薛其坤(清华大学副校长薛其坤)

摘要：薛其坤表示，量子科学等重大科学发现，奠定了第三次工业的基础，推动信息时代的到来。近年来，在国家的大力支持下，中国在原创性科学发现方面也有不少突破。但还没有一项科学发展到能导致一次工业革命的地步，未来的信息技术仍然是现有科学发现、科学原理基础上进一步革新、融合、集成创新的时代。薛其坤认为量子科学一定是将来我们在中国制造上真正弯道超车，引领世界的一个领域。

12月18日，在2018年网易经济学家年会《经济学家对话科学家》环节，北京大学发国家发展研究员院长姚洋，与中国科学院院士清华大学副校长薛其坤，中国慧眼天文卫星首席科学家张双南，北京大学、麻省理工学院教授许晨阳，经济学家与科学家一同探讨了中国制造、中国科技与中国经济的发展。材料物理学家，中国科学院院士、清华大学副校长薛其坤在年会上表示，很多人谈到，我们正处于科学革命的前夜，我们正处于技术革命的前夜，甚至是工业革命的前夜，我们思考前三次的工业革命，首先要问的一个问题是，我们在科学上准备好了吗？有哪一个科学发现能导致一次工业的革命呢？我从做基础研究的科学家的角度来看，好像这一天还没有到来，没有一个科学它的突破能使我们的技术进展到改变一个时代，迎来一个时代的地步。另外，我们有没有技术的重大突破，可以导致一个时代的变革，改变一个时代人民的生活或者是一个社会的发展呢？还没有。但这些年在国家的大力支持下，中国在原创性科学发现方面也有不少突破。

以下为现场实录：

（薛其坤演讲）

我是一个物理学家，我想从比较专业的角度谈一谈我对经济或者相关问题的拙见。

我们现在正处在一个信息时代，我想谈一谈量子科学与技术的现状与未来，我想回答一个问题，它会是未来经济爆发的重要领域吗？

我先从第一次工业革命和第二次工业革命开始讲起。在座的各位都非常熟悉，第一次工业革命实际上就是把我们地球上的化石能源，石油、煤、天然气燃烧产生的热能转化成机械能的革命，用到了一个非常关键的材料，就是铁。第二次工业革命也是把我们地球上的资源，石油、煤、天然气燃烧产生的热能转化为电能，进入了电气化时代，用到一个非常关键的材料，必须有的材料，就是钢铁材料的发展。

从科学上来讲，这两次工业革命的科学基础是非常明确的，第一次工业革命中有了热力学的发展等等相关的，主要是热力学。第二次工业革命有了非常好的电磁学的科学基础，当然还有一些其他的科学，但是这是为主的。经典物理学奠定的科学基础使我们有了第一次工业革命和第二次工业革命，但是大家必须清楚，所有革命的能源是来自于我们的自然界，煤、天然气和石油为主。

咱们国家还没有完成第一次工业革命和第二次工业革命，我们仍然在追赶，或者是在赶超第一次工业革命和第二次工业革命的核心技术，所以国家非常英明。其实在今年出台了“两机专项”，一个是燃气轮机，一个是飞机发动机，从科学原理上已经是几百年前的事情了，尽管可能对于很多经济学家来讲，这是非常传统的工业领域，但是它仍然有极大的商机，我们怎么能把地球上的能源最大地转化成电、机械能，比如高铁、飞机、轮船所需要的动力，仍然是一个让我们期待的东西，仍然还有很多重大的技术问题需要我们攻克。

我们正处于第三次工业革命导致的信息时代，信息时代依赖的科学技术在90年前已经基本上奠定了，量子力学或者说量子物理，和相对论、DNA的发现构成了20世纪三大科学发现。导致我们今天信息技术的科学发现涉及到的诺贝尔物理学奖就多于20个，没有这些科学发现，没有这些科学发现导致的技术，就没有现在的信息时代，没有手机，没有笔记本电脑，没有互联网等等。

信息存储的晶体管的发明，集成电路的发明，海量储存的、不管是硬盘还是闪存的U盘，还有信息显示的液晶的发现，以及光纤通信、移动通信所涉及到的核心技术，还有高精度的信息探测，比如数码相机、GPS的精确定位，都是这些对应的科学发现导致的关键技术。

这些年在国家的大力支持下，中国在原创性科学发现方面也有不少突破。拿清华大学物理系举例，我们四年前发现了量子反常霍尔效应，这是建国以来我们国家的物理学家对世界科学的贡献，因为称得上一个效应，可以写入教科书。它是关于电子运动全新的物理学规律，有可能对低能耗电子学、电子器件，包括我们现在很多朋友都知道的量子计算具有基础的意义。

还没有一项科学发展到能导致一次工业革命的地步

通过前面的介绍，我想跟在座的各位朋友对话的话题是什么呢？很多人谈到，我们正处于科学革命的前夜，我们正处于技术革命的前夜，甚至是工业革命的前夜，我们思考前三次的工业革命，首先要问的一个问题是，我们在科学上准备好了吗？有哪一个科学发现能导致一次工业的革命呢？我从做基础研究的科学家的角度来看，好像这一天还没有到来，没有一个科学它的突破能使我们的技术进展到改变一个时代，迎来一个时代的地步。另外，我们有没有技术的重大突破，可以导致一个时代的变革，改变一个时代人民的生活或者是一个社会的发展呢？还没有。

在这种情况下，重大的科学革命，或者是重大的技术革命出现之前，我们仍然处于一个量子时代。大家现在比较熟悉的量子通讯和量子计算，是利用现有的科学知识和现有的技术，再加上一些革新发展出来的新技术。大家都知道，现在的搜索引擎、AlphaGo等基本上就是小的科学突破加上现在信息技术的融合。包括阿里巴巴，可能是新的商业思想、经济模式，但是主要的技术之前都已经有了。所以，从技术的角度去看，很长时间的经济发展、社会进步取决于如何有新的原创性的小的发现，再加上现有信息技术的融合，现有量子信息技术的融合，时间可能有十年、二十年，甚至三十年的时间，这个时间我们中国有机会。因为，没有一个明确的界限，所以谁的想法多，谁的融合和跨界多，谁的新的商业思想、经济模式出的点子多，可能就更有机会。

当然，如果我们对人脑的理解可以变成一种技术的话，那将会出现一次更大的工业革命，这是我自己的拙见。比如说室温超导的实现可能会整个改变工业，但是这得需要突破，我们还没有走到这一天。

所以，未来的信息技术仍然是现有科学发现、科学原理基础上进一步革新、融合、集成创新的时代，这个时代可以说由于中国的发展，科学技术的发展，没有一个国家变得更加有优势，可能更多的就是谁有更好的策略，更好的战略。

在量子科学领域，中国制造未来将会弯道超车

（薛其坤演讲）

这一点上，我们国家迎来的挑战也是非常大的，希望各位经济学家多帮助我们出出主意。大家都知道，过去三次工业革命所依赖的重大科学发现，来自中国的可以说没有，过去两百多年的技术发明，能改变一个时代的重大技术发明，来自中国的也是很少。所以，我们国家面对着2050年、2030年的发展目标，我们迎来的挑战是非常大的，那个时候世界的人口可能是80亿左右，我们中国的人口占到1/6，如果像总书记给我们部署的那样，在2050进入了现代化强国的状态，是不是可以问我们每一个中国人，如果世界上有20项重大科学发现，或者有10项重大科学发现，我们有1/6的人口，我们能贡献一个吗？如果有10位世界上著名的像爱迪生这样的大发明家，中国能贡献一个吗？在这样的问题上，我们需要长远的部署。

看目前中国的数字，大家可以想一想，我们的任务还是非常艰巨的，我们的挑战也是非常巨大的。中国大学生和博士生的比例是1：26，而美国这个比例是1：16，如果我们在这么大的人口基础上培养出差不多质量的高级人才，大家看看我们高等教育在博士生的缺口，博士培养数的缺口还有多大。

基于这些重要问题，我们国家及时出台了科教兴国战略，人才强国战略，其中北京要建立国际影响力、国际竞争力的科技创新中心。拿中关村来讲，这个月，在北京市的强烈支持下，联合北京的核心高校，包括清华、北大、北航、科学院，要建立一个面向未来10年、20年、30年的北京量子信息研究院，对接的就是未来量子信息科学国家实验室，将来要承担量子通讯和量子计算2030的重大科研项目。

所以，这样一个领域，我想一定是将来我们在中国制造上真正弯道超车，引领世界的一个领域，我们也衷心地希望，经济学家、企业家、投资家合作，把这样一个重大的方向，在未来二三十年有可能有重大商机、能够推动社会进步的领域合作起来。

总而言之，我们国家现在慢慢从引进技术、改进技术，做基层创新的阶段，逐渐向部分原创+引进学习在基层创新的阶段，这个时间没有一个明确的界限，因为我们等待科学的重大突破，等待科学技术的重大革命，这是没有边界、从技术上来讲混战的时代，希望我们在各个方面合作，做好国家的部署，做好基础研究、人才培养、商业模式，最后还有企业全链条的部署，如果我们做好了这一点，做好了科学家、工程师、企业家、经济学家等等密切的合作，从战略上做好部署的话，我想，未来中国的经济的十年、二十年，在技术层面是充满信心的。

（姚洋对话薛其坤）

姚洋：薛老师请留步，您是做基础研究的，您感觉我们国家的基础研究在全世界处于什么样的地位。问得再仔细一点，我们在生物学领域已经有了诺贝尔奖获得者，在物理学领域，您觉得这个时点在什么时候？

薛其坤：第一个问题，关于我们国家的基础研究。拿最基础的数理化、生命科学等等来说，我们在很多点上，如果世界上有20个点的话，我们可以在某一个点上在世界处于最领先的行列。造成的原因，我们国家真正在大学、科研领域从事基础研究的时间只有30年，还有人才的储备，比如教授、科学家的储备，我们基本上刚刚完成了对于“代”部署的阶段。但是总体上我们和西方国家在基础研究方面还有差别。

第二点，关于重大的科学发现，比如说诺贝尔奖。第一，从物理学的角度来看，学科分得非常细，可能一下子说哪一个成果能拿到诺贝尔奖，我觉得比较难以判断，因为这个有很大的不确定性，也可能明年就有，也可能十年，但是让我们感到欣慰的是，我们国家的基础研究，像我刚才回答你第一个问题时说的，有很多点上已经是世界的最高水平。如果从几率机率的角度来看，十个最好的成果，有一个能拿奖，如果这是世界的平均数值的话，我们的量越多的话，几率就变高。我对于这一点还是充满信心的。