科技创新是影响世界发展格局的关键变量,国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好。习近平总书记关于科技创新的重要论述从以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的战略高度,精准把握了“两个大局”背景下的新一轮科技革命和产业变革演进趋势,集中展现了马克思主义在当代中国及科技领域的创新性发展,使科技创新成为贯穿习近平新时代中国特色社会主义思想的鲜明主题与关键主线。我们需要深刻理解习近平总书记关于科技创新的重要论述所蕴含的世界观和方法论,着力破解影响高水平科技自立自强的重大问题,为构建支持全面创新体制机制、加快建成科技强国汇聚磅礴力量。

中国工程院近期发布了“中国工程科技2040发展战略丛书”,在该系列丛书的《综合报告》里,共列举了22项颠覆性技术,其中有13项中国已经走在了国际前列。那么今天,咱就来盘一盘这22项技术。
颠覆性技术第一大类是量子与人工智能技术,该领域排名第一的是量子测量与计量技术。咱之前说量子计算、量子通信比较多,量子测量讲的相对较少,但咱这方面其实也很强。近期科技日报还报了一条消息,北航搞出了全新的原子自旋传感器,能在近地磁量级的磁环境下精准测量比地球磁场弱十亿倍的磁信号,目前已用于探测暗物质候选粒子类轴子。暗物质虽然原则上不与电磁发生相互作用,但在类轴子模型中,还是能发生微弱的电磁作用。而要测量这种微弱作用,就需要北航原子自旋传感器这样的量子测量技术。
第二个超高精度量子导航与探测,这说的是量子技术在导航上的应用,技术上应该仍属于量子测量范畴。量子测量中国目前在第一梯队,但相对美国应该还没有优势,不能算国际领先。
后两个类脑智能与人体虚拟孪生,这两个说的是人工智能技术。类脑智能方面,浙大最近发布的“悟空”(Darwin Monkey),神经元规模多达20亿,超越Intel在2024年发布的Hala Point,成为全球规模最大的神经拟态类脑计算机。所以量子与人工智能这类颠覆性技术,类脑智能中国肯定是领先了,并且不止技术领先,工程化应用也领先,“问天I”已经商用。
第二大类能源与减碳类技术,这里面有新一代核电,中国的第四代核电确定领先。另外远距离高效率无线电能传输,这个美国比我们领先,已经实现8.6公里800瓦激光无线输电。我国目前的记录,是2021年的20米1千瓦微波输电。
零污染大气移动源,这个移动源可认为就是,汽车、轮船、飞机这些。说白了就是新能源交通工具,这个没有比中国更强的。净零碳-负能耗净水,这属于污水处理技术,目前比较领先的是新加坡、以色列这些水资源短缺的发达小国。
第三大类,新概念制造与先进材料。第一个生物3D/4D打印材料与技术。3D打印中国不弱,但要说生物3D打印,咱国家这方面信息不多。其实咱们整个生物技术,总体上都不算领先。
新原理、新概念与仿生机器人,这个领不领先我不知道,但国家相当重视也发展很快,机器人扭秧歌,机器人马拉松就不说了,近期北京还举办了2025世界机器人大会。但如果直接说领先估计会有人不服,而说在第一梯队估计不会有人反对。
细胞工程用材料与技术。生物技术类应该还是美国比较强,咱这方面不领先。宽禁带半导体材料,简单说就是碳化硅、氮化镓、氧化镓这些。咱不领先谁领先!毕竟有些国家连镓都没有。
无机塑性半导体技术,这个领域比较冷僻,但很意外也是中国领先,因为这玩意儿就是中国首创的,第一个材料是上海硅酸盐所,2018年搞出的硫化银。那这玩意儿有啥用呢?它主要是可形变,并且是半导体材料,在柔性电子设备上大有用途。
第四大类,新型运载与导航观测。首先航班化天地往返咱确实还不太行,这是马斯克的高光领域。之后跨介质无人航行器,什么是跨介质?就是直接从天入水、从水上天,并且是反复出入,不是水上起飞水上降落这种。这种无人航行器的优势,应该主要是灵活性。那谁领先呢、也是中国。具体装备有上海交大的“哪吒”,哈工程的“长弓”、西工大的“游隼”。
新概念航空动力。航空动力简单说就是航空发动机,而一说航空发动机,咱国家默认是不行的,不过咱军事上有爆震发动机,民用上有混合动力发动机,可以说是局部领先。广义管网运输,简单理解就是油气管道,但这里说了广义,就不仅仅是油气管道了。这方面也是中国最强,目前全球最长,单条圆管带式输送机就在河南,是华电重工研制的。另外还有真空管道胶囊。全球唯一低真空磁浮试验线在大同,最大时速1000公里。美国有个类似的Hyperloop One,但是已经停工。这东西类似高铁,美国可能已经放弃这个赛道。
立体导航与无人驾驶器导航。这个导航应该还主要依赖全球卫星导航定位系统,中国北斗仍是这方面佼佼者,中国继续领先。无缝隙高精度气象数值预报。天气预报这东西,主要依赖遥感和超算,这俩中国都领先,所以整体上也不可能弱。
最后第五大类,生物技术。该领域总体是我们短板,但看细项都是养殖种地技术,所以我们未必落后。首先动物干细胞育种。胚胎干细胞选种选配理论,就是中国农大田见晖教授首创的,我们再次领先。领先技术这么多,我都不太敢相信,但查到的资料确实如此。有一种可能是,在以上技术取得优势的专家都参与了中国工程2040调查,然后推动自己的技术入选了22项颠覆性技术。这种可能性其实非常大,积极参与调研的肯定是做出了好东西,而收到邀请却没参加的可能是对自己的成果还不太满意。我们要意识到这种偏差。
最后还剩两个,作物高光效利用、高效固氮和人工合成食物。这俩中国都在第一梯队,但不能说领先。美国有理论创新优势,中国有工程化优势。不像前面的动物干细胞育种,在理论和工程上都走在了前面。
总结一下中国工程2040列的22项颠覆性技术,我国已经有10项处于领先地位,另有3项位于第一梯队,所以标题说有13项走在前列。当然这都是我个人调研,视角可能存在片面。欢迎大家提出不同意见,共同提升我们的认知。
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