序 我們能為實現(xiàn)國家科技自立做些什么？

我們這個時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)下對時間和空間的真實感受。人類在 18 世紀(jì)中期進入第一次工業(yè)革命時期，19 世紀(jì)中期因電力的運用而迎來了第二次工業(yè)革命，中國缺席了這兩次工業(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)革命的機遇，終于迎頭趕上。僅僅 100 多年前，我們這個積貧積弱的農(nóng)業(yè)國面對千年未有之變局還在為謀求民族獨立而奮斗，而如今，我國已擁有 41 個工業(yè)大類、207 個工業(yè)中類和666 個工業(yè)小類，成為全世界唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中所列全部工業(yè)門類的國家，并實現(xiàn)了全面建成小康社會的目標(biāo)，科技進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 年時間可以帶來很大改變，尤其是對于生活在現(xiàn)代的我們。11 年前的 2011 年，知乎成立。那一年，中國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）首次超越日本，成為全球第二大經(jīng)濟體；載人航天工程三步走規(guī)劃邁出第二步的重要階段，我國第一個空間實驗室平臺天宮一號發(fā)射成功，神舟八號順利與天宮一號完成對接。同一年，袁隆平百畝超級雜交水稻畝產(chǎn)破 900 千克。
2015 年，知乎年度十大問題中出現(xiàn)了你是什么時候感覺到中國強大了？這樣的問題。也是在這一年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎被授予了我國中醫(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，中國還成功獲得了2022 年北京冬季奧運會的主辦權(quán)。
11 年后的今天，中國的 GDP 已經(jīng)達(dá)到了作為世界第一的美國 GDP 的 70%。載人航天工程三步走進入第三階段：作為天宮號空間站落成的重要步驟，我們剛剛發(fā)射天舟四號，成功對接空間站天和核心艙；神舟十三號載人飛船上的 3名航天員順利返回地球，以 182 天的總?cè)蝿?wù)時長刷新了中國載人航天飛行任務(wù)的紀(jì)錄。國產(chǎn)大飛機 C919 也傳來喜訊，即將交付首家用戶的首架飛機首次飛行試驗成功。
知乎成長的這十多年，與億萬用戶一起見證了我國科學(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，它們牽動著我們每個普通中國人的心弦。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取得的每一次科技進步鼓掌加油長征五號的首飛成功、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星悟空號獲得重大成果、嫦娥四號著陸月球背面，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)要答案專題活動中，我通過視頻回答了什么是科技自立？我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)科技自立？這一問題，最后提出了這樣一項倡議：為科學(xué)點贊同，讓真正的科學(xué)知識獲得傳播；為科學(xué)家點贊同，讓辛勤工作的科技工作者獲得認(rèn)可；為科學(xué)精神點贊同，向科學(xué)要答案，讓每個人都能從中獲得解答。在我國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的事業(yè)。你現(xiàn)在看到的這本知乎版《大國重器》就是其中的一部分。
知乎圖書此次策劃的《大國重器》，選取了我國 20112021 年中 50 項具有代表性的科技成果，較全面地反映了我國在基礎(chǔ)科學(xué)、前沿科技、經(jīng)濟民生、健康保障四個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、人口眾多是我們對大國的定位；而現(xiàn)在，我們在綜合國力上重新回到世界前列，大至宏觀世界的天體運行、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)起的大國責(zé)任。
本書介紹了暗物質(zhì)和引力波的觀測等目前的研究熱點，包括我國用于探測暗物質(zhì)的四川錦屏地下實驗室、悟空號暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星，以及用于研究引力波的太極計劃。在深空探測方面，天問一號奔赴火星，嫦娥五號帶回月壤，本書重點講述了我國載人航天工程的最新進展�？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）中國天眼，當(dāng)然也少不了它的身影。本書還介紹了作為國際競爭熱點的量子通信和量子計算，包括世界首顆量子通信科學(xué)實驗衛(wèi)星墨子號和目前性能最強的量子計算原型機九章二號。深入微觀，探究生命的本質(zhì)是另一個重要的科學(xué)前沿方向。對于基因編輯、基因測序、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，它代表了我國在集成電路領(lǐng)域的發(fā)展水平；第四代核能的突破性進展，介紹了如何安全高效地利用核能源；先進制造領(lǐng)域的智能鑄鍛銑復(fù)合制造機床，引領(lǐng)國際復(fù)雜工藝的綠色制造；深海探測、地球探測的新手段，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�？梢哉f，本書可以滿足讀者對于我國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于參與我國科技自主創(chuàng)新的自豪感，以及對未來吸引更多優(yōu)秀人才投入這場艱苦而光榮的事業(yè)的殷切期盼。我們有幸邀請到張衡一號衛(wèi)星首席科學(xué)家申旭輝、JF-22 超高速風(fēng)洞項目負(fù)責(zé)人姜宗林、港珠澳大橋總設(shè)計師孟凡超、智能鑄鍛銑綠色復(fù)合制造機床首席科學(xué)家張海鷗等，撰文科普他們帶領(lǐng)團隊一手研制的重器，還有多位參與錦屏地下實驗室 PandaX 暗物質(zhì)實驗、悟空號數(shù)據(jù)分析、高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）實驗數(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)價值的同時，更好地欣賞重器之美；通過特別設(shè)計的大事記欄目，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我們能為實現(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大國重器有一個初步認(rèn)識，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。在今后，知乎還會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 項重大項目可以稱為重器，它們在世界科技競爭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，也希望每個人可以在國家科技自主創(chuàng)新的進程中用實際行動向時代交出自己的答卷。
周源
知乎創(chuàng)始人，首席執(zhí)行官