序 我們能為實(shí)現(xiàn)國(guó)家科技自立做些什么？

我們這個(gè)時(shí)代的底色可以說是科技塑造的，科技的飛速發(fā)展使得日新月異、一日千里這樣的詞不再只是比喻，往往代表了我們當(dāng)下對(duì)時(shí)間和空間的真實(shí)感受。人類在 18 世紀(jì)中期進(jìn)入第一次工業(yè)革命時(shí)期，19 世紀(jì)中期因電力的運(yùn)用而迎來了第二次工業(yè)革命，中國(guó)缺席了這兩次工業(yè)革命，在 20 世紀(jì)后半葉抓住了信息技術(shù)引領(lǐng)的第三次工業(yè)革命的機(jī)遇，終于迎頭趕上。僅僅 100 多年前，我們這個(gè)積貧積弱的農(nóng)業(yè)國(guó)面對(duì)千年未有之變局還在為謀求民族獨(dú)立而奮斗，而如今，我國(guó)已擁有 41 個(gè)工業(yè)大類、207 個(gè)工業(yè)中類和666 個(gè)工業(yè)小類，成為全世界唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中所列全部工業(yè)門類的國(guó)家，并實(shí)現(xiàn)了全面建成小康社會(huì)的目標(biāo)，科技進(jìn)步在其中的重要作用大家有目共睹。
都說十年生聚，十年教訓(xùn)，10 年時(shí)間可以帶來很大改變，尤其是對(duì)于生活在現(xiàn)代的我們。11 年前的 2011 年，知乎成立。那一年，中國(guó)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）首次超越日本，成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體；載人航天工程三步走規(guī)劃邁出第二步的重要階段，我國(guó)第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)天宮一號(hào)發(fā)射成功，神舟八號(hào)順利與天宮一號(hào)完成對(duì)接。同一年，袁隆平百畝超級(jí)雜交水稻畝產(chǎn)破 900 千克。
2015 年，知乎年度十大問題中出現(xiàn)了你是什么時(shí)候感覺到中國(guó)強(qiáng)大了？這樣的問題。也是在這一年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)被授予了我國(guó)中醫(yī)科學(xué)院首席科學(xué)家屠呦呦，因她通過發(fā)現(xiàn)青蒿素，從而開創(chuàng)瘧疾治療新方法。那一年，中國(guó)還成功獲得了2022 年北京冬季奧運(yùn)會(huì)的主辦權(quán)。
11 年后的今天，中國(guó)的 GDP 已經(jīng)達(dá)到了作為世界第一的美國(guó) GDP 的 70%。載人航天工程三步走進(jìn)入第三階段：作為天宮號(hào)空間站落成的重要步驟，我們剛剛發(fā)射天舟四號(hào)，成功對(duì)接空間站天和核心艙；神舟十三號(hào)載人飛船上的 3名航天員順利返回地球，以 182 天的總?cè)蝿?wù)時(shí)長(zhǎng)刷新了中國(guó)載人航天飛行任務(wù)的紀(jì)錄。國(guó)產(chǎn)大飛機(jī) C919 也傳來喜訊，即將交付首家用戶的首架飛機(jī)首次飛行試驗(yàn)成功。
知乎成長(zhǎng)的這十多年，與億萬用戶一起見證了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展。這些成就舉世矚目，也無一例外地頻頻登上知乎熱榜，它們牽動(dòng)著我們每個(gè)普通中國(guó)人的心弦。很多知乎答主都是各行各業(yè)的科技骨干，不少人親身參與了這些成果的建設(shè)過程，更多的用戶則為中國(guó)取得的每一次科技進(jìn)步鼓掌加油長(zhǎng)征五號(hào)的首飛成功、暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星悟空號(hào)獲得重大成果、嫦娥四號(hào)著陸月球背面，都曾成為知乎年度十大熱門問題。
在 2021 年知乎舉行的向科學(xué)要答案專題活動(dòng)中，我通過視頻回答了什么是科技自立？我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)科技自立？這一問題，最后提出了這樣一項(xiàng)倡議：為科學(xué)點(diǎn)贊同，讓真正的科學(xué)知識(shí)獲得傳播；為科學(xué)家點(diǎn)贊同，讓辛勤工作的科技工作者獲得認(rèn)可；為科學(xué)精神點(diǎn)贊同，向科學(xué)要答案，讓每個(gè)人都能從中獲得解答。在我國(guó)走向科技自立的道路上，知乎也在盡著綿薄之力。這是知乎的初心，也是知乎創(chuàng)立 11 年來一直努力并投入大量精力在推動(dòng)的事業(yè)。你現(xiàn)在看到的這本知乎版《大國(guó)重器》就是其中的一部分。
知乎圖書此次策劃的《大國(guó)重器》，選取了我國(guó) 20112021 年中 50 項(xiàng)具有代表性的科技成果，較全面地反映了我國(guó)在基礎(chǔ)科學(xué)、前沿科技、經(jīng)濟(jì)民生、健康保障四個(gè)方面所取得的重大成就。以前，我們用地大物博來形容自己，歷史悠久、人口眾多是我們對(duì)大國(guó)的定位；而現(xiàn)在，我們?cè)诰C合國(guó)力上重新回到世界前列，大至宏觀世界的天體運(yùn)行、星系演化、宇宙起源，小至微觀世界的基因編輯、粒子結(jié)構(gòu)、量子調(diào)控，我國(guó)都走在當(dāng)今世界科技發(fā)展的最前沿，這才是我們需要擔(dān)負(fù)起的大國(guó)責(zé)任。
本書介紹了暗物質(zhì)和引力波的觀測(cè)等目前的研究熱點(diǎn)，包括我國(guó)用于探測(cè)暗物質(zhì)的四川錦屏地下實(shí)驗(yàn)室、悟空號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星，以及用于研究引力波的太極計(jì)劃。在深空探測(cè)方面，天問一號(hào)奔赴火星，嫦娥五號(hào)帶回月壤，本書重點(diǎn)講述了我國(guó)載人航天工程的最新進(jìn)展�？茖W(xué)研究離不開大科學(xué)裝置，作為目前世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡 500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）中國(guó)天眼，當(dāng)然也少不了它的身影。本書還介紹了作為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)的量子通信和量子計(jì)算，包括世界首顆量子通信科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星墨子號(hào)和目前性能最強(qiáng)的量子計(jì)算原型機(jī)九章二號(hào)。深入微觀，探究生命的本質(zhì)是另一個(gè)重要的科學(xué)前沿方向。對(duì)于基因編輯、基因測(cè)序、核磁共振儀器等反映科學(xué)最前沿的領(lǐng)域，本書也總結(jié)了我國(guó)科學(xué)家在這些方向上取得的最新科技成果。
除了上述科學(xué)研究及重大科學(xué)裝置，本書還囊括了深刻改變?nèi)祟惞ぷ髋c生活方式的科技應(yīng)用，其中很多涉及卡脖子的技術(shù)突破關(guān)口。比如，大家都十分關(guān)心的超分辨光刻設(shè)備，它代表了我國(guó)在集成電路領(lǐng)域的發(fā)展水平；第四代核能的突破性進(jìn)展，介紹了如何安全高效地利用核能源；先進(jìn)制造領(lǐng)域的智能鑄鍛銑復(fù)合制造機(jī)床，引領(lǐng)國(guó)際復(fù)雜工藝的綠色制造；深海探測(cè)、地球探測(cè)的新手段，幫助能源開發(fā)利用和空間科學(xué)的發(fā)展；以及在此次抗擊新冠病毒疫情中，我們?nèi)绾瓮ㄟ^科學(xué)助力抗疫，等等。可以說，本書可以滿足讀者對(duì)于我國(guó)前沿科技全方位的了解。
本書得以完成依靠的是眾多一線科研工作者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶懽骱蜔o私的分享，他們以問答的形式介紹了每項(xiàng)重器的研制目的和過程。讀者可以從字里行間感受到他們對(duì)于參與我國(guó)科技自主創(chuàng)新的自豪感，以及對(duì)未來吸引更多優(yōu)秀人才投入這場(chǎng)艱苦而光榮的事業(yè)的殷切期盼。我們有幸邀請(qǐng)到張衡一號(hào)衛(wèi)星首席科學(xué)家申旭輝、JF-22 超高速風(fēng)洞項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姜宗林、港珠澳大橋總設(shè)計(jì)師孟凡超、智能鑄鍛銑綠色復(fù)合制造機(jī)床首席科學(xué)家張海鷗等，撰文科普他們帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一手研制的重器，還有多位參與錦屏地下實(shí)驗(yàn)室 PandaX 暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)、悟空號(hào)數(shù)據(jù)分析、高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)物理分析的科學(xué)家講述這些與他們朝夕相伴的重器背后的原理。你還會(huì)讀到現(xiàn)任FAST 總工程師姜鵬研究員寫的科學(xué)家故事《我與老南》，了解他與FAST之父南仁東老師之間不為人知的師徒情。
此外，本書通過繪制大量插圖，幫助讀者在理解制造重器的科學(xué)價(jià)值的同時(shí)，更好地欣賞重器之美；通過特別設(shè)計(jì)的大事記欄目，記錄下科學(xué)家研制重器過程中取得的重要里程碑。
本書的出版是知乎對(duì)我們能為實(shí)現(xiàn)科技自立做些什么？這一問題做出的回答，如果能夠吸引手捧本書的讀者對(duì)大國(guó)重器有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)，啟發(fā)年輕讀者愛上科學(xué)，并以投身科學(xué)研究為理想，我們的努力就沒有白費(fèi)。在今后，知乎還會(huì)以圖書出版的形式面向普通讀者推出更多的科普作品，下一本我們可能想要試著回答，為什么本書選取的50 項(xiàng)重大項(xiàng)目可以稱為重器，它們?cè)谑澜缈萍几?jìng)爭(zhēng)格局中的地位究竟是什么？期待更多的讀者來知乎提出問題，也希望每個(gè)人可以在國(guó)家科技自主創(chuàng)新的進(jìn)程中用實(shí)際行動(dòng)向時(shí)代交出自己的答卷。
周源
知乎創(chuàng)始人，首席執(zhí)行官