◎中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 王國(guó)慶 蔣先旺 饒大林

發(fā)揮技術(shù)引領(lǐng)作用實(shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想

◎中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 王國(guó)慶 蔣先旺 饒大林

科學(xué)技術(shù)在人類文明進(jìn)程中發(fā)揮著引領(lǐng)、孕育和驅(qū)動(dòng)作用，技術(shù)改變世界，技術(shù)創(chuàng)造需求，技術(shù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展。航天技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之一，出現(xiàn)短短幾十年時(shí)間，在需求牽引與技術(shù)驅(qū)動(dòng)雙引擎的推動(dòng)下，已經(jīng)發(fā)展成為對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)最具影響力的科學(xué)技術(shù)之一。尤其是航天技術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合，大大推動(dòng)了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、軍事的發(fā)展，改變了人們的生活習(xí)慣和方式。

當(dāng)前世界正處在新科技革命的前夜，信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)等交叉融合，正在引發(fā)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命。在新的科技革命發(fā)生之際，技術(shù)的引領(lǐng)作用尤其突出，很多技術(shù)會(huì)出現(xiàn)革命性的變化，一大批顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)改變?cè)械漠a(chǎn)業(yè)和社會(huì)格局。航天技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)的集成應(yīng)用，其它科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，也必將使得航天技術(shù)迎來(lái)革命性的發(fā)展，我們應(yīng)該緊緊抓住新一輪技術(shù)革命的機(jī)遇，高度重視技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮技術(shù)的引領(lǐng)、孕育和驅(qū)動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)的歷史使命，助力中華民族偉大復(fù)興強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)。

一、科技發(fā)展史對(duì)我們的啟示

航天科技是人類科技的重要組成部分，其發(fā)展遵從人類科技的發(fā)展規(guī)律。以史為鑒可以知興替，回顧人類發(fā)展史，我們發(fā)現(xiàn)，技術(shù)驅(qū)動(dòng)和需求牽引是整個(gè)人類文明進(jìn)步的雙引擎，它們輪流起著主導(dǎo)作用。

1．技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展、改變世界

科學(xué)技術(shù)是人類文明進(jìn)步的源動(dòng)力，重大科技進(jìn)步引發(fā)社會(huì)重大變革。石器制作、天然火的控制及應(yīng)用是人類文明進(jìn)步的源頭和動(dòng)力。石器制作使人類初步掌握了生產(chǎn)工具，火的應(yīng)用催生了冶煉技術(shù)并使人類進(jìn)入青銅器時(shí)代。青銅器發(fā)明后500年，人們發(fā)明了犁，使農(nóng)耕技術(shù)發(fā)生重大變革。犁的出現(xiàn)標(biāo)志著人類開(kāi)始利用自然力從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為社會(huì)分工提供了糧食保障，而社會(huì)分工使人們能夠進(jìn)入新的領(lǐng)域，創(chuàng)造更多財(cái)富，促進(jìn)商業(yè)活動(dòng)，導(dǎo)致城市的出現(xiàn)。

蒸汽機(jī)的發(fā)明引發(fā)了第一次工業(yè)革命，開(kāi)創(chuàng)了以機(jī)器代替手工勞動(dòng)的新時(shí)代，加強(qiáng)了世界各地之間的聯(lián)系，確立了資產(chǎn)階級(jí)對(duì)世界的統(tǒng)治地位。以發(fā)電機(jī)、電燈、電影、內(nèi)燃機(jī)等電力技術(shù)為代表的重大發(fā)明和自然科學(xué)重大突破開(kāi)啟了第二次工業(yè)革命的歷史新篇章，社會(huì)化大大加強(qiáng)，壟斷組織應(yīng)運(yùn)而生，世界格局發(fā)生重大改變。20世紀(jì)，原子物理、新材料、微電子、信息等科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展引發(fā)了一場(chǎng)“知識(shí)爆炸”，不僅改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，更改變了人們的思維模式和社會(huì)組織形態(tài)。試想，如果人類沒(méi)有掌握制作石器、控制火等技術(shù)，恐怕仍將停留在靠采摘和捕獵為生，與野獸、天氣等自然力量抗?fàn)幍脑忌鐣?huì)階段，更不可能出現(xiàn)當(dāng)今物質(zhì)文明和精神文明高度發(fā)達(dá)的社會(huì)。

2．技術(shù)孕育發(fā)展、創(chuàng)造需求

雖然人們的需求一直促進(jìn)著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，但正是科學(xué)技術(shù)本身為人類生產(chǎn)、生活創(chuàng)造了更多新需求，使人們生活水平、工作質(zhì)量和效率不斷提高。

蒸汽機(jī)的發(fā)明促進(jìn)了工業(yè)化大生產(chǎn)，大大提高了工作效率，人類除了將蒸汽機(jī)用于生產(chǎn)以外，還將其用于交通，發(fā)明了火車，修建了鐵路，改進(jìn)了船舶動(dòng)力。這些新型交通工具的出現(xiàn)，使人們的遷徙變得更為快捷，促進(jìn)了運(yùn)輸和旅游的發(fā)展。

電的發(fā)明可以更加明顯地看出技術(shù)創(chuàng)造需求。有了電的出現(xiàn)，才有了電燈、電話等歷史上從未有過(guò)的新產(chǎn)品。雖然西門子、愛(ài)迪生、貝爾等人最初的發(fā)明都是簡(jiǎn)陋的，但他們的偉大之處在于其發(fā)明創(chuàng)造了人們新的需求，顛覆了人們使用油燈、蠟燭等傳統(tǒng)習(xí)慣，讓人們認(rèn)識(shí)到這些發(fā)明在生產(chǎn)勞動(dòng)和日常生活中的巨大應(yīng)用價(jià)值。人們的需求不斷提高，新的需求不斷產(chǎn)生，眾多基于電力技術(shù)的生產(chǎn)裝備及生活用品不斷出現(xiàn)，因此，需求反過(guò)來(lái)促進(jìn)了電力技術(shù)的不斷發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展極大地改變了人們的生活、工作和教育方式，不僅為人們提供了天涯咫尺的便利，也提高了社會(huì)生產(chǎn)的效率。網(wǎng)上購(gòu)物已被越來(lái)越多的家庭所接受并成為一種新的生活方式，節(jié)約了人們的時(shí)間；電子書(shū)刊憑借容量大、成本低、體積小等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多的人接受；家庭辦公也正在被眾多企業(yè)推廣，節(jié)省了人們上下班路途上的時(shí)間，減輕了交通壓力；網(wǎng)絡(luò)教育突破了傳統(tǒng)教育的時(shí)空限制，將海量的數(shù)字化和多媒體信息傳遞到世界的各個(gè)角落，為更多的社會(huì)成員提供了受教育的機(jī)會(huì)。沒(méi)有這些偉大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，我們難以想象生活如此便利、社會(huì)如此發(fā)達(dá)。

3．需求牽引和技術(shù)驅(qū)動(dòng)是社會(huì)進(jìn)步的雙引擎

需求牽引促進(jìn)了社會(huì)、科技、經(jīng)濟(jì)的漸進(jìn)式發(fā)展；技術(shù)驅(qū)動(dòng)催生了新型生產(chǎn)方式的出現(xiàn)，促進(jìn)了社會(huì)、科技、經(jīng)濟(jì)、軍事的變革性發(fā)展，甚至顛覆了原有的社會(huì)結(jié)構(gòu)，打破了原有的力量平衡，成為歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

人們?yōu)榱俗非蟾篮玫纳?，在漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中一直在改進(jìn)掌握的技術(shù)，但這些技術(shù)最初被發(fā)明或發(fā)現(xiàn)可能僅僅是靈光一閃的瞬間，而正是這一瞬間開(kāi)啟了新時(shí)代的大門。石器時(shí)代經(jīng)歷了上百萬(wàn)年，這期間人們一直在改良石器并拓展其使用范圍，但終究沒(méi)有走出石器時(shí)代的范疇。直到青銅器的發(fā)明，之后人們又用了上千年來(lái)改良和拓展青銅器，直到鐵器的出現(xiàn)……瓦特發(fā)明改良蒸汽機(jī)花了24年，哈格妮夫斯發(fā)明珍妮紡紗機(jī)僅用了1年，后來(lái)的100年里，人們都在繼續(xù)改良蒸汽機(jī)和紡紗機(jī)。同樣，愛(ài)因斯坦從開(kāi)始思考光與時(shí)間的問(wèn)題到完成狹義相對(duì)論僅用了10年，后來(lái)用了12年完成了廣義相對(duì)論。但直到現(xiàn)在，人們還在愛(ài)因斯坦的理論框架下研究時(shí)間與光的問(wèn)題，仍在研究原子彈、氫彈、中子彈以及可控核聚變。

技術(shù)驅(qū)動(dòng)難以在歷史進(jìn)程中長(zhǎng)時(shí)間占據(jù)主導(dǎo)作用，因?yàn)榭茖W(xué)家和發(fā)明家畢竟只是極小一部分人，而絕大部分人站在科技鏈條的后端，更多的是根據(jù)對(duì)社會(huì)、科技和經(jīng)濟(jì)的需求推動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)造更多更新的產(chǎn)品。然而歷史的軌跡總是在特定的時(shí)刻被顛覆性技術(shù)引領(lǐng)而改變方向，技術(shù)驅(qū)動(dòng)起主導(dǎo)作用在時(shí)間尺度上可能是微乎其微的，但當(dāng)它占據(jù)主導(dǎo)地位的時(shí)候，通常就是歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，圖1直觀形象地展示了這一點(diǎn)。

圖1 技術(shù)驅(qū)動(dòng)和需求牽引交替主導(dǎo)作用

二、抓住科技革命的機(jī)遇建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)

2013年6月，習(xí)總書(shū)記在接見(jiàn)“天宮”一號(hào)和“神舟”十號(hào)參試代表時(shí)指出：“發(fā)展航天事業(yè)、建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)，是我們不懈追求的航天夢(mèng)?！睘榱藢?shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想，我們必須高度重視這一輪新的技術(shù)革命，密切關(guān)注技術(shù)發(fā)展，在堅(jiān)持需求牽引的同時(shí)，更要敏感技術(shù)進(jìn)步對(duì)航天事業(yè)的影響，抓住新一輪科技革命的機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天從跟蹤模仿型向引領(lǐng)發(fā)展型跨越，真正讓中國(guó)屹立于世界航天強(qiáng)國(guó)之列。

1．當(dāng)前航天技術(shù)發(fā)展亟待重大革命

雖然人類的航天事業(yè)取得了輝煌成就，但從歷史發(fā)展的眼光看，航天事業(yè)還處于初創(chuàng)階段，期待重大的技術(shù)變革。

航天技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀表明，當(dāng)前的技術(shù)水平與我們探索宇宙的愿望相比還有很大差距。以航天運(yùn)輸系統(tǒng)為例，當(dāng)前基于化學(xué)能的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)已接近理論極限，運(yùn)載火箭90%的質(zhì)量是推進(jìn)劑，運(yùn)載效率很低，普遍在4%以下；規(guī)模大，近地軌道百噸級(jí)運(yùn)載能力的火箭規(guī)模達(dá)到3000噸級(jí)；成本高，近地軌道任務(wù)的發(fā)射成本普遍在1萬(wàn)美元/千克以上，地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)和深空探測(cè)任務(wù)的成本則更高；速度方面，從地球軌道至月球軌道的航行時(shí)間需要數(shù)天，而從地球至火星的航行時(shí)間需要200天左右，往返飛行則需要約900天，僅僅讓人類在飛行過(guò)程中維持生命就是個(gè)大問(wèn)題。不僅如此，當(dāng)前航天飛行器的智能化水平、可靠性等都面臨著很多問(wèn)題。因此，航天事業(yè)渴望得到變革性新技術(shù)的驅(qū)動(dòng)。

2．新一輪科技革命將使航天技術(shù)的變革成為可能

每一次科技革命都會(huì)深刻改變世界，當(dāng)今正處在下一場(chǎng)重大技術(shù)革命的風(fēng)口浪尖，未來(lái)新技術(shù)革命將重塑世界。

100多年前，相對(duì)論和量子力學(xué)出現(xiàn)，這是物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，相對(duì)論實(shí)現(xiàn)了人類對(duì)原子能的控制和應(yīng)用，量子力學(xué)的建立導(dǎo)致了20世紀(jì)的信息革命。經(jīng)過(guò)百年輪回，暗物質(zhì)成為籠罩20世紀(jì)末和21世紀(jì)初現(xiàn)代物理學(xué)的最大烏云，它將預(yù)示著物理學(xué)的又一次革命。對(duì)暗物質(zhì)、反物質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破將極大地改變?nèi)祟悓?duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，甚至顛覆對(duì)現(xiàn)有世界的認(rèn)識(shí)。這些科學(xué)上的重大突破也必將為航天技術(shù)帶來(lái)革命性的變化。

從近期來(lái)看，量子通信、石墨烯、增材制造、原子陀螺、納米技術(shù)、定向能等新技術(shù)發(fā)展很快，取得了很大進(jìn)展。例如量子通信方面，IBM于2015年4月宣布首次實(shí)現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)兩類量子錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)了制造具有實(shí)用性和可靠性量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵一步；中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉研究團(tuán)隊(duì)將遠(yuǎn)程量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全距離擴(kuò)展至200千米，將成碼率提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)，創(chuàng)下新的世界記錄，并首次成功實(shí)現(xiàn)多自由度量子體系的隱形傳態(tài)。石墨烯方面，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)2位教授于2004年首次發(fā)現(xiàn)并用最原始的方法自備出來(lái)，10年的時(shí)間已經(jīng)有了很大進(jìn)展。近期，德國(guó)科學(xué)家正在驗(yàn)證一種基于電磁驅(qū)動(dòng)原理的新型動(dòng)力系統(tǒng)EMDrive，能夠4小時(shí)到達(dá)月球，這為航天動(dòng)力技術(shù)提供了新的探索方向。

如今，人類已處于量子調(diào)控時(shí)代的嶄新起點(diǎn)上，可以逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)成物質(zhì)的原子、分子乃至電子的調(diào)控，按需設(shè)計(jì)、合成新的材料，形成新奇的物態(tài)，必將為能源、信息、材料等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟?gòu)V闊的空間。我們堅(jiān)信，航天技術(shù)在不久的將來(lái)會(huì)迎來(lái)一場(chǎng)偉大的變革。

3．必須高度重視新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

航天科技工業(yè)是國(guó)家工業(yè)體系的集大成者，是眾多高新技術(shù)綜合集成應(yīng)用的結(jié)晶。在堅(jiān)持需求牽引的同時(shí)，我們更要重視技術(shù)引領(lǐng)的力量，密切跟蹤前沿技術(shù)，重視科學(xué)技術(shù)的最新成果，以超前的眼光抓住新技術(shù)出現(xiàn)與發(fā)展的每一個(gè)契機(jī)，積極推動(dòng)相關(guān)新技術(shù)在航天產(chǎn)品上的應(yīng)用，發(fā)揮技術(shù)的引領(lǐng)、孕育和驅(qū)動(dòng)作用，搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)。量子通信、石墨烯、增材制造、原子陀螺、納米技術(shù)、定向能等一大批新技術(shù)正在快速涌現(xiàn)并迅速發(fā)展，無(wú)不展現(xiàn)出在航天領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。當(dāng)前我們要做的，不是坐等這些新技術(shù)向我們展示魅力，而是必須要以敢想敢干、不畏失敗的勇氣，不計(jì)短期得失的長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光主動(dòng)探索這些技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用方案和途徑，使航天技術(shù)與基礎(chǔ)前沿科學(xué)保持同步發(fā)展，促進(jìn)新技術(shù)在航天領(lǐng)域及時(shí)發(fā)揮效益。唯有如此，我們才能實(shí)現(xiàn)彎道超車，否則將再次與決定民族興衰的科技革命失之交臂。

4．必須構(gòu)建開(kāi)放、融合、協(xié)同的創(chuàng)新體系

科學(xué)技術(shù)發(fā)展如此迅猛，坐井觀天、閉門造車、單靠一己之力勢(shì)必被淘汰。我們需要構(gòu)建開(kāi)放、融合、協(xié)同的技術(shù)創(chuàng)新體系，匯集各方智慧，利用各種資源，發(fā)揮各自特長(zhǎng)，共同推進(jìn)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用。

構(gòu)建開(kāi)放、融合、協(xié)同的創(chuàng)新體系，需要進(jìn)一步完善創(chuàng)新組織體系。應(yīng)該構(gòu)建專業(yè)布局合理、預(yù)研與型號(hào)有機(jī)融合的研發(fā)體系，加強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)各部門、各單位之間的合作與交流，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研及國(guó)際合作，持續(xù)發(fā)展以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的創(chuàng)新體系，把握企業(yè)自身、協(xié)作配套單位、科研院所、高校等各方在技術(shù)鏈、產(chǎn)品鏈及產(chǎn)業(yè)鏈中的不同定位及作用，實(shí)現(xiàn)需求牽引與技術(shù)推動(dòng)的有機(jī)結(jié)合，充分利用各方資源構(gòu)建完整的創(chuàng)新鏈條。

構(gòu)建開(kāi)放、融合、協(xié)同的創(chuàng)新體系，就需要在機(jī)制上創(chuàng)新，高度重視發(fā)明人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，充分考慮各方的利益訴求。通過(guò)建立共同投入、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享成果與收益的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新鏈條上各方的共贏，建立穩(wěn)定、長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作關(guān)系；建立成果評(píng)價(jià)、轉(zhuǎn)化與回報(bào)機(jī)制，讓發(fā)明人真正分享成果收益，徹底激發(fā)科技人員創(chuàng)新的激情與活力，形成大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的新局面。

構(gòu)建開(kāi)放、融合、協(xié)同的創(chuàng)新體系，還需要形成進(jìn)取、協(xié)同、包容、民主的創(chuàng)新文化。要有積極進(jìn)取，敢攀高峰，永不言敗的斗志；要有系統(tǒng)布局，分工協(xié)作，相互信任的理念；要有心胸開(kāi)闊，海納百川，有容乃大的氣度；還要有求真務(wù)實(shí)，暢所欲言，百舸爭(zhēng)流的氛圍。

黑格爾說(shuō)：“一個(gè)民族有一些仰望星空的人，他們才有希望。”中國(guó)已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了前面兩次工業(yè)革命，這兩次錯(cuò)失幾乎讓我們這個(gè)延續(xù)了數(shù)千年的古老民族陷入深淵，好在我們?cè)?0世紀(jì)的知識(shí)爆炸歷程中逐步覺(jué)醒而最終沒(méi)有沉淪。今天歷史就在我們腳下、在我們手中、在我們的思維里，我們將不再做歷史軌跡的跟隨者，而要做歷史的駕馭者，做這場(chǎng)偉大變革的排頭兵，這就是我們的航天夢(mèng)！?