世界制造强国创新战略与行动新动向

 作者：李金华

　　以数字技术、信息技术为代表的新工业革命进程中，美、日、德等制造强国不断调整科技创新战略，突破前沿技术，深刻地影响着全球科技走向和产业发展。

　　锁定高端技术领域

　　美、日、德等制造强国正锚定尖端技术，抓紧制定适合本国国情的科技创新战略。继2015年《美国创新战略》发布之后，美国智库机构国际战略研究中心（CSIS）于2018年3月发布了《美国国家机器智能战略》，该报告依据全球科技发展大势提出：未来要培养机器智能（MI）的高端人才，建立机器智能研发投入的长效机制，大力发展机器智能；通过构建灵活透明的数据使用机制，创造良好的数据使用生态，保证更多的人受惠于机器智能；构建机器智能法律政策体系，制定机器智能应用的道德、安全标准，强化技术风险管控；建立伙伴关系，开展战略合作，确立美国在机器智能领域的国际地位。2018年10月美国又推出了《美国先进制造业者领导战略》，强调要激活美国的创新活力，在新的历史阶段通过科技创新实现新产品的生产，维护美国在全球先进制造业的领军地位。这一战略将目标锁定在培训制造业劳动力、提高劳动力素质，开发和转换制造技术，提升制造业供应链能力，保证美国国家安全和经济繁荣。2019年2月，美国国家科技政策办公室又发布了《美国人工智能倡议》行政令。该行政令认为，人类正进入人工智能（AI）时代，各政府要做好资金准备，加大人工智能研发投入，帮助工人做好进入人工智能时代的准备。该行政令勾画了美国人工智能战略蓝图，确定了实现战略蓝图的政策路径和技术路径，即各政府机构增加投入，加强人工智能领域的基础设施建设；以政府的名义出台规则，广泛吸纳非政府组织和学术团体参与人工智能的使用与管理；作为支撑加强计算机科学、信息科学的职业培训和再教育；与国际社会开展人工智能项目的合作。2019年3月，美国为确保其未来科技的战略优势又发布了《2016—2045年新兴科技趋势报告》，确定20项新兴科学技术将作为美国科技发展重点，这些技术是：量子计算、物联网、智能城市、合成生物技术、机器人与自动化系统、混合现实、人类增强、网络安全、智能手机与云端计算、太空科技、先进数码设备、数据分析、增材制造、社交网络、先进材料、医学、能源、食物与淡水科技、新型武器、对抗全球气候变化。这一报告规划了美国未来科技要重点突破的尖端领域，为美国国家及社会资本指明了科技的投资方向。

　　日本于2017年6月发布了《科学技术创新综合战略2017》，该战略认为，人类社会经历了狩猎社会、农耕社会、工业社会、信息社会之后，将进入一种新型经济社会形态即超级智能社会5.0。这一社会形态立足社会结构和人类服务，充分应用信息通信技术，深度融合网络世界和现实世界，推进众多不同的系统联合协调，不断催生新价值和新服务，为社会成员提供精准服务；因此，日本要加大风险投入，动员全民参与，通过基础技术研究，构建大数据支撑平台等措施加快建成超级智能社会5.0，并与全世界分享超级智能社会5.0的理念。2018年7月，日本又发布了《综合创新战略2018—2019》，这一战略确定日本未来科技的发展重点是创新的燃烧技术、下一代电力电子、创新的结构材料、新能源、下一代海洋资源勘探技术、自动驾驶系统、基础设施的维护更新管理技术、加强抗灾救灾和减灾的功能、确保重要基础设施的网络安全性、下一代农林水产业创新技术、生产技术的创新设计等；该战略提出要通过大学改革、加强政府对创新的支持、发展人工智能、加强数据信息共享、构建新能源管理系统等五大措施来实现预定的战略目标。

　　与美、日一样，2018年10月德国政府也发布了《高技术战略2025》，提出以“为人研究和创新”为目标，将更多的投入集中于推动国家进步繁荣和提高人民生活质量；战略确定的尖端技术领域是人工智能应用、量子技术、现代生命科学、航天技术、嵌入式系统、智能工厂、健壮性网络、云计算、信息安全等；德国力图通过战略的实施解决社会挑战、构建德国未来能力、树立开放创新和风险文化等问题；提出要集聚学术界、产业界和社会不同主体的力量，共同决定德国研究与创新发展走向，并推动高技术战略的实施。而在此前的2018年7月，德国还曾发布过《联邦政府人工智能战略要点》，提出要帮助中小企业加速掌握人工智能技术，建立数据交换平台；提升大数据和机器学习能力，支持设立技术成长基金，发展人工智能技术；建立良好政策环境，吸引国际人才，防止人才外流；将人工智能的基础知识列为高等学校自然科学、计算机科学以及人文社会科学的固定教学内容。德国计划要通过这些措施将德国人工智能的研究、开发和应用推向全球领先水平。

　　推进战略实施

　　一些国家顺势而为，规划调整创新战略的同时，也采取行动，加紧战略的落地实施，不断推出顶尖的科技成果。2018年以来，美国投资1200多万美元用于35个以上增材制造技术系统的研发；开展无线设备和技术的早期研究，着手建立“先进无线网络研究平台”，并在盐湖城和纽约市试点，以图迅速推向市场；投资1400万美元研发世界首台实用型量子计算机，投资20亿美元着手研究新一代人工智能技术，实施数字领域保护美国创新发明的优先行动，推动人工智能技术的纵深研究；选择10个州试点启动“无人机系统集成试验计划”， 将无人机安全地集成到国家空域系统，并首次将自动驾驶汽车整合到美国陆面交通系统。美国的创新行动换来了一系列标志性顶尖科技成果。2018年以来，美国科学家发现了“奇子”的存在，首次精确识别了宇宙高能中微子的来源；在5000℃高温下，首次创造了一种被称为“超离子水冰”的奇特水态；美航天局“洞察”号无人探测器在火星成功着陆，开始执行人类首次探究火星“内心深处”的任务；借助“微引力透镜”效应，首次发现了银河系外行星存在的迹象；第一次演示了弯曲空间内的光束加速实验，实现了光束轨迹偏移；利用固态核磁共振技术，在超导材料中发现了一种新的量子临界性，证明自旋波动是超导的主要驱动因素。同时，美科学家最新创造并试飞了第一架不需要任何活动部件的飞机；研制出了一种能在原子层面进行两种超薄晶体无缝缝制的最新技术，使得高质量新型电子产品的制造成为可能；开发出了一种小型核裂变反应堆Kilopower，使在月球和火星上的长时间工作得到了电力保障；发布了一种全球分辨率最高的百万兆级能源地球系统模型，大大提升了地球模拟精度。此外，美国还利用低浓铀开始生产钼-99，实现了钼生产国产化，而早先美国的钼主要靠进口。

　　日本在半导体加工设备、半导体材料、超高精度机床、超精密加工领域中精度最高的母机、顶尖精密仪器、工程器械、轴承、发电用燃气机轮等众多科技和制造领域都领先世界，特别是机器人技术更是独占鳌头。为推进超级智能社会5.0建设，日本开展了旨在实现可持续发展目标的4个科技外交行动，运用全球规模的科学数据和科技创新，推动世界可持续发展目标取得积极成果。有资料显示，2018年日本科学家开发出一种能应用于新一代超级计算机的新算法，这一算法不但能有效节省内存，而且还能充分提高脑模拟速度；日本科学家发现了一种称为“微泡内爆”的全新粒子加速机制，其可作为产生核聚变反应的小型中子源，这种技术有望应用于医疗和工业中，产生重大影响。此外，日本科学家还联合韩国、瑞典科学家针对沸石结构，确定了最小的结构类型，并通过化验不断优化其属性，预计将引发一场材料领域的革新。特别是2019年6月日本建成了首支机器人消防队伍，并计划将部署到全国工业园区的消防部门，可望引发消防技术革命。

　　同样，进入2018年以后，制造强国德国采取系列行动落实高技术创新战略，这些行动包括：进一步开放移动网络市场，降低市场准入门槛，方便其他公司进入电信市场，鼓励有序竞争；德国研究联合会与弗劳恩霍夫协会签署一项合作框架协议，联手用户单位或工业界，加速科研成果的转化；投资1200万欧元用于大型装置合作研究，重点是具有中子和同步辐射的材料研究和结构生物学。新近，德国科学家也取得了一些重要的科技成果，如成功观察到电流能量会从铂转移到绝缘反铁磁体中进而形成磁子，借助磁子可实现长距离信息传输，这为反铁磁体的快速处理器研制提供了理论支撑；成功开发出一种新的纳米机器人电驱动技术，可使纳米机器人以比生化过程快10万倍的速度超高速工作；成功发现金属材料通过有针对性的折叠可展现全新属性，为探讨石墨烯纳米结构材料和性能拓展奠定了基础；开发出一种可生物降解的新材料，应用于可堆肥的塑料薄膜包装；成功开发适合新兴工业园区和农用土地灌溉的分布式污水处理系统。

　　美、日、德等制造强国加紧制定科技创新战略，紧锣密鼓地推进战略实施，在科技和制造领域不断取得尖端或前沿性研究成果，影响着全球科学技术和先进制造业走势，经验值得借鉴，动向值得关注。

　　（本文系国家自然科学基金项目“中国建设制造强国的行动路径研究”（71673296）阶段性成果）

　　（作者单位：中国社会科学院数量经济与技术经济研究所）