硬科技是決定國家前途命運的關鍵因素。
回首近十年，我們看到了中國科技的輝煌成就對於中國綜合國力的巨大影響，如新能源汽車、光伏、高鐵、5G通訊等一系列技術都已經引領全球，也讓中國有了更充足的底氣去參與到全球的競合之中。
與此同時，透過觀察全球科技創新的大趨勢，我們也會發現，中國正處在新一輪科技革命的滾滾浪潮之中。
與之前幾輪科技革命相比，這輪科技革命有四個特別顯著的特點：超微觀、超宏觀、超複雜、超極端，我將它們簡稱為“四超”。比如腦科學和生命科學，以及量子、光子和合成生物學等領域，都是“四超”特點的典型代表。
這一輪科技革命之所以呈現出“四超”特點，與人類社會的發展趨勢密切相關。
自第一次工業革命起，人類便踏上了攻克科技難點的征程。從最初對簡單機械原理的運用，到後來機械製造、工程建設等領域的持續革新，人類所處的客觀環境也日益複雜，面臨的挑戰呈指數級增長，這就促使技術發展愈發精細、深入，不斷向更高維度、更前沿的領域邁進。
以我之前總結的人類科技演進邏輯“機電光算”為例，相關技術的發展規律清晰地體現了這一趨勢：
第一次科技革命中的蒸汽機，關鍵零部件大約為數十個；
第二次科技革命中的電動機，關鍵零部件一般在100～200個左右；
而第三次科技革命中的高階光刻機，零部件數量甚至高達10萬餘個。
未來如果進入智慧時代，對於算力的要求就會更高，這意味著晶片的電晶體數量有可能會達到幾十萬億個。
面對如此複雜的技術，當前各國紛紛加大研發投入，搶佔未來科技制高點。而中國作為世界第二大經濟體，憑藉其龐大的市場、人才規模、完善的產業鏈體系和持續增強的創新能力，有望在新一輪科技革命中扮演重要角色，為全球科技進步和可持續發展貢獻中國智慧和中國方案，推動構建人類命運共同體。
大國崛起的歷史邏輯
透過研究人類文明發展的歷史，我們可以發現其背後的發展依賴於三個重要的系統：知識系統、經濟系統和社會系統。
知識就像我們手中的指南針，它幫助我們看清世界，告訴我們怎麼在這個複雜的世界裡找到方向。它包括我們學到的各種自然科學、社會科學等知識，這些都是我們理解和改變世界的基礎。
經濟系統是由勞動者、自然資源、資本和知識組成的。透過這些要素的組合和運作，推動了經濟的發展。簡單來說，經濟系統就是我們如何利用手頭的資源和知識來創造財富和價值。
不同的知識體系和經濟結構會孕育出不同的社會系統，因此，社會系統反映了我們的需求、價值觀和歷史。例如，我們的文化、制度和社會關係。
正是基於上述“知識－經濟－社會”這個觀察人類文明發展的模型，我在2022年又總結出了一個關於大國崛起的模型，即“科技（知識系統）→產業（經濟系統）→國家（社會系統）”模型。這個模型是“知識－經濟－社會”這個模型的分形，可以幫助我們更好地理解科技是如何撼動產業和國家，甚至文明秩序的。
熟悉歷史的人多少都能感受到一點，即在人類社會發展的漫長曆程中，科技創新和經濟增長、大國崛起之間，就像是一枚硬幣的兩面，緊密相連。換句話說，一個國家從弱到強，再到面臨新的挑戰基本包括了四個階段：
第一階段，當條件成熟的時候，新技術就像一顆種子一樣冒了出來。一開始，只有少數人支援它，覺得這個技術能賺錢，於是就開始小規模地試一試。慢慢地，大家發現這個技術真不錯，能帶來實實在在的好處，於是就開始大規模應用起來。這樣一來，這個技術不僅讓一個產業快速發展，還帶動了上下游相關產業一起騰飛，就像蝴蝶扇動翅膀，引發了一場風暴。
到了第二階段，依靠科技進步，一些新興產業開始嶄露頭角，它們成了國家的“頂樑柱”，把舊產業的“接力棒”接過來。這些新興產業不僅自己發展得好，還把優勢傳遞給其他產業，就像一顆星星點亮了整片星空。這樣一來，國家的經濟和軍事實力都得到了飛速提升，成了國家的“硬核支撐”。
第三階段，隨著技術不斷進步，新興產業蓬勃發展，大家的生活也變得越來越好。人均收入越來越高，人們不僅能吃飽穿暖，還能享受更好的生活品質，比如買汽車、旅遊、享受文化娛樂。同時，這個國家的社會制度、文化價值觀等“軟實力”也開始被其他國家學習和模仿，就像一個榜樣一樣，引領著世界潮流。
最後，是第四階段，隨著時間推移，那些曾經帶領國家走向繁榮的技術和產業，因為“使命完成”，開始慢慢走下坡路。這時候，國家的經濟也會面臨一些壓力，社會也會有一些變化。如果國家能抓住新的技術需求，發展新的產業，就能再次崛起，變得更強大。但如果沒跟上，就可能會落後。
這四個階段就像一場接力賽，每個階段都有它的挑戰和機遇。一個國家要想一直強大，就得不斷努力，抓住每一個階段的關鍵，不斷向前奔跑。據此，我們可以對照一下歷史：
18世紀60年代，英國人瓦特在潛熱理論的指引下，改良了紐可門蒸汽機，這一技術突破讓小作坊變成了大工廠，工廠如雨後春筍般在英國遍地開花，效率大幅提升，英國的工業產品源源不斷地銷往世界各地，成為“世界工廠”和“日不落帝國”。結果就是，英國的經濟和軍事實力大增，文化和制度也隨之傳播開來。
後來，第二次工業革命來了，鐵路和鋼鐵產業興起。英國、法國、德國這些歐洲大國，靠著這波技術和產業的發展，經濟總量大幅增長，軍事裝備也得到了更新換代，擁有了更先進的槍炮、戰艦等，實力大增。
不幸的是，東方文明在這股強大的西方力量面前，顯得有點招架不住，許多東方國家被迫開啟國門，接受西方的文化和制度。
19世紀末20世紀初，電氣技術和內燃機技術掀起了第三次工業革命，像西門子公司在電氣領域有一系列發明，如發電機、電動機。在這次變革裡，德國異軍突起，讓德國迅速崛起，成為歐洲不可忽視的軍事強國。普魯士文化在歐洲盛行，德國的教育制度、哲學思想等也對歐洲乃至世界產生了重要影響，主導了歐洲秩序。
20世紀後半葉，第四次工業革命帶動了積體電路技術、計算機技術和汽車產業，美國成了最大贏家。美國靠著矽谷的高科技產業，像英特爾在晶片領域的領先，還有汽車產業的蓬勃發展，經濟實力穩居世界第一，軍事技術也遙遙領先。好萊塢電影、美國流行音樂等在全球廣泛傳播，美國的民主制度和價值觀，也被很多國家視為效仿的物件，主導了國際秩序。
近幾十年，網際網路技術和資訊產業帶來了資訊2.0時代，美國還是走在前面，不過這次，中國、印度等亞洲國家也抓住了機會。中國在5G通訊、電子商務等領域取得了顯著成就，經濟迅速增長，科技實力不斷提升。印度在軟體外包等資訊科技領域也有出色表現。亞洲國家的文化開始在世界舞臺上嶄露頭角，全球秩序有了新變化。
簡單來說，如果一個國家能在科技上取得突破、成功轉型產業，那它的經濟和軍事實力就會更強，就像給身體練就了“鋼筋鐵骨”。同時，它的文化和政治影響力也會更大。
像前面舉例的英國、德國和美國，它們靠先進的技術，不僅讓自己的經濟蓬勃發展，還把它們的文化、制度傳播到全世界，影響了很多人。
還有一個值得關注的事實是，近兩年，美國矽谷掀起了一股“技術加速主義”的熱潮。技術加速主義者們覺得，只要技術發展得飛快，就能像“萬能鑰匙”一樣，自動解決現代社會的各種問題。尤其是其中的“有效加速主義”這一分支，將“推動技術奇點到來”作為核心目標，像是超強的AI之類的，只要這些技術發展起來，人類社會就能邁出一大步（儘管這有一點烏托邦）。
總而言之，不管是從歷史還是從現實來看，加大力度做技術創新，提升我們的硬實力和軟實力，我們才能站穩腳跟，贏得更美好的未來。
硬科技的“四超”時代
如前所述，中國的發展離不開前沿技術和未來產業的突破，這已經成為我們前行的必經之路。
我認為，中國（乃至全球）推動的前沿技術和未來產業都聚焦在五個關鍵方向：物質、資訊、能量、空間和生命。這五大方向，就像五根堅實的支柱，將支撐起中國乃至全球邁向未來的宏偉藍圖，開啟無限可能。（如下圖所示）。
更進一步，基於技術發展趨勢，我們會看到，自第一次工業革命以來，人類面臨的挑戰呈指數級增長，為此所創造的技術也愈發精細、深入，向著更高維度、更前沿的領域持續邁進。這些技術的特點可以用四個“超”來概括：超微觀、超宏觀、超複雜、超極端。
以上四個特點在資訊、能源、物質、空間和生命等五大科技領域都有體現。讓我給大家舉幾個例子。
在超微觀方面，科技的趨勢就是“小到極致的突破”。例如，資訊領域，晶片技術就是一個很好的例子。現在的晶片已經做到了奈米級別，5奈米的電晶體。一般來說，1奈米可以容納2到10個原子，這意味著一個電晶體大概就只有10～50個原子的大小，相當於一根頭髮絲直徑的幾萬分之一。
再如，量子方面，中國研製的“九章三號”光量子計算原型機，能夠操控多達255個光子，其處理高斯玻色取樣問題的速度比目前全球最快的超級計算機“前沿”快一億億倍。但量子計算本質上是一種極其微觀的技術，其操作物件是單個光子或量子位元，這些微觀粒子的尺寸僅為奈米級別。
又如生命科技領域的合成生物學，它從分子層面設計和構建生物系統，用幾微米的細菌去改造物質，創造全新的生物功能，進而在能源、材料、醫藥等領域引發新的產業變革。
基因編輯領域也是一樣，一個典型的DNA雙螺旋直徑約2奈米，相鄰鹼基對之間的距離約0.34奈米。還有，物質領域的原子製造，就更為精密。透過操縱單個原子，可以按照設計要求構建具有特殊效能的奈米結構材料。
整體而言，這些超微觀領域都面臨很高的技術要求。
超微觀領域難，超宏觀領域也不簡單。航天領域是超宏觀的典型代表。中國這些年在航天領域取得了不少成就，比如“嫦娥”奔月、“天問”探火、“北斗”組網。
航天技術的發展需要超強的運載能力、精密的航天器設計，以及可控的成本。比如馬斯克的SpaceX，透過可重複使用的火箭技術，大大降低了太空探索的成本。
但是，這些航天技術也很複雜。像SpaceX的“星艦”採用了猛禽發動機、不鏽鋼箭體和複雜的熱防護系統。這些系統複雜到只要有一塊小零件出問題，整個任務就可能失敗。比如在第七次試飛時，“星艦”第二級飛船突然和地面失去聯絡，這暴露了它在通訊追蹤和適應太空環境方面的不足。
除了“大航天”，“小生命”也很複雜。生命體裡有各種各樣的生物分子，比如蛋白質、核酸、脂質、糖類等，它們的結構和功能都非常複雜。拿蛋白質來說，它是由氨基酸透過複雜的肽鍵連線而成的，而且有多種結構層次，每種結構的變化都可能影響它的功能。
再看腦科學，大腦的結構、細胞和功能都非常複雜，現在的技術手段，比如腦電圖（EEG）、功能性磁共振成像（fMRI）、正電子發射斷層掃描（PET）等，還無法完全搞清楚大腦的奧秘。
此外，沿著“萬物智慧”這條未來發展主線衍生出的生成式人工智慧，具身智慧以及自動駕駛技術，也面臨著相似的挑戰與情況。例如，人工智慧大模型的引數規模是其強大效能的基礎。引數就像大腦中的神經元連線一樣，決定了模型的學習和推理能力。
以OpenAI的GPT-4為例，相關資訊顯示其引數可能約有1.76萬億。隨著技術的發展，未來的模型可能會進一步擴充套件到數十萬億甚至更高的引數規模。這種巨大的引數規模為模型既帶來了強大的知識儲存和推理能力，也帶來了訓練和部署的高成本與高能耗。
同理，在AI基礎上延伸出來的機器人和汽車，它們所身處的現實環境都極為複雜多樣。從井然有序卻暗藏精密操作需求的工廠，到車流不息、路況瞬息萬變的道路，每一個場景都充滿了不確定性。
最後，我們來說說超極端環境，比如“人造太陽”——可控核聚變。這項技術被認為是解決人類能源問題的終極方案。如果能實現可控核聚變，我們將獲得幾乎無限、清潔、安全的能源。
然而，要實現這一目標，需要在高溫、高壓等極端條件下進行（根據勞森判據，當等離子體密度、溫度、約束時間三者的乘積大於5×1021m·s·keV時，聚變反應才能自持進行），這對人類科技是個巨大挑戰。我們需要攻克等離子體約束、超導磁體等一系列關鍵技術。
還有，在空間領域，未來會出現的超高速交通工具，比如超級高鐵和超音速飛機。但速度越快，挑戰也越大。比如超音速飛機，當它飛得比音速還快時，空氣和機身劇烈摩擦，機頭和機翼前緣的溫度會飆升。飛到兩倍音速時，機頭溫度能達到120℃到150℃；飛到三倍音速時，溫度甚至會超過300℃！普通的材料根本受不了，只能用耐高溫的材料來解決這個問題。
包括未來我們要進行的深空探索，也面臨的是多種對探測器和宇航員構成巨大挑戰的極端環境。比如太空常見的10⁻⁶帕到10⁻¹²帕的真空度，熱量難以有效散發。
再比如，其中高能粒子輻射，如太陽耀斑爆發時釋放的高能質子，能量可達數MeV（兆電子伏特）。包括超低溫環境下，如冥王星表面的平均溫度低至 -229℃，對人類探索都提出了新的要求。
不僅如此，各領域技術之間還將打破壁壘，實現深度且廣泛的融合，催生出一系列具有創新性與變革性的科技成果，重塑人類社會的發展格局。
換句話說，在“四超”基礎上，中國的下一步也很清晰，即投入更多力量去創造一個生態，以推動這些技術向前方發展。
保持耐心，加大投入
其實，像“超微觀、超宏觀、超複雜、超極端”這樣的尖端科技，從最初的靈光一現，到真正落地生根，再到廣泛應用，往往要經歷漫長的時間。而且，這些高科技的研發還需要海量的資金。所以，很多時候，國家必須站出來，為這些技術研發提供堅實的支援。
比如，現在國家正全力投入資源支援科技創新，加快建立國家實驗室體系，加大科研資金投入。國家統計局的資料顯示，2024年，中國全社會研發經費達到3.6萬億元，同比增長8.3%，穩居世界第二。基礎研究經費也大幅增長，達到2500億元，佔比逐年上升。
在我看來，科技創新不僅是國家層面的戰略行動，社會各界同樣需要解放思想，不能只做科技創新的旁觀者，而是要積極拿出實際行動，在保持耐心的同時，從不同角度、以多種方式支援科技創新，共同助力我國在科技發展的道路上大步邁進，創造更美好的未來 。
譬如，對於普通大眾而言，要摒棄急功近利的心態，不要因為一項科技創新在短期內沒有帶來明顯的改變，就對其失去信心。比如，當我們看到人工智慧技術在某些應用場景中還存在不足時，不要輕易否定它的發展潛力。
企業作為科技創新的主體，更要有長遠的戰略眼光和耐心。在研發投入上，不能因短期的業績壓力而削減研發經費。同時，企業還應積極培養和吸引科技創新人才，為人才提供良好的創新環境和發展空間。
以近期備受矚目的DeepSeek為例，其在人工智慧領域的探索和突破背後，是大量的時間、人力和資金投入。據Semianalysis分析，DeepSeek在伺服器上的總資本投資約為16億美元，其中與運營這些叢集相關的成本高達9.44億美元，在GPU上的投資總額超過5億美元。
還有《哪吒》系列，也是匠心打磨的成果。第一部《哪吒之魔童降世》耗時五年，初稿完成後又歷經66版修改，哪吒形象更是有100個版本。
從DeepSeek在人工智慧領域的突破，到《黑神話：悟空》在遊戲製作技術上的創新，再到《哪吒》系列電影在動畫創作方面的成就，這些成功案例背後，無一不是漫長的研發週期、鉅額的資金投入以及無數次的嘗試。
除了個人、企業，資本市場在科技創新中也扮演著重要角色，需要樹立長期投資理念。不要僅僅因為一個科技專案在短期內沒有盈利，就撤回投資。尤其是硬科技創業，需要耐心資本的支援。
我之前就一直在呼籲，隨著我國步入科技創新時代，以股權投資為主、債權投資為輔的方式來滿足初創企業資金需求也是大勢所趨。我國應進一步構建和完善與科技創新相匹配的金融制度，並提出加快打造科技金融的“鄭國渠”體系的具體建議。
“鄭國渠”體系的核心在於把大體量資金用市場化的方式，低成本、高效率地運送到創業公司中去。
具體而言，在資金供給層面推動銀行、保險、國家大基金等資金髮揮主動脈作用，做大國家級母基金，確保耐心資本供給，可以透過市場化的方式篩選出一流的硬科技投資機構，推動做強市場化創業投資和股權投資；
在資金配置層面，繼續發揮硬科技投資機構的毛細血管作用，將金融血液輸送到早期的硬科技創新企業中去。透過這種方式，助力整體經濟“長肌肉，壯骨骼”，走上健康發展道路。
結語
全球經濟的發展和社會秩序的穩定，正站在一個前所未有的歷史節點上，而新技術的突破與應用將成為推動這一程序的核心力量——無論是人工智慧、量子計算，還是新能源、生物科技，這些前沿技術不僅能夠重塑產業格局、提升生產效率，更能為解決全球性挑戰（如氣候變化、資源短缺、公共衛生危機等）提供創新方案。
換言之，如果全球能夠攜手科技創新，就能推動全球經濟不斷向前發展，為社會的穩定提供堅實保障，開創人類文明更加美好的未來。
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No.6270 原創首發文章｜作者 米磊
作者簡介：光學博士，研究員，“硬科技”理念提出者，中科創星創始合夥人。
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