(duì)轟炸巴格達(dá)，通過(guò) 38 天的空中打擊和僅僅100 小時(shí)的地面部隊(duì)作戰(zhàn)，2 月 28 日就達(dá)成停戰(zhàn)協(xié)議。美國(guó)幾乎是以摧枯拉朽的速度，迅速取得戰(zhàn)爭(zhēng)的壓倒性優(yōu)勢(shì)，第一次向世界展示了“高技術(shù)條件下的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)”。由于這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍使用的諸多高科技武器技術(shù)裝備所倚賴的核心技術(shù)都是半導(dǎo)體芯片，因此 后來(lái)也被媒體稱為“硅對(duì)鋼的勝利”。 
科學(xué)技術(shù)的至關(guān)重要性不僅在于硝煙戰(zhàn)火中升起的“蘑菇云”，更在于驅(qū)使社會(huì)向前的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。 1967 年，著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家威廉·鮑莫爾（William Baumol）在題為《非平衡增長(zhǎng)的宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)：城市危機(jī)剖析》（Macroeconomics of Unbalanced Growth: The Anatomy of Urban Crisis）的論文中，指出一個(gè)經(jīng)濟(jì)體中，各部門勞動(dòng)生產(chǎn)率的增長(zhǎng)率通常是不一致的，當(dāng)存在這種差異化時(shí)，生產(chǎn)率增長(zhǎng)較快的“進(jìn)步部門”的工資上漲會(huì)同時(shí)帶動(dòng)那些生產(chǎn)率增長(zhǎng)較慢的“停滯部門”的工資上升，而這種效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致“停滯部門”吸引更多的勞動(dòng)力、形成更大的產(chǎn)出，久而久之，“停滯部門”在整個(gè)經(jīng)濟(jì)中所占的比例將會(huì)越來(lái)越高，而整個(gè)經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)率增長(zhǎng)則會(huì)因此而降低。據(jù)此學(xué)者把這一現(xiàn)象稱為“鮑莫爾病”。要克服“鮑莫爾病”，很明顯，有兩種辦法，即在限制“停滯部門”發(fā)展的同時(shí)， 加大對(duì)“進(jìn)步部門”的鼓勵(lì)和支持以提升“進(jìn)步部門”比例，或者減少“停滯部門”內(nèi)耗，提高“停滯部門”生產(chǎn)率。但不管是哪種方案，*核心的都是社會(huì)生產(chǎn)率的提高。因此，克服“鮑莫爾病”的命題就轉(zhuǎn)化為了如何提高社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率。答案就是科技創(chuàng)新，通過(guò)關(guān)鍵核心技術(shù)突破和規(guī)模經(jīng)濟(jì)等來(lái)提高傳統(tǒng)制造活 
動(dòng)的效率，通過(guò)增加服務(wù)要素、創(chuàng)新商業(yè)模式的方式，發(fā)展服務(wù)型制造來(lái)提升產(chǎn)品附加值。比如，雖然我們不能把五重奏的人數(shù)從五個(gè)減少到四個(gè)，把一首原本需要演奏兩個(gè)半小時(shí)的樂(lè)曲壓縮到兩個(gè)小時(shí)演奏完，但是，我們可以依托數(shù)字技術(shù)，讓更多的人看到這場(chǎng)演奏，把觀眾從區(qū)區(qū)數(shù)百人轉(zhuǎn)變?yōu)閮|萬(wàn)人，使同樣一場(chǎng) 音樂(lè)會(huì)產(chǎn)生的價(jià)值實(shí)現(xiàn)數(shù)百倍甚至千萬(wàn)倍的增長(zhǎng)。
科學(xué)技術(shù)成果從微弱的星火逐步演變?yōu)橄�卷全球的熊熊火焰，不僅將一切禁錮人類的鎖鏈燒毀，而且給人類指出了光明之路。細(xì)細(xì)回顧人類歷史我們可以發(fā)現(xiàn)，科技革命大都伴隨著科技強(qiáng)國(guó)的興起和世界科學(xué)重心的轉(zhuǎn)移，每一次革命都深刻影響了世界政治經(jīng)濟(jì)力量對(duì)比的變化和各國(guó)各民族的前途命運(yùn)。如今，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，成為科技型企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的高低已成為各國(guó)綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵所在。由此，科技創(chuàng)新成為從政府到社會(huì)共同關(guān)注的焦點(diǎn)，越來(lái)越多的人把對(duì)未來(lái)的期盼寄托于科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新而不是神的救贖之上。
迭代加速，角逐日盛
我們?cè)賮?lái)回顧近代以來(lái)的科學(xué)技術(shù)史，蒸汽機(jī)從研制到定型投產(chǎn)用了 84 年、電動(dòng)機(jī)為 65 年，原子能從開發(fā)到應(yīng)用耗時(shí) 6 年、晶體管為 4 年、移動(dòng)電話為 4 年，激光從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用不足 2 年。電子計(jì)算機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，30 年間已發(fā)展至第五代，而微型計(jì)算機(jī)誕生后幾乎每隔兩年甚至半年就換代一次。特別是從第一個(gè)晶體管發(fā)明到如今的幾十年間，我們可以直觀地看到令我們“如鯁在喉”的半導(dǎo)體芯片制造工藝水平是以一種如此令人目眩的速度在提高。早在 1965 年，美國(guó)仙童半導(dǎo)體公司研究開發(fā)實(shí)驗(yàn)室主任摩爾就發(fā)現(xiàn)了集成電路發(fā)展的驚人趨勢(shì)：每個(gè)新芯片大體上包含其“前任”兩倍的容量，每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的 18~24 個(gè)月內(nèi)，也就是說(shuō)集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目，每隔 18~24 個(gè)月就會(huì)翻一番，這一趨勢(shì)也被人們稱為摩爾定律。我們可以直觀地感受到，科學(xué)技術(shù)更新裂變和科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的速度是如此之快，并且越來(lái)越快，每一批顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)，都有可能從根本上改變現(xiàn)有的技術(shù)路徑、產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)業(yè)模式，成為重塑世界格局、創(chuàng)造人類未來(lái)的關(guān)鍵變量。
當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進(jìn)，科學(xué)研究范式正在發(fā)生深刻變革，學(xué)科交叉融合不斷深入，先進(jìn)制造、清潔能源、生態(tài)環(huán)境等重大創(chuàng)新領(lǐng)域加速發(fā)展，深空、深海、深地、深藍(lán)、極地的探索持續(xù)刷新人類活動(dòng)邊界，人工智能、生命科技、區(qū)塊鏈和 5G 通信技術(shù)孕育新的生產(chǎn)方式。世界各國(guó)把科技創(chuàng)新作為贏得主動(dòng)、占領(lǐng)高地的重要法寶，更加重視利用科技創(chuàng)新培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，甚至已經(jīng)不滿足于民間的各自為戰(zhàn)、各自為王，政府紛紛“入場(chǎng)”參與角逐，即使在美國(guó)這樣一個(gè)鼓吹市場(chǎng)至上、自由至上的國(guó)家，也都在窮盡政府之力激活和推動(dòng)科技創(chuàng)新。如果沒(méi)有真正拿得出手的克敵制勝的法寶、沒(méi)有參與或主導(dǎo)賽場(chǎng)建設(shè)的能力，中國(guó)在國(guó)際舞臺(tái)上的腰桿就挺不起來(lái)，就會(huì)處處受制于人，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興也就無(wú)從談起。在 2023 年新一輪黨和國(guó)家機(jī)構(gòu)改革中，為突出科技創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，黨中央決定組建中央科技委員會(huì)，重新組建科學(xué)技術(shù)部，進(jìn)一步理順科技領(lǐng)導(dǎo)和管理體制、促進(jìn)科技和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。 
同時(shí)，這次改革中，為發(fā)揮數(shù)字資源、數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性作用，還組建了國(guó)家數(shù)據(jù)局，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)推進(jìn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制度建設(shè)，統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字中國(guó)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)規(guī)劃和建設(shè)。
正如習(xí)近平總書記所說(shuō)：“中國(guó)要強(qiáng)盛、要復(fù)興，就一定要大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，努力成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地。我們比歷史上任何時(shí)期都更接近中華民族偉大復(fù)興的目標(biāo)，我們比歷史上任何時(shí)期都更需要建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)！”a 為此，我們?cè)噲D通過(guò)回顧人類科技創(chuàng)新史，對(duì)世界上主要發(fā)達(dá)國(guó)家的創(chuàng)新戰(zhàn)略和路徑進(jìn)行比較研究，分析科技創(chuàng)新的要素和主體，找到占領(lǐng)科技創(chuàng)新高地的密鑰和法寶，為我國(guó)以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。