建設(shè)信息科技強國的路徑思考*

李國杰

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 北京 100190

建設(shè)信息科技強國的路徑思考*

李國杰

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 北京 100190

文章從發(fā)展信息科技與產(chǎn)業(yè)的角度，提出關(guān)于科技強國發(fā)展路徑的看法：科技強國和產(chǎn)業(yè)強國是要共同實現(xiàn)的孿生目標(biāo)，只有真正重視產(chǎn)業(yè)需求才能形成強大的科技；只有學(xué)術(shù)領(lǐng)先，才能成為真正的科技強國，因此，我國應(yīng)大力加強應(yīng)用研究。在實現(xiàn)科技強國的過程中，既要任務(wù)帶學(xué)科，又要學(xué)科引任務(wù)。

科技強國，產(chǎn)業(yè)強國，學(xué)科發(fā)展，任務(wù)帶學(xué)科

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2017.05.004

黨中央已明確提出建設(shè)科技強國“三步走”的目標(biāo)，對如何實現(xiàn)這個目標(biāo)，普遍流行兩種觀點：一是人才強則科技強，科技強則產(chǎn)業(yè)強，產(chǎn)業(yè)強則國家強。抓人才促科技，抓科技促產(chǎn)業(yè)就是走向科技強國的發(fā)展路徑。二是我國現(xiàn)在科研成果很多，主要問題是成果轉(zhuǎn)化不得力，只要認真解決科技與經(jīng)濟“兩張皮”問題，中國就能走上科技強國之路。本文從發(fā)展信息科技與產(chǎn)業(yè)的角度，分析上述兩種觀點，提出筆者關(guān)于科技強國發(fā)展路徑的看法：在明確產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求是科技發(fā)展最大動力的前提下，科技強國與產(chǎn)業(yè)強國必須同時并舉；在更加重視應(yīng)用研究的前提下，基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新必須同時并舉，既要任務(wù)帶學(xué)科，又要學(xué)科引任務(wù)。

1科技強國與產(chǎn)業(yè)強國同步融合發(fā)展

人才和科技對實現(xiàn)強國之夢有決定性的作用，但“人才—科技—產(chǎn)業(yè)—國家”并不是單向的因果鏈條，而是有相互影響的共生關(guān)系?？萍紡妱t產(chǎn)業(yè)強不是指先后實現(xiàn)的時間順序，而是要共同實現(xiàn)的孿生目標(biāo)。所謂發(fā)展路徑，實際上是發(fā)展過程中對一些關(guān)鍵策略的權(quán)衡和選擇。產(chǎn)業(yè)強國是科技強國的主要目標(biāo)，“產(chǎn)業(yè)上不受制于人，居于全球價值鏈中高端”是具有科技強國實力的重要標(biāo)志。只有站在產(chǎn)業(yè)強國的高度才能真正理解科技強國，只有真正重視產(chǎn)業(yè)需求的科技才能成為強大的科技。

縱觀世界歷史的發(fā)展，英國、法國、德國、美國、蘇聯(lián)、日本曾先后成為科技強國。仔細分析可以發(fā)現(xiàn)，這些國家并不是先成為科技強國，再由科技帶動發(fā)展為產(chǎn)業(yè)強國。1871 年德國打敗法國后，兩國的力量對比急速變化，1880 年德國在世界制造業(yè)產(chǎn)量的份額已超過法國， 1900 年占到全球 13.2%，大大超過法國（6.8%），在這個過程中，德國也逐步成為世界科技的中心。從設(shè)立諾貝爾獎的 1901 年到 1920 年，德國獲得“諾獎”的人數(shù)達 20 人之多，遠遠超過法國（11 人）、英國（8 人）和美國（2 人）[1]。世界科學(xué)技術(shù)中心從德國向美國的轉(zhuǎn)移是在 20 世紀中期完成的，但使美國成為世界科技中心地位的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)在此前 100 多年的鐵路化和電氣化中已經(jīng)形成。1914 年，美國國民收入和人均收入已遠遠高于其他主要工業(yè)國家，但 20 世紀初美國的科學(xué)仍落后于歐洲。這些事實說明，一方面科技的進步大大促進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，另一方面產(chǎn)業(yè)的強大也是科技發(fā)展的經(jīng)濟基礎(chǔ)，特別是，一個國家的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)是驅(qū)動本國原創(chuàng)技術(shù)發(fā)展的基本動力。

科技和經(jīng)濟是相互促進的聯(lián)合體。人們熟知科技進步能助力經(jīng)濟騰飛，但往往忽視經(jīng)濟實力對科技發(fā)展的制約。根據(jù)世界經(jīng)濟論壇對國家發(fā)展階段的劃分，人均收入 9 000 美元/年是從效率驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)型的起點，人均達到 17 000 美元/年才真正進入創(chuàng)新驅(qū)動階段。我國目前還處于即將向創(chuàng)新驅(qū)動階段轉(zhuǎn)型的臨界期[2]。我國信息領(lǐng)域常被人提起的痛處是高端通用微處理器（CPU）和操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件受制于人，這兩項基礎(chǔ)技術(shù)本質(zhì)上是一個國家綜合實力的體現(xiàn)，不是只要加大科研投入就能解決的問題。制造高端 CPU 的光刻機需要的零件和材料已經(jīng)挑戰(zhàn)了人類工藝的極限，要求工藝誤差小到皮米級（萬億分之一米）。預(yù)計 2018 年可供貨的極紫外（EUV）光刻機目前只有荷蘭 ASML 公司可以制造，每臺造價 1 億美元以上。光刻機是人類智慧集大成的產(chǎn)物，涉及激光、材料、化學(xué)、精密機械、控制、軟件等許多學(xué)科。沒有長期的技術(shù)積累和全球性的協(xié)作，EUV 光刻機肯定做不出來。光刻機的案例可從一個角度說明產(chǎn)業(yè)強則科技強，最領(lǐng)先的高科技體現(xiàn)在企業(yè)的尖端產(chǎn)品中。

有些人認為科技強國的主要標(biāo)志是軍事強國，只要有先進的國防科技，就能成為世界強國，不一定與產(chǎn)業(yè)有直接關(guān)系。實際上，國防安全也要建立在“掌握競爭和發(fā)展主動權(quán)”的基礎(chǔ)上。也就是說，產(chǎn)業(yè)自主性強了，國家安全才真正有保障，這是一種“大安全”的概念。以網(wǎng)絡(luò)信息安全為例，我國必須有一批自主可控并且具有世界一流技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息安全企業(yè)，才能為國防和機要部門提供可信的設(shè)備與軟件。當(dāng)年，蘇聯(lián)的國防科技很先進，但與其他經(jīng)濟部門脫節(jié)，軍工領(lǐng)域占用大量人力和物資資源，只產(chǎn)生很小的外溢效應(yīng)，導(dǎo)致蘇聯(lián)經(jīng)濟崩潰，這一教訓(xùn)值得吸取。

我國許多科研人員并沒有把產(chǎn)業(yè)強國作為科研的目標(biāo)，評價科研成果一般只考慮論文、專利和產(chǎn)品原型，所謂經(jīng)濟效益往往是找企業(yè)開一張應(yīng)用證明對付。很少有人把科研目標(biāo)定成原創(chuàng)的技術(shù)發(fā)明能開辟一個10億美元以上的新市場。專家們在做國家科技發(fā)展規(guī)劃時，提出的國家重大戰(zhàn)略需求幾乎都是指國防安全，普遍認為做強產(chǎn)業(yè)是企業(yè)的事，算不上國家重大戰(zhàn)略需求。其實，只有做強產(chǎn)業(yè)，國家安全才有堅實的基礎(chǔ)，科研人員應(yīng)把發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)放在心上。

我國信息領(lǐng)域已涌現(xiàn)出幾家世界級的龍頭企業(yè)，2016 年有 16 家公司進入全球上市公司 2 000強。但在全球 2 000 強名單中，美國有 14 家芯片公司與 14 家軟件公司，中國尚沒有一家，說明我國信息產(chǎn)業(yè)“頭重腳輕”、根基不牢[3]。世界經(jīng)濟論壇每年發(fā)布《全球信息技術(shù)報告》（GITR），2016 年中國的網(wǎng)絡(luò)就緒指數(shù)（NRI）排名 59 位，但企業(yè)的創(chuàng)新環(huán)境排名第 104 位，創(chuàng)建新企業(yè)的時間和復(fù)雜程度分別排名第 121 位和第 120 位[4]，這說明企業(yè)創(chuàng)新一直是我國建設(shè)科技強國的短板。我國企業(yè)的總體實力不強、自主創(chuàng)新欲望不足是走向科技強國的主要瓶頸。

為什么企業(yè)的創(chuàng)新主動性不強，可能要從整個社會經(jīng)濟活動的宏觀層面來找原因。一般而言，增加財富有兩條道路：一條是用錢直接生錢，比如金融保險業(yè)、炒股、炒房地產(chǎn)等；另一條是通過科研把錢變成知識和技術(shù)，再通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)把知識和技術(shù)變成更多的錢，知識和技術(shù)在其中起到放大器的作用。如果走前一條路比后一條路更容易賺到錢，企業(yè)就不會有積極性走后一條路。麥肯錫公司 2016 年發(fā)布的一份研究報告測算，中國超過 80% 的經(jīng)濟利潤來自金融行業(yè)（美國為 20%左右，此處講的經(jīng)濟利潤是稅后營業(yè)利潤減去資本成本）[5]。世界 500 強中的 95 家中國企業(yè)的平均利潤率只有 3.9%，而 9 家商業(yè)銀行的利潤率均在 20% 以上，2015 年中國工商銀行利潤 2 771.31 億元，超過蘋果公司，排名世界第一。2016 年中國電子信息制造業(yè)主營業(yè)務(wù)收入利潤率為 4.85%，業(yè)績最好的華為公司利潤率也只有 7.1%。這就不難理解為什么清華 70% 以上的高考狀元都去了經(jīng)管學(xué)院。我國企業(yè)經(jīng)濟利潤低的一個原因是企業(yè)的稅負太重。根據(jù)世界銀行對 139 個國家的統(tǒng)計，中國企業(yè)的稅負是全球最高的 10 個國家之一[4]。為了激勵企業(yè)增加研發(fā)投入，政府應(yīng)對企業(yè)的研發(fā)投入實行更加寬松優(yōu)惠的減稅免稅政策。近幾年我國民間投資增長率明顯下降，更說明此問題的嚴重性和迫切性。只有改變這種局面，才能吸引企業(yè)投資技術(shù)開發(fā)，科技強國才能走上良性發(fā)展道路。

不論是建設(shè)科技強國還是產(chǎn)業(yè)強國，關(guān)鍵都是提高自主創(chuàng)新能力。技術(shù)本身不能自由移動，能力的提高不能通過技術(shù)引進自然獲得，只能在親身的實踐中培育和成長。我國平板顯示曾經(jīng)像集成電路一樣受制于人，京東方公司后來居上、扭轉(zhuǎn)乾坤，2016 年出貨量達 4 364 萬片，躍居平板顯示器行業(yè)全球第三位。京東方公司從全資收購韓國現(xiàn)代集團 5 代液晶生產(chǎn)線開始，下真功夫地學(xué)習(xí)技術(shù)、培養(yǎng)人才，全面掌握了 TFT-LCD 技術(shù)，被習(xí)近平總書記譽為我國供給側(cè)改革的成功案例，為我國如何走科技強國和產(chǎn)業(yè)強國之路樹立了榜樣[6]。

2既要任務(wù)帶學(xué)科，又要學(xué)科引任務(wù)

類似于發(fā)展經(jīng)濟，科技發(fā)展也有“供給側(cè)”和“需求側(cè)”的問題。從科技需求側(cè)來看，我國目前的主要問題是企業(yè)對科技的需求不旺盛。我國科技管理部門重視“成果轉(zhuǎn)化”，認為把科技成果推到企業(yè)是大學(xué)和科研單位科技人員的責(zé)任。實際上，大學(xué)和科研單位按照國家科技計劃做出的所謂科研成果，大多是可公開發(fā)表的論文或沒有具體應(yīng)用目標(biāo)的技術(shù)改進，這些成果多數(shù)將匯入人類共同享有的知識海洋，為人類文明作貢獻。企業(yè)應(yīng)根據(jù)市場需求去找到自己需要的技術(shù)或自主開發(fā)。斯坦福大學(xué)兩位教授 20 世紀末做的統(tǒng)計表明：美國技術(shù)創(chuàng)新的動力源中，科技推動占 22%，市場需求拉動占47%，生產(chǎn)需求拉動占 31%。這說明需求拉動是技術(shù)創(chuàng)新的主要動力。建設(shè)科技強國首先要從“需求側(cè)”發(fā)力，以企業(yè)的需求“拉動”科技發(fā)展?？蒲腥蝿?wù)來自需求，從這種意義理解，任務(wù)帶學(xué)科也是重要的。

隨著“需求測”技術(shù)水平的上升，科技“供給側(cè)”也要進一步提高科研成果的含金量。為了驅(qū)使科技面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，許多人認為大學(xué)與科研院所的科研應(yīng)當(dāng)更加下沉，多做接近市場的實驗開發(fā)。近年來一些頭腦清醒的學(xué)者開始質(zhì)疑這種傾向，明確指出企業(yè)對科研成果的要求越來越高，目前大多數(shù)高校和科研單位的科研成果滿足不了先進企業(yè)的需求①清華大學(xué)施一公教授認為，目前科技界的主要問題不是成果轉(zhuǎn)化，而是高質(zhì)量的科研成果不足，他認為只要是真正一流的成果，企業(yè)都會搶著要，不愁轉(zhuǎn)化?？蒲泄ぷ魇欠謱哟蔚?，部門和地方的研究所、大多數(shù)非重點高?？啥嘧鲩_發(fā)性質(zhì)的科研，直接為行業(yè)和地方經(jīng)濟服務(wù)；但對國家級的科研院所和重點大學(xué)，不應(yīng)鼓勵做短平快的研發(fā)工作，而是要向高處走，做更前瞻更基礎(chǔ)的研究。

我國的基礎(chǔ)研究一直未得到應(yīng)有的重視，科技界對此已有較多批評與建議。但更應(yīng)引起關(guān)注的是，應(yīng)用研究的投入比例近 10 年一直在下降：20 世紀 90 年代，我國應(yīng)用研究占全部研發(fā)投入的 20% 以上，近幾年已降至 10% 左右。近幾年發(fā)達國家的應(yīng)用研究占研發(fā)投入的比例一般都在 20%—50% 之間，意大利、英國、法國和澳大利亞曾分別達 48.6%（2010 年）、40.7%（2010年）、39.5%（2010 年）和 38.6%（2008 年）。美國聯(lián)邦政府民口科技撥款中，41% 用于基礎(chǔ)研究，32% 用于應(yīng)用研究。不同國家的科技投入結(jié)構(gòu)有差別，不應(yīng)盲目攀比，但當(dāng)我國即將進入創(chuàng)新驅(qū)動的轉(zhuǎn)型期時，應(yīng)用研究投入比例不增反降，顯然不正常，一定要盡快扭轉(zhuǎn)這種局面。

長期以來我國提倡“任務(wù)帶學(xué)科”。建國初期人力物力資源十分緊張，采取“任務(wù)帶學(xué)科”的科研方針是合適的，也確實取得了以“兩彈一星”為代表的巨大成就。從發(fā)展科技的一般規(guī)律來看，不管是國防任務(wù)還是發(fā)展經(jīng)濟的任務(wù)中，都會包含一些需要攻關(guān)的科學(xué)技術(shù)問題，這些問題多數(shù)在國外已經(jīng)解決，我們清楚哪些技術(shù)還沒有掌握。因此，如果所有的科技活動都采取“任務(wù)帶學(xué)科”的做法，可能難以擺脫跟蹤別人的局面。科技進步有其內(nèi)在的邏輯和機制，知識的積累會把科學(xué)技術(shù)自身推向前進，這種進步就體現(xiàn)在學(xué)科的發(fā)展上。現(xiàn)代科技的發(fā)展速度之所以越來越快，呈現(xiàn)指數(shù)增長規(guī)律，就是因為技術(shù)的發(fā)展正比于知識積累的總量②指數(shù)函數(shù)y=ekx的微分形式是dy=kydx，即函數(shù)值（技術(shù)知識）的增量與函數(shù)當(dāng)前值的總量（當(dāng)前技術(shù)知識總量）成正比。有些學(xué)者把學(xué)科的內(nèi)在發(fā)展動力稱為科學(xué)技術(shù)的“自催化”作用。國外有些學(xué)者，如《失控》《必然》《科技想要什么》的作者凱文·凱利，甚至認為技術(shù)元素如同生物一樣可以自行進化[7]。不管我們同意不同意“技術(shù)自催化”的觀點，當(dāng)我國的科技從跟蹤走向引領(lǐng)時，除了“任務(wù)帶學(xué)科”以外，“學(xué)科引任務(wù)”應(yīng)該也是今后要高度重視的一種科研模式。

強調(diào)重視學(xué)科發(fā)展，指的是重視學(xué)科知識積累。只有學(xué)科發(fā)展到更高的水平，才能把過去不可能完成的任務(wù)變成可以實現(xiàn)的任務(wù)；只有學(xué)術(shù)領(lǐng)先，才能成為真正的科技強國，這就是“學(xué)科引任務(wù)”的含義。近兩年人工智能應(yīng)用十分火爆，而在此 6—7 年前，中科院的陳云霽、陳天石研究員帶領(lǐng)一個小團隊，率先在世界上開展加速智能計算的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究，取得國際領(lǐng)先的研究成果。在其成果的引領(lǐng)下，國家設(shè)立了智能應(yīng)用加速芯片的重大科技項目，這是“學(xué)科引任務(wù)”的鮮活案例。我國媒體上廣泛宣傳的科技成果多數(shù)是單點技術(shù)突破，看重某些單項技術(shù)在國際上的排名。而真正學(xué)術(shù)領(lǐng)先應(yīng)該是在某一學(xué)科有一批領(lǐng)先的人才和成果。從學(xué)術(shù)的“點”發(fā)展到“線”和“面”，需要較長時間的積累。泰山看上去很雄偉，但海拔只有 1 545 米，青藏高原的平地都有三四千米，建設(shè)科技強國就是要構(gòu)建科技的青藏高原。

與“任務(wù)帶學(xué)科”有密切關(guān)系的科研方針是“集中力量辦大事”，歷次科技改革都傳承了“兩彈一星”的這條成功經(jīng)驗。這是我們的傳家寶，一定要繼承下去。做好“集中力量辦大事”的前提是選擇干什么大事。一般而言，只有目標(biāo)明確、帶有較強工程性的任務(wù)才能集中。如果實現(xiàn)的可能途徑較多，還要做大量探索性的研究，盲目集中很多人朝一個方向干，可能是干蠢事。把基礎(chǔ)性研究搞成大兵團作戰(zhàn)，將一大堆小項目拼湊成一個重大計劃，未必能出大成果。帶基礎(chǔ)研究性質(zhì)的重大科技計劃，比如大數(shù)據(jù)研究計劃， 國外一般稱為倡議（Initiative），而且與集中實施的大項目（Project）的組織方式不同。生物醫(yī)藥、信息、材料等領(lǐng)域許多大成果是小團隊做出來的，設(shè)立重大項目更要慎重。同時，誰來干大事也是需要重視的問題。多年來我國習(xí)慣于依靠體制內(nèi)的國防科研單位、大院、大所來完成重大科研任務(wù)。其實，領(lǐng)頭的民營企業(yè)和眾多創(chuàng)新公司也是實現(xiàn)科技強國的重要力量，應(yīng)打破科技體制機制上的束縛，充分激發(fā)全民的創(chuàng)新活力。

1 申漳. 簡明科學(xué)史話. 北京: 中國青年出版社, 1981.

2 世界銀行, 國務(wù)院發(fā)展研究中心. 2030年的中國. 北京: 中國財政經(jīng)濟出版社, 2013.

3 李國杰, 徐志偉. 從信息技術(shù)發(fā)展態(tài)勢看新經(jīng)濟. 中國科學(xué)院院刊, 2017, 32(3): 233-238.

4 Baller S, Dutta S, Lanvin B, Eds. Global information technology report 2016. innovating in the digital economy. Geneva: World Economic Forum and INSEAD, 2016.

5 麥肯錫全球研究院. 中國的選擇: 抓住 5 萬億美元的生產(chǎn)力機遇. [2016-06-30]. http://www.chnmc.com/d/file/ wisdom/Stzlcase/2016-06-30/1467249988926216.pdf.

6 路風(fēng). 光變: 一個企業(yè)及其工業(yè)史. 北京: 當(dāng)代中國出版社, 2016.

7 Kevin Kelly. 科技想要什么. 熊詳, 譯. 北京: 中信出版社, 2011.

Thinking on Path for Building Powerful Country of Information Science and Technology

Li Guojie
（Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China）

From the perspective of the development of information technology and industry, this article advances an opinion on the path of development of science and technology power. Scientific power and industrial power are twin goals to be achieved together. Only if we really pay attention to industry demand, powerful technology would be formed. China will be a real power of science and technology only when becoming an academic leader. China should vigorously strengthen the applied research. In the process of realizing the power of science and technology, we need not only to develop mission-driven academic subjects, but also promote academic subjects by its own demands.

technological power, industrial power, subject development, mission-driven academic subjects

Born in 1943,

his Ph.D. in 1985 at Purdue University, USA. He was the director of the Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences (CAS), and now is a professor of this institute and a specially-appointed research fellow of the Science and Technology Think Tanks in the CAS Institutes of Science and Development (CASISD). He mainly engaged in researches on parallel algorithm, high performance computer, internet, and artificial intelligence. He has published more than 150 academic papers, directed a series of projects such as building Dawning-1000 computer, and won the First Prize of National Science and Technology Progress Award. He is a member of Chinese Academy of Engineering, as well as fellow of The World Academy of Sciences for the advancement of science in developing countries (TWAS). E-mail: lig@ict.ac.cn

*修改稿收到日期：2017年4月16日

李國杰 中國工程院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院（TWAS）院士。中科院計算技術(shù)所原所長，研究員，兼任中科院科技戰(zhàn)略咨詢院科技智庫特聘研究員。1943年出生于湖南，1985年在美國 Purdue 大學(xué)獲得博士學(xué)位。主要從事并行算法、高性能計算機、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的研究，發(fā)表了150余篇學(xué)術(shù)論文，出版《創(chuàng)新求索錄》個人文集。主持研制曙光-1000 等計算機，獲國家科技進步獎一等獎等獎勵。E-mail: lig@ict.ac.cn