宋潔塵 中關村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)核心區(qū)發(fā)展研究中心主任

點此查看完整報告

點此查看視頻專輯

點此查看課件

新中國成立70年來，中國在科技創(chuàng)新發(fā)展上取得了一系列成果，出現(xiàn)了一大批杰出科學家。對此，我們將從中國科技創(chuàng)新發(fā)展的新坐標以及70年科技創(chuàng)新發(fā)展的重要人物、重大節(jié)點、新的空間格局、重大成果與啟示等六個方面出發(fā)，回顧新中國的科技創(chuàng)新發(fā)展歷程，進一步認識科技創(chuàng)新發(fā)展的新形勢。

一、中國科技創(chuàng)新發(fā)展的新坐標

（一）中國科技創(chuàng)新投入產(chǎn)出快速增長

中國科技創(chuàng)新進入到了一個新的歷史階段，最顯著的體現(xiàn)就是我們在科技創(chuàng)新上的投入與產(chǎn)出，近幾年來都有大幅增長，可以用“1、2、1”三個數(shù)字來總結(jié)。第一個“1”指的是2018年，中國研發(fā)人員全時當量為419萬人年，研發(fā)人員總量連續(xù)6年居世界首位；“2”指的是全社會研究與試驗發(fā)展經(jīng)費（R&D）為19678億元，穩(wěn)居世界第二，R&D與GDP之比為2.19%，超過歐盟15國平均水平；第二個“1”指的是全國發(fā)明專利申請數(shù)432.3萬件，連續(xù)8年居世界第一。

我們創(chuàng)新產(chǎn)出的一個重要體現(xiàn)就是發(fā)明專利方面。截至2018年底，我國國內(nèi)（不含港澳臺）每萬人口發(fā)明專利擁有量達到11.5件。同時，我們的創(chuàng)新資源是比較集中的，比如北京海淀區(qū)的萬人發(fā)明專利擁有量比全國的水平要高出接近30倍。

作為我們巨大前期投入的成果，目前正在運行的國家重點實驗室有501個，建設國家工程研究中心132個，國家工程實驗室217個，國家企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心1480家，國家科技成果轉(zhuǎn)化引導基金累計有20多支基金，基金的總規(guī)模超過300億。正是出于我們近幾年來在科技創(chuàng)新方面投入的不斷增加，黨的十八大以來，我們在科技創(chuàng)新方面的投入始終都遠高于GDP增速。

在全世界的科技創(chuàng)新投入排名中，目前的世界頭號科技強國美國一年的研發(fā)投入約為4765億美元。中國則緊隨其后，2018年的研發(fā)投入達到3706億美元。排在第三位的是日本，其投入比中國少2000億，只有1705億美元。排在第四位的是德國，是1098億美元。也就是說，我們每年在研發(fā)方面投入的總量是非常高的。2018年，我們在研發(fā)方面的投入占全球份額達到21%，只比美國低4個百分點。

我們國家在進一步布局新一輪大科學裝置，比如在北京懷柔布局的五個大科學裝置。其一是綜合極端條件實驗裝置，集極端低溫、超高壓、強磁場和超快光場等極端條件為一體——主要面向物質(zhì)科學；由極端實驗條件產(chǎn)生系統(tǒng)、極端條件下的樣品表征和測量系統(tǒng)，以及能滿足上述各系統(tǒng)研制、升級、維護與運行的支撐系統(tǒng)等部分組成。

其二是地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置，包括地球系統(tǒng)模式數(shù)值模擬系統(tǒng)、區(qū)域高精度環(huán)境數(shù)值模擬系統(tǒng)、超級模擬支撐與管理系統(tǒng)、支撐數(shù)據(jù)庫和資料同化及可視化系統(tǒng)、面向地球科學的高性能計算系統(tǒng)。美、日等國早已有了地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置，這使得他們在地球模擬科學特別是在全球氣候變化學術(shù)領域具有主導權(quán)，同時也掌握在全球氣候變化特別是全球變暖的減緩、適應措施等方面的話語權(quán)。因為沒有這種大科學裝置，中國在很多方面還處于被動地位。

其三是高能同步輻射光源。不久前，美國能源部基礎能源科學顧問委員會研究報告《調(diào)控物質(zhì)和能量：科學的五個挑戰(zhàn)及展望》指出，“當前，人類已進入物質(zhì)調(diào)控時代。通過更精細地認識物質(zhì)（包括生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)），在原子甚至電子水平調(diào)控物質(zhì)，使其具有期望的功能和性能。先進光源在其中起著關鍵作用”。所以，我們國家，包括現(xiàn)在在布局的這些大裝置，都是有非常深遠的戰(zhàn)略意義的。

其四是多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像設施。生命科學研究的對象小到分子活動，大到動植物的生長，從納米級到分米級，從毫秒級到月、年，這就需要更清晰的成像技術(shù)。要了解人是如何思考的，就要對人腦研究，神經(jīng)網(wǎng)絡中有10億多個神經(jīng)元，神經(jīng)突觸達千億級，針對不同尺度，用顯微鏡看神經(jīng)元細胞的大分子，用電鏡技術(shù)探看神經(jīng)突觸，用磁共振技術(shù)觀察腦部的其他活動等，通過影像技術(shù)分析及大量計算，最終把不同空間、時間尺度的研究對象多模態(tài)融合成完整的立體圖像信息。

其五是空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)項目（子午工程二期），其中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、科學應用系統(tǒng)、定標測試分系統(tǒng)落在懷柔科學城。隨著航天、通信、導航等高技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展，對空間環(huán)境的探測與研究顯得尤為迫切。正如刮風、下雨、電閃雷鳴影響社會生產(chǎn)生活一樣，空間環(huán)境的變化會影響這些系統(tǒng)的運行，并可能造成巨大的社會經(jīng)濟損失?？臻g環(huán)境變化也被稱為“空間天氣”，太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射事件、太陽質(zhì)子事件、磁暴、電離層暴、極光活動等都是空間天氣現(xiàn)象，其中蘊含的物理規(guī)律還有待科學家去探索。

大量的投入支撐了我們現(xiàn)在建設這些科研的重器。在這些科研重器建成之后，全世界各地的科學家們都可以參與進來，甚至開放更多的全球科技創(chuàng)新方面的合作。

（二）國家科研投入和對應的GDP排名基本一致

世界上主要國家的科研投入跟其GDP總量、增長是高度相關的。前期大量的研發(fā)投入，會帶來經(jīng)濟增長的持續(xù)后勁，進而使國家在全球經(jīng)濟體量當中占據(jù)一席之地。

2019年上半年，經(jīng)濟體量最大的美國，GDP就達到10.6萬億；我們比美國少4萬億，達到6.6萬億。但是，我們的GDP增速比美國快，美國只有2.5%，我們有6.3%。日本的GDP比我們的少4萬億，而且增速比美國還低，現(xiàn)在只有1.1%。德國的GDP不到2萬億，增速下降得更厲害，只有0.4%。排在前四位的美、中、日、德，是經(jīng)濟體量與前期研發(fā)投入高度相關的突出表現(xiàn)。同時，我們也應該看到一些巨大的差距，這些差距可能主要體現(xiàn)在三個層面：

第一，我們在基礎研究方面跟世界發(fā)達國家的差距。1901至2018年，全世界共有899人獲得諾貝爾獎，其中自然科學獎604人次，包括：美國264個、英國81個、德國63個、法國32個、日本21個。中國只有屠呦呦2015年獲得的生理或醫(yī)學獎。

第二，在一些關鍵技術(shù)領域，我們與世界的差距也是非常大的。通過評估電子、信息、通訊，醫(yī)療，生物技術(shù)，機械、制造、工程，能源、資源，航空、航天，環(huán)境、地球、海洋，納米、材料，建筑、交通以及災難、災害、安全等十大技術(shù)領域，我們實際上真正能處在世界領先水平的，也就是處在領跑階段的，只有航空、航天領域。在十大技術(shù)領域里，我們能夠趕超世界先進水平的時間節(jié)點基本都在2050年前后。我們國家的《創(chuàng)新驅(qū)動規(guī)劃綱要》也提出了“三步走”目標，到2050年成為世界科技強國。

第三，中國企業(yè)的研發(fā)投入跟跨國公司、國際巨頭也存在較大差距。2019年1月，歐盟委員會公布的《2018年歐盟工業(yè)研發(fā)投資排名》，對全球46個國家和地區(qū)的2500家主要企業(yè)的會計年度研發(fā)投入進行了調(diào)查?？偟膩砜?，在這份榜單里，美國有778家企業(yè)上榜，歐盟有577家，日本有339家，中國則有438家企業(yè)上榜。以榜單top5為例，韓國三星電子以134.37億歐元研發(fā)投入位居第一，之后依次是美國谷歌母公司Alphabet（133.88億歐元）、德國大眾（131.35億歐元）、美國微軟（122.79億歐元）和中國華為（113.34億歐元）。需要注意的是，雖然華為名列世界第五，但它是榜單前五十里唯一一家上榜的中國公司。

另外，盡管華為的科技研發(fā)投入總量跟一些國際巨頭比還有差距，但其研發(fā)投入經(jīng)費占銷售收入的比重要比很多企業(yè)高。比如，華為的科研經(jīng)費投入占據(jù)企業(yè)2018年營業(yè)額的14.7%，遠高于蘋果公司的5.1%。因此，我們既要肯定成績，也要看到差距。