中国科技10年跃升之路三:从跟跑到领跑

发布时间:2012-09-19

6月24日早晨,马里亚纳海沟上方的“向阳红9号”指挥厅收到信号:“蛟龙”号下潜至7020米,新的世界纪录诞生了!它成为世界上第一个突破7000米深度的作业型载人潜水器。

要知道,2002年6月,“7000米载人潜水器”列入国家863计划重大专项时,中国研制过的潜水器最深才不过600米。

10年前,中国科技促进发展研究中心曾起草一份《2003年技术预测报告》。这份报告指出,当时各领域的75项关键性技术中,中国落后国际先进水平6—10年的有3项,落后5年的有66项——占所有项目的92%;而处于先进国家同等水平的技术只有5项,比如TD—SCDMA技术等;领先国际水平的只有一项:中文信息处理技术。

10年过去,中国科技力量悄无声息地从第二集团赶超到第一集团,甚至占据了世界数一数二的位置:2011年中国研发人员总量世界第一、SCI论文数量世界第二、发明专利申请量世界第二、高技术产业增加值世界第二、高技术产业出口额世界第一……

中国人在科技赛道上奋力赶超——从高速铁路到水稻育种,从超级计算机到干细胞研究,一些项目已经具备“摘金”的实力。科技投入力度不断增加的同时,中国在许多领域已开始领跑世界。

明星技术成就,带动经济腾飞

2008年,一家名字让西方人觉得陌生的公司“华为”,占据了专利合作条约(PCT)申请量榜首,让很多人感到吃惊。几年前,美国和日本的公司垄断这一榜单前列时,人们从未想过会出现一家中国公司。

很快,华为与中兴两家中国电信设备商,牢牢占据了之后几年PCT申请量的榜首位置。与此同时,中国电信公司的整体实力和全球竞争力与其专利申请量同步跃升。

“华为是中国迈向西方市场的长征路的缩影。”《经济学人》今年8月4日的封面文章评论说,“华为在欧洲赢得了过半的4G网络,并已经成为手机市场的强劲竞争者。”这篇文章判断说:“华为之后,还会有更多的中国公司陆续赶来。”

与此同时,中国主导的TD—LTE增强型成为4G国际两大主流标准之一,这意味着中国在4G时代将领跑世界。

穿越低纬度、高海拔多年冻土地带,翻过海拔5000多米的“通天之路”——青藏铁路的建成通车,显示了中国工程技术的实力。脆弱的生态、高寒缺氧的环境和多年冻土的地质构造三大世界性建设难题,被一一攻克。

在高速铁路建设方面,中国的进度之快更是引起了全球瞩目。2007年中国才开始运营高速铁路网络,但现在高铁长度已经是世界第一。高铁成了世界观察中国的一扇窗口。

在技术优势的鼓舞下,中国的铁路设备制造商在全球竞标。中国北车8月8日宣布,将向德国工业巨头西门子出售含其高铁技术的零部件。这是中国的高铁设备第一次出口欧洲大陆。

中国的特高压输电网,建设不到10年就具备了世界最高水平,创造了一批世界纪录。晋东南—南阳—荆门线路是世界上第一个投入商业运行的特高压交流输变电工程;向家坝—上海特高压直流输电工程,则是世界上同类工程中容量最大、距离最远、技术最先进的。中国的成就,被国际大电网组织称之为“世界电力工业发展史上的重要里程碑”。中国未来将在特高压骨干网的基础上建立全国智能电网,目前在这一方面的投入已经超过了美国。

在LED和电动汽车等节能环保技术的研发和应用上,中国也毫无争议地位居世界领先位置。

“如果10多年前,国家没有对电动汽车、新能源、生物技术的部署,我们今天是无法站在战略性新兴产业这个舞台与其他国家同场竞技的。因此,我们现在就要面向未来的几十年,加强基础研究,实施量子调控、纳米、蛋白质、发育与生殖、干细胞以及全球变化等重大科学计划。下个5年以及未来,我们将在更多领域领跑。”科技部部长万钢去年面对媒体的表态,显示出中国实现科技赶超的信心和耐心。

重大科学工程,奠定领先优势

2010年,国际TOP500组织发布第36届世界超级计算机500强排行榜,“天河一号”位居第一。值得一提的是,当2006年国防科技大学研发团队开始向攻克千万亿次超级计算机系统进军时,国产超级计算机还未突破百万亿次。

中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”在湖南长沙甫一亮相,一连串的数据便令人震惊。中国也成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。

与之类似,“蛟龙”号也是中国科学装置赶超国际同行的一个缩影。10年前立项时,蛟龙研发团队手头没有资料、图纸,没有1000米级载人潜水器的任何经验。但他们潜心研究,克服种种困难,完成了预定的科学目标。如今,拥有唯一能够潜至7000米以下的同类装置,中国的深海探测实力大大加强。

不仅如此,正如中科院声学所张仁和院士所评价的,研制先进的科学装置也显著带动了相关领域的材料、工艺、设备制造水平。中国领先世界的基础建设投入,一部分就是投在了科学工程上。

中国的天文学家,曾经只能依靠国外先进望远镜的数据进行前沿探索。而2008年落成的LAMOST,则改变了这一历史。它是国际上口径最大的大视场望远镜,让人类观测天体光谱的数目提高到千万量级。自此以后,中国望远镜可以为宇宙起源、星系形成与演化、银河系结构、恒星形成与演化等领域提供数据。

而在贵州一个天然溶坑里,世界上口径最大、最具威力的单天线射电望远镜正在建造——500米口径的球面射电天文望远镜FAST,是我国自行研发的另一个举世瞩目的科学设施。

2010年投入使用的“上海光源”,既是我国迄今建成的最大科学平台,又是领先世界的第三代光源。它具有投射出60多条光束线的能力,可以同时向上百个实验站提供从红外光到硬X射线的各种同步辐射光源。

今年7月10日,合肥的中科院等离子体物理研究所又发布重要消息:东方超环(EAST)超导托卡马克装置在今年的试验中创造了新的世界纪录——超过400秒的高温等离子体;稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。这标志着中国在稳态高约束等离子体研究方面走在了国际前列。

EAST是研究可控核聚变的重要实验装置,建造10年来,一直是世界上最成功的全超导非圆截面托卡马克装置。它以最短的时间获得高参数等离子体放电,效率之高让国际同行感到羡慕。

EAST的成功,只是中国近年来重大科学工程的一个缩影。10年来,中国科学工程建设速度之快,令世界科学界惊叹。

桂冠科研项目,赢得世界荣誉

“蛟龙”深潜和载人航天对接实验同一天获得成功后,中国科技发展战略研究院常务副院长王元评论说:“中国作为世界上最大的发展中国家,尤其需要战略高技术的支撑引领。深潜研究和深空探测,不仅是中国自身发展的需要,也是对全人类的贡献。”

过去5年,国家财政科技拨款达13408亿元。年均增速达23%。2010年,中国研发经费开支占GDP比重达1.5%,大大超出2002年的1.1%。

在科研投入超快增长的同时,中国的数学、物理、化学、材料、计算机和工程科学等学科水平也已进入世界前5名。在学科整体进步的背景下,一些突出的科研成就为中国赢得世界荣誉。

一只名为“小小”的老鼠的诞生,就为中国干细胞研究赢得了话语权。它是世界上首次利用“诱导多功能干细胞”,即iPS细胞克隆出的老鼠。

自2006年以来,iPS细胞成为干细胞领域的研究热点。在973计划和国家重大科学研究计划的支持下,几位上海科学家利用iPS细胞通过实验,成功获得了27只成活的健康小鼠,从而在世界上第一次证明iPS细胞的全能性。

这项研究的成功,成为中国生物学近年来取得的标志性成就。《自然》杂志在线刊发了这一成果,指出“在克隆研究的道路上,‘小小’接过了克隆羊‘多莉’点燃的火炬”。

在育种科学方面,中国科学家破解了水稻生长的“基因密码”,让这一人类赖以生存的古老农作物焕发出新的生命力。中国科学家从水稻基因组序列中找出了水稻高产优质、味美色香的关键因素,找出了一系列抗病抗虫、耐寒耐涝、抗倒伏等优良性状的遗传信息。产量、米质、抗性等多方面突破的超级稻新品种一旦问世,将是矮秆水稻和杂交水稻之后的又一次重大突破。

量子通信领域,中国也已经走在世界最前列。2004年以来,中国对量子纠缠制备与操纵的研究,屡屡被评为国际物理学的年度最大进展之一。2010年,中科大和清华团队成功地在16公里长度实现量子传输,证明了用卫星传输纠缠光子就完全可能实现,是量子通信技术走向实用的重要一步。

量子通信研发的国际竞争激烈,未来5到10年可能实现千公里级的量子通信,包括通信网络和基于卫星的量子通信。中国目前的进度超过了所有对手。

铁基超导材料、澄江化石群、青藏高原地质新理论、人类基因组新测序标准……前沿领域的一系列原始性创新成果在国际上产生了重要影响,一大批创新成果为经济社会可持续发展开辟了新的空间。(编辑 张颖)

数学会奖项

华罗庚奖

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华罗庚先生是我国著名数学家

华罗庚先生是我国著名数学家,他热爱祖国,献身科学事业,一生为发展我国的数学事业和培养人才做出了卓越贡献。

陈省身奖

陈省身奖

陈省身教授是一位国际数学大师

国际数学大师陈省身教授是美籍华裔数学家、中国科学院外籍院士。他非常关心祖国数学事业的发展,几十年来在发展我国数学事业、培养数学人才等方面做了大量工作。

钟家庆奖

钟家庆奖

钟家庆教授生前对祖国数学事业的发展极其关切

钟家庆教授生前对祖国数学事业的发展极其关注,并为之拚搏一生。为了纪念并实现他发展祖国数学事业的遗愿,数学界有关人士于1987年共同筹办了钟家庆基金,并设立了钟家庆数学奖,委托中国数学会承办。

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