两院院士谈高水平自立自强(一)

来源:安博体育电竞网址    发布时间:2023-11-20 15:42:35 浏览次数: 1

  党的十九届五中全会提出,坚持创新在我们国家现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。小编分别从

  加快战略性、前瞻性、颠覆性、基础性技术创新,在量子信息、太赫兹等世界前沿领域取得一批原创性、颠覆性成果,全方面提升自主创新和自主可控水平,在科技自立自强中展现新作为,这是中国航天面向世界科学技术前沿和重大战略需求的题中应有之义。

  中国式创新,需要科学的理论方法来支撑,需要坚持系统论观念。以钱学森同志为代表的几代航天人,在为国家创新研制生产导弹武器、火箭与卫星等国之重器的同时,坚持和运用辩证唯物主义,创造了航天系统工程思想理论方法,这是航天人时刻运用和实践的工作方法与工具。

  系统论观念的精髓是“整体大于部分之和,追求系统性增益”。中国航天事业在国力一穷二白、工业基础孱弱、“没有第二个人见过导弹”的情况下艰难起步。正是在系统论观念的指导下,中国航天“用功能和性能指标不那么先进的元器件设计制造出了世界一流水平的系统装备”,在最短时间之内,用最小投入,实现了复杂工程的规模化协同作战,取得了令世界瞩目的巨大成就。

  实践表明,航天系统工程是坚持系统观念的成功实践,坚持系统观念是我国航天事业成功发展的重要法宝。而系统论的要义是精准把握“矛盾的对立统一”关系。从哲学上讲,矛盾不可能消除,只能转化或和解。坚持系统工程论,必须用矛盾剖析方法来解构问题场景中的复杂交织关系,通过增维或降维问题的边界条件,在新的解题维度上达成矛盾的统一性。比如,我们在研究“网络安全问题”时发现,互联网空间广泛存在内源性安全矛盾,其内生特征决定了矛盾问题不可能“彻底消除”,只可以通过问题场景维度变换实现“条件规避或危害阻断”。

  换言之,传统的“亡羊补牢”“尽力而为”的“保镖式”附加防御范式,不可能解决“未知的未知”网络威胁或破坏问题。必须转换思维视角、方法论和实践规范,以“结构决定安全”的系统工程论为指导,敢于进行网络安全范式创新乃至数字产业生态转型,才可能在“有毒带菌”的互联网空间内实现“有质量保证”的安全目标。

  任何一种理论的产生,任何一种技术的突破,都是从实践中萌发,并着眼于解决实际问题。2017年,我国科学家为解决数字化的经济转型中的基础性问题,提出了在上海建设“大数据试验场”的构想,一方面试图解决大数据领域科学计算问题以及数据智能涌现的工程技术问题;另一方面着力解决数据要素流通、数据价值激活等产业高质量发展中的堵点、痛点。大数据时代,数据是基础性战略资源,定性与定量相结合的大数据试验场的运用,为解决跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨行业数据综合利用问题提供了基础实验环境,有助于加快实现“数据到决策、数据到研发、数据到生产、数据到智能”的创新。

  今天,我们在面临“卡脖子”困境时,也能借助系统工程思维来处理问题。比如,在突破芯片困境时,可完全开辟一条功能等效、换道超车的新路径,通过构建“晶圆级架构”,用软件定义晶上系统的软硬件协同处理方法,弥补我国在工艺技术层面的短板。

  构建新发展格局最本质的特征是实现高水平的自立自强。怎么样才可以自立自强?自力更生,自主创新。习深刻指出:“不能总是用别人的昨天来装扮自己的明天。不能总是指望依赖他人的科技成果来提升个人的科学技术水平,更不能做其他几个国家的技术附庸,永远跟在别人的后面亦步亦趋。我们没别的选择,非走自主创新道路不可。”

  世界科技强国竞争,比拼的是国家战略科技力量。全球新一轮科技革命孕育兴起,正在深刻影响世界发展格局,深刻改变人类生产生活方式。怎么来实现更多“从0到1”的突破?这首先要回答“谁来创新”的问题。

  一方面,应紧密围绕企业技术变革和人才引育需求,充分的发挥科研院所作为原始创新策源地、高水平研究型大学作为基础研究主力军和重大科学技术突破生力军的作用,从技术创新决策、研发投入、科研组织、成果转化全链条,构建行业企业牵头、高校院所支撑、各创新主体相互协同的创新发展联合体、共同体;另一方面,应深化全国重点实验室、国家制造业创新中心、技术创新中心、创新联盟等产学研深度融合平台的高质量建设,强化国际交流与合作,共建共享。

  这一切,不能离开人,人是最关键、最核心的要素。实现高水平科技自立自强,需要一大批具有科学精神、创造新兴事物的能力、批判性思维的拔尖创新人才。

  当前,我们以组建中央科技委员会为契机,把科学技术创新、自主人才培养摆在国家发展全局的核心位置,一体推进科学技术创新、人才教育培训、产业创新和体制机制创新,进而实现国家创新体系的整体构建、战略科技力量的系统强化、区域创新布局的全面提升、科学技术创新资源的高效配置。

  党的二十大报告提出,“加快建设教育强国、科技强国、人才强国,坚持为党育人、为国育才,全方面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才,聚天下英才而用之。”作为培养基础研究人才的主力军,高校必须全方位谋划基础学科人才教育培训,建设一批基础学科培养基地,培养高水平复合型人才。创新人才教育培训机制和教学手段,聚焦“国之大者”,精准服务国家战略人才需求。

  “自主”并不代表要去国际化,恰恰相反,教育应增强面向世界舞台、赶超国际水准的主动意识。党的二十大报告提出,我国要“加快建设世界重要人才中心和创新高地”,这也赋予高校更为崇高的责任:从始至终坚持面向世界科学技术前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,牢记为党育英才、为国铸重器的初心使命,以关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、变革性颠覆性技术创新为突破口,推进制造业数字化转型、绿色发展,提升产业基础高级化和产业链现代化水平,培养造就一支体现国家意志、服务国家需求、代表国家水平、具有国际竞争力的产业技术创新领军人才和高水平创新团队,加快建设世界重要人才中心和创新高地。

  当前,人类认识生命的探索已走到分子层面,基因治疗被科学界寄予厚望。但人类对疾病的认知和治疗能力并没有本质突破,依然在使用天然的和化学合成的物质对抗疾病,对整体生命活动的改善还很有限。

  面对越解越多的生命之谜,对于生命科学研究,现有范式难以更进一步揭示生命本质规律,必须构建新的研究范式,进行重大基础理论创新。

  2007年,图灵奖获得者吉姆·格雷曾提出,信息爆炸迫使科学家必须将实验、理论和计算机计算统一起来,建立一种新的科学研究范式,即第四范式——研究内容由局部走向系统,方法由单一学科走向学科交叉,范畴由多层分科走向探索共性。

  细胞是生命体的核心单元,人体就是一个由约37万亿至40万亿个细胞构成的复杂系统。心与小肠在解剖学上并没有直接联系,怎么会在生命活动中有关联呢?大数据证明了这样的关联确实存在。这在某种程度上预示着,通过大数据、人工智能等手段,以超级算力为基础,可以不断将生命组织架构间的关联解析出来。

  以往在还原论“范式”的指导下,人们试图通过认识单个基因或蛋白质的结构与功能来阐明个体的生理或病理活动,认为对复杂生命系统的理解能够最终靠将其拆解为组成的零部件并逐个拿出来进行研究来实现。

  事实并非如此,还原论指导下的“一药一靶”线性模式在抗击肿瘤、代谢性疾病和神经退行性疾病等慢性病方面面临巨大的挑战。美国政府在1971年专门启动消灭肿瘤的“战争”,但其结果却远未达到预期。

  为何会失败?最终的原因在于,肿瘤属于复杂疾病,其发生发展过程涉及机体众多的内部因素和外因,以及这一些因素之间复杂的网络相互作用。因此,必须寻找新的思路从整体研究策略上改变这种单纯的“碎片化”研究范式。

  要从一个基因、一个蛋白质、一个分子、一次研究,转变为对所有基因、所有蛋白质、所有分子进行系统研究,这种转变不仅是将生命体内的研究对象从局部转变为全局,更重要的是对生命的认知从简单性思维转变为复杂性思维,也就是系统生物学的思维模式。

  很快,系统生物学被引入医学领域,形成了系统生物医学,通过整合数学、计算机科学、数据分析等去分析细胞及分子水平的微观结构及其空间分布,解析这些结构间的网络化关联关系,以及揭示结构间网络化互作的动态时空变化规律。此为系统生物医学亟待研究的三大基础科学问题,也是破解疾病机制和新药研发的科学基础。

  由此可见,通过转变医学研究范式,能够更完整地认识人体复杂系统的运行和变化,揭示生命本质和生理病理机制,实现基础科学、临床医学、药学方面从零到一的突破。

  基础研究是高水平科技自立自强的根基,我们现在面临的一些“卡脖子”技术问题,根子是基础理论研究没跟上,源头和底层的东西还没搞清楚。

  当前,新一轮科技革命和产业变革逐渐深入,基础研究的内涵越发丰富,开展方式更加多样。加强什么样的基础研究,从何入手加强基础研究?我认为,主要是这样三种类型和路径:

  首先是坚持高水平自由探索式基础研究,挑战颠覆性、非共识的前沿问题。自由探索式基础研究是最具有创造性的人类智力活动,也是不确定性最强的研究路径。人类历史上的重大原始创新有很多都源于高水平的自由探索研究。19世纪末,意大利物理学家马可尼偶然发现电磁波无需电线媒介就能够远距离传递信息,这与当时“弯曲的地球表面不能传播电磁波”的固有认知严重相悖,因此备受质疑。但他继续坚持深入探索,持续不断的发展模拟信号编码基础原理和技术,最终实现了无线电通信。所以,我们要为开展自由探索的基础研究科研人员提供长周期支持,给予他们充分的自主权和试错空间,营造宽松、开放、包容性强的学术氛围和创新文化。

  其次是强化有组织的基础研究,解决国家重大战略需求。世界主要发达国家普遍格外的重视有组织的基础研究,将加强基础研究作为国家发展的策略的重要支撑。如、雷达等发明和青霉素的使用,让美国政府意识到有组织的基础研究的重要性,并一改以往靠欧洲科学成果发展的模式,积极组建了国家科学基金会、国防部高级研究计划局等资助机构,为变成全球头号科技强国和最大经济体奠定了坚实基础。这些年,我们的祖国不断健全新型制,以国家重大科研任务为牵引,推动高水平研究型大学、国家实验室等战略科技力量强强联手,目的是凝聚形成攻关大团队,充分的发挥“集中力量办大事”的组织优势。

  第三是深化应用型的基础研究,服务经济社会持续健康发展和人民生命健康。产业和临床一线面临的技术瓶颈背后,往往也是基础研究问题。21世纪初,在通信信道传输速率遭遇“香农极限”瓶颈的背景下,2008年毕尔肯大学电气工程系教授埃尔达尔·阿里坎公开发表论文,提出世界上第一类能够被严格证明达到“香农极限”的信道编码方法——polar码。华为公司基于这一研究基础,在polar码的核心原创技术上取得了多项突破,并促成学术研究到产业应用的蝶变,推动人类进入5G时代。由此看,在科学面前,我们同样要提升战略眼光,拓展战略视野,从产业和临床一线的堵点、卡点、断点、痛点中发现、凝练、解决关键核心科学问题,推动科技领军企业、地方政府、医疗机构、高水平研究型大学等各方面优势互补,疏通应用链背后的创新链。

  我们常说,基础研究是“从0到1”的研究。“0”是基础研究的问题,“1”则代表问题的突破。从“0”和“1”两个方面看,对于探索性基础研究,没有在先的、明确的、具体的“0”,“1”与“0”往往同步出现,主要依托高水平自由探索开展;对于战略导向的体系化基础研究,“0”是明确的国家战略需求,“1”主要依托有组织研究开展;对于市场导向的应用型基础研究,“0”隐藏在产业和临床一线的技术问题背后,需要主动寻找,“1”主要依托校企、校地、校医合作的方式开展。

  中国丝绸技艺历经5000多年,是享誉世界的中华民族伟大发明。一直以来,丝绸产业是中国的传统民族产业、重要民生产业和国际竞争优势产业。目前,中国是全球最大的丝绸原料生产和出口国,桑园面积、蚕茧产量约占世界产量的75%和73%,生丝、真丝绸缎和丝绸制成品出口量占世界的90%、70%和40%。

  中国丝绸产业如何在新时代通过高水平科技自立自强实现高水平发展?我想,这离不开“传承”与“创新”两个关键词。

  作为深耕丝绸领域近40年的科技工作人员,我始终有一个“根在丝绸的强国梦”初心,深感责任重大。

  高水平科技自立自强的底层逻辑是文化自信,文化自信能够最终靠优良历史传统文化的“传承”来强化。众所周知,丝绸源于中国,是中华文明的象征和重要组成部分,对中华文明的确立和发展作出巨大贡献,如今的丝绸慢慢的变成了中华民族的金名片,丝绸产业是中国不可多得的历史经典产业。中国蚕桑丝织技艺在2009年9月被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》,包括栽桑、养蚕、缫丝、染色和丝织整一个完整的过程的丝绸生产技艺和所用到的各种巧妙精到的织机和工具,以及由此产出绚丽多彩的丝绸产品和过程中衍生出来的民俗活动。因此,丝绸“传承”的内涵不仅要传承丝绸技艺,还要传承丝绸产业的自信自立的价值观。深入挖掘中国丝绸历史背景和文化和技艺资源、构建自主可控的丝绸资源数据库,是通过传承来增强产业自信自立和民族情怀的有效手段,也是实现丝绸科技自立自强的基础。

  高水平科技自立自强的表层逻辑是发展,发展需要产业科技的不停地改进革新来驱动。中国丝绸史可以说是一部丝绸科技慢慢的提升的发展史,汉代马钧发明的新式织绫机、唐代窦师纶创造的陵阳公样,都给丝绸科技工作人员留下了自立自强的创新范式。

  从20世纪80年代开始,浙江理工大学耕耘20多年,终于解决了蚕丝生产质量、丝绸数码织造和丝绸色牢度提升的行业关键技术问题。如今,丝绸产业高水平发展“瓶颈”之一的全龄人工饲料工厂化养蚕技术也取得突破,这一技术变革揭开了工业化养蚕时代的序幕。未来,基于工业化养蚕形成全新的丝绸产业链,其发展必将对整个蚕桑丝绸行业的产业格局带来重塑性变革。

  新时代,中国丝绸产业需要把“传承”与“创新”两个关键词的内涵参透悟全,把高水平科技自立自强放在自信的基点上,通过不停地改进革新,牢牢掌握产业高质量发展主动权,推进中国丝绸产业的高水平质量的发展,实现“根在丝绸的强国梦”。

  省政府与中国科学院、教育部签署共建中国科学技术大学协议 韩俊侯建国王清宪陈杰见证签约

  省委常委会审议通过《以高水平创新型省份建设为旗帜性抓手在国家创新格局中勇担第一方阵使命的指导意见》

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