飞速发展的科学技术与我国自主创新战略

　　各位与会专家、同志们，大家早上好！科协年会要讲话是很难的，因为既有顶级的专家，也有很多青年同志，大家从事的专业不一样，所以半年以前邓楠同志跟我约要讲一讲，我想还是围绕我们国家科学技术的发展和最近国家制定的自主创新战略谈一些我个人的粗浅意见。

　　主要讲三个内容，一是自主创新是国家经济持续增长的永久动力，二是我国中长期

　　我们国家改革开放以来，特别是最近25年以来，国民经济发展速度很快，到2005年底，GDP已经达到18.2万亿人民币，人均GDP超过1400美元。2004年底，我们已经有几十种主要工业产品的产量处于世界第一位。这里我想说一个事实，因为我是工程院的，我们国家的桥梁设计和建设水平已经居于世界前列。最近的15年，我们总共修了15万座桥，公路桥、铁路桥，各种立交桥，总长是8300多公里，平均每年修筑1万座桥，这个数量是震惊世界的。

　　在四川宜宾以下2687公里的长江干流上，建造了60座大型桥梁。想当年，毛主席他老人家在畅游长江的时候，曾经豪情满怀吟了一首诗，其中讲了一句，“一桥飞架南北，天堑变通途。”大桥主要的材料是从苏联进，现在这60多座大型桥梁都是中国的工程技术人员设计的，施工、材料百分之百都是中国国产的。所以我们工程技术人员有理由为中国的土木工程、建筑力学、桥梁设计方面的成就而感到自豪。

　　现在正在建设，马上要竣工的苏通大桥长是8206米，它的主孔的跨度是1088米，主塔的高度306米，斜拉索580米，群桩基础平面尺寸是11.3.75米×48.1米，这四项都是世界第一。

　　最近这些年来，中国城市化的进展也非常快，刚解放的时候，新中国成立之初，中国的人口接近90%住在农村，城市人口不到12%。在第一个五年计划期间，我们是平稳的增长，但是在大跃进期间，出现大起大落，“文化大革命”十年是停滞的十年，不是说城市不生孩子，是知识青年中学毕业就上乡下乡，所以城市人口基本上不增加了。等到“文革”结束以后，开始恢复发展，平稳上升，特别到1992年，小平同志南巡讲话以后，就进入了加速发展的阶段，城市化率每年平均增长1.1到1.5个百分点。1.1就是1300万人，1.5就是接近2000万人，从农村涌入城市，所以城市的建设在不断扩大，城市里面的住房在不断增加，各种公用设施在不断地增容。

　　中国的人口分布非常有意思，因为工程院不久前做了城市化的课题，就从黑龙江爱珲到云南的腾冲画了一条线，这条线以东它的面积不到全国的40%，但人口却占到接近全国的85%。整个中国的人口主要是住在东部地区，这和自然条件、水土、农田的分布有极大的关系。

　　根据我们的发展规划，现在城市人口2002年是5亿人口，农村是7.8亿，到2020年，城市人口将增加到8.3亿，农村人口要减少到6.2亿，虽然自然增加还是增加1.5亿，但是有3亿农村人口将转移到城市里。所以美国诺贝尔经济学家获得者曾经说，二十一世纪有两件最重大的事件，一件就是美国的高科技，第二件就是中国的城市化，这是对人类有重大影响的事情。

　　我们的发展是不是就这样可以自动地、非常顺利地发展下去，没有问题呢？也不是这样的情况。因为从1000美元到3000美元这一阶段，经历这一发展的国家和地区，比如日本、韩国，我们的台湾省以及欧洲的芬兰、爱尔兰这些后起之秀，他们的经济由于科技、教育的支持，成功地转型，由劳动密集型、初级服务型向高科技转移，所以经济就持续发展。但是像南美一些国家，比如墨西哥、泰国、马来西亚、菲律宾，他们在1000到3000美元之间一直没有增长，它老是满足于做原材料加工，做劳动密集型的产业，带来的结果必然就是利润越来越薄，收益越来越少，增值越来越小，这是我们当前要碰到的问题。所以经常讲人均1000美元既是战略机遇期，也是一个关键的挑战的时期，就这个意思。

　　比如人均1000到3000美元，韩国用了8年时间就到了3000美元，从1998年到3000美元，2002年达到1万美元。而巴西也是1985年达到3000美元，但是到了2002年的时候，他是2603美元，既有它本身的问题，也有金融上的货币贬值的因素。所以，发展不是数量的扩张，不是简单的延伸，必须要提高含量。提高什么呢？就是科技交流。现在我们大家都认识到资源是瓶颈，因为中国人均资源比较少，今天我不想讲这个问题，因为大家都认识到了土地、水、天然气、油、铁矿石等等，但是科技和教育在一个国家的发展当中的作用，可能比自然资源更重要。世界银行排出人均财富拥有的十大富国他们的资源很少，比如德国和瑞士，他的资源不到世界资源的平均的1%，什么都要进口，但是他很富强，而全球十个最贫困的地区资源占世界10%，所以我们要非常重视科技和教育。

　　比如人均1000到3000美元，韩国用了8年时间就到了3000美元，从1998年到3000美元，2002年达到1万美元。而巴西也是1985年达到3000美元，但是到了2002年的时候，他是2603美元，既有它本身的问题，也有金融上的货币贬值的因素。所以，发展不是数量的扩张，不是简单的延伸，必须要提高含量。提高什么呢？就是科技交流。现在我们大家都认识到资源是瓶颈，因为中国人均资源比较少，今天我不想讲这个问题，因为大家都认识到了土地、水、天然气、油、铁矿石等等，但是科技和教育在一个国家的发展当中的作用，可能比自然资源更重要。世界银行排出人均财富拥有的十大富国他们的资源很少，比如德国和瑞士，他的资源不到世界资源的平均的1%，什么都要进口，但是他很富强，而全球十个最贫困的地区资源占世界10%，所以我们要非常重视科技和教育。

　　第二，我国中长期科技发展的五项重点任务。这五个任务，第一，把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置。第二，要掌握装备制造业和信息产业和新技术的自主知识产权，作为提高我国竞争力的突破口。第三，把生物技术作为未来高技术产业迎头赶上的重点。第四，加快发展空天和海洋技术。第五，加强基础科学和前沿技术研究。这五项技术构成了我国十五年中长期科技发展的任务，同时也形成了16个大的专项，因为时间关系，我就针对这五项稍微做一点说明。

　　二十一世纪当中，开发清洁、可循环使用的新能源是人类必然的选择。现在大家都比较注意到，有一个项目，利用核聚变的能量，如果核聚变能够作为能源来利用，受控和热核聚变就有可能商业化。同时太阳能、风能、生物质能等新能源都是清洁和可再生能源，目前由于能量密度比较小、资源比较分散，技术还有待与完善，开发利用成本高，所以主要用于海岛、沙漠、比较分散居住的地方。从长远来看，从兼顾能源和环保来看，制氢技术、燃料电池和储氢技术的进步，可能在城市里面特别是在大城市里面，以氢为燃料的电动车将成为未来的绿色交通工具。

　　当然，我们在“十一五”规划里面要求在2010年左右，要自主设计百万千万级的电压堆核电站。当然有朝一日如果核聚变的反应，能够为人类提供能源，这个能源在目前这个水平上是可以非常长的时间应该应用，它是清洁的。

　　同时我要说一下，为什么第一个任务把环保提的很严重。全国现在40%的城市饮用水的水源地水质很差，大概有30%的人口得不到安全的饮用水，这里面有有机物污染，有生物的稳定性差，还有我们大量使用化肥以后的氨氮和硝酸盐超标，这些综合起来就造成饮水不安全的问题。

　　2003年全国对七大水系各种水质进行调查，发现水质不容乐观。（图）绿的水是1类到3类水，粉色这一块是4类到5类水，紫红这块是劣5类水，可以作为自来水水源的是3类水以下。长江1到3类水比较高，是因为它的上游在沿江以上的水域很大。这是罗马俱乐部若干教授在七十年代末提出的一个反向U型曲线，人类都面临这样一个问题，如果我们用传统工业化的方式来发展经济，不考虑环境的话，我们虽然开始的时候在曲线的起始的地方，农业社会，消耗很少的能量，也有很少的废气和废物排放，虽然poorandclean，就算到青藏高原，到云南的某个山区，空气非常透明，紫外线很强，等到经济发展了以后，生活是提高了，但是污染也严重了，richanddirty，一般他们认为是在3000美元到8000美元这个阶段是最严重的，超过1万美元以后，由于产业结构调整，重化工减少，第三产业增加，服务业增加，同时由于经费比较充裕，治理污染的投入也增加，所以最后超过1万美元以后，一直到3万美元慢慢污染又降低了，达到richandclean比较理想的状态。

　　但是我们一直在想一个问题，中国有没有可能在这里打一条隧道，在维持污染量不增加的情况下，能够发展经济，这就是中央提出的新型工业化，要走资源节约型和环境友好型的新型工业化道路。

　　现在非常重要的一个问题，我们的温室气体的排放在亚洲是第一位的，同时40%的国土受酸雨的威胁。酸雨威胁最严重的从西向东排，（图）一个是成渝地区，一个是武汉地区，长三角和珠三角，还有福建靠台湾海峡这边，也就是工业比较发达的地区。绿的这一边是没有酸雨的，并不意味着没有污染，比如山西的北部、内蒙古、辽西为什么没有酸雨，是因为它的沙尘暴比较厉害，沙尘暴的威力是碱性的，而降雨是通过微尘微粒作为核心变成雨点下来。因此沙尘暴也有两面性。

　　这张图是我们在飞机上拍的北京上空，时间是2004年9月10日。在3500米高度的时候，天空是比较晴朗的，天气比较好，看上去是蓝的，到2500米就看到下面有暗红色的天空，到1500米，已经进入阴霾的天气，到500米的时候，这也就是我们伟大首都——北京，所以外国人在担心我们2008年奥运会的天气，待会儿王市长要做这方面的讲话。我们最忧虑的不是硬件，不是鸟巢式的体育场，最忧虑的是空气污染。这个污染是怎么造成的？三个原因，一是工业的排放和燃煤的锅炉，这个北京市已经采取果断措施，包括把年产800万吨、上交利税接近500个亿的首钢搬出北京，这是下了很大的决心。二是由于汽车的废气，这一点现在还没有什么好的办法。因为汽车废气的碳氢化合物一部分没有燃烧完全的碳氢化合物是气体状态，排出热的时候，等到了高空，比如到了500米到2500米，冷凝以后变成固体，直径非常小，就是tm2.5，形成气源胶，像胶体一样附在上面。三是风少，北京要刮大风，天气就蓝了，北京天气怎么解决呢？不是一两句话能讲清楚的。当然固体废弃物也是很严重，我们国家在2003年大概有1.5亿吨的垃圾固体废弃物，而且年增长是7%到10%，处理率远远达不到要求，现在靠填埋的方法，不仅是对子子孙孙的犯罪，而且会造成地下水污染的问题。

　　要解决这个问题，从工程技术上讲叫做减量化，还有就是再利用，比如塑料瓶子、玻璃瓶子，废纸，再利用、再循环和再制造。以我熟悉的钢铁工业来说，现在首钢搬到曹妃甸准备用这样一个新的流程，生产钢是800到1000万吨，但是我们把14吨到28吨的废塑料相当于北京市每年产生的固体废塑料，通过设备冷冻风化以后加入到焦炉里，或者喷射到高炉里面，来代替焦煤，效率比焦煤还要高。另外120万吨的废钢加入到转炉作为冷却剂。同时把所有的冶金过程产生的废气，高温和可燃气体的废气集中起来，可以建成120万千瓦的电厂。这个电厂可以供应同时把矿渣水泥、炉渣的成份做适当的调整，防止焚化，以后可以建立一个300万吨的水泥厂，这样一种思想就是以钢厂为核心的循环经济的链条。

　　第二，掌握装备制造业和信息产业的知识产权，提高我国的竞争力。世界制造科技四大发展趋势，一个是绿色制造，二是高新技术，三是信息化，四是极端制造。绿色制造我不讲了，就是刚才讲的4R，与高新技术结合，这里有个典型，大量采用新材料、新技术，复合材料用量超过50%，（图）这个飞机已经从过去的焊接到现在的粘接，同时由于数字设计技术使得周期缩短40%，工程返工量减少50%，更快更好、更省地制造出创新的产品。极端制造，就是特别大和特别小，像三峡70万千瓦的水轮机的装置，光是轮重就是430吨，我们自己解决了制造技术，最小的像微型液体泵也有电机、压缩机，作为电子器件冷却用。极端制造的例子我就不详细说了，最上面是韩国做的小的直升机，可以进行侦查活动，下面一个是纳米尺寸的齿轮，一只蚊子停在上面，那个腿都那么粗，下面是齿轮。

　　信息产业是我们未来一个重要的产业，它的自主知识产权对提高我国制造业竞争力有非常重要的影响，信息产业包括微电子技术、高效能计算机、通信技术、自动控制技术和国民经济的设备信息化，由于时间关系，我就不详细讲了。

　　但是我讲两件事情，讲一个通信技术。我国现在有线电话、无线电话的容量以及因特网的用户总量上已经是世界第一了，形成了一批以华为为代表的有自主核心产权技术、具有国际竞争力的通信设备企业。

　　网络技术正在进行更新换代，下一代的互联网到底应该向什么方向发展，是和电话网结合还是单独发展下一代互联网，同时宽带网是不是要和互联网结合？现在正在讨论的过程中。现在电路交换网不能灵活地适应宽带各异数据的发展，专门为数据设计的因特网过去成功也不意味着永远成功。同时信息技术还为制造业提供了非常好的支撑。现在我们可以看看这是福特公司拿来的一个软件，过去我们大学里教内燃机活塞怎么活动，四个活塞怎么运动，很复杂，我记得我读大学的时候，机械制图就画曲轴，工作原理什么时候喷油，什么时候点火，什么时候吸废气，这个要和学生讲非常困难，现在有了这个软件，不但教学方便，而且设计的优化、技术的改进也更加方便，包括飞机的设计，这个是我们国家这在生产设计中的新的支线飞机，2009年投产，现在已经全部用数字化设计，各部分的运力强度、材料的选择都可以事先在计算机上模拟。包括这些最敏感的地方，包括起落架工作的情况都可以看得比较清楚。

　　第三，把生物技术作为未来技术产业迎头赶上的重点。因为转基因的问题，专门有报告，所以我就不讲了，但是我想讲“基因”，这两个字翻得实在比较好，我们有若干个翻译是不太好的，“基因”这个字既是基本的，又是起因，所以我觉得它翻译的很好。

　　生物技术在医药中的应用是非常广泛的，60%左右的生物技术成果用于医药，美国从1982年开始有工程中的胰岛素，现在的销售已经超过200亿美元。空天和海洋技术就不介绍了，神六圆满成功，下一步就是要多个人的上天，在天空会有一个工作站。另外，探月计划，可能在专题报告里还会讲到。海洋开发是未来人类的共同的任务，地球70%的面积为海水所覆盖，特别是深海里面的动植物受人类文明发展影响比较小，所以特别有生物活性的物质，特别在控制炎症、癌症、防治心脏病、血管老化等方面很重要。但是现在我们到深海的距离还是很有限的，我们现在人类能够潜入的海水，人身体只能有几百米深，当然有人创造过600米的记录。再下去就要用一些深海的探测器。当然，我们要了解海洋，就需要对海洋下面的情况进行探测，现在大洋二号也出来了，了解海底的情况。

　　基础研究也是非常重要的。干细胞，前一段时间由于韩国黄锡禹教授作假的事件搞得很热，“肝”和“干”变成一个，所以很多人认为是肝的细胞技术就是干细胞，实际上它是一种起源细胞，是在细胞的分化过程中，由于高度分化以后，有的细胞就失去了分化能力，最后就衰老了。机体有一定的自我更新的能力，有一部分干细胞是专门来补充的。干细胞又分为全能干细胞和多能干细胞、单能干细胞，或者按照发育状态来说有胚胎干细胞和成体干细胞。大家设想一下，一个卵子、一个精子进去以后，它逐步逐步发育，逐步从染色体变成细胞，最后干细胞再分裂，又到心、到肺，但并不是所有细胞变成这个，有变成骨头的，这就是各种各样的干细胞。干细胞就形成了所有器官工程，拿去核的胚胎干细胞来组装，形成体外诱导多种器官。我们中国上海科学家做了器官工程的耳朵装在老鼠背上，但是到现在为止这个耳朵还没有移到人的头上。

　　最后，我想讲一讲提高自主创新能力，建设创新型国家。我国今年开了一次全面落实科学发展观，加强自主创新，建设创新型国家的大会，对于国家的中长期科学发展规划作出了重要部署。

　　这里面是四句话，这是我们总的指导方针，“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”。自主创新，就是一个指导的方针和精神。重点跨越就是有所为、有所不为，重点是当前的重点，支撑发展是说明科学和技术要和我们国家的基础建设相结合。引领未来是指基础研究要适度超前。目标就是四个目标，很简单，一个就是R&D投入占GDP的比重，现在是1.35%，到2020年要达到2.5%，这个2.5是GDP翻两番的数字。科技进步对GDP贡献率要从现在的30%提高到60%，我们国家对外技术依存度要从现在的50%降低到30%，专利授权和论文的引用数，我们现在是世界第20位，我们要争取到世界前5位。同时技术创新包含三层意思，一个是原始性的创新，比如说三期的杂交水稻和汉字的照排，这是外国人没有过的。

　　第二类是集成创新，我们把国外可以商业化的零部件购买来以后，我们自己设计主机，把它组装出来，像我们现在的数控机床现在做得很好。第三个是引进、消化、吸收、再创新，中国的家电就是走的这么一条路，无论是彩电也好，冰箱也好，洗衣机也好，现在世界上都没有办法和我们竞争，一开始整个装备的技术都是引进的，但是由于中国工程技术人员消化吸收以后，新的技术不断涌现。

　　综合起来就是国家的创新，这个创新希望以企业为核心。在研发方面，企业投入要占主体，同时企业要发挥主导的作用。在产品产业化和商品化方面、市场评价方面企业都能够起到核心作用，不断反馈，再给研发单位，这样就构成一个技术创新的产业链。我们在粉碎“四人帮”百废待兴的时候，小平同志曾经有一段很有名的话，“为了缩短和消除两三个世纪至少一个世纪所造成的差距，必须下长期奋斗的决心。”江泽民同志也多次提出要掌握核心技术，要抓出一些可以抓住的机遇，选择有重点地引进国外关键技术，把自主创新和必要的引进技术结合起来。胡锦涛同志在两院院士大会上特别强调科技创新转化，自主创新已经成为国家核心竞争能力。