太空技术的战略定位、博弈逻辑与产业走势

苏世伟

【摘要】登月飞船、 航天飞机走下神坛之后，经济制约造成一系列太空探索困境，依然是太空技术和产业发展面临的主要问题，清除太空碎片等太空公共事务呼唤更加紧密的国际合作。鉴别、预测和运用颠覆性太空技术的难度不低于技术发明本身;我国两弹一星、载人航天的系统运作机制只是应用机制，我们缺少真正意义上的颠覆性技术研发机制;缩短颠覆性太空技术研发者与应用者之间的距离，是我国发展太空技术的当务之急。SpaceX公司在美国宇航局（NASA）的帮扶下，取得太空技术应用的历史性突破，对我国发展太空经济具有启示作用。

【关键词】太空技术  太空产业  太空安全治理  太空竞争  颠覆性技术

【中图分类号】 V19                   【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.16.005

太空技术（Space Technology）是在太空科学引领下，人类进行太空活动所应用的工程技术，也称航天技术或空间技术。探索太空是人类千百年来的夙愿，从嫦娥奔月的传说就可以看到人们对太空的遐想和寄托。但在伽利略将望远镜对准太空之后，人类逐渐认识到，太空远远不是地球人想象的那般景致，于是太空技术发展成为人类认识太空的必要工具。太空技术的进步使人类看到了地球之外的宇宙，拓展了人类的认知领域，丰富了太空科学的内涵，同时还改变了人类的思维方式和科研方法。通讯卫星等一系列太空科技的广泛应用，使地球村的生存、生活质量有了空前提高。太空技术在为人类带来福祉的同时，也不可避免地提出前所未有的新问题：怎样化解太空技术的共享与知识产权保护之间的冲突？如何在太空商业利益与社会公益之间取得平衡？太空探索的愿景能否回应现实国际社会的利益诉求？政治、安全方面对太空的期望，远远超出了太空工程所能驾驭的范围。要解决这些围绕太空技术产生的新问题，都需要世人客观、理性地把握太空技术的多重战略属性、生成机理、博弈逻辑和产业走势。

太空技术发展与太空探索的战略困境

自从1957年苏联发射世界上第一颗人造地球卫星进入太空，人类开始跨进航天时代。太空属于公共领域，为全人类所共有，任何太空行为都具有全球性，无论多么充足的理由也不能解释太空属于那个具体的国家。太空科学无国界，但太空技术的壁垒一直存在，60多年来，军事对抗仍是提升太空技术的主要动力，同时，太空技术的内涵与边界一直在拓展，表现出多重战略属性。

赫拉利在《未来简史》开篇就谈到：“人类从古至今都面临三大问题，即饥荒、瘟疫和战争，而在第三个千年开始时，人类突然意识到在过去几十年间，我们已经成功地遏制了饥荒、瘟疫和战争……虽然这些问题还算不上完全解决，但它们已经从不可理解、无法控制的自然力量转化为可应对的挑战了。”[1]尽管时至2020年，新冠病毒席卷全球，瘟疫再次考验人类的医疗水平，但人类太空技术的进步，使征服太空成为“可应对的挑战”。

当代的太空技术使人类拥有全球导航系统，可以为地球各个角落的用户提供定位服务;拥有空间站系统，可以使人长期在太空停留;拥有深空探测能力，可以对月球、火星进行科学探测。太空技术使太空环境本身被技术化了，与前工业时代相比，太空技术也使人类的观念基础发生了变化。从哲学意义上讲，古代技术被看作是满足人的需求的手段，与自然的关系是一种天然的关系，而包括太空技术在内的现代技术，事实上成为支配自然的超级力量，以机械的强制支配方式，力图使一切都变成技术生产的对象，包括人类自身。20世纪80年代，美国提出以太空技术为主导的星球大战计划，实质上就是把人当作征服的目标，技术将人物化了，人类凭借太空技术突破大气层的自然界限之后，再为自己制造灭顶之灾。可见，在一定意义上说，当下是技术力量征服政治统治的时代，我们不得不正视：人类社会正在从自然文明阶段向技术文明阶段过渡。

随着人工智能等技术的发展，人类社会像霍金设想的那样绝望，还是呈现资本达人所信奉的“技术乐观主义”，人类的前景真的风光无限吗？莱恩·阿瑟（W.Brian Arthur）在《技术的本质》中说：“如果技术将我们与自然分离，它就带给了我们某种类型的死亡。但是如果技术加强了我们和自然的联系，它就肯定了生活，因而也就肯定了我们的人性。”[2]2018年，他又强调，“我不是在提倡困难，但我们注定要通过困境变得更强大。如果你没有经历过任何挑战，你会变得很弱。当你经历了足够多的困难时，你会发现你的内心也成长了。我在《技术的本质》里提到了《星球大战》的故事，它讲了一小群人类和‘死星，也就是高科技产物，然后这些人类要与之作斗争，來在技术主宰的世界中保全最后的人性。”[3]莱恩·阿瑟设想的人类最终要与太空技术作斗争，这使我们意识到：技术的本质原来是这样矛盾和不可思议。

太空技术作为现代人类依托的尖端高新技术之一，本身为人类预设了探索太空的战略困境。本来，1957年苏联卫星上天是人类文明的进步，可美国却将其当作巨大压力，誓在太空与苏联一决雌雄，于是美苏两国不计经济成本地开展太空竞赛。自1958年美国宇航局（NASA）成立以来，美国先后实现了阿波罗登月计划、发射航天飞机和建造国际空间站等太空战略目标。NASA既为世界贡献了成熟的太空技术，证明了人类探索太空的能力，同时也不断遭受美国国内政治的阻挠。1972年，阿波罗17号飞船登月成功之后，因为经济制约，美国太空行动主要在低轨道开展。小布什总统曾经提出“重返月球”计划，但奥巴马总统执政后，载人太空飞行的目标改为火星。2017年12月11日，美国总统特朗普签署“1号太空政策指令”，号召美国重返月球。

探索太空的战略规划是在不确定的前提下作出的，因为人类的未来文明是什么样没人能说得清。尽管我们依靠现代技术对世界的感知越来越清晰，对全球的人和物可定位、可观察，但我们依然无法确定地把握未来世界。太空探索规划的主体是政府官员、公司主管和科技专家等，由于各主体的站位不同，规划在设计和执行中难免会有预料不到的问题。专家们在各自的专业领域可以信步江湖，但几乎没有几个人能对未来提出系统的前瞻性预判;职业政治家、企业家们擅长组织、管理，但也不能对规划的全程作出精致的安排。美苏两国对发展航天飞机的战略规划，当初都是好主意，可执行起来问题成堆，给人类太空探索之旅留下了很多值得吸取的经验教训。

航天飞机（Space Shuttle）是有人驾驶可重复使用的往返于太空和地面之间的飞行器。它兼具航天、航空的技术优势，通过运载火箭送入太空轨道，进入轨道飞行，还能像民航飞机一样在地面滑翔着陆。冷战时期，美苏争霸，两国都努力研发这一个高效的航天器。按照美国的计划，航天飞机寿命最多为20年，每架应飞行100次左右。实际上，美国总共建造5架航天飞机，5架总共飞行135次，其中2架爆炸，14名宇航员遇难，2架已严重超期限服役。2011年7月21日，随着“亚特兰蒂斯号”航天飞机最后一次着陆，争议巨大的航天飞机项目宣布结束。美国为什么终止航天飞机计划，美国航天人一语中的：它可能是一个代价高昂的战略性错误。

美国原计划航天飞机的预算为430亿美元（换算为2011年的美元价格），每次发射费用预计为5400万美元，由于对航天飞机系统的复杂性认识有限，技术和系统维护的费用严重超标。从1985年到1988年10月间，航天飞机的发射费用增加了85%，即每次发射费用飙升到近1亿美元。到2011年，航天飞机项目共花费1960亿美元，其中每架航天飞机的成本约为120亿美元，单次发射的费用约为4亿5千万美元，而一次性使用的宇宙飞船造价就是2亿～3亿美元。美国航天飞机计划后期的花费竟占到美国全部民用航天经费的1/3，严重挤压“国际空间站”、深空探测等航天工程的预算。

美国研制航天飞机的目的，是为了更经济地进行太空轨道运输，但苏联理所当然地将其视为运载核武器的工具，并建造“暴风雪号”航天飞机与美国竞争。为此，苏联研制了48种新型材料，这些成果中有150多项属于原创而获得了发明专利。“暴风雪号”航天飞机中大约有2000多个活动部件，能在干摩擦条件下运转、工作。这些部件是用高强度钢、镍和钛合金制造，还有抗摩擦损耗的覆盖层，可见其质量不一般。“暴风雪号”的研制成本超过200亿卢布，1988年顺利实现无人首飞后，也是基于经济原因，再也没有飞行，整个项目无奈地随着苏联的解体而永远地被搁置了。

航天飞机是20世纪70年代末期的技术水平，那时没人会预料到：进入21世纪，随着计算机软件和人工智能技术的发展，太空飞行器运行时由人直接操作的部分可以进行智能化操作，飞行器的控制和维护模式减少了人的因素;数码照相元件替代了相机胶卷，软件更新置换了硬件修改，飞行器的成像设备在轨几年不用维护。因此执行同样的太空任务，载人航天要载的人数减少了，高成本的航天飞机必然退出历史舞台。

航天飞机、太空飞船、卫星和空间站等各种航天器竞相登场，必然形成太空垃圾，太空轨道上的飞行碎片也会日积月累，威胁飞行器安全。美国航空航天局曾经保守估计，地球轨道上的太空碎片超过1亿件，移动速度与飞行器不相上下，完全有可能撞击在轨飞行器。为了不再增加太空碎片，自2008年后，世界各国就没有再开展过一次反卫星试验。然而，2019年3月27日，印度宣布，刚刚完成了反卫星试验，击落了1颗高度在300公里的印度低轨卫星。[4]继美俄中之后，印度成为第4个具备反卫星能力的国家。2019年4月1日，美国NASA对印度反卫星试验发出明确警告：该试验制造了400枚轨道碎片，其中24块碎片目前漂浮在国际空间站远地点的上方，将会给国际空间站（ISS）构成危险。印度为展示自己的太空军事实力，谋求太空竞争优势，却进一步加剧了太空安全治理的困境。

太空安全治理的困境是太空技术发展的外部环境，而太空技术自身发展的不平衡，更让人忧虑。目前，由于信息技术的广泛应用，能与信息技术相结合的那部分太空技术发展得较快，类似应用卫星技术与互联网、手机等结合，产生的经济效益也可观，这是需求牵引的结果。但是航天系统的运输能力和经济性，已成为制约太空探索和太空资源利用的瓶颈，尤其与能源利用有关的动力技术，一直发展滞后，还不能满足太空飞行器的动力需求。按照现有的技术水平，未来十年、二十年，人类如果还是依靠化学燃料作推进动力载人登陆火星，其技术难度可想而知。就是部分采用离子推进或太阳帆推进技术，或者开发成功核聚变火箭，其中人的安全问题也不是现有技术能顺利解决的。

1969年7月21日凌晨2点56分（UTC），阿姆斯特朗的左脚踏上了月球，他说：“这是一个人的一小步，却是人类的一大步”。下一个“人类的一大步”迈向何方？美国《2018太空威胁评估》报告指出：美国所有的军事行动都依靠太空。包括美国政府卫星以及商业和国际合作伙伴卫星在内的所有太空系统，都容易受到干扰、赛博攻击或直升式反卫星武器攻击等各种威胁。[5]目前，美国占尽太空技术的优势，却还秉持冷战思维，人类的太空征程还潜藏着种种不测之虞。

太空技术承载着诗和远方，也寄托着人类文明的希望。齐奥尔科夫斯基曾说，“俄罗斯的火箭是站在普希金的肩膀上发射的”，太空技术从一骑绝尘到成为利益的羁绊，纵有千回万转，但文化底蕴依旧，因为普希金的肩膀还在。截止到2018年初，人类发送的离地球最远的人造物体，是NASA于1977年9月5日发射的无人探测器“旅行者1号”，与太阳距离达到141个天文单位，即日地距离的141倍。旅行者1号在探测了木星和土星之后，继续向太阳系外缘前进。未来倘若人类还想再进一步向深空发展，这就是颠覆性的发展，当然其也呼唤颠覆性太空技术来助力。

颠覆性太空技术的创新机理与应用逻辑

哈佛商学院教授克莱顿·克里斯滕森将颠覆性技术定义为：一种另辟蹊径、会对已有传统或主流技术产生颠覆性效果的技术，它能重新配置价值体系，并引领全新的产品和服务。据麦肯锡全球研究所预测，到2025年，一些颠覆性技术有望每年创造14万亿至33万亿美元的效益。这是指一般意义上的颠覆性技术的潜在经济价值，但是颠覆性太空技术的潜力可不是单靠经济衡量的。世界航天大国的竞争明显聚焦于颠覆性太空技术创新能力，谁能创新，谁能应用得更好，谁就掌握了战略主动权。

颠覆性太空技术可以是基于新理念的原始创新，或是现有技术的集成创新，也可能是成熟技術的转移与创新应用，不一定比原来的复杂，但肯定更适合市场需求，有规模庞大的应用空间。观察2000年以来太空技术的进步，以及一系列航天工程的成功运作，都可以看到颠覆性太空技术的引领作用。伴随信息技术的快速发展和广泛应用，颠覆性太空技术产生的频度变快，应用前景更加难以确定，但世界航天大国试图通过颠覆性太空技术建构非对称战略制衡能力的愿望并没有减弱，企图“一剑封喉”，渴望“瞒天过海”，期盼“釜底抽薪”，都是想借助颠覆性太空技术达成非对称的战略制衡。然而，有了颠覆性技术，并不一定形成非对称的太空制衡能力，两者的转换有其内在的逻辑。

一是多元需求决定颠覆性太空技术兼具广义性和狭义性。颠覆性太空技术，从破土而出到发展壮大，需要面临两次生死攸关的考验，需要两次跨越“鬼门关”。第一次是跨越技术理念萌生与技术试验定型之间的“死亡之谷”，获得出生证明;第二次是跨越技术与应用之间的“死亡之谷”，满足太空工程需求，提升应用能力。第一次跨越使新技术理念转化为新型技术，跻身于太空技术体系;第二次跨越由新技术转化为应用能力。两次决定性的跨越，演绎着颠覆性太空技术的发展历史和发展趋势，要经历对新技术进行选择、培植、孵化的过程，产业化、社会化过程，以及推广普及过程等。颠覆性太空技术具有广义性和狭义性。广义性是指超越技术的历史积累，强调基础性的突破;狭义性是指现实需求推动具体技术的不断完善，侧重现实应用。广义性和狭义性分别体现在颠覆性技术发展的宏观方向和微观方向上。

从颠覆性太空技术的运用效果上看，广义性在于太空技术发展的等级提升，科研方法的创新和思维品质的提高，乃至对人类文明的贡献。X-37B空天飞机取代航天飞机，在于对滞留太空时间的超越，体现着颠覆性太空技术的广义性延伸。而狭义性在于对具体太空技术的进一步提高和完善，尤其完善技术诞生时期不曾需要，或实践需要不足的技术。我国北斗系列卫星与第一代导航卫星相比，就体现了颠覆性太空技术的狭义性超越，北斗就是在继承第一代导航卫星的基础上而青出于蓝胜于蓝的。无论是广义性，还是狭义性，都强调颠覆性太空技术的现实需求动力、历史成长环境和未来应用前景，而且广义性和狭义性并行不悖，表明“颠覆性”本身是开放的。

二是军事对抗决定颠覆性太空技术具有开放的本性和特征。太空探索的艰巨性和长期性，决定了颠覆性太空技术必然与时俱进，尤其人类对颠覆性太空技术的高性能需求和多功能需求，几乎没有止境。一旦基础科学取得突破性进展，必然触动军事领域的敏感神经，比如，GPS全球定位诞生后，GPS的军事应用就顺理成章了，1991年海湾战争后，美军对GPS的依赖和娴熟运用可见一斑。颠覆性太空技术对基础科学也是开放的，因为基础科学的新突破创造了新需求，同时也提高了军事需求的层次。冷战时期，美国为了取得对苏联的太空技术优势，倾举国之力支持NASA的技术研发，NASA也不辱使命，积极消化吸收有创意的航天理念，并取得登月工程、国际空间站等多项应用成就，在理论创新与技术应用之间架起桥梁。今天，NASA面对复杂而繁重的太空探索任务，未来的任务充满挑战和风险，坚信只有努力强化颠覆性技术创新，才可能找到低成本和低风险的通向太空之路。[6]量子通讯技术、人工智能技术、纳米技术的基础性突破，必然催生新的颠覆性太空技术。同时，在对新技术的吸纳和消化中，颠覆性太空技术本身也会进一步体现开放性。2015年，美国公司提出开发不需燃料的新型微波驱动航天飞机，[7]让人脑洞大开，看到探索太空的新希望。

由于军事的本质在于对抗，一旦颠覆性太空技术应用于军事，任何一方都在千方百计地努力压倒对方，所以各方对颠覆性技术都有天然的敏感性，力图通过技术优势取得事半功倍的效果。人类对于颠覆性太空技术的无止境探索，描绘出技术发展的螺旋式上升图景：一旦一项新的颠覆性太空技术被破解，就会随即产生反制措施，削弱或完全抵消该技术的领先优势，使对抗双方形成更高级的技术对抗平衡。从一定意義上讲，技术平衡螺旋式上升的清晰图景，是颠覆性太空技术形成非对称战略制衡能力的结果，也是技术范式和应用范式持续相互转化的必然，反映了颠覆性太空技术的开放性。

三是鉴别、预测和运用颠覆性太空技术的难度不低于技术发明本身。如何鉴别颠覆性技术，目前还没有公认的标准，鉴别主要依靠经验，以文献归纳、专家研判为主。2013年9月，美国国防部快速反应技术办公室论证“下一代技术”项目，提出5项有可能改变未来游戏规则的新技术，就是主要依靠采访60多名不同类型的专家，包括未来学家、风险投资专家、顶尖科学家和实验室主管等。在认知上看，颠覆性技术的鉴别与预测具有一致性，颠覆性技术具有阶段性、相对性和动态性特征，即技术的颠覆只是在一定时段内，对具体的传统技术的颠覆，由于应用环境的变化，技术本身也在变化。对此，颠覆性技术的风险性也必然凸显出来。例如，美国陆军在20世纪90年代用专家调查方法做过一个“陆军21世纪战略技术”的预测，2008年，美国国防大学对其预测结果进行评估，发现仅过了15年，当时的预测只有1/4是准确的，其他预测要么过于乐观，要么过于保守，甚至还有根本性错误的。[8]鉴别、预测尚且如此，颠覆性技术运用的难度更是不可预估。

由技术范式转化为应用范式，颠覆性太空技术的运用并不是一蹴而就的，尤其对技术的比较、论证和选择，大多在应用前景模糊的状态下进行，不明朗的前景不但容易引起质疑，也容易动摇决策者的决心。颠覆性技术有效运用需要前提条件，尤其强调组织体制保证。颠覆性太空技术能否转化为能力优势，主要看国家和应用部门如何克服技术应用进程中遇到的阻碍，能为技术应用提供多大的空间。如果把颠覆性太空技术的研发看作一个系统，那么系统的重心是动态变化的。不同时期、不同的颠覆性技术的研发，都存在主要矛盾和关键环节，而怎样把握关键环节，解决主要矛盾，可谓仁智互现。政府要素和市场要素在技术研发中发挥的作用不同，有时就需要进行全面系统的比较，综合权衡，明确两者的发挥作用的重心。在20世纪80年代，美国就认识到依靠市场这只“看不见的手”扶持颠覆性太空技术，是很难收到真正成效的，应对具体的有前景的太空技术直接进行国家保护，这些在NASA运作的项目中都有一定的体现。而欧洲国家过于相信市场的力量，主要依靠企业研发太空关键技术，导致与美国的差距逐步加大。欧洲对待颠覆性太空技术的研发，没有取得理想的效果，关键在于没有把握研发系统的重心。颠覆性技术是原创性的，大多数是依靠个体或团队的兴趣、灵感而激发的，不是靠市场需求就能获得的，而且技术诞生初期的应用前景可能不明朗，更谈不上实用价值，是不会轻易被市场认可的。美国人的高明之处，就在于认清了政府、市场的不同职能，把握了颠覆性太空技术研发系统的重心，取得了事半功倍的效果。

四是缩短颠覆性太空技术研发者与应用者之间的距离是我国的当务之急。我国成功研发、运用颠覆性技术的案例较少。“两弹一星”、载人航天的系统运作机制，只是应用机制，至今我们还缺少真正意义上的颠覆性太空技术的研发机制。当前我国对概念创新的认识还停留在实用层面，更加关注具体的技术创新，受传统观念的影响，对颠覆性概念的认识也没有到位。中国工程院原院长徐匡迪院士曾经感慨，中国颠覆性技术是被专家“投”没的，[9]值得我们深刻反思。

概念创新是颠覆性技术的基础，有助于发现新技术，建立新的太空产业生长点。“据国外早年对日、美两国新产品开发情况的统计，概念设计优秀的项目与概念设计差的项目相比较，其成功率增加了1.5倍，利润回报率增加75%。”[10]二战以后，美国能够长期引领世界颠覆性太空技术的发展方向，其完备的组织机制功不可没。

20世纪50年代成立的美国国防部国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Agency， DARPA），主要工作就是捕捉全新的颠覆性概念和培植前沿的颠覆性军事技术。DARPA最重要的使命是发现新概念，加速先进技术和系统的发展。为了保持相对独立性，维护机构的宗旨，DARPA全力摆脱具体军事任务的约束，而把主要精力放在追求离经叛道的理念，研究如何通过技术演示，使这种理念快速变成现实。冷战时期，为了抵消苏联在常规武器方面的数量优势，美国将财力重点用于优势军事太空技术的开发，发展远程巡航导弹和GPS技术等，使美国保持了对苏联的技术优势，而且这一优势在伊拉克和阿富汗战场上得到体现。目前，美国对颠覆性太空技术的研发和运用制度完备、高效，缩短了颠覆性太空技术的研发者与应用者之间的距离，值得其他国家学习借鉴。

缩短颠覆性太空技术研发者与应用者之间的距离，是强调两者任务的衔接，研发者应该保持相对独立性，而应用者需充分理解研发者提出的理念。具体到科研项目的组织方式上要考虑创新链和应用链的有机联结。一项颠覆性技术的应用，往往对应一个新兴产业的诞生，需要多项系列的技术、政策来支撑。目前，我国的航天科技计划项目大多对应于产业链的各个环节而规划，看似完美，但由于统筹协调机制的欠缺，离颠覆性太空技术培植、应用的预期目标还比较远。项目承担单位只需要对政府负责，只管通过项目验收，不必细究对市场的责任，使颠覆性技术的研发与应用之间的刚性链接不足，容易导致两者脱节，难以满足未来市场需求。

颠覆性技术并不是一经产生就具有某种确定的用途，在技术成熟定型后，必须关注技术使用的后续过程如何改变其功能与意义。当年，计算机、微波炉和无线电等并非作为生活用品，而是作为玩具出现的;颠覆性太空技术应用的历史不单是技术发明者话语霸权形成的历史，也不能把技术创新活动理解为脱离于日常生活实践的“精英”活动，生产线上的工人等对技术的消化和完善是不可或缺的。GPS干扰器给驻伊美军造成了大量伤亡，就是对GPS再颠覆的正果，是一线人员取得的等效颠覆性技术创新。

全球一体化的深入发展，使工商企业的技术创新能力不亚于专门的研究机构，民用关键颠覆性技术的发展也可能快速打破原有的技术平衡。胡鞍钢认为：“除了基础科学外，国家技术创新体系的主體是企业（包括国有企业、非国有企业，外资企业）。其次才是国有机构（指大院、大所和大学）。这些国有机构长期得到政府财政科技经费拨款资助，但是其技术创新效率极其低下。”[11]对此，国家财政科技投入要面向全社会，而不只是面向国有机构。不论何时，专业科研系统都只是国家大系统或社会大系统的一部分，只有面向整个社会，乃至全球社会，才是寻找颠覆性技术的追本溯源之路。

太空技术创新与科研环境塑造

2016年，罗伯特·戈登结合科技发展史进行大量的数据分析后，出版《美国增长的起落》一书，指出：1920～1970年间，是科技进步最快的年代，从那时起，各类创新主体日益感受到对科学、技术和创新活动进行更系统、更前瞻、更专业的管理的必要性和紧迫性。以阿波罗计划等为标志的重大太空工程的应用实践激起了万尼瓦尔·布什的灵感，《科学：无尽的前沿》这一报告的发表标志着科技政策的作用得到政府和社会的认可;以哈佛大学、兰德公司等开发出德尔菲调查法、情景法等方法为标志的技术预见开始兴起。其中，阿波罗计划中的太空技术为这些标志性成果提供了宝贵的技术支撑，太空技术的引领作用功不可没。

从历史来看，我国太空技术的重大成果，以国家任务为导向的成果比例较高，自由研究成果占比较少。从世界科技史上来看，绝大多数重要的原始创新并不是规划得来的。科研人员的创造性既需要国家使命感的激发，也依赖于他们对科学的热爱和自主探索，这就需要科研团队发挥更大的作用。而我国在科研团队建设方面还有不少问题需要通过深化改革加以解决。处于快速发展的智能时代，太空探索领域面临的克服地球引力、载人航天安全等基本需求没有变。针对我国太空技术研究的现状，著名航天专家黄志澄先生建议：“由于我国的商业航天还在起步阶段，和美国的航天创业团队相比，不仅商业经验欠缺，而且其创新能力也不足。有些团队急于求成，过多进行商业炒作，并没有在技术创新上下功夫。虽然这是商业航天创业过程中的必然现象，但我国的舆论界也应给予正确引导。培育勇于创新、善于合作的创业团队。”[12]如何组建太空技术创新、创业团队，团队规模多大？这是我们要面对和回答的问题。

2019年2月，《自然》杂志发表芝加哥大学研究人员的文章，他们对1954～2014年之间60年发表的超过6500万份论文、专利和软件项目进行分析，得出“规模较小的团队产生的破坏性和创新性研究要大得多，大型科研团队更多地在比较成熟的前沿领域做后续的成长性的工作，而独立科学家或小型团队则往往更专注于还不成熟的前沿领域和真正的巅覆性创新”的结论。他们的统计发现，“团队规模与影响力呈正相关性，但与颠覆性创新呈反相关性”。[13]此文一出，就引发了国内外科研人员的热议。

这篇发表在《自然》上的论文的原意是强调“小团队”的工作环境更有可能培育出颠覆性创新，而不是说所有小团队都非常创新。事实上，大、小团队都能做出重大创新成果，创新与团队大小不一定正相关，颠覆性的创新思想主要来自研究者个体的灵感，而且验证新观点也不一定求助太多的人，但新理念要架构新技术，最终形成新产品，就一定需要适度规模的团队支持。颠覆性太空技术往往围绕解决工程中的问题而产生、定型和拓展，其中团队的作用不可小视。

大团队适合将原创性成果进行拓展和应用。比如，对牛顿万里引力公式和牛顿第二定律进行拓展和应用之后，航天器的飞行轨道才能确定下来，显然这是个人难以做出的。但是没有牛顿提出的定律，一切都是空谈。团队的主要作用就是更好地完善新理论、传播新理论和应用新理论而已。对于复杂的太空工程问题，如空间站、火箭发动机、通讯卫星工程都是靠“一将成名万骨枯”的大团队堆出来的，因为这些复杂系统的任何一点点改进都需要继承前期技术积累，小团队是不具备这样的优势的。

大团队的成就都是建立在已经成熟的基础科学研究成果上的。但是，在基础性的科学项目上，小团队才是独具优势的组织方式，这方面的大科学项目往往失败得多。例如，20世纪60～70年代美国的“人工智能”两次计划，20世纪80年代日本的“第五代计算机”工程，近期的“欧盟的脑计划”等，在尚未成熟的基础科学研究方面，是否采用大科学的组织方式应当慎重。但是值得关注的是，在太空技术领域中，总有一些不知名的独立学者或小团队，却在科学和技术的最前沿拓荒和耕作。他们在选择研究课题上，往往更重视真正的难题和最尖端性问题，但他们却往往得不到舆论的关注，在资金上也往往更困难。

创新的本质就是发现，也是一种远见。凝练太空技术的研究目标和方向，需要一个人的大局观和眼光，同时，还需要领导者的组织力和执行力。在新一轮太空潮兴起的关键时期，太空大国都在支持重大应用目标导向的原创性基础研究，强力支持能满足国家重大需求和自主发展的太空技术基础研究。为了提高颠覆性太空技术创新能力的需求，NASA在内部也进行了体制创新，在2013年成立了“太空技术任务部”（Space Technology Mission Directorate， STMD）。STMD作为NASA的一个新部门，将向社会广泛投资，以发展NASA所不能解决的“大胆的、广泛适用的颠覆性技术”。

太空技术具有工具属性，对太空科学的引领作用不能低估，只有太空技术与太空科学的良好互动，才能提升太空领域的创新境界。科学和技术的发展史表明，“思想”和“工具”互为助手，互相提升：没有天文望远镜，就没有“天文思想”的拓展;有了显微镜，才有微生物研究的生机。太空技术的发展和应用使人的视野更加广阔，思想更加深刻丰富，更能探究世界的本质。如果过于关注太空技术的实用性，就容易忽视技术与科学的内在联系，扭曲二者的相辅相成关系，而克服这一倾向的思路在于：培育根深叶茂的创新文化，打造适宜的创新环境，在太空技术的宣传、普及上下功夫，激发全社会太空技术创新的活力。当年NASA用阿波罗登月计划激发美国民众的爱国热情，使太空项目变成全民的太空技术普及教育。NASA获得了1968年联邦政府预算的4.4%，政府对太空领域如此高的财政投入，没有社会民众的认可、支持是做不到的。当然，NASA媒体宣传的力度也是很大的，2017财年，NASA在太空科普方面的预算就高达1亿美元。直到今天，NASA开放的公共关系策略依旧延续，不断推出新颖的宣传教育方式，解释太空投资是怎样服务大众生活的，让民众通过多种方式了解探索太空的意义。

2009年，NASA在一个名为InnoCentive的网络平台上，发布30多年未解的“太阳耀斑的准确预测”难题。太阳耀斑的爆发会对太空产生影响，空间站的宇航员也不得不直接面对这一问题，由此，NASA面向社会征集破题之道。最后，一位住在新罕布什尔州某小镇上名为克拉金的工程师解决了这一难题。克拉金不是物理学家，是一位退休无线电频率工程师，他深入研究过磁重联理论，在他的指点下，NASA在8小时内对太阳粒子活动的预测准确率达到了85%。NASA开展类似活动说明了社会创新的重要性。目前，Facebook、Twitter、Instagram等媒体都活跃着众多NASA的关注者。NASA与包括InnoCentive在内的3个开放式创新平台展开合作，先后解决了太空食物保鲜、预测太阳活动、人体颅内压无创测量等多项挑战性难题。

从概念上讲，原始创新就是从无到有、“从0到1”的诞生过程，这一过程往往以漫长、艰难乃至痛苦的探索为前提，成功的原始创新是千万个不幸中的万幸。趋利避害是人类的本能，正因为原始创新的艰难和充滿不确定，相比之下，由于人们更喜欢做“1到N”的技术应用和拓展，或者以技术集成规避关键技术研发的风险。为进一步推动原始创新，我国科技部会同有关部门出台了《加强“从0到1”基础研究工作方案》《关于加强数学科学研究工作方案》等文件，强调对数学、物理等基础学科予以倾斜，加强跨学科研究，促进学科交叉融合，增强源头创新能力。[14]

从常理上讲，太空技术属于“1到N”的技术应用，应该比“从0到1”的创新简单，但是太空技术的应用不同于一般的技术应用。太空技术成果转化是一个不断摸索和完善的过程，包括对太空科学理论的检验、完善。很多成功的太空技术应用案例，最终选择的模式，并不是当初的设计，因为在应用过程中遭遇了一个或多个问题，为解决没有预料到的问题，才不得已而改变原有模式。很多成功的太空技术模式就是在不断试错中形成的。与此相应，掌握太空核心技术的领军人才一定是在失败中积累大量缄默知识和技能，经过残酷竞争后脱颖而出的。

有价值的太空技术创新的前提是要有创新文化来保障。太空工程的应用价值越大，对应的科学问题和技术问题往往越具有挑战性，技术的原创性越强，颠覆性意义也越大。深挖我们中国缺乏创新文化的原因，对原创的追求还不够纯粹，学术、道德、利益等交织在一起，很多的问题是“剪不断，理还乱”。中国科研人员活得太苦、太累。中国怎样才能产生乔布斯这样的人物呢？在珀尔马特看来，国家能够做的唯一看起来可行的事情是：创造一个环境，让其中的人们充满思想，充满希望，且正在努力尝试许多想法。其实，凭借我们国家现有的条件，创造这样的环境并不是什么难事，难在让什么人进入这样的环境。我们的政策还在鼓励全民科研，把科研当作一般社会分工的一部分。搞科研既需要天赋，也需要境界，让很多该做其他事情的人投入于科研行列，就会使科研成为单一的谋生手段和逐利工具，这样能产生真正有价值的原创成果吗？思考怎样让做科研的人，带着兴趣去做好科研，这才是正本之路。

太空产业的远景

经济社会向高质量发展，需要技术创新的带动，新技术的诞生、成长和扩散，需要企业和政府的持续支持，更需要社会的系统化支持。随着太空技术的不断进步、成熟，当太空产业发展到一定规模后，太空技术水平在比较优势中的影响权重就会凸显出来，核心技术将会成为影响太空竞争力的关键要素。能否掌握核心太空技术直接决定国家太空产业的国际竞争能力，进而也能影响一国对太空产业发展目标的取舍。

20世纪60年代美苏太空争霸顶峰时期，美国总统肯尼迪发出豪言：“谁能有效控制太空，谁就能有效控制地球”;里根时代的美国提出“星球大战计划”;2006年，美国首次修订稳定了近十年的太空政策，争取建立绝对太空军事优势的同时，强调全力支持太空技术创新，使美国在“太空经济”中走在最前面，获利最大。美国意识到：太空技术是未来国家发展的制高点，应当兼顾国家安全与培养太空经济竞争力。2020年，特朗普政府的太空技术研发战略主要聚焦于商业化和太空探索技术两方面，明确提出：支持与商业和国际伙伴合作，把人类运送到月球，目的是长期探索和应用。NASA应该支持国家太空经济增长，增加对宇宙和地球的理解，提升美国的太空技术。[15]特朗普的太空技术研发战略注重政府与产业界的联合战略思想，尤其是与民间企业深度合作的背后体现着美国谋取太空优势的长远目标。

2020年5月31日，美国太空探索技术公司（SpaceX）首次利用载人龙飞船，成功将两名NASA宇航员送入太空。SpaceX首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）揭开了载人航天的新篇章。2020年6月13日，SpaceX又将第九批58颗“星链”卫星如期入轨。太空科技商业应用的记录不断被雄心勃勃的马斯克刷新，而卫星互联网服务不再为政府和商业专享，“卫星宽带服务”就要进入寻常百姓家，对个人来讲，直接与卫星对话就要梦想成真。历时18年，SpaceX的发展成果具有划时代意义，不仅成功探索了多种民营航天商业运作的模式，而且再次振作了人类探索太空的信心。SpaceX之所以能在不长的时间内取得一系列成功，除了马斯克团队的精心策划、热情奔走之外，太空科技与资本的有机结合，NASA的适时支持，都不同程度地成全了民營SpaceX的飞天之旅，综合把握这些因素，才能看清太空产业的走势。

SpaceX目前取得的太空技术和太空经济的双重优势，超越了政府支持高技术企业的传统经验，对其他国家也有一定的借鉴意义。历史上，通过国家干预和支持赶超某一个领域的世界先进技术，日本曾取得显著效果，20世纪80年代日本的“政府+企业”模式名利双收。但进入20世纪90年代，日本这一模式步履维艰，经济渐入滑坡状态。日本通产省对此进行反思后，认识到：在技术水平稳定的传统产业，政府支持往往是有效的;以原创理念开展的新技术开发，政府支持弊大于利。20世纪80年代，日本通产省制订的超越美国十年计划，在新材料、生物技术、新功能元件等核心技术领域败下阵来。由于高技术产品的技术含量高而产量小，产品多样性且性能不稳定，管理新技术工程的人才必须深刻理解技术又具有开阔的发展眼光，还要有综合文化背景和敏锐的发现、处理问题的能力，政府用习惯性的行政思维把脉活跃的“车库企业”，就会力不从心。比较当年日本的情况，美国政府对SpaceX的支持取得了理想效果。SpaceX不但在资金、技术和基础设施等方面获得政府支持，更重要的是政府为其提供了良好的发展环境，人才储备、技术积累和保护性的政策制度都在默默地为SpaceX保驾护航。

1984年，美国发布《商业太空发射法案》（以下简称《法案》），开始鼓励开放政府航天技术和设施，引导美国民营公司参与商业航天活动。1988年、2004年和2010年美国三次对《法案》进行修改，有关发射安全保障、试验许可、太空旅游等细节得到不断完善。1988年美国推出新的《美国国家航天政策》，将航天分为“军事航天”“民用航天”和“商业航天” 三部分。此后美国在1996年、2006年、2010年以及2018年的《美国国家航天政策》中都明确提出鼓励商业航天发展。2013年，美国又推出《国家航天运输政策》，让国际空间站的运输服务进入市场，通过商业公司竞争运营。这些制度保障，无疑为美国各类公司打开了商业航天业务的大门，培植了美国公司在国际商业航天市场上的竞争力。

SpaceX理所当然地得到了美国政策环境的保护，再获得进一步关照也是法理所容。美国政府在各类项目上支持SpaceX的经费超过80亿美元，没有几家公司能得到如此青睐。在SpaceX起步时，连续经历3次发射失败，公司危机重重，NASA及时开展“商业轨道运输服务”计划（COTS）为SpaceX带来了转机。政府的订单才是SpaceX的速效救心丹，NASA为其提供的项目经费高达72亿美元。艾隆·马斯克宣传火星移民毕竟是愿景，当前载人运输的商业前景并不明朗，商业卫星发射能赚得钵满盆满才是现实考量。如果少了美国宇航局的资金帮扶，几乎没有商业资金看好SpaceX。在太空技术方面，NASA对SpaceX也是关爱有加，通过协议，NASA在运载火箭研制、卫星再入分析、乘员舱显示和控制技术方面直接提供支持，还将相关专利成果归SpaceX所有。至于发射设施和试验设施，NASA对SpaceX以贵客相待，基本上是全部开放。截至2019年底，SpaceX员工已超过7000人，原在“航空航天公司”负责军事航天技术研发的格温·肖特维尔担任公司总裁，多名航天领域内的资深领军专家的加入，保证了SpaceX在技术应用、管理运营上的一流水平。

SpaceX抓住机会，充分利用政策、资金、技术等有力条件取得历史性突破，也打破原有的技术平衡。2020年1月22日，波音公司突然宣布要退出DARPA试验性太空飞机（XSP，即原XS-1）项目，尽管波音表示：达成项目最终目标不存在技术障碍，DARPA还会继续通过其它项目来支持相关技术发展。但业内专家意识到，SpaceX公司在垂直起降运载火箭上取得的重大技术突破，是XSP项目终止的最大因素。[16]因为DARPA原想XSP项目采用火箭动力的垂直起飞，再水平降落的技术，达成可重复使用的廉价快速入轨能力。在快速发展成熟的垂直起降运载火箭冲击下，水平起/降航天运载飞行器的发展前景更加不确定，SpaceX的垂直起降运载火箭技术是打开一扇门，关了一扇窗。

同一产业或产品的生产在不同国家所使用的技术和规模往往是有差异的。[17]中国的太空探索之路具有自己的特色，太空产业模式也与美国不同，通过北斗卫星导航系统建设，我们更加坚信走自主创新之路。独立自主的卫星导航系统是综合国力的核心支柱，是大国地位的护身符。20世纪90年代中国要建设卫星导航系统时，美国、俄罗斯、欧盟已经占领大部分地球卫星轨道与频谱资源，对中国的卫星导航只出售服务，不开放核心技术。中国确定建设卫星导航系统思路时，许其凤院士等专家反对直接用美国GPS成熟的星座方案。美国GPS是中轨道卫星，东西旋转，为维护世界霸权，本土的卫星的利用率不到40%。最终，国家选定许其凤提出的思路：由静止轨道卫星和倾斜同步轨道卫星相结合的区域星座设计方案，倾斜轨道同步卫星，利用率达80%之多，实现了立足我国本土设站即可实现对全系统的监控，与GPS方案比减少4颗卫星，可减少投入22亿元，运行期间每8年还将减少投入22亿元。同时，许其凤还提出准实时校正运行方案，保障了系统的高精度导航性能和稳定性，2020年北斗卫星导航系统形成全球服务能力，使得我国跻身世界导航强国先进行列。[18]

比较当前世界太空技术的水平，中美俄是比较先进的，属于第一梯队。但日本在小行星探索方面的最新成绩令人震惊。日本使用“隼鸟2号”深空探测仪对距离地球3.2亿公里的小行星进行探测，成功采集样本，并顺利回到地球。尽管日本对此事低调到极点，但其探测行动属于难度最高的航天项目之一，它的意义远远超过近地探索，也是太空技术的重大突破。日本目前还没有独立发射载人飞船的能力，但日本的深空小行星探索技术已经超越了中美俄，可见日本的太空技术水平和太空探索的雄心。各国对太空技术开发的竞相比拼，不时打破世界太空技术平衡，也必然促进太空产业的升级。太空经济竞争也是太空技术应用的竞争，要经受技术和市场的双重考验，还要接受质疑。据2019年7月美国发布的年度《航天报告》估计，2018年全球太空经济规模接近4150亿美元。学界预测：2040年太空经济规模将达到上万亿美元。美国商务部长罗斯坚定支持这一预测。但也有人批评那些预测把与航天没有直接联系的产业和服务包括在内，高估了太空经济的现有规模。

中国太空商业运营起步比较晚，但发展势头良好，跨界融合成为中国商业卫星发展的新趋势。由于全球还有40亿人不能被地面互联网覆盖，依靠太空技术推进网络覆盖，这里的商机早已引起国内外公司的关注。我国国内商业卫星的发射等成本还是比国际略高，商业卫星的产品配套只能依靠国有航天企业，但面对国际发射市场时，国有航天企业“船大调头难”。我国要促进国有企业资源向太空商业开放，同时也要建立公平竞争的市场环境，扶持分散的太空技术应用市场发展，使其逐步集成到规模市场，形成国际竞争优势，使我国太空经济走上新台阶。

结论

太空强国有三大基础指标：稳定可靠、能独立运行的全球导航系统;便捷的太空往返运输系统和空间站体系;能进行月球、火星探测的深空探测能力。对照三大指标，美国的能力最为突出，太空技术的领先程度以及太空经济运作都是世界一流;俄罗斯和欧盟有一定的太空技术研发能力，但由于经济投入有限，技术潜力没有挖掘出来。

中国太空技术与美国相比，没有形成太大的代差，这是几代航天人奋斗的结果。冷战结束之后，西方和俄罗斯花费大量精力消化太空领域的冷战遗产，向发展太空经济转型。中国抓住了战略机遇，开展以载人航天为代表的系列太空工程，取得了事半功倍的战略收益。北斗卫星、高分辨率遥感卫星、月球探测等太空技术，为中国的航天强国梦打下坚实的基础。中国掌握的太空技术，不但缩短了与世界先进水平的差距，更重要的是使国人看到中国自身发展太空工程的潜力，进一步增强了探索太空的信心。

发展太空技术是国家使命，不局限于技术创新与应用问题，还涉及制度、文化、市场、融资、人才、环境等问题，这些问题往往又需要从全球视野去考察。我们不单以自己的关键太空技术可用、能用为目标，还要关照国家战略需求的急迫性和太空产业创新生态培育的长期性，争取成为真正的太空技术强国和太空经济强国。

（本文系教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“印度经济社会发展与对外政策研究”的阶段性研究成果，项目批准号：19JZD055）

注释

[1][以色列]赫拉利：《未来简史》，林俊宏译，北京：中信出版集团，2017年，第1页。

[2]W. Brian Arthur， The Nature of Technology： What it Is and How it Evolves， The Free Press （Simon & Schuster） in the US， Penguin Books in the UK， 2009.

[3]2018年6月，曾梦龙在北京采访W.Brian Arthur，并发表文章《一个经济学家眼中的危机、人性、反叛和技术在未来扮演的角色|访谈录》，http：//www.qdaily.com/articles/56047.html。

[4]《印度反卫星试验对太空安全的新威胁》，http：//blog.sina.com.cn/s/blog_45c07ebd0102yy8b.html。

[5]Center for Strategic and International Studies： "Space Threat Assessment 2018 Report from CSIS"， https：//aerospace.csis.org/wp-content/uploads/2018/04/Harrison_SpaceThreatAssessment_FULL_WEB.pdf.

[6]黄志澄：《NASA以开放促顛覆性技术创新》，《太空探索》，2016年第5期。

[7]《美开发新型微波驱动航天飞机：发射不需燃料》，https：//www.cnbeta.com/articles/tech/413269.htm。

[8]荆象新等：《颠覆性技术发展综述及若干启示》，《国防科技》，2015年第3期。

[9]2016年8月15日，徐匡迪院士参加上海大学举办的“机械与运载工程科技2035发展战略”国际高端论坛，直言：中国的“颠覆性技术”何时能出现？在行政审批评审制度下很难实现，需宽容、理解、支持创新。

[10]贾道金：《设计装备就是设计战争——以概念创新牵引军事技术发展》，《解放军报》，2016年1月14日，第7版。

[11]胡鞍钢：《如何认识中国的技术追赶效应》，《科学中国人》，2004年第6期。

[12]黄志澄：《新航天：创新驱动的商业航天》，北京：电子工业出版社，2017年，第243页。

[13]Wu Lingfei; Wang Dashun and Evans James A.， "Large Teams Develop Science and Technology; Small Teams Disrupt It"， Nature， 2019， DOI： 10.1038/s41586-019-0941-9 NATURE.

[14]陈芳、胡喆：《“向科学要答案、要方法”——科技部部长王志刚回应当前科技创新热点问题》，新华网，2020年6月9日，http：//www.xinhuanet.com/politics/2020-06/09/c_1126093913.htm。

[15]"OMB.FY-2020-Administration-Research-and-Development-Budget-Priorities"， Washington， July 20， 2018， https：//www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2018/07/M-18-22.pdf.

[16]曾宏刚、廖孟豪：《详解DARPA为何突然取消试验性太空飞机项目》，《飞航导弹》，2020年第6期。

[17]朱富强：《GIFF框架的逻辑、现实和意义：兼评林毅夫的新结构经济学》，《人文杂志》，2017年第4期。

[18]史俊庭、杨克功、杨森：《许其凤：毕生心血献给北斗导航》，《中国科学报》，2015年10月30日。

責 编/周于琬