发挥技术引领作用实现航天强国梦想

◎中国运载火箭技术研究院 王国庆 蒋先旺 饶大林

发挥技术引领作用实现航天强国梦想

◎中国运载火箭技术研究院 王国庆 蒋先旺 饶大林

科学技术在人类文明进程中发挥着引领、孕育和驱动作用，技术改变世界，技术创造需求，技术驱动发展。航天技术作为现代科学技术之一，出现短短几十年时间，在需求牵引与技术驱动双引擎的推动下，已经发展成为对现代社会和国民经济最具影响力的科学技术之一。尤其是航天技术与信息技术的结合，大大推动了社会、经济、军事的发展，改变了人们的生活习惯和方式。

当前世界正处在新科技革命的前夜，信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术等交叉融合，正在引发新一轮科技和产业革命。在新的科技革命发生之际，技术的引领作用尤其突出，很多技术会出现革命性的变化，一大批颠覆性技术的出现会改变原有的产业和社会格局。航天技术是众多科学技术的集成应用，其它科学技术的迅猛发展，也必将使得航天技术迎来革命性的发展，我们应该紧紧抓住新一轮技术革命的机遇，高度重视技术创新，充分发挥技术的引领、孕育和驱动作用，实现建设航天强国的历史使命，助力中华民族伟大复兴强国梦的实现。

一、科技发展史对我们的启示

航天科技是人类科技的重要组成部分，其发展遵从人类科技的发展规律。以史为鉴可以知兴替，回顾人类发展史，我们发现，技术驱动和需求牵引是整个人类文明进步的双引擎，它们轮流起着主导作用。

1．技术引领发展、改变世界

科学技术是人类文明进步的源动力，重大科技进步引发社会重大变革。石器制作、天然火的控制及应用是人类文明进步的源头和动力。石器制作使人类初步掌握了生产工具，火的应用催生了冶炼技术并使人类进入青铜器时代。青铜器发明后500年，人们发明了犁，使农耕技术发生重大变革。犁的出现标志着人类开始利用自然力从事农业生产，为社会分工提供了粮食保障，而社会分工使人们能够进入新的领域，创造更多财富，促进商业活动，导致城市的出现。

蒸汽机的发明引发了第一次工业革命，开创了以机器代替手工劳动的新时代，加强了世界各地之间的联系，确立了资产阶级对世界的统治地位。以发电机、电灯、电影、内燃机等电力技术为代表的重大发明和自然科学重大突破开启了第二次工业革命的历史新篇章，社会化大大加强，垄断组织应运而生，世界格局发生重大改变。20世纪，原子物理、新材料、微电子、信息等科学技术的出现和发展引发了一场“知识爆炸”，不仅改变了人们的生活和生产方式，更改变了人们的思维模式和社会组织形态。试想，如果人类没有掌握制作石器、控制火等技术，恐怕仍将停留在靠采摘和捕猎为生，与野兽、天气等自然力量抗争的原始社会阶段，更不可能出现当今物质文明和精神文明高度发达的社会。

2．技术孕育发展、创造需求

虽然人们的需求一直促进着科学技术的不断进步，但正是科学技术本身为人类生产、生活创造了更多新需求，使人们生活水平、工作质量和效率不断提高。

蒸汽机的发明促进了工业化大生产，大大提高了工作效率，人类除了将蒸汽机用于生产以外，还将其用于交通，发明了火车，修建了铁路，改进了船舶动力。这些新型交通工具的出现，使人们的迁徙变得更为快捷，促进了运输和旅游的发展。

电的发明可以更加明显地看出技术创造需求。有了电的出现，才有了电灯、电话等历史上从未有过的新产品。虽然西门子、爱迪生、贝尔等人最初的发明都是简陋的，但他们的伟大之处在于其发明创造了人们新的需求，颠覆了人们使用油灯、蜡烛等传统习惯，让人们认识到这些发明在生产劳动和日常生活中的巨大应用价值。人们的需求不断提高，新的需求不断产生，众多基于电力技术的生产装备及生活用品不断出现，因此，需求反过来促进了电力技术的不断发展。

网络技术、信息技术和通信技术的发展极大地改变了人们的生活、工作和教育方式，不仅为人们提供了天涯咫尺的便利，也提高了社会生产的效率。网上购物已被越来越多的家庭所接受并成为一种新的生活方式，节约了人们的时间；电子书刊凭借容量大、成本低、体积小等优点被越来越多的人接受；家庭办公也正在被众多企业推广，节省了人们上下班路途上的时间，减轻了交通压力；网络教育突破了传统教育的时空限制，将海量的数字化和多媒体信息传递到世界的各个角落，为更多的社会成员提供了受教育的机会。没有这些伟大的发明和发现，我们难以想象生活如此便利、社会如此发达。

3．需求牵引和技术驱动是社会进步的双引擎

需求牵引促进了社会、科技、经济的渐进式发展；技术驱动催生了新型生产方式的出现，促进了社会、科技、经济、军事的变革性发展，甚至颠覆了原有的社会结构，打破了原有的力量平衡，成为历史的转折点。

人们为了追求更美好的生活，在漫长的历史长河中一直在改进掌握的技术，但这些技术最初被发明或发现可能仅仅是灵光一闪的瞬间，而正是这一瞬间开启了新时代的大门。石器时代经历了上百万年，这期间人们一直在改良石器并拓展其使用范围，但终究没有走出石器时代的范畴。直到青铜器的发明，之后人们又用了上千年来改良和拓展青铜器，直到铁器的出现……瓦特发明改良蒸汽机花了24年，哈格妮夫斯发明珍妮纺纱机仅用了1年，后来的100年里，人们都在继续改良蒸汽机和纺纱机。同样，爱因斯坦从开始思考光与时间的问题到完成狭义相对论仅用了10年，后来用了12年完成了广义相对论。但直到现在，人们还在爱因斯坦的理论框架下研究时间与光的问题，仍在研究原子弹、氢弹、中子弹以及可控核聚变。

技术驱动难以在历史进程中长时间占据主导作用，因为科学家和发明家毕竟只是极小一部分人，而绝大部分人站在科技链条的后端，更多的是根据对社会、科技和经济的需求推动技术的应用，创造更多更新的产品。然而历史的轨迹总是在特定的时刻被颠覆性技术引领而改变方向，技术驱动起主导作用在时间尺度上可能是微乎其微的，但当它占据主导地位的时候，通常就是历史的转折点，图1直观形象地展示了这一点。

图1 技术驱动和需求牵引交替主导作用

二、抓住科技革命的机遇建设航天强国

2013年6月，习总书记在接见“天宫”一号和“神舟”十号参试代表时指出：“发展航天事业、建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”为了实现航天强国梦想，我们必须高度重视这一轮新的技术革命，密切关注技术发展，在坚持需求牵引的同时，更要敏感技术进步对航天事业的影响，抓住新一轮科技革命的机遇，实现中国航天从跟踪模仿型向引领发展型跨越，真正让中国屹立于世界航天强国之列。

1．当前航天技术发展亟待重大革命

虽然人类的航天事业取得了辉煌成就，但从历史发展的眼光看，航天事业还处于初创阶段，期待重大的技术变革。

航天技术的发展现状表明，当前的技术水平与我们探索宇宙的愿望相比还有很大差距。以航天运输系统为例，当前基于化学能的火箭发动机的技术指标已接近理论极限，运载火箭90%的质量是推进剂，运载效率很低，普遍在4%以下；规模大，近地轨道百吨级运载能力的火箭规模达到3000吨级；成本高，近地轨道任务的发射成本普遍在1万美元/千克以上，地球同步轨道卫星发射任务和深空探测任务的成本则更高；速度方面，从地球轨道至月球轨道的航行时间需要数天，而从地球至火星的航行时间需要200天左右，往返飞行则需要约900天，仅仅让人类在飞行过程中维持生命就是个大问题。不仅如此，当前航天飞行器的智能化水平、可靠性等都面临着很多问题。因此，航天事业渴望得到变革性新技术的驱动。

2．新一轮科技革命将使航天技术的变革成为可能

每一次科技革命都会深刻改变世界，当今正处在下一场重大技术革命的风口浪尖，未来新技术革命将重塑世界。

100多年前，相对论和量子力学出现，这是物理学上的重大发现，相对论实现了人类对原子能的控制和应用，量子力学的建立导致了20世纪的信息革命。经过百年轮回，暗物质成为笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。对暗物质、反物质认识的突破将极大地改变人类对宇宙的认识，甚至颠覆对现有世界的认识。这些科学上的重大突破也必将为航天技术带来革命性的变化。

从近期来看，量子通信、石墨烯、增材制造、原子陀螺、纳米技术、定向能等新技术发展很快，取得了很大进展。例如量子通信方面，IBM于2015年4月宣布首次实现同时检测两类量子错误，实现了制造具有实用性和可靠性量子计算机的关键一步；中国科学技术大学潘建伟研究团队将远程量子密钥分发系统的安全距离扩展至200千米，将成码率提高了3个数量级，创下新的世界记录，并首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态。石墨烯方面，英国曼彻斯特大学2位教授于2004年首次发现并用最原始的方法自备出来，10年的时间已经有了很大进展。近期，德国科学家正在验证一种基于电磁驱动原理的新型动力系统EMDrive，能够4小时到达月球，这为航天动力技术提供了新的探索方向。

如今，人类已处于量子调控时代的崭新起点上，可以逐步实现对构成物质的原子、分子乃至电子的调控，按需设计、合成新的材料，形成新奇的物态，必将为能源、信息、材料等科学技术的发展开辟广阔的空间。我们坚信，航天技术在不久的将来会迎来一场伟大的变革。

3．必须高度重视新技术的开发和应用

航天科技工业是国家工业体系的集大成者，是众多高新技术综合集成应用的结晶。在坚持需求牵引的同时，我们更要重视技术引领的力量，密切跟踪前沿技术，重视科学技术的最新成果，以超前的眼光抓住新技术出现与发展的每一个契机，积极推动相关新技术在航天产品上的应用，发挥技术的引领、孕育和驱动作用，抢占战略制高点。量子通信、石墨烯、增材制造、原子陀螺、纳米技术、定向能等一大批新技术正在快速涌现并迅速发展，无不展现出在航天领域的巨大应用潜力。当前我们要做的，不是坐等这些新技术向我们展示魅力，而是必须要以敢想敢干、不畏失败的勇气，不计短期得失的长远眼光主动探索这些技术在航天领域的应用方案和途径，使航天技术与基础前沿科学保持同步发展，促进新技术在航天领域及时发挥效益。唯有如此，我们才能实现弯道超车，否则将再次与决定民族兴衰的科技革命失之交臂。

4．必须构建开放、融合、协同的创新体系

科学技术发展如此迅猛，坐井观天、闭门造车、单靠一己之力势必被淘汰。我们需要构建开放、融合、协同的技术创新体系，汇集各方智慧，利用各种资源，发挥各自特长，共同推进技术发展及应用。

构建开放、融合、协同的创新体系，需要进一步完善创新组织体系。应该构建专业布局合理、预研与型号有机融合的研发体系，加强系统内各部门、各单位之间的合作与交流，加强产学研及国际合作，持续发展以企业为主体、产学研相结合的创新体系，把握企业自身、协作配套单位、科研院所、高校等各方在技术链、产品链及产业链中的不同定位及作用，实现需求牵引与技术推动的有机结合，充分利用各方资源构建完整的创新链条。

构建开放、融合、协同的创新体系，就需要在机制上创新，高度重视发明人的知识产权，充分考虑各方的利益诉求。通过建立共同投入、共担风险、共享成果与收益的机制，实现创新链条上各方的共赢，建立稳定、长期的战略合作关系；建立成果评价、转化与回报机制，让发明人真正分享成果收益，彻底激发科技人员创新的激情与活力，形成大众创业、万众创新的新局面。

构建开放、融合、协同的创新体系，还需要形成进取、协同、包容、民主的创新文化。要有积极进取，敢攀高峰，永不言败的斗志；要有系统布局，分工协作，相互信任的理念；要有心胸开阔，海纳百川，有容乃大的气度；还要有求真务实，畅所欲言，百舸争流的氛围。

黑格尔说：“一个民族有一些仰望星空的人，他们才有希望。”中国已经错过了前面两次工业革命，这两次错失几乎让我们这个延续了数千年的古老民族陷入深渊，好在我们在20世纪的知识爆炸历程中逐步觉醒而最终没有沉沦。今天历史就在我们脚下、在我们手中、在我们的思维里，我们将不再做历史轨迹的跟随者，而要做历史的驾驭者，做这场伟大变革的排头兵，这就是我们的航天梦！◀