什么是「科技自立」？我们如何实现科技自立？

风云

科技强则国强，科技兴则国兴。在国际形势处于大变局的背景下，我们该如何走好科技自立自强之路？
科普中国联合知乎「吾辈问答」，向大家提问，对于产学研不同行业、不同科研方向的你而言，「科技自立」究竟意味着什么，我们需要如何加快实现呢？
让我们一起，向科学要答案。



原文地址：https://www.zhihu.com/question/458853728

队长是我

我是搞机器学习和数据挖掘的。这几年我对「自己所处小领域的最大贡献」，就是我开发了多个开源机器学习工具与系统。而在这些开源工具和系统的基础上，企业和科研工作者可以快速的进行开发和迭代，进行高效的创新。这些年来，工具类的创新其实已经得到了越多的重视，比如2017年的诺贝尔化学奖颁给了冷冻电镜的发明者，而2019年的“统计学诺贝尔奖”被颁给了R语言的重要贡献者Wickham。
然而在很多科研工作者心目中，这种“基础设施类”的工作往往是出力不讨好的，因为周期长、投入大，还不一定有回报。但是，如果我们的科技领域完全没有这些基础工具呢？
试想我们没有科学计算，纸笔成为计算的主导。
试想我们没有计算机建模，一切都是基于手画的图纸。
试想我们各种各样便捷的基础工具，却需要不断的造轮子。
因此在我看来，「科技自立」的根本在于舍得在基础科研和开发上投资，而不计较短期回报。此处的“基础"不单纯指基础学科，而泛指各行各业中可以提高根本效率，但周期长风险大的方向。
在科研领域，很多问题得到精确解需要根本性的突破，但近似和模拟却有无数种简单快捷解法。而科技自立的应该让我们在拥有近似解的前提下，依然舍得去投入到那些看似不值得或者不一定有回报的研究上去。那现在炙手可热的深度学习为例，绝大部分团队都在开发新的模型，而只有一部分团队会去探究它的原理、更加高效的架构和基础设施。而在这种根本方向上有突破的团队，必然会引领整个行业的发展。比如开发深度学习模型，你肯定需要使用那几个巨头的语言平台。他们虽然花了数年的时间开发这些语言，但也保证了自己技术上的独立和前沿。
这点对于企业也是同理，在能保证运营的前提下，如何考虑从「根本上」优化整个行业，便捷现在的流程，是科技自立的决定因素。舍得把利润投到中长期的研发上，或许才能最终在行业中有相应的话语权。
在我看来，实现科技自立的第一步，就是我们需要转变短平快的科研周期，允许有更长和深远的项目存在。我们也同时要理解科技本身就是百花齐放，从理论到实践上都有难以估量的价值。要逐步淘汰掉唯论文、唯利润的指挥棒，尊重那些“看起来没那么重要的项目“。
当不同专长的科技工作者的各类工作（从基础到应用），都能被认可被尊重时，我们就肯定离科技自立更近了一些。
我相信那天并不遥远。

大力水手

知乎「向科学要答案」盛典活动将在北京举行。我们荣幸地邀请到了多位院士、学者和知乎科学领域答主莅临现场，分享他们在物理学、生物学、材料科学、天文学等方面的知识、经验和见解。
「向科学要答案」是知乎发出的一次倡议，倡导每个人都以科学知识来解决问题，以科学精神来推动进步。科学帮助我们抗击了新冠疫情，也让祝融号登上了火星。要实现「科技自立」，就是要「向科学要答案」。
「向科学要答案」主题活动在知乎上已经进行了一个多月。迄今为止，共有 818,986 名知友在相关问题下贡献了 1,749,139 条回答，这些回答共收到了 17,761,931 个赞同，被浏览了 2,467,496,184 次。我知道，这些数字在不断涌动的流量面前，是微不足道的，但我仍从心底感激每一位参与活动的知友，无论你是以创作者的身份分享，还是仅仅浏览、阅读和观看了其中的内容。
十年前，在移动互联网的浪潮下，知乎起步于科技互联网领域的问答。直到今天，我们仍然把科学作为知乎的基石领域。无论这个领域是不是风口，有没有流量，我们始终保持在这个领域上的投入。十年以来，这个领域涌现出近千位优秀答主，其中有大量的科技工作者，他们在业余时间贡献了大量兼具科学精神和普惠价值的科普内容。我个人非常喜欢阅读这些内容，它们图文并茂，通俗易懂，总是让人收获满满——我也经常会给它们点「赞同」。
最近，知乎团队提出了「获得感」的内容标准，把好内容定义为：开阔眼界、带来帮助和产生共鸣。我认为，科学领域的很多内容都符合这几条标准。科学，是一切新知识的源头活水，既是提问的方式，激发我们的好奇心，又是答案的源泉，为我们带来获得感。
就在上周，我有幸以科协全委委员的身份参加了中国科学技术协会第十次全国代表大会。这次大会与两院院士大会同期召开，我也有幸近距离地和最顶尖的科学家们共处一堂，聆听并学习大会精神。科协「十四五」规划中特别指出，要推动科普服务高质量发展。我理解到，科学知识和科学观念需要结合创新的表达形式进行传播，让科学走进每一个人的生活，进而推动「科技自立」的实现。
我们能做些什么呢？知乎将给科学领域的内容加大曝光权重，用我们的方式，为科学点赞同。
一个人的力量始终是渺小的。如果每一个人都为科学领域的内容点出自己的「赞同」票，那么这些内容就能向更远的地方传播。上海少年儿童出版社也在为科学点赞同，我们一起联合制作的知乎版《十万个为什么》将成为孩子们喜爱的科学读物。我希望，这些科学领域的内容能够从知乎开始，在每一个人的赞同中获得更大的力量，让更多人从科学那里获得解答。这就是每个人都可以为「科技自立」做出的贡献。
在此，我想以个人的名义，向每一位知友乃至全社会再发出一个倡议：
为科学点赞同，让真正的科学知识获得传播；
为科学家点赞同，让辛勤工作的科技工作者获得认可；
为科学精神点赞同，向科学要答案，让每个人都能从中获得解答。
向每一位科技和科普工作者致以最高的敬意！

感恩由您

写在前边的话：
翻知乎的时候看到了 @李雷 同学写到了华大的一段历史，特别有感慨，作为一个老华大，我想更详细的向大家介绍下当时发生的一些故事。希望大家能通过这个回答，对科技自立有更深的体会。
<hr/>党的十九届五中全会提出，“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”，“加快建设科技强国”。
那为什么要科技自立？一个国家能否做到科技自立，是这个国家的现代化发展的大前提。核心技术是国之重器，如果自己不能掌握核心技术，就会面临着被卡脖子的情况。
提起卡脖子，华为芯片断供事件还历历在目。但芯片断供只是众多卡脖子事件之一，作为一个华大人，我们有着更切身的体会。
华大基因在最初成立的一个目标，就是为了参与人类基因组计划。
人类基因组计划与“曼哈顿原子弹计划”和“阿波罗计划”并称为三大科学计划，是人类科学史上的又一个伟大工程，被誉为生命科学的“登月计划”。


人类基因组计划于1985年提出，当时预测需要耗资30亿美金，计划周期为15年。来自美、英、法、德、日和中国六国的2000多名科学家一起投入了这项世纪工程之中。
可以说在此之前，在基因测序领域，几乎没什么中国人的足迹。而中国，也正是借由这次机会，成功的进入了这一领域。虽然中国只承担了1%的工作，但这就是0和1的区别。
当时国内是分为两种不同的声音的。
一种声音认为，你看，人家都是英美法德日这样的发达国家才有钱有能力参与这么大的工程，而且他们也说做出来以后会向世界公开。那我直接等结果不好吗？我们国家现在还不富裕，为什么还要自己花钱参与呢？


另一种声音则认为，这是一次非常难得的机会，中国当时错过了太多国际顶级合作科研项目，而这次正好可以加入进去，别人研究出来以后你再去学习，和你跟着别人一起去研究，这完全不是一个概念，只有先跟随，才有机会能迎头赶上，也才一点可能去反超。
两种声音争论不休，最后，就有了华大基因。



条件简陋到只能用A4纸拼出来的基因组MAP

最终中国的这些科学家们科服了各种困难，完成了这一当时被认定是天书级别难度的工作。而这一成果，也被永远的镌刻在了中华世纪坛的青铜甬道上。



“我国科学家成功破译人类3号染色体​部分遗传密码”。

从此，华大基因就走上了一条基因组测序发展道路。
基因测序的工作分为上下游，上游做设备。下游进行测序和信息挖掘。
是不是有点像现在的手机厂，上游的公司卖芯片，下游的做手机？然而与芯片的核心在光刻机不同，测序仪涉及到的技术更为散乱和复杂。
测序仪是非常复杂的技术整合体。在仪器方面，涉及光学、机械、电子、流体、软件、算法等，其中核心测序芯片还涉及半导体技术。在生化技术方面，其包括酶、dNTP、有机合成等技术。可以说测序仪是集数学，生物，化学，物理学，计算机和工程学的一个综合性产品，其技术门槛可想而知。
而华大当时主要做的是下游，基因数据的分析与解读。每年都要采购大批的测序仪，其中巅峰时刻出现在2010年，国开行给了华大基因15亿美元的贷款额度。华大基因利用其中6亿元，从Illumina购买了128台测序仪Hiseq2000，一举成为全球最大基因测序机构。这是华大最大的一次采购，要知道在此之前，华大一共也就20多台测序仪。
这笔采购单也成了Illumina有史以来最大的一笔订单，彼时Illumina还没有现如今的统治地位，包括像life等等还是有不少公司也在生产测序仪。但华大大批量的采购，也使Illumina完成商业爬坡，成为了行业巨头。一度华大自己就占了Illumina的40%的业务，双方合作进入了一个蜜月期。
然而，这个蜜月期并不长。国外的几家测序仪生产商转型开始进入下游领域，并且把业务重点指向了中国市场。他们同样有下游企业的测序技术，同时还拥有着我们中国企业没有的核心技术，即测序仪的研发和生产能力。
他们在拓展业务的同时，也开始通过各种层面来打压其他同类企业，华大成了首当其中的靶子。在华大买下128台Illumina的测序仪以后，Illumina开始宣布配套试剂每年涨价4%。如果这些还只是在市场价格层面的打压以外，后续的手段就更不上台面了。
Illumina对于一些设备维修开始各种拖延，拒绝提供华大需要向国家提交的设备注册审批信息。甚至比如我们想把测序仪从一个实验室搬到另一个实验室都需要Illumina的审核，不然私自搬动造成的所有问题Illumina都一概不负责任。
所以华为这几年受的气，华大早些年就受过了。卡脖子的痛苦，只有切身体会过，才知道。
后续事情的发展充满了戏剧化。
美国的一家在纳斯达克上市的基因测序公司，因为经营不善，放出风来准备出售，这家公司叫做Complete Genomics(CG)。这是一家能够独立研发和生产测序仪的公司，这个消息引起了华大的极大的重视。CG的测序核心技术和核心知识产权是华大最缺乏的哪块短版。
于是，一个中国本土公司冒出来了一个念头，我们去美国把CG买下来。
然而，对于华大来说，面临着非常多的难题，其难度级别，可能超过当初去承担人类基因组计划的难度。
熟悉华大的人都知道，华大的领导层是一群搞科研出身的，可能大家对董事长、CEO什么的了解的比较多，我就举个大家不太知道的例子，我在集团那会发现，连股份公司的人力总监，都是做干细胞改行的。
这样的一个管理层，对于企业收购，还是跑到美国去收购，基本就是两眼一抹黑。
其中最大的难度来此三个层面：竞争对手，政策管控和资金层面。
CG是一家美国加州景山城的公司，就是谷歌总部的所在地。一个来自中国的公司试图去收购一个硅谷的高科技企业，水土不服就是一个非常大的问题。
CG一直想做百万基因组计划，华大也想，这样就从理念上达到了一个契合，用这个共同理念，华大最终还是说服了CG。
而在说服CG以后，华大又遭遇了更多的阻力，其中最大的就是来自老冤家Illumina。
一个危机来自于Illumina专利权官司。Illumina在华大试图收购CG之时，跑去加州提起诉讼，控告CG侵犯了它的专利权，这个专利就是CG的组合探针锚点结扎读取的关键性技术，也正是华大最想要得到的技术。如果这个官司输了，那么华大收购CG将变得毫无意义。
在解决了专利官司以后，紧接着Illumina又提出参与CG的收购计划，收购采取的是暗标的方式，华大出价3.15美金每股，而illumina出价是3.1。华大在这项收购中以微弱的优势胜出。
当大家以为尘埃落定之时，Illumina又再次杀出，提出了3.3.美元收购。因为华大采用的是现金要约收购，这时候如果有第三方跳出来直接跟股东说我们给的价格更高，哪怕华大跟CG签了协议，一样不能阻止这种行为。
而同时Illumina又开始玩了阴招，频频在媒体造势，说将CG卖给中国人等于泄露“可口可乐的秘方”。甚至说华大买了这些基础，会为中国政府开发生物武器。又说华大会把美国人的基因数据带过国内，威胁了美国的国家安全等等。
是不是又挺眼熟？跟美国制裁华为的套路是不是一样一样的？
最后谣言已经到了失去了理智的程度。彼时华大在Nature上发布了大熊猫和蝙蝠全基因组的测序论文，美国媒体就趁机造谣说华大会制造吸血熊猫来威胁美国的国家安全。
华大后来也进行了各种反击，直到最后，仍然用3.15美金的价格收购到了CG，而Illumina的3.3美金没有实现的核心原因就是，如果Illumina想要收购CG，就会被美国的反垄断法盯上。所以其实一开始Illumina就没有收购CG的能力，其中所有的波折都是为了阻止华大的收购。
而实际上华大除了以上的难关以外，还面临着一个巨大的资金问题。
资金层面来看，不单要负担CG的10亿多的收购费用，还要承担每个月600多万美金的巨额的过桥费用。而当时华大哪里拿的出这么多钱。
华大当时想过各种融资方法，最后还是出让了华大科技42%的股份，融资了13.98亿元人民币。华大科技是当时华大最赚钱的优质资产。
即便在收购成功后，大家对于这场收购仍然充满了担忧。
大家对于华大花了这么多钱，能否把这些技术消化吸收存在疑虑。
CG本身的技术距离Illumina就有着一定的差距，而华大在收购CG后，能否弥补这些差距，更是画了一个问号。直到2015年初，CG的测序仪依然没有起太大的作用。
但在随后的日子里，华大这笔惊人投资终于收到了回报，从最初公司兼并整合、核心技术消化再到逐渐组建自主研发团队，最终建立自主的底层核心技术，华大把CG的核心技术例如DNB技术（DNA纳米球）、Pattern Array（规则阵列芯片技术）加以保留，并同时依据自身业务需求进行了产品的优化升级，完成了一系列的桌面式测序仪的设计研发，成为世界为数不多可以量产临床基因测序仪的公司。
华大后来专门成立一个以测序仪生产研发为主的公司，叫做华大智造。这家公司目前已经成为国内最炙手可热的测序仪公司之一。同时因为新冠疫情爆发，华大智造随着火眼实验室在全球的铺开，也火了一把。


大家一直好奇为什么火眼实验室的核酸检测通量如此之大，其实其中一个核心原因就是高通量病毒核酸提取设备。这个设备极大的提高了核酸检测效率。但实际上这个设备并不是为了做核酸检测而研发的。研发这个设备的初衷是为了进行测序自动化，这是一个测序前的准备设备。而正是因为华大智造的充足的技术储备，才能在这次疫情中大放光彩。
截至2020年9月的数据，华大智造已取得150项境内专利与214项境外专利。我们国产的测序仪不光在中国使用，也逐渐的被其他国家的科学家所认可，逐步的走向了世界。
比如去年2月3日，石正丽教授发表在Nature上的关于新冠病毒与蝙蝠冠状病毒之间关系的文章，其中关于新冠病毒的基因测序，采用的就是华大智造生产的MGISEQ2000测序仪，同时采用了Illumina MiSeq 3000测序仪进行对比，两者数据一致，这一结果受到了科学界的肯定。


至此，我们在测序仪产业，已经实现了科技自立自强，我们国家再也不会遇到有人这个方面来卡我们的脖子。测序仪的的科技自立，为我们国家的基因产业、生命科学领域、与医学领域的提供了坚实的安全保障，也为祖国的安全和发展，打下了坚实的基础。

继续前进

谢邀，科普中国特邀青岛金融科技研究院院长，清华大学互联网产业研究院原副院长王晓辉现身回答什么是「科技自立」？我们如何实现科技自立？

卡卡

科技自立，虽然说起来简单四个字，但是背后，沉甸甸的。
有句小俏皮话，你这么懂事，一定过得很苦吧。放到科技上，你科技这么独立自主，一定很不容易吧。
其实，如果科技可以拿来，如果没有那么多限制，谁愿意去辛辛苦苦摸索探讨新路？
无他，都是被逼的。
以我从事的生物科学行业来说吧。
前年，测序45一个G，去年测序40一个G，今年年初，结果报价又升了，45一个G。
我当时特好奇，按理说测序这种价格战的东西，目前也不能说国内垄断，为何今年涨价了？
问了个测序公司的人，才知道：被美国制裁了，所以涨价了。
—————说一下测序—————
什么叫测序？
其实就是测定DNA序列，大家都知道，DNA是由ATGC四个碱基组成的，不同的序列表示不同的遗传信息，从而造成差异。
而测序就是要搞明白我们的DNA中ATGC的排序问题。


那么测序有啥用呢？其实用途不少。
最直观的是和疾病有关，比如很多癌症靶向药，那是直接要针对某些变异才有用，比如EGFR药物针对的某些变异。.


再比如，亲子鉴定，这也是要测序的。


再比如，新冠是如何鉴定出来的？答案也是测序，在2019年年底，最早网上爆出来的新冠，就是一份基因公司的测序报告。


而测序，要对DNA进行精准的定位，因为一旦出现严重错误，那么就可能是失之毫厘谬以千里，一个点都会影响很大。
举个例子狐臭不狐臭，和一个基因点突变有关。
在中国，狐臭这个东西是个不好的，听名字就看出这个味道，是臭味，大街小巷也有各种广告来治疗的。而在欧美国家呢，大家不知道这东西，因为，他们大多数人都有狐臭。


图：去除狐臭的突变型基因在全世界的分布（黑色=狐臭型，白色=突变型）
这个图可以看到，在非洲部分地区额和巴西，百分百的人都有狐臭，而在中国呢，极少部分。
—————测序技术哪家强—————
上面聊完测序了，那么问题来了，测序，是需要仪器的。
这东西不容易，因为人体的DNA有30亿碱基对，而DNA的含量却非常低，一个细胞是p克级。
所以读取DNA序列，需要非常精密的仪器和专用的试剂
比如下面这个仪器，估计做生物信息的人多少都熟悉，用的太多了。


这么说吧，全世界的测序，基本上都是一家公司做的，叫illumina，这是一家美国企业。
曾经illumina将测序技术授权给国内的公司，典型的是华大，然后他们收专利费之类的。
于是，借助着中国的产业链，中国迅速成为世界的测序工厂，甚至国外的科研人员也要把样本寄给华大去测序，便宜可靠嘛。
华大更是借助这测序，搞出了上百篇CNS，包括大学生都可以发CNS。
真是狂欢啊。
——————好景不长——————
这样的情形，持续了十几年。
然而，去年，美国决定制裁华大。
这一制裁，一下子，测序仪没了，那接下来的测序也就无解了。
于是我们只能利用现有的国内的测序仪进行测序了，这相当于存量竞争了，也就是我开头说的，测序费涨价了。
虽然华大也自研了新的测序平台，但是怎么说呢，从业内来看，认可程度依然不如illumina，不过，至少这也是一个替代方案。
如果最终美国封锁了所有的illumina，那么，我们只能转向自研平台了。
———————三代测序也是如此———————
illumina是二代测序，事实上，三代测序也面临这样的问题，只是美国目前还没有挥动大棒。
目前比较有代表性的三代测序分别是Pacific Biosciences(PacBio)、Oxford Nanopore和Helicos，看到名字估计你们也能猜出来，都不是中国的。


这是一二三代测序，除了二代测序我们有点突破，其他都无解。
一旦发生制裁，真的是彻底没戏了。
然而，制裁就像是悬在头上的剑，随时可能落下来。

而真要发生了，中国的生命科学和医学研究，基本上可能退步5-10年。
要知道，生命科学产业可是基本上全世界都认为未来人类的必然之路，测序就是这条路上的基石之一，这条路要是因为制裁而退步的话，那么未来我们的进程就要受到影响。
这也是为何，我们要努力去科技自立的缘故。
这只是我一个从事生命科学研究的人员的一点感触，可以想象，像芯片领域等其他领域，感触可能更深。
所以，科技自立，是我们的必由之路，不能把希望寄托于美国等的施舍上，因为未来，这种制裁可能越来越多。
即便取消制裁，我们科技自立也是好处的，直观的就是，便宜啊。
说个有意思的事情，就是很多专利性东西，当我们一旦拥有了技术，那么就能倒逼持有专利的公司降价。
测序也一样。
一代测序因为独孤求败，所以10多年来基本价格不变。
二代测序，华大搞出来后，然后illumina测序也从七八十降到了四十，只是可以再继续降价的路上，遇到了美国制裁，结果就又涨价了。


科技进步，是中国未来实现伟大复兴的最大依仗，事实上，也是走在转型路上的唯一依仗。
在今天，科技自立尤为显得重要。只有解决了科技自立问题，我们才能在面对封锁时候不停滞，面对压力之时不屈服。最终走出一条属于我们自己的科技崛起之路。

ps：华大这些年争议很大，但是这家公司，其实是我国科技自立的一个典范。最早是当年人类基因组计划，我国分到了1%的人类基因组，于是中科院遗传所成立了一个机构用来做测序，也就是后来的中科院基因组所。然后基因组所的一部分人搞创业，也就是华大基因。所以，测序领域，他们肯定是国内第一。
有意思的是，其实中科院基因组所和华大基因，其实英文名差不多，前者叫Beijing Institute of genome，后者叫Beijing Genomics Institute，就是颠倒了一下顺序~