迎接中国科技领先的时代：袁岚峰2019年12月7日观视频答案年终秀演讲（上）
风云之声官方账号导读
2019年12月7日，在观视频“答案”年终秀上，袁岚峰做了第一场主题演讲，文字稿见此。
如果有一天，中国科技在关怀普通人、保护国家、引领全人类的同时，也成为了我们这个古老而伟大的文明的魅力所在，那一定是因为，我们每一个人都做出了努力。
大家好！欢迎各位朋友参加观视频“答案”年终秀！（活动介绍见观视频LIVE《答案》2019大型年终秀明天开启 袁岚峰现身A场讲座 | 观视频工作室）
演讲现场
观众提问
今天我要讲的题目是“迎接中国科技领先的时代”。其实，中国科技能领先，很多人是不信的。不要说“很多人”了，20年前我也是不信的。
演讲标题
20年前是1999年，那时我21岁，正在读博士。当时有一个流行的说法，“二十一世纪是中国的世纪”。作为一个忧国忧民的博士生，在我听来，这话的可信度就像“二十一世纪是生物学的世纪”。
21世纪是生物学的世纪
1999年12月31日，在新世纪的前一天，我写了一篇文章，发在科大的BBS上，标题叫做《21世纪中国能赶上美国吗？》。我批驳了常见的乐观的理由，列举了八条悲观的理由，从人口到体制，从地理到语言，结论是：
“在21世纪，最迫切的问题不是我们能否赶上美国，而是能否保证我们不被消灭。”
《21世纪中国能赶上美国吗》
文章结论
时光如白驹过隙，20年一晃而过，许多人和许多国家发生了翻天覆地的变化。差可告慰的是，我的头发还是这么桀骜不驯。
Roald Hoffmann研究组合影1
头发对比
20年前我没有想到，现在我成了一个科学传播工作者。更没有想到，现在我对中国的预期完全翻了个个，以至于在跟大家讲“迎接中国科技领先的时代”。
一个人的命运呐，当然要靠自我奋斗，但是也要考虑历史的行程。我没有想到的是，历史的行程比我预想的快得多。不过我对这个预测失误感到很高兴，——真香。最近还有生物学家朋友告诉我，其实生物学进步得很快，二十一世纪确实是生物学的世纪。
有人可能会说：我们真有资格去谈中国科技领先吗？先不说别的，我们比得过日本吗？日本的诺贝尔奖比中国多得多，而且今年又拿了奖。不久前日本给韩国断供几种化工产品，就把韩国打回了原形。中国呢？到处被卡脖子。我们连日本都还差得远，怎么去和美国比呢？
27名日本人获得诺贝尔奖
日本并没有失去二十年
在我看来，这个问题三言两语就可以说清楚。日本确实有很多科技值得中国学习，例如汽车、材料、电子、化工。但日本科技也有不少方面不如中国，例如飞机、通信、手机、互联网、人工智能。更重要的是，中国是一个相当全面的选手，而日本是一个比较偏科的选手。
以高端产业的代表飞机为例，它涉及到材料、电子、机械、能源、建筑等几乎所有工业部门，是制造业能力的集中体现。在飞机方面，日本明显不如中国。
在最高端的隐形战斗机方面，中国的歼-20已经列装了，而日本的“心神”以失败告终。
在支线客机方面，中国的ARJ-21已经投入运营4年了，而日本的MRJ还在测试。
在干线客机方面，差距就更大了。中国的C919正在紧锣密鼓地试飞，而日本还压根没有研制干线客机的计划。
中日飞机对比
再来看全面性的问题。在绝大多数领域，中国即使不是第一，但也属于主要的玩家之一。联合国把工业分为39个大类、191个中类和525个小类，中国是全世界唯一拥有全部工业门类的国家。
联合国列出的工业门类
好比有个人参加了奥运会几乎所有的项目，跑步、游泳、体操、射击等等什么都来，大部分都得到了前五名，少数项目拿到了金牌，那么你觉得他是强还是弱呢？答案显然是：这个人太强了！
有个人参加了奥运会几乎所有的项目
所以我们看到，中国几乎把所有领域都作为目标。我们芯片要自己造，空间站要自己发，核聚变也要自己上，连圆珠笔头都不放过，然后整天喊着被卡脖子。过一阵一看，得，又长大了一圈。这未尝不是一种甜蜜的烦恼。
而包括日本在内，中美之外的其他强国都只是在某些领域发力，在其他很多领域已经放弃治疗了。我们真正关心的比较对象不是这些国家，因为我们能够达到的上限远远高于它们。我们真正的比较对象，只有一个国家，就是美国。所以今天我们可以讨论“迎接中国科技领先的时代”，因为我们确实有这个资格了。
迎接中国科技领先的时代，我们有资格
有一个统计指标，可以定量地表征中国科技在世界上的地位。这个指标叫做“自然指数”（Nature index），是由国际顶级科学期刊《自然》（Nature）提出的。
全世界的科学期刊有几千上万种，《自然》杂志挑选出其中顶尖的82家，统计在这些期刊上发表的论文，来计算各个国家的基础研究产出，所以这是一个相当客观而全面的指标（https://www.natureindex.com/annual-tables/2019）。目前的年度数据是2018年的。
我们来看这张图，这里用面积表示世界各个区域的基础研究分布。在各个区域内部，又标出了贡献最大的一些国家。
自然指数区域分布与国家贡献
一眼就可以看出，全世界绝大部分的基础研究来自三大地区：右上角，那是北美；下方，那是东亚；左上角，那是欧洲。这三大地区的贡献相近，而其他地区的贡献就接近忽略不计了。
再来看三大地区内部的国家分布。北美有大约90%来自美国，东亚有大约60%来自中国，而欧洲就比较分散，没有一个突出的大国。
因此，基础研究前六位的国家是美国、中国、德国、英国、日本、法国。美国大约是中国的1.8倍。往下离我们最近的是德国，大约是中国的40%。前面提到的日本，大约是中国的四分之一。
2018年自然指数前十位的国家1
2018年自然指数前十位的国家2
2018年美国、中国、德国、日本的自然指数
看到这样的格局，我们就可以明白，在美国眼里，只有中国是真正的挑战者。正如《三国演义》中曹操在“煮酒论英雄”时候的名言：“天下英雄，惟使君与操耳！”
再来看2018年的变化率。中国是上升16.4%，美国是下降2.9%，英法德日也都在下降。前10名里除了中国，唯一在增长的是澳大利亚。
2018年自然指数前十位的国家的变化率
因此，美国产生一种打压中国发展的紧迫感，是完全可以理解的。现在不打压，难道要等到你超过我再打压吗？
所以我们应该开始思考“迎接中国科技领先的时代”，因为今天我们不仅有机会，而且有底气。
迎接中国科技领先的时代，我们有底气
在一些领域中，现在是中美双头的格局。例如大家很熟悉的互联网，又如近年来最火的战略新兴产业——人工智能。无论是人工智能的企业数，还是融资额，还是论文与专利，中美都远远超过其他国家。
人工智能
在日常生活中，大家已经经常在用中国的人工智能产品。例如2014年，我的科大师兄汤晓鸥创办的商汤科技，对人脸识别的准确率第一次超越了人。目前，中国在人脸识别领域遥遥领先。又如科大讯飞的语音输入，我们节目的很多字幕就使用了讯飞听写。
根据乌镇智库发布的《全球人工智能发展报告（2018）》，近十年全球的人工智能专利，中国有68467件，美国有30200件，中国是美国的2.27倍。第三是韩国，高达中国的十分之一。至于日本，不好意思，在这个图上没标出来，只能说它不在前五位。
《全球人工智能发展报告（2018）》
近十年全球人工智能专利
再来看近十年全球的人工智能论文，中国有30303篇，美国有18144篇，中国是美国的1.67倍。哦，在这个图里能看到日本了。
近十年全球人工智能论文
中国的人工智能发展得不错，但还不能说超越了美国，比较合适的说法是双方各有千秋。
而中国明确最领先的领域，也已经有不少了。
近年来报道最多的，显然是5G通信。
5G
美国的官方报告，可以作为一个证据。今年4月，美国国防部发布了一个报告，叫做《5G生态系统：对美国国防部的风险与机遇》，明确承认中国是领先者（美国5G为什么落后？美国国防部说出了原因 | 袁岚峰）。报告给美国提了很多建议，尤其是提了很多如何阻挠中国的建议。
《5G生态系统：对美国国防部的风险与机遇》
美国国防部报告承认中国5G领先
那么，美国为什么这么在乎5G？为此我就要请问大家，5G有什么用？
我见过不少人说，5G没有多大用处，技术不成熟，也没有真正的需求。他们说，2G、4G这样偶数代的都比较成功，而3G、5G这样奇数代的都比较失败。这种听起来颇有些玄学的理论，也许可以称为“偶数成功定律”。
偶数成功定律
所以他们认为，中国的5G是面子工程，最终只会一地鸡毛。真的是这样吗？
说实在的，以前我也搞不清5G具体有多大用处。但最近，我的朋友、通信专家“奥卡姆剃刀”张弛博士向我深入解读了这个问题。原来，5G很快就可以甚至已经在改变社会了，而不是在天知道什么时候的未来。
5G有什么用？@奥卡姆剃刀
例如，5G可以和中国的卫星导航系统北斗相结合，实现超低时延超高可靠的物联网和厘米级的精确定位。
5G + 北斗
这意味着，如果你的孩子走丢了，以前你只能知道他位于哪个区域，现在你可以知道他正走在哪个区域的哪块地板砖上。
过去开车，导航只能知道你在哪条路上，现在可以知道你在哪条路的哪条车道上。在高速公路上，再也不会下错出口了。
以后的自动驾驶会是这样的情景：前面的红绿灯给车一个电信号，它就自动刹车。马路牙子会告诉你，你偏离了车道1厘米。有一辆车要超车，前面的车就会避让。所以，高速公路连环相撞的悲剧再也不会发生了。
顺便说一下，接入物联网的技术路线有两条，分别叫做窄带物联网（NB-IoT）和远距离（LoRa）。前者的领衔企业，叫做——华为。后者的领衔企业，叫做——中兴。没错，物联网接入最先进的技术，都在中国手里。
接入物联网的两条技术路线
自动驾驶也许显得有点科幻，但其实5G已经在改善普通人的生活了。
例如远程操纵挖掘机。不久前，在世界移动通信大会上海站的华为展厅里，一名工人现场操纵洛阳矿山里的一台挖掘机，把矿挖出，再装到一旁的无人矿车里。这位大哥叫王朝磊，以前这家三口吃饭，讨论的是某某矿区又滑坡了，现在经常开玩笑说，怕他挖矿挖出空调病。
传统的挖掘机操纵
远程操纵挖掘机
为什么这样的操作在以前不行呢？因为以前的时间延迟太长了，这边指令慢悠悠地过去，那边矿石早就掉下去了。而5G能把延迟控制在几十毫秒内，位置控制在十几厘米内。
类似的，5G可以让拖拉机拉出很直的垄，让坦克实现1 + N的操作，即一辆有人坦克带领N辆无人坦克，同步运动和开火。
拖拉机自动驾驶拉的垄特别直
坦克1 + N操作
中国的5G技术改变了生活条件、生产方式和战争形态，渗透到了每个中国工人、中国战士、中国家庭的命运中。
在5G时代，中国有很大的优势，因为“基建狂魔”不是浪得虚名的。例如看4G基站，目前全世界大约有600万座4G基站，中国就有460万，一下子占了3/4。美国大约有30万，相当于中国的1/15。即使按照人均计算，中国也将近美国的4倍。
中美4G基站数对比
未来，我们可以把这样的生活带给全世界。
让我们继续看，在5G之外中国领先的科技。
军工重器
在军工方面，今年的阅兵式上亮相了东风-17等高超音速导弹，它们一小时就能打遍全球，美国无法拦截。2015年的阅兵式上亮相了东风-21D，它是著名的航母杀手。
阅兵式上的东风-17
回想1996年的台海军演，当时美国两艘航母靠近中国的海岸线耀武扬威，就是因为我们没有武器能对它造成有效的威胁，只能打落牙齿和血吞。而东风-21D出世后，美国的航母就再也没有进过中国的近海。
军迷牢记的事件
不久前，我的朋友、著名的国际关系学者金灿荣教授说：美国在中国周边的军事基地，一开打就会被导弹摧毁。许多人不相信这个说法，不过我咨询了一些相关的专家，回答是：在技术能力上，这话是对的！
导弹发射
中国人最了解“落后就要挨打”的滋味。2011年，我和大量的军迷朋友们为歼-20首飞热泪盈眶。在此之前几年，歼-10承载着我们所有的希望。新世纪左右，论坛上还有大量的歼-8大战F-22的帖子，现在看来让人想哭又想笑。
中国的军事科技工作者忍辱负重，在压力下奋起，为我们这一代人，提供了无声而强大的保护。
中国科技为人民带去安定
另一个重要的领域，是量子通信。
量子通信
2016年，中国发射世界第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，实现了卫星与地面之间的量子保密通信、量子隐形传态和量子纠缠分发三大科学任务。
墨子号量子科学实验卫星
量子隐形传态，就是科幻作品中的传送术。而量子保密通信，则是人类已知的最安全的保密通信方法。
传统的保密方法，会受到计算能力进步的威胁。例如最近谷歌宣布实现“量子霸权”，这就是量子计算机的重要进展。量子计算机在理论上能够破解许多密码，好比最强的矛。而量子保密通信，则是最强的盾。
谷歌宣布实现量子霸权的芯片
那么，以子之矛攻子之盾，谁胜？回答是：盾胜！
量子通信跟我，有很特别的联系。2015年，我第一篇科普文章介绍的就是量子隐形传态。这篇文章引起了很多关注，然后很多朋友引荐我到总参谋部等各种部门讲课。就这样，我入坑越来越深，最后成了一个科学传播工作者。
量子保密通信与我的科普文章
中国的量子科技，保障了国家的信息安全，更展开了无限的想象空间。
中国科技保障国家信息安全
在航天方面，2019年1月3日，嫦娥四号着陆在月球背面。
探月工程
嫦娥四号发射
这里的关键，是中国先进的中继卫星技术。没有中继卫星，地球和月球背面就无法联系。
嫦娥四号和中继卫星
月球的背面，是人类没有涉足过的土地。中国将从那里，带回关于地球起源、月球演化的第一手资料。
1978年，中美建交的时候，美国向中国赠送了1克月球岩石的样品。这1克样品还得一分为二，一半展出，一半做研究。当时还很年轻的“嫦娥之父”欧阳自远，就用这0.5克样品做出了不少成果。
中美建交40周年
而今年年底前后，我们将发射嫦娥五号，目标是从月球取样送回地球。我们终于要有自己的月球样品了！建立月球基地和载人登月，也都在推进之中。
嫦娥五号
说到月球探索，印度作为一个世界大国，今年也有一次尝试。9月7日，印度的“月船2号”原本希望在月球表面软着陆，但在最后时刻与地面失去联系，软着陆变成了硬着陆。
印度月船二号碎片区和中国玉兔二号月球车
我们并不想嘲笑印度的失败，任何国家有志于太空探索，都是值得赞扬的。但印度月球车的一项独特而巧妙的设计，就让人哭笑不得了。什么设计呢？
它的轮子上刻了印度的国徽和印度空间研究组织（ISRO）的标志，使得它每转一圈，都会在月球上留下这些印记。这样都行啊，你们真是天才！
印度月球车的独特设计
这还不是印度第一次如此机智地刷存在感。2007年，中国的嫦娥一号环绕月球。一年后，印度的“月船1号”进入月球轨道。虽然它来得迟，但在一件事上成功地抢在了中国前面。什么事呢？它释放了一个贴有印度国旗的月球撞击器，撞上了月球。就这样，印度先于中国在月球上留下了痕迹！
印度月船一号
看起来，中国做事的方法是一步一个脚印，而印度做事的方法是一圈一个轮印，这就是两国的一个基本区别。
中国的航天事业，踏踏实实地前进，开拓着人类认识宇宙的边界。
中国科技开拓人类认知边界
在我们的太空旅程中，月球只是起步的一站。大家知道，为了冲出地球，移民宇宙，我最重视的科技就是——可控核聚变。
可控核聚变
现在中国最重要的核聚变装置叫做EAST，它是世界上第一台全超导的托卡马克。
EAST
2017年，EAST实现了101秒、5000万度的稳态高约束模放电，创造了托卡马克稳态长脉冲高约束等离子体运行的世界纪录。2018年，EAST实现了加热功率超过10兆瓦，等离子体中心电子温度达到1亿度。如果你难以理解这些成果是什么意思，那么只需要记住一点就好：在这些方面，EAST代表了目前全世界聚变研究的最高水平。
EAST的两项先进成果
EAST是用来研究核聚变物理的，它本身并不能实现核聚变。什么装置能实现核聚变呢？回答是国际热核聚变实验堆（ITER）。它是在建设中的一台更大的全超导托卡马克，位于法国，由欧盟和中、美、俄、日、韩、印七方共建。基本上，我们这个星球上有实力的国家和地区全都参与进来了。
ITER图1
ITER图2
但在这么多国家30多年的努力下，ITER的进度却远远落后预期，几乎是每年推后一年。按照最初的计划，今年都应该开始实验了。但现在连影子都没有，设备还没造好呢！
为什么会这样？因为有些参与方在磨洋工。其中有些喊着缺钱，有些大概是不想让核聚变妨碍自己的页岩气生产，——你知道这是哪个国家了吧？其实中国在所有七方中是最积极的，中国承担的任务都按期交付了，但有些猪队友实在是带不动啊！
因此，中国决心自己来。2017年12月5日，中国聚变工程实验堆（CFETR）在合肥和成都正式启动工程设计，预计在2020年底完成设计，在2040年代完成建设。CFETR的目标是，实现氚自持长时间稳定的聚变能输出，为未来的聚变能电站奠定基础。
CFETR
CFETR的目标
中国的聚变研究，主动承担起了人类在宇宙中存亡绝续的挑战。
中国科技承担文明存亡的责任
以上，我们说了中国的很多优点。但中国最终是不是能达到科技领先呢？还远没有到下定论的时候。
历史上，有很多在大好局面下失败的例子。例如当年的苏联。现在的小朋友们可能很难想象，七八十年代苏联对中国的军事压力如同泰山压顶，大家讨论的是苏联的钢铁洪流多长时间打进北京。相比之下，现在贸易战的压力简直不值一提。另一方面，几乎全世界每个人都能唱几句《喀秋莎》或者《莫斯科郊外的晚上》。这么强大的国家，结局却是国家解体，人民几十年积攒的财富惨遭洗劫。
苏联
苏联合唱团
苏联解体
又如我们的香港，非常富裕的社会，经常被评为最自由、最有竞争力的经济体，但最近发生的事情，令大家都唏嘘不已。
富裕的香港
有些香港青年还说，希望香港有乌克兰那样的美好结局。拜托！乌克兰叫做“美好结局”？原本能造航空母舰，后来航母卖给中国了，造船厂破产了，国家变成内战的前线，寡头的天堂，在很多新闻中成为红灯区的代名词。这是美好结局吗？
香港废青的希望
乌克兰的航空母舰
乌克兰的“美好结局”
当我们以警惕的心理仔细观察中国的现状，就会明白，现在绝不是惯性滑行的时候。我们应该好好思考“如何迎接中国科技领先的时代”，因为我们还有很多严重的缺点。
迎接中国科技领先的时代，我们有硬伤
作为一个科学工作者，我想谈一些我的观察。
中国科技的不足
第一个是科研的物质基础，就是研发投入。这其实是中国做得比较成功的一个地方，中国的研发投入现在是世界第二，仅次于美国。但问题在于，这还不够。让我们来看研发投入占GDP的比例，也就是研发投入强度。
科研的物质基础
根据世界银行2017年的数据，中国的研发投入强度是2.13%，低于美国的2.80%，更低于日本的3.20%和韩国的4.55%。
2017年各国的研发投入强度
事实上，我们在“十三五规划”中制定了一个目标：2020年，研发投入强度要达到2.5%。但按照现在的状况，这个目标是实现不了的。即使实现了，也还是低于美国、日本和韩国。
各国研发投入强度随时间的变化
第二个是科研管理体制。在这方面，至少可以举出两大类问题。
科研管理体制
一类问题，可以称为“逼良为娼”。也就是说，监管条例在有些地方脱离实际，例如报销非常不方便，等你走完流程，小白鼠都死了。这逼得人们如果要做事，就只能违规。
近年来，有两起这种类型的案件引起了热烈的讨论，就是2013年浙江大学前副校长褚健教授的案件和2014年中国农业大学李宁院士的案件。许多院士都联名写信，为他们呼吁公正。因为制度不完善，把学科带头人长时间关在监狱里，真是令亲者痛仇者快！
另一类问题，可以称为“不许创新”。什么叫“不许创新”呢？
今年8月的一条新闻就是一个例子。这条新闻说的是，华人科学家杨蓉西在德国遭遇学术侵权（https://m.guancha.cn/internation/2019_08_07_512617.shtml）。
杨蓉西
