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中國突破“高墻”:基礎科學研究前所未有加強

時間:2022-09-13 15:33:57 來源:牛彈琴 評論:0 點擊:0
  美國的小動作依然不斷。

  8月23日,美國商務部又發布通知,將7家與航空航天領域有關的中國實體列入出口管制清單,限制他們與美國企業合作。

  顯然,這是美方又一次泛化國家安全概念,濫用出口管制等措施,動用國家力量對他國企業和機構進行的打壓遏制。

  而就在短短幾天前,美國商務部的另一個動作,是調整了對外出口管制名單,當中有4個項目都是和芯片制造有關的技術出口限制。

  格雷厄姆·艾利森在《注定一戰:中美能避免修昔底德陷阱嗎?》一書中寫道:“中國崛起給美國帶來的挑戰是前所未有的,因為中國擁有和美國相似的實力,綜合了過去美國所有挑戰者的優點。”這其中,中國科技的飛速發展,讓美國感受到了前所未有的“焦慮”和“壓力”。

  美國的應對方式,在一些時候很不光彩。在過去的很長一段時間里,美國隔三差五就出臺各種各樣的政策來“惡心”中國。而如今,美國對中國的技術制裁,還在愈演愈烈。

  國務院發展研究中心國際技術經濟研究所用“小院高墻”來描述美國所謂的技術保護原則,“小院”無疑是特定技術和研究領域,“高墻”顯然是采取更嚴密、更大力度的對華科技封鎖。

  如果縱觀歷史,會發現歷史是不斷重復的。早在20世紀70年代,美國就曾使用過這種手段,只是當時被針對的目標是日本。

  日本是如何應對的?雖然看起來日本經歷了失落的三十年,但其實日本政府一直在發力基礎科研。日本政府改變了二戰以來的產業政策,開始大量投資基礎科學。在這個過程中,日本積累了雄厚的實力。20多年來,日本獲得諾獎20多個,幾乎每年一位諾獎獲得者。而對基礎科研的支持,也直接反應在了企業和國家經濟的競爭力上。

  如今,中國也同樣需要突破“高墻”。中國對基礎科學的研究正前所未有地加強,而一切的關鍵,無疑是一切基礎科學的基石——數學。

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  今年1月,具有官方背景的美國網站“聯邦紀事”公布文件稱,美國政府決定以從事導彈技術擴散活動為由,宣布對中國航天科技集團一院、中國航天科工集團四院及保利科技公司三家企業實施制裁,制裁措施包括凍結在美資產、禁止集團有關人員進入美國本土等。

  這些中國航天的功勛企業被無端制裁的行徑,自然引起了中方的強烈不滿。外交部發言人趙立堅給出的評價是,“霸凌!”

  但僅僅十幾天后,美國又拋出了一個用心昭然若揭的法案。

  2月4日,美國眾議院通過《2022年美國競爭法案》。其主要內容有兩點:對內是重點強調要加強高科技領域的支持和補貼;對外則是打壓和限制中國在高科技領域的發展,不但在經濟領域建立新的外商投資審查機制,嚴格限制中國對美國高科技產業的投資,而且在政治上抹黑中國,妄圖干涉中國內政。

  進入8月,美國的各種動作,又繼續佐證了美國的霸權邏輯。

  遙想二戰結束之初,在羅斯福要求下誕生的《科學:無盡的前沿》研究報告奠定了此后美國科技競爭戰略的基礎,那時,美國還主要是強化自身科研能力的“自強”邏輯。

  時至今日,美國已經變了?!睹绹偁幏ò浮芬呀洺搅似渥畛醢姹揪劢箍萍几偁幍暮诵?,泛化為一部在所有領域開展對華競爭的“壓制指南”。

  壓制其實早已開始。在過去的數年中,中美雙方尤其在高科技領域的戰斗已經曠日持久,從芯片半導體到5G,美國動用了包括但不限于制裁、封殺、污蔑乃至直接拘押高管等一切方式,試圖打垮中國的高科技產業。

  美國為什么這么忌憚中國?

  21世紀以來,只有中國縮小了和美國的經濟差距。今天,中國已經是世界第二大經濟體,中國制造業規模、進出口規模也已經是世界第一。

  但中國經濟的基數已經非常高,要實現“5”字頭的增速并非易事。

  但中國已經找到了破局的答案,科技——通過新技術和新經濟,來升級中國的出口、消費、制造業。

  去年年底,劍橋大學與哈佛大學肯尼迪學院貝爾弗科學與國際事務中心發布了一份新報告,名為《偉大的競爭:21世紀的中國與美國的較量》。報告對過去20年以來中美兩國之間的科技競爭進行了分析與預測,結論是,中國將會贏得技術競賽。

  這或許并非夸大其詞。去年,中國生產了全球50%的電腦和手機,美國只生產了6%。中國的光伏面板產量是美國的70倍,電動汽車銷量是美國的4倍,5G基站數量是美國的9倍,網絡速度是美國的5倍。

  而在21世紀的每一項重要技術上——人工智能、航天工業、5G網絡、量子科學、生物技術和綠色能源,中國在某些領域已經成為世界第一,另一些領域也在加速趕超。

  大國博弈比的是綜合國力,盡管在很多領域中國和美國還存在差距,但中國科技近年來取得了巨大的飛躍,已成為一個美國的全方位競爭對手。面對中國蒸蒸日上的發展勢頭,美國當然坐不住。

  (二)中美最大的差距是基礎科學,但中國也在迎頭趕上

  但其實,中美科技實力最大的差距,并不是上文提到的那些顯性的事物。

  現代科學的發展是一個立體架構,包含著三方面:基礎研究、應用研究、面向市場的開發研究。一個國家的綜合科技實力,也是由這三個方面所決定的。

  而這其中,基礎研究才是根本。原因在于,基礎研究決定了它在原創科學研究領域的發展水平,決定了它能誕生多少原始創新,當“原始創新”不斷滾雪球壯大,后面的應用和開發研究也會隨之壯大。

  在基礎科學研究方面,美國一直保持著高度關注并不惜重金投入。二戰后,美國創辦了國家科學基金會(NFS),為其基礎研究提供了源源不斷的資金支持。

  而中國的短板,恰恰就在于對基礎科學。

  在過去,對發展中國家來說,基礎研究并不是最緊迫的事情,工業化才是王道。所以在前幾十年,中國應用技術的發展速度遠遠甩開了基礎科學。

  這些年的基礎科學大旗,主要是美國在扛。美國基礎研究經費占研發總投入的15%,每年還有兩三個點的增長,投入最多,產出也最多。

  中國呢?《2019年全國科技經費投入統計公報》顯示,中國82.7%的研發經費用在了“試驗發展”上。這句話的意思,是“利用現有知識產生新產品”的應用性目的,最典型的例子,就是高鐵、航空航天這些今年的科技創新。

  但現在中國也在迎頭趕上,從追趕型的科技創新向需要想象力的真正原始創新進發。

  去年,中國科學院制定《關于加強基礎研究的若干意見》即“基礎研究十條”,推出加強基礎科學研究的一系列新政策、新措施。

  2022 年“兩會”政府工作報告中,“實施基礎研究十年規劃,加強長期穩定支持”成為提升科技創新能力的首要任務。

  一組數字更能說明中國加強基礎研究的決心。在過去很長一段時間里,中國基礎研究經費占研發總投入常年維持在5%左右,到2019年猛增22.5%,首次突破6%,2020年達到了8%,而2025年的目標則是15%。屆時,中國研發總投入也會超過美國,顯然,中國這是打算要扛起全球基礎研究的大旗了。

 ?。ㄈ┯忠晃淮蠹一貒?,影響非同一般

  中國的基礎科學要想彎道超車,造就滿天繁星的夜空,自然少不了那些耀眼恒星的光芒。

  現在,這片星空中又多了一顆星——4月20日,世界公認當代最具影響的數學大師之一丘成桐從哈佛大學退休,受聘清華大學講席教授。

  27歲時,丘成桐就證明了困擾數學界22年之久的卡拉比猜想,33歲時他成為首位獲得被稱為數學界諾貝爾獎“菲爾茲獎”的華人,此后幾十年間,他幾乎拿遍了數學界所有的大獎。作為“幾何分析”學科的奠基人,他的這一學術方向已影響世界學術界四十多年。

  如今,已經73歲的頂尖數學大家全職任教清華,不領任何薪水。在接受澎湃新聞采訪時他這樣說,“我要把全部精力放在中國……希望幫助中國在基礎科學上成為世界一流。”

  有人可能會問,一位數學家能夠為中國的基礎科學發展帶來什么?

  那是因為,數字是基礎科學之母,它是一切應用科學的基礎,是社會發展最底層的引擎。

  以華為為例,早在1999年華為就已經在俄羅斯設立了數學研究所,吸引頂尖的俄羅斯數學家來參與華為的基礎性研發。2016年,華為又在法國設立數學研究所。如今,華為在全球已有700多名數學家、800多名物理學家、120多名化學家和六七千名基礎研究專家。華為以科技驅動的商業成就,與華為的數學競爭力密切相關。

  華為創始人任正非在一次接受媒體圓桌采訪時,提及“數學”27次。他感慨道,“芯片砸錢不行,得砸數學家、物理學家、化學家……”

  不僅是芯片,每一個時代的頂尖科技,都基本上由數學來驅動。

  就拿當下來說,科技金融的基石是數論中的因子分解算法;人工智能發展的背后有貝葉斯定理等各種算法支撐;現代芯片技術最終要突破二階計算、SOAR等數學理論;最前沿的區塊鏈技術后面有橢圓曲線理論、哈希算法作為基石……

  無疑,作為基礎研究之基礎、科技創新之源頭,數學是中國未來制勝大國科技博弈戰場的主要突破口。

  科學的發展需要時間,丘成桐回國全職任教清華其全部意義與影響,很難在短時間內判斷出來,但如果參照1955年的錢學森歸國,不難發現其將帶來的重大意義和影響可能是類似的。

  外國人曾這樣評價錢學森回中國的意義:“正是錢學森回中國效力,使得中國導彈、原子彈的發射時間至少提前20年。”但錢學森最大的貢獻其實不是導彈和原子彈,而是在于他為新中國建起了一整套完整的的科學研究體系,并且指明了一個世界先進水平的發展方向。

  現在,丘成桐也在努力做同樣的事情。丘成桐不僅在國內首創八年制數學與應用數學專業培養方式,還幫助引進一批國際一流學者。如今,清華大學丘成桐數學科學中心已擁有包括丘成桐、考切爾·比爾卡爾、尼古拉在內的85名教授、46名博士后與百余名博士研究生,覆蓋純數學和應用數學的五大研究方向。中心學者包括2位菲爾茲獎得主、3位院士、3位美國數學會會士等多位極具分量的數學家。

  和錢學森一樣,丘成桐也在為中國基礎科學的未來書寫上重要的一筆。

 ?。ㄋ模┲袊A研究的未來需要更多的合力

  一個國家的科技尤其是基礎科學研究的發展,是一個需要各方合力的系統工程,這其中首先是國家層面的重視與推動。

  而具體到個體層面,如果說把那些飽含報國之心的科學家們看成是科學亙古長夜中閃耀的星,那么星空之下,也不缺少中國企業家們的責任感和遠見,他們成為了助力中國科學發展奔赴星辰大海的另外一股重要力量。

  比如騰訊的馬化騰。2018年11月,馬化騰聯合眾多知名科學家共同發起設立“科學探索獎”,騰訊基金會投入10億元人民幣的啟動資金,資助在基礎科學和前沿核心技術方面九大領域的青年科技工作者。馬化騰說,“不研究基礎科學 會永遠被人掐住喉嚨”。

  再比如小米的雷軍。今年7月,雷軍也通過微博宣布,小米擬捐贈 5 億成立北京市自然科學基金-小米創新聯合基金,支持基礎研究及顛覆性科技創新。

  而聯想集團董事長兼CEO楊元慶,自2008年起在中國國內的個人捐贈已超過1.5億元人民幣,而近年來他目光的重點投向,則是高校教育和基礎科研領域。

  近日,楊元慶捐贈清華大學求真書院,支持頂級數學家招聘和師生學習與交流,助力中國原生數學人才建設,聚焦科研和人才合作,推進未來計算、基礎研究和交叉創新,著力打造原創性、引領性成果。

  這不是楊元慶首次為中國的基礎科研發展進行捐贈。2017年2月25日,楊元慶向中科大捐贈1000萬元,成立“中國科學技術大學楊元慶教育基金”,用于人才培養和科研建設,并設立“楊元慶頂尖科研獎學金”和“楊元慶卓越講席教授”,獎勵學術科研能力突出的學生、教授。2021年,楊元慶個人又捐資1億元支持上海交大建設中國高校最快高性能計算,“思源一號”落戶李政道研究所。

  為什么楊元慶如此“看重”數學?

  有人曾經如此評價,科學的語言是數學,數學扮演著科學的邊界,這里邊界的表述是橫向的。如果從縱向來看,數學是一切自然科學的本質和基礎。

  沒有數學的支撐,就沒有化學物理,自然也沒有工程學、天文學、計算機科學等,連農業都會停留在原始階段,甚至連音樂理論都不會存在。不夸張地說,人類如今從衣食住行到藝術精神上的追求,都離不開數學。

  作為一個理工男出身的楊元慶,深知數學之美和數學之重。在清華大學丘成桐數學科學中心捐贈儀式上,他在演講中分享了他的認知,“數學不僅是認識和發現世界的工具,也是培養求真務實思維方式的一種訓練,更是所有應用科學的基礎,稱其為科學之母毫不為過”。

  也正是因此,數學科學的發展和人才培養,不僅關乎中國在數學這一基礎科學領域的學術水平,更關乎國家重大戰略科技創新、產業革命以及綜合國力的提升。

  這是楊元慶的初心所在,而在數學之外,他也不遺余力地為中國的高等教育和更廣泛領域的基礎科研奉獻自己的力量。

  重大基礎科研是最需要“坐冷板凳”的專注精神的,而包括楊元慶在內的眾多中國企業家們正在讓“冷板凳”日益溫暖起來。

  這是對專注基礎研究的科學人才支持與慰藉,也是對中國科技發展的推動。以楊元慶對清華大學求真書院的捐贈為例,多年來丘成桐懷著拳拳報國之心持續在培養中國最出色的數學人才,為中國科技打好基礎。“很高興楊元慶的理念跟我很接近”,丘成桐說。

  基礎研究是人類文明進步的動力,是國家科技與經濟發展的源泉和后盾,這已經是一個共識。當下的中國,正處于科技創新從量的積累向質的突破轉變,加強基礎研究將成為中國高質量發展和創新引領的源頭。

  目前,中國對科研的投入已經居于全球前列。今年年初,國家在新修訂實施的科技進步法中增列基礎研究專章,并將“實施基礎研究十年規劃”列入年度重點科技工作。

  但這單靠政府投入是不夠的,需要形成一個廣大的合力。中國也正在建立一個政府引導,國家與企業、社會力量共同參與并各司其職的創新體系。

  涓涓細流,匯成江海,中國科學家的活力和潛力正在不斷釋放,中國科技創新的活力還在被更大程度地激發。

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