院士访谈观点精编丁文江：新材料技术与“无人区”创新

　　院士访谈观点精编丁文江：新材料技术与“无人区”创新中国工程院院士，上海交通大学材料科学与工程学院教授，现任轻合金精密成型国家工程研究中心主任，中国镁业协会副会长，中国材料研究学会常务理事，上海交通大学材料科学与工程学院委员会委员。曾任上海交通大学副校长。长期从事先进镁合金材料及加工方面研究。

　　目前的国际形势，特别是中美之间较为多变的国际关系，导致美国对中国的科技封锁和打压日益严峻。通过市场和国际合作解决技术问题这条路已经基本被斩断了。必须强化中国的战略科技力量来突破困局：要围绕保障、产业安全、科技安全的重大需求，解决核心系统、关键技术和材料受制于人的问题；对事关国计民生和重点领域的材料需求，要构建系统性、全方位的支撑保障能力；要建立健全材料自主创新体系，抢占新材料的研发制高点，实现材料领域的弯道超车。

　　科技伦理的水平直接标度了科技发展的成熟度。必须把伦理的观点和科学技术的观点结合起来，伦理决定论或者科学技术决定论都是不可取的；必须把科技理性的成长与人类价值的确立相联系，从而保证人类社会的健康发展；必须把人类丰富的文化生活与科学技术协调地结合起来，让科学技术植根于人类的文化生活中；必须把科学技术同人类的未来联系起来，科学技术发展并不等同于人类发展的全部，“发展是硬道理”，但并不是全部道理；必须从文明发展的角度来展望科学技术的未来，使科学技术的发展服从于人类的根本目的。

　　作为科研工作者，我们更应该关注人文艺术领域的诉求，有针对性地进行科学技术的创新，同时关注现有的成果，更好地发掘人文艺术领域对于科技的潜在启发，打破学科壁垒，不断尝试并挑战将二者有机结合。

　　科技与人文好比社会发展这辆马车的双轮，任何一轮出了问题，社会都无法保持高速的发展，两者在实践中相互交织、相互渗透、相互影响。人文艺术的完善与创新要凭借对科学原理的认知与掌握，了解事物及其物理、数学形态的结构，能催生新的艺术形式。

　　人文社会科学研究源于人类社会与自然发展中提出的许多新问题，这就需要我们从原理、本质、规律上加以认知。因此人文社会科学研究创新群体的切入点应该是从发现问题入手，从根本上把握新事物发展的规律。同时，创新不只是人文社会科学内部知识的串联，更多是学科交叉融会贯通的结果，通过借鉴自然科学研究中多部门协同合作的经验，可以做出跨领域的开创性成果，只有这样才能实现有组织的创新。

　　国家可以通过对国内外高校科技创新人才培育机制进行研究和分析，吸取成功的经验，针对我国高校的现状，根据高校科技创新目前存在的问题，给出相关的改进方法和发展方向，发展适合我国高校科技创新人才培育的新机制。要深入研究新时代高校科技创新人才培养的特点和规律，以理论创新引导实践创新，以科技创新为主题，以科教结合为主线，深化体制机制改革，营造适合创新人才成长的氛围，提高高校学生的自主创新能力，多角度推进高校科技创新，促进经济社会的发展。

　　摘要：院士跨界高端访谈栏目旨在探索面向未来的科技人文问题。本期访谈中国工程院院士、上海交通大学材料科学与工程学院丁文江教授，围绕新材料技术与“无人区”创新等问题展开。丁文江教授认为，二十一世纪以来中国在新材料领域已取得重大革新，但在关键战略材料和前沿新材料方面还处于探索阶段，要想突破“卡脖子”困局，需要从基础理论的研究实力、企业技术的创新能力、人才的创新活力、科技的创新机制等多方面强化中国的战略科技力量。科技创新所能达到的高度，取决于基础的宽度、厚度和深度，而在“无人区”创新有赖于团队合作和战略科学家的培养。同时，面对“无人区”科技创新可能带来的科技伦理问题，中国亟须推进科技伦理的研究与构建。科学领域与人文社科领域的工作者们应互相关注彼此领域的最新成果与方法，加强彼此间的联系与合作，打破次元壁垒，不断尝试并挑战将二者有机结合，拉近科技与人文的距离，做出真正有益于社会的创新。

　　人类社会的历史是一部发现新材料、应用新材料造福人类的历史。从旧石器时代到新石器时代，从青铜器时代到钢铁时代，再到半导体被广泛应用的信息时代，人类社会逐步从野蛮阶段迈进了文明发展的新时期。因此，从某种意义上来说，一部材料史也是一部文明史，其中以新材料应用为主要特征的科技文明更是在推动人类社会文明进步中发挥了关键作用。中国人发明的铸铁和瓷器等技术曾经辉煌一时，在世界材料史和文明史中留下了浓墨重彩的一笔。尽管近代以来，中国在新材料技术方面落后于西方，但是在改革开放之后，中国科技创新所取得的成就令世人瞩目，越来越多的新材料技术被应用于国民经济和社会发展中，极大地提高了中国的综合国力和人民生活水平。其中，不少科学技术的创新已经从被动的跟跑阶段，发展到了并跑，甚至领跑的水平，“无人区”探索与创新已成为科学家必须面对的局面，“高处不胜寒”的孤独感受也将成为常态。科技领域的“无人区”创新与人文社会科学的“原创性”探究本质上一脉相承，甚至可以说具有共生性、共通性和共同性。科技工作者如何将自然科学与人文社会科学结合起来，使科学技术更好地为人类社会服务，以及人文社会科学工作者如何借鉴自然科学的成果与方法，使研究成果更具“问题导向”“现实导向”“未来导向”，这是摆在我们面前的重要命题。然而，由于学科过度细化和院系行政固化的缘故，科技工作者和人文社会科学工作者之间来往甚少，交流不多，多学科协同探索和跨学科融合研究还是停留在口头上，没有落到实处、明处和细处，团队合作，特别是跨学科团队合作研究的愿景远未能实现。上海交通大学特聘教授彭青龙率先提出“科技人文共同体”的概念，希冀通过学界同仁的共同努力，打破学科边界的壁垒，产出具有前沿性和创新性的成果。基于此，《上海交通大学学报（哲学社会版）》推出“科技人文·院士跨界高端访谈”栏目，围绕面向未来的科技人文的诸多方面，开展深入交流。本期访谈中国工程院院士、上海交通大学原副校长丁文江教授，聚焦“新材料技术与‘无人区’创新”。

　　彭青龙：第一个题目我们从材料技术的历史及其对推动人类社会的进步谈起。众所周知，材料是可以直接造出成品的物质，包括天然材料和人工合成材料。一部人类史就是一部利用材料和制造材料满足人类社会需要的历史，而科学技术在其中发挥着关键的作用，这从石器时代发展到新材料广泛应用的信息时代可以明显看出。您可否从人类材料技术发展史的角度分别谈谈其演变的阶段性特征？中国的材料技术发展史也许与西方有所不同，请问二者的共同性和差异性是什么？二十一世纪以来中国的材料技术发展很快，具有什么特点？其背后的主要原因是什么？

　　丁文江：人类材料技术发展史与人类科学技术发展史、人类文明发展史有着不可分割的联系。材料技术发展一直顺应人类文明发展的要求，并推动着人类文明继续向前。在石器、青铜器时代，材料的发展满足了人类的生存需要、社会秩序和文明的建设需要；在铁器时代，金属等材料的进一步发展满足了农耕畜牧、文明扩张的要求；在蒸汽时代，各类材料的发展满足工业化生产的需求，解放了生产力，催生了高级文明；在信息时代，传统材料进一步蓬勃发展，不断满足各行各业的发展需求，同时，新材料也在不断被发现并发展，能源材料、电子材料、生物材料等也将人类文明带入新的发展阶段。

　　中西方材料技术发展最大的共同点在于都以社会发展的内在需求为最大动力，当现有的技术无法满足社会进一步发展的需求时，材料技术的发展将会为社会文明发展带来重大突破。如今，当全人类共同面对能源危机、生命科学难题时，开发能源材料、生物材料等成为解决问题的突破口。至于中西方材料技术发展的差异性，我认为来自不同的思想理念，西方一直崇尚理性地探究自然规律，追求细分且纯粹的知识；古代中国则更加注重整体思维，强调人与自然的和谐共生。当今中国材料技术的发展更是具有一定的时代特征，不断服务于中华民族伟大复兴的现实需求。

　　二十一世纪以来，中国材料技术的发展呈现出高速化、多元化的发展态势。通过长期的积累、创新和提高，中国在传统材料领域取得了重要进步，在新材料领域也有重大革新。中国在经济建设和发展的过程中对材料技术的迫切需求是其发展的主要动因，材料技术的发展和突破在国防、航天、能源、医药等领域都有着关键性，乃至决定性的作用。

　　彭青龙：材料是国民经济和社会发展的基础，其重要作用不言而喻。新中国经过七十多年的发展，业已成为一个材料大国。虽然建立了基本完整的生产体系，也拥有在世界上数一数二的产业规模，但是科技界基本认为中国还不是材料强国，仍需要大力发展新材料技术。世界各国对新材料的分类标准也存在差异，据《中国制造2025》划分，新材料分为有色金属、钢材、石化材料等先进的基础材料，陶瓷、稀土等关键战略材料，石墨烯等前沿新材料。您可否结合这三种类型的材料分别谈谈中国在发展新材料技术上的短板？短板产生的原因是什么？如何尽快补足这些短板？

　　丁文江：全球新材料产业的发展已经形成了三梯队竞争格局。第一梯队是美国和欧洲等发达国家和地区，在新材料的核心技术、市场占有率等方面占据优势；第二梯队是中国等发展中国家，新材料正处于快速发展阶段；第三梯队是巴西、印度等国家，新材料发展处于起步阶段，目前处于奋力追赶的状态。尽管中国已经处于第二梯队，但与第一梯队还存在很大的差距。

　　在先进基础材料产业方面，我国在轻合金、聚合材料等领域已经处于相对领先的地位，但基础材料领域的高端制造及检测设备仍然依赖进口，而在关键战略材料和前沿新材料方面目前还处于探索阶段，电子化学品、纤维材料、半导体材料等自给率较低，仍然依赖进口。

　　中国的工业化发展起步较晚，在工业底层技术、基础工艺方面积累较少，在工业设备、高端设备、评估标准等方面仍然和第一梯队存在较大差距，因此形成了制约新材料技术发展的障碍，主要表现为：

　　（1） 技术基础薄弱。长期以来，为了满足经济的快速发展，我国通常采用能买就买的方式满足对材料的需求，忽视了材料的自主研发和材料科学技术的基础研究和能力建设。

　　（2） 引领动力不足。材料科学的研究与工程应用研发脱节，导致材料难以实现工业化、发挥应用价值，大量的资源消耗于追求论文发表的实验研究中。

　　（3） 缺乏稳定支持。新材料从研发到应用需要较长周期，较大的前期投入，只有长期稳定的资源支持，才能让新材料从研究创新进一步走向应用发展。

　　（2） 营造研究真问题、解决真问题的技术创新环境，深化改革，聚焦有明确目的的应用和卡脖子技术的需求，面向最终制品，聚焦基础，卧薪尝胆，务求突破。

　　（3） 鼓励融合，把碎片化的科技创新平台资源整合成可持续的战略科技平台，加强创新团队建设和能力建设，增强发展新材料的合力。

　　彭青龙：当今世界面临着百年未有之大变局，新冠肺炎疫情及新近爆发的俄罗斯与乌克兰的军事冲突为世界的未来发展带来了很多不确定性。近年来，美国对中国进行全面打压，在高科技领域表现得尤为突出。如对华为、中兴等科技公司实施制裁等，其中对“芯片”的限制已经冲击了相关产业，让我们感受到了自主创新的重要性。有论者认为，“芯片之争”是“材料”之争，您是否认可这一观点？为什么？可否结合专业知识谈谈我们如何在美国战略遏制的背景下自主发展新材料技术？也有一些悲观论者，认为我们的高端材料与西方国家相比还有几十年的差距，对于缩小差距似乎信心不足。在材料技术领域“卡脖子”的根源是什么？您如何看待材料技术领域中的“卡脖子”现象？

　　丁文江：芯片产业中材料是基础，没有材料，核心技术就相当于在别人的地基上盖房子，再高也不堪一击。但是有了地基并不代表就有了高楼大厦，“芯片之争”不仅是“材料”之争，还存在生产设备、工艺技术等很多需要攻克的难点和挑战。

　　目前的国际形势，特别是中美之间较为多变的国际关系，导致美国对中国的科技封锁和打压日益严峻。通过市场和国际合作解决技术问题这条路已经基本被斩断了，在此情况下，必须强化中国的战略科技力量来突破困局：要围绕保障、产业安全、科技安全的重大需求，解决核心系统、关键技术和材料受制于人的问题；对事关国计民生和重点领域的材料需求，要构建系统性、全方位的支撑保障能力；要建立健全材料自主创新体系，抢占新材料的研发制高点，实现材料领域的弯道超车。

　　美国的战略遏制只是提醒我们自主发展的重要性，我们要有一种心态，不论遏制是否存在，我们都要静下心来一如既往地发展自主核心技术。另外，自主发展也要充分考虑市场的作用，借市场激发自主发展的积极性。

　　“卡脖子”问题是一个涉及基础研究、工业应用、人才培养等方面的综合性问题，解决“卡脖子”问题则是一项系统工程，要从基础理论的研究实力、企业技术的创新能力、人才的创新活力、科技的创新机制等多方面入手。“卡脖子”问题不是一开始就有的，是近些年来全球分工的不断细化，中间贸易品的增多，发达国家还将制造业产业链不断向上延伸、向下转出的结果。我国在全球贸易模式下深度融入全球产业链，与欧美国家深度分工合作，在这一过程中我国在产业链下游领域展现出较强的比较优势，同时“卡脖子”这一问题便不断凸显出来。

　　事物发展有其自身的客观规律，科技创新的发展也要经历必然的发展阶段，科技创新所能达到的高度，往往取决于基础的宽度、厚度和深度，在许多情况下，跨阶段实现“弯道超车”实际上非常困难。因此，我们在这方面也不能操之过急，要一步一个脚印，稳扎稳打、步步为营。牢固的基础很重要，基础厚重才能构建出“塔尖”，我们既要有卧薪尝胆的心态，也要有坚韧不拔的意志和决心。此外，还要充分发挥中国的特色资源bat365，创新发展我们的长板科技，追求相互遏制的局面。

　　彭青龙：上面谈到了材料技术的宏观方面，下面我们结合您的研究谈谈“镁美与共”和“无人区”创新问题。“镁”是重要的金属元素，提取后可被广泛应用于日常生活、医疗和工业领域。得益于包括您在内的科学家和工程师的辛苦研发，镁及镁合金持续实现华丽转身，被更加广泛地应用于多个领域，特别是高精尖端领域，如军事和航空航天领域等。您在高性能镁稀土合金材料、金属材料的仿生功能化、镁基可降解生物医用材料、镁基能源材料等方面取得了突破性成果，因此赢得了国内外的一致好评和关注，甚至走在了世界的前列。就镁及镁合金技术而言，我们与国际同行比较有哪些优势？其科学价值、经济价值和社会价值有哪些？

　　丁文江：在镁及镁合金技术方面，我国具有一定的资源优势，全球超过70%的镁资源在中国，我国的镁储量、镁产量、镁出口量均居世界第一。技术优势上，我国采用的是特色稀土资源开发的稀土镁合金，让镁合金的强度、抗氧化燃烧能力和耐腐蚀性能得到大幅提升，目前已经创制出一系列新型高强度的镁合金材料，其中有5种已成为国家标准，2种已进入国际标准，从这一层面出发，中国已拥有镁合金的国际话语权，开启了“镁”的轻量化时代。

　　目前，中国的镁合金技术突破了重金属与镁合金熔炼的困难。重稀土的比重是镁的4—5倍，熔点高达1300℃，而镁的熔点只有648.9℃，比燃点还高，因此等重稀土熔化时，镁早已氧化，要想实现相融混合，难如登天。我们利用稀土和镁氧化物共电解的方法制备稀土镁中间合金，成功让“水火不容”的重稀土和镁成功结合在一起，创制出了国际上最高水平的高强耐热镁稀土合金，发现了三角互锁析出强化相和热稳定结构，建立了镁稀土合金强化模型，将燃点从520℃提高到了935℃，强度从250MPa提高到了500MPa，使用温度从175℃提高到了300℃；研发了熔体复合纯净化与精确形性控制成形技术，将复杂构件的尺寸精度提升了2个等级，疲劳寿命提升了3倍，从而率先实现了镁合金从非承力结构件至主承力结构件应用的颠覆性跨越。针对镁活性大、易反应、产生大量氧化渣的世界性难题，我们的团队发明了大尺寸方孔多级电磁净化方法、多级多介质连续深度净化方法等新的净化方法及其装备，解决了这一世界性难题，为高品质轻合金制品批量生产提供了坚实的材料保障。

　　镁合金材料还是最轻的金属结构材料，密度只有钢的1/4，铝的2/3，基于轻量化特点可以带来明显的节能减排效益。采用镁合金制造可以实现节能减排、绿色环保，为双碳目标的早日实现作出贡献。

　　在交通领域，以汽车为例，车重每减少100千克，百公里油耗可降低0.5升，每百公里减排二氧化碳大约1千克，按照6.5元/升的油价和1750元/吨的平均碳减排边际成本计算，折合每千克减重可节省约98元的燃油成本，53元的二氧化碳减排成本，因此轻量化减重所贡献的社会碳中和经济效益也有将近118元。

　　在航空航天领域，轻量化带来的经济效益更加明显。根据国际航协的数据，燃油成本大约占航空总成本的26%。而在国内部分航空公司，燃油成本甚至要占到40%。因此也就不难理解为什么美国波音曾在787飞机研制过程中，愿意投入3亿美元的经费研究在飞机某些部位用钛合金取代铝合金，以解决超重问题，达到减重2500千克的目标。这一目标的实现可以减少20%燃油消耗，而镁合金是比铝合金更轻的材料。

　　在国防领域，轻量化意味着更快、更远、更准，航空航天装备减重已由“斤斤计较”转变为“克克计较”，减重1克相当于拥有1克黄金的价值。我们团队研发的高强耐热镁合金应用于可在1小时内到达全球的超高音速飞行器的部件，已支撑多次发射任务，应用于武装直升机，助其实现全天候、全疆域飞行，填补了三军空白。

　　彭青龙：华为公司总裁任正非曾经说过：“重大创新是无人区的生存法则，没有理论突破，没有技术突破，没有大量的技术累积，是不可能产生爆发性创新的。”您现在所做的高端镁合金研究是不是也进入了科技创新的“无人区”？在“无人区”创新需要一个战略科学家的掌舵和引领，他应该具备哪些素质？在“无人区”探索需要一个强大的团队，其应该具备怎样的团队精神？您的研究成果曾获得国家一等奖，团队曾入选“全国高校黄大年式教师团队”，可以说，您和您的团队是一个十分成功的案例，可否结合镁合金研究经历谈谈“无人区”创新中最大的困难是什么？如何在理论和实践上寻求突破？

　　丁文江：在中央人才工作会议上，习总提出一个重要命题——大力培养使用战略科学家。习总强调：“要大力培养使用战略科学家，坚持实践标准，在国家重大科技任务担纲领衔者中发现具有深厚科学素养、长期奋战在科研第一线，视野开阔，前瞻性判断力、跨学科理解能力、大兵团作战组织领导能力强的科学家。”我认为所谓战略科学家需要具备：超卓的科学贡献、超强的家国情怀、超前的战略眼光、超常的学科融通能力以及超凡的人格魅力。而在“无人区”探索需要一个强大的团队，这个团队必须具备严谨科学的态度、自立自强的勇气、团结协作的文化和勇攀高峰的精神。在“无人区”创新意味着要付出超乎常人想象的努力与汗水，越是原创，越是未知，越是不要怕困难，放心大胆地往前闯。

　　在“无人区”创新难题层出不穷，需要更多制度和管理层面的改革。科研人员从事成果转化的难处主要是两头都受到挤压：一头是高校，大学对教师的基本评价还是基于论文数量，否则就解决不了职称；另一头是企业，很多本土企业在经济效益向好时，更喜欢引进成熟的产品链，支持真正具有重大创新性的产品研发的意愿不强烈。

　　要想在理论和实践上寻求突破，首先要明白，做材料和培养人才是一个道理，“材尽其性，顺性而为”。做材料必须持之以恒，“深其一点，究其本质”。镁合金之前主要用于结构材料，不过镁合金容易腐蚀，这是镁合金的缺点，但在植入材料领域恰恰可以作为优点发挥。许多骨折病人植入骨钉、骨板后手术取出，不得不忍受二次痛苦，而心脏病患者植入心脏支架后需要终生服药。我们就研发了新一代可控降解的医用镁合金，目前已完成36例骨钉、骨板植入的临床试验，最长植入年限已达三年之久，效果良好，解决了过去医用金属不可降解的烦恼。我们还发现，镁合金降解产生的镁离子和氢气的释放，有助于伤口消炎。

　　彭青龙：“无人区”创新往往是团队合作。据了解，您的团队在世界镁合金领域创造了三个“第一”：发表论文总数第一、发明专利拥有数第一、应用部件开发数及开发能力第一。可否请您分享一下您在勇闯“无人区”时的团队管理理念及经验？这些经验对于上海市，乃至全国开展“无人区”创新有哪些可以借鉴的地方？

　　丁文江：随着社会的发展，基础研究到应用的周期日益缩短，有时甚至难以区分，这就需要团队协作。可以说，在材料领域单打独斗地研究日益困难，团队分工协作，上下游相互呼应，基础研究与应用开发统一于目标需求变得日益重要。团队合作一直都是“无人区”创新的关键，我坚持认为在勇闯“无人区”团队建设过程中，第一要务就是要育人，在我所在的团队，始终希望团队成员在境界、胸怀、能力和四个方面有所提升，若将前面三项分别作为立体坐标中的Z轴、X轴和Y轴，你有多高的境界，就有多高的Z轴标点，你有多宽的胸怀，就有多宽的X轴标点，你有多大的能力，就有多大的Y轴标点，这三个标点可以组成一个立方体，这就是你的事业空间。而是否能让这空间变成实体，则取决于第四要素，即你的。其次，团队要有一个共同的愿景，我所在的团队在共同的奋斗中凝练出如下愿景：希望成为“最有凝聚力的研究团队之一”“中国镁产业最优人才培育基地”“世界镁研究最有竞争力的基地之一”。最后，要有一个和谐向上的团队文化，我们团队在发展过程大致可分为“吃饭—吃好饭—开心地吃饭”三个阶段。“吃饭”是求生存阶段，“吃好饭”是小康阶段，“开心地吃饭”是大家既能高效工作，又能愉快相处，其乐融融。要达到这个境界，我希望每一个团队成员都能做到耐烦、耐看、内省、内敛这4个“N”。做任何工作都要不厌其烦，任何科研结果都要经得住时间考验，出了问题首先要反求诸己，先反省自己，有了成果和成就要谦虚、收敛。

　　创新人才队伍的建设，需要在团队内部形成一整套人才培养、引进、使用、评价和激励机制，最大限度地调动科技人员的创新积极性。科研工作，依托的是自觉，兴趣是最大的催化剂，但也必须有一个大家都认可遵守的管理制度。我们团队有七个研究小组，分别由七位教授领头，成立了七人联席小组，作为大事决策机构。管理制度每年修订一次。团队管理的理念是实现个人的驱动力、小组的核心竞争力、团队凝聚力的平衡和团队成员间力求一致。

　　彭青龙：据了解，国家十分重视“无人区”探索，也许已经做了超前布局。一些有条件的省市也制定了相应的规划。比如，深圳市发改委对外发布了《关于支持头部企业发挥带动作用 促进重点产业链高质量发展的实施方案》，其中对“无人区”创新进行了统筹谋划。上海市正在建立全球科创中心，您可否谈谈上海“无人区”创新跟北京、广州和深圳的“无人区”探索有什么不同？上海市“无人区”创新有什么优势？“无人区”创新的文化如何构建？需要哪些体制机制方面的配套改革？

　　丁文江：从顶层设计角度来看，全国的科技创新中心建设以北京、上海和粤港澳大湾区最具代表性。其中，北京和上海两地由国务院单独发文明确定位，布局建设方案；粤港澳大湾区是在中央和国务院共同印发的《粤港澳大湾区发展规划纲要》中，单设章节明确建设国际科技创新中心。从名称角度看，北京是“全国科技创新中心”，作为原始创新主引擎，通过打造京津冀创新发展战略高地，引领支撑全国原始创新和基础前沿研究；上海是“全球有影响力的科技创新中心”，关键在于发挥其制度创新和开放创新优势，统筹国际国内创新资源，开展以企业为主体、市场为导向的体制机制创新系统性探索；粤港澳大湾区作为国际科技创新中心，发挥其“一个国家、两种制度、三个关税区”的独特国际资源优势，加快形成以创新为主要动力和支撑的经济体系。

　　创新链方面，北京的创新链前端优势明显，北京由于科研人才聚集效应强，高校和科研机构数量和实力居全国首位，在原始创新方面具有得天独厚的优势。北京基础研究投入高，科研机构与高校云集，主要也是得益于中央协同发力。深圳创新链和产业链高效融合，深圳拥有全球独有的完整高效的制造产业链，为高效吸纳科技创新成果并使之转化为生产力提供了坚实基础。深圳战略性新兴产业增加值和增速均高于北京和上海，创新链和产业链融合度高。深圳九成以上的研发经费投入资金来自企业，其规模和占比均远高于北京和上海。上海国际金融中心地位突出，金融体系完备程度和活跃度优势显著。上海拥有包括股票、债券、同业拆借、票据、外汇、黄金、期货、场外金融衍生品等在内的各类市场，是全球金融要素市场最齐备的城市之一。

　　创新生态环境方面，北京国家级科技企业孵化服务机构的规模和孵化成果较上海和深圳均具有较强优势。截至2018年末，列入统计的高新技术企业中，北京1.87万家，深圳1.41万家，上海0.90万家。

　　区域协调发展方面，上海和深圳分别依托的长三角和珠三角区域发展起步早，产业体系完备，集群优势明显，其中上海优势最为明显，主要体现为人才优势、金融优势、产业集群优势。上海的“无人区”创新始终以使命导向、策源驱动、赋能发展和开放融通为基本原则。

　　上海以国家重大战略需求为牵引，加强对关系根本和全局的重大科学问题的研究和部署，强化重要领域和关键环节任务部署，集合优势力量，力争自主创新取得重大突破；以优化科技创新资源投入和配置为关键，持续加大基础研究投入力度，稳步提升基础研究和应用基础研究能力，加快实现从无到有的基础性、理论性科学突破，为科技创新提供高质量的源头理论支撑；以科技创新践行新发展理念、催生新发展动能，强化科技创新对城市能级和核心竞争力提升的支撑引领作用，实现城市高质量发展和满足人民对美好生活的向往；以更加开放的胸怀和视野积极融入全球创新网络，强化全球创新资源配置功能，促进更高水平的开放融通，着力推动制度型开放，打造全球科技创新重要枢纽，增创国际合作和竞争新优势。

　　彭青龙：“无人区”科技创新对推动人类社会进步固然是十分重要的，但也有不少“无人区”科技创新会带来科技伦理的问题。如在生物领域所发生的基因编辑婴儿事件和在人工智能领域的隐私伦理、公平伦理、责任伦理和主体性伦理问题。这就需要科学家和人文社科学者一起来规约“无人区”科技创新的原则和标准。作为科学家，您如何看待科技伦理问题？如何在“无人区”科技创新的过程中避免产生科技伦理问题？在这一点上，国家和个体如何协调？

　　丁文江：自近代科学兴起以来，人们见证了科学改造世界的力量，也充分享受到了近代科学成果带来的社会福祉，科学发展到今天，已经具备了强大的自主性，如果任其无约束地发展，它的潜在成果既有可能造福人类，也有可能摧毁人类的生存与社会秩序。如何让科学的发展始终朝向善的道路，就是今天人类亟须解决的问题，科技伦理的兴起也正是基于这个时代背景，从中不难发现科技伦理出现的被动性。

　　在经历一系列惨痛教训后，人们终于认识到不加约束的科学是非常危险的，任何国家或个人都无法承担其可怕的后果。从这个意义上说，科技伦理的水平直接标度了科技发展的成熟度。必须把伦理的观点和科学技术的观点结合起来，伦理决定论或者科学技术决定论都是不可取的；必须把科技理性的成长与人类价值的确立相联系，从而保证人类社会的健康发展；必须把人类丰富的文化生活与科学技术协调地结合起来，让科学技术植根于人类的文化生活中；必须把科学技术同人类的未来联系起来，科学技术发展并不等同于人类发展的全部，“发展是硬道理”，但并不是全部道理；必须从文明发展的角度来展望科学技术的未来，使科学技术的发展服从于人类的根本目的。

　　首先要培养科技伦理观。科学与伦理观念上的最高结合是人类两种信念的相互融合，即科学技术追求的客观性与伦理所强调的主观性的相互启迪。再者就是建立在人的自由、创造和责任感前提上的思想。科技与伦理的互动可以是一种个体的行为，也可以是一种社会集体的行为，通过集体性的行动，在全社会形成一个占主导地位的价值观念。

　　其次要加大科技伦理宣传，普及科技伦理。在普及科技伦理的过程中，政府必须承担起不可推卸的责任，在宣传科技伦理的过程中发挥积极的作用。科学研究及其具体运用都是在社会中进行的，而这一平台的维护者——各国政府应该承担起不可推卸的责任，具体来说，政府应当在科技产业政策、科研项目立项、科研项目资助范围、科技成果审查、科技成果管理与控制上发挥积极的主导作用。

　　此外，政府应当积极履行自身职能，加大宣传力度，在全社会范围内普及科技伦理，使全社会能对科技风险及其负面效应有一个全面的认识，加强对科技伦理的重视。

　　彭青龙：世界上很多科学家在科学探究的时候往往受到人文艺术的启发，甚至有人认为自然科学研究的最高境界是哲学问题。中国乃至世界的人文艺术是否对您的镁合金研究产生过影响？如何从人文艺术领域汲取营养或者获得灵感开展“无人区”科技创新？随着社会的进步，越来越多的人认识到科技人文是命运共同体，可以在相互借鉴同进步。您如何看待科技人文的关系？

　　丁文江：中国是一个历史底蕴深厚的国家，从商周时期开始，青铜器制造与彩绘艺术已经达到一定的水平，甚至对现在的一些工艺仍有借鉴意义。而世界各地的人文艺术经过千百年的发展与传播，与中国本土人文艺术水融，形成了丰富多彩的中国本土人文艺术，大大推动了科学研究的发展。

　　作为科研工作者，我们更应该关注人文艺术领域的诉求，有针对性地进行科学技术的创新，同时关注现有的成果，更好地发掘人文艺术领域对于科技的潜在启发，打破学科壁垒，不断尝试并挑战将二者有机结合，拉近科技与人文的距离，做出真正有益于社会的创新。

　　科技与人文好比社会发展这辆马车的双轮，任何一轮出了问题，社会都无法保持高速的发展，两者在实践中相互交织、相互渗透、相互影响。人文艺术的完善与创新要凭借对科学原理的认知与掌握，了解事物及其物理、数学形态的结构，能催生新的艺术形式。例如国家大剧院、鸟巢、水立方等场馆的成功设计，都是以科学技术为基础的，“水立方”的结构就是来源于科学家对膜面结构的了解。而科学技术的创新是基于人文艺术的需要发展的，例如现在很多能够对进行检测的智能织物，以及具有电致变色控温的智能玻璃等，都是为了满足人们生活与感官追求而被创新出来的科技产品。

　　彭青龙：自然科学和人文社会科学在“无人区”创新方面相近或者相通，但人文社科学者往往喜欢单兵作战，这是不是中国哲学社会科学研究成果未能走向世界的原因之一？人文社会科学如何像自然科学研究那样开展有组织的“无人区”创新？您对人文社会科学工作者有什么建议？

　　丁文江：我认为存在一部分这样的原因。现行的人文社会科学分科体制积弊甚重，阻碍了中国哲学社会科学的当代发展，体制性障碍使得人文社会科学从业者处于自限门户、视野不宽、交流甚少的情况。人文社会科学内部无法贯通，何谈走向世界？因此唯有打破内部的隔阂，才能向世界展示我们人文社会科学之精华。

　　人文社会科学研究源于人类社会与自然发展中提出的许多新问题，这就需要我们从原理、本质、规律上加以认知。因此人文社会科学研究创新群体的切入点应该是从发现问题入手，从根本上把握新事物发展的规律。同时，创新不只是人文社会科学内部知识的串联，更多是学科交叉融会贯通的结果，通过借鉴自然科学研究中多部门协同合作的经验，可以做出跨领域的开创性成果，只有这样才能实现有组织的创新。

　　其实对于人文社会科学工作者来说，自然科学和人文社会科学这两者在实践中是相互渗透的，存在着奇妙的融合关系。我希望人文社科领域的工作者们能够借鉴和运用自然科学的方法、视角，思考、研究人文社会科学领域里出现的问题，加强彼此间的联系与合作，包容汇通，求同存异。因为就创新而言，其群体一定是多学科智慧构成的，我希望人文社会科学创新研究群体的发展能由个别群体优势变成集群优势。

　　彭青龙：“无人区”科技创新是面向未来的，需要一代代人艰苦的探索才能达到科技的顶峰。青年是国家的希望和民族的未来，培养青年人具有“无人区”探索精神至关重要。您可否从科学家的角度，谈谈如何从小培养学生的“无人区”科创意识和文化？作为交通大学的教授，您认为高校应如何培育这种大学文化？

　　丁文江：科技创新应该是贯穿一个科研工作者一生的事，虽然儿童并不会一开始就对某个具体的科学问题产生兴趣，但是让孩子们对生活中许多未知的事物保持强烈的好奇心，留给孩子们独立思考的机会，让他们不被固有的思维所束缚，久而久之，孩子就会在潜移默化中形成对于“无人区”的探索之心。这不仅对孩子们身边的人提出了要求，更是整个社会应该关注的议题。

　　作为一名教师，在我看来，高校是培养和造就科技创新人才的基地，担负着为国家输送高级人才的重任，高校科技创新人才培育机制的建设直接影响到国家的发展。我认为，国家可以通过对国内外高校科技创新人才培育机制进行研究和分析，吸取成功的经验，针对我国高校的现状，根据高校科技创新目前存在的问题，给出相关的改进方法和发展方向，发展适合我国高校科技创新人才培育的新机制。要深入研究新时代高校科技创新人才培养的特点和规律，以理论创新引导实践创新，以科技创新为主题，以科教结合为主线，深化体制机制改革，营造适合创新人才成长的氛围，提高高校学生的自主创新能力，多角度推进高校科技创新，促进经济社会的发展。