何为“颠覆性技术”？写入十九大报告意义深远 | 吴钰：高度关注颠覆性技术创新
2017-10-27
听到习近平总书记在党的十九大报告中提到“突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新……”十九大代表、哈尔滨工程大学杨德森院士表示，“颠覆性技术创新”非常重要，正是靠这一创新，我国水声研究一举跨入国际第一梯队。
何为“颠覆性技术”？写入十九大报告有何深意？
1. 有助于“弯道超车”
“颠覆性技术”是相对于“渐进性技术”而言的。渐进性技术又称维持性技术，指的是已立足于市场的现存技术，其模式表现为现有技术在性能上做增量的改进和完善，市场风险小，获利也较稳定。“颠覆性技术”，又称破坏性技术，是一种另辟蹊径、对已有传统或主流技术途径产生整体或根本性替代效果的技术，可能是全新技术，也可能是现有技术的跨学科、跨领域应用。这一概念最早由美国哈佛商学院教授Clayton Christensen在20世纪90年代提出。
比较直观的例子是数字技术对柯达为代表的胶卷企业的冲击。
中国科协创新战略研究院院长罗晖告诉科技日报记者：“近些年，‘颠覆性技术创新’受到国家和企业的高度关注，重要原因是它容易造成‘技术突袭’，改变‘游戏规则’，为实现‘弯道超车’带来机遇。”她认为，对于行业而言，颠覆性技术意味着经济效益迅速变化。对国家而言，颠覆性技术是关乎国家竞争力和国际地位的重大课题。
“从我国经济社会发展的现状来看，效率式创新已进入边际效益递减阶段，开发式创新已接近尾声，热点领域的高新技术式创新大都差人一步。现在，我们要建设世界科技强国，就一定要锻造以自主创新为利刃的颠覆式技术创新之剑。”十九大代表、国家自然科学基金委员会主任杨卫院士则认为，“颠覆性创新”是建设科技强国的利器。
2. 颠覆性创新往往出现在交叉领域
“相对于跟踪式创新，颠覆式技术创新是最高阶的创新，它是在基础研究新成果与新技术结合的基础上推动产业新变革，需要从基础研究做起，实现全链条贯穿。只有这样才能成为名副其实的领跑者。”杨卫强调了基础研究对“颠覆性技术”创新的重要性。
上世纪90年代末，杨德森带领团队正是从基础研究做起，突破多项关键技术，从源头开始，颠覆当时国际通用的传统声呐原理，研制出全新的矢量声呐。这一重要原始创新让我国步入国际水声研究的第一梯队。
为了提供更多科技力量战略布局参考，中国科协创新战略研究院曾于2015年底开展专项调查，从基础科学及其融合的考察角度，向多位高层次科学家、企业家征集关于颠覆性技术的意见。调查显示，大家认为，立足中国国情，应超前布局的领域主要集中在医学与生命、工程材料、信息技术、能源环境、地球天文和综合交叉等六大领域。
杨卫说，颠覆性创新往往出现在交叉科学，国家自然科学基金未来会加大对交叉领域战略前瞻的支持，在科学基金的4大资助系列中也新增了融合系列。
3. 对评价体系提出更高要求
在杨卫看来，颠覆性技术创新要求极高，实现起来非常不易，需要进行全方位的突破。首先要有思想理念的突破。以产生新思想、新理论、新方法为荣，不能“言必称希腊、贤必举欧美”，同时在研究选题上不能在已有研究工作的夹缝中选择题目。其次要有科学手段的突破。大科学仪器、大科学工程将成为颠覆式技术创新的基础。如何支持这些投入巨大、有回报也有风险的科学手段建设，将成为考验各个研究资助机构的试金石。最后要有评价体系的突破。现有的评价是基于对已有学术价值观的共识和已有学术数据的延续。但若要遴选出真正的“领跑者”，需要采用非共识评价、颠覆性评价、创新度评价、交叉式评价等非常规评价体系。他介绍说，科学基金正在这方面进行探索。
除专门的学术研究机构外，罗晖认为，我们还需要关注小企业。“很多事例说明，颠覆性技术往往产生于小企业。大公司被小公司赶着创新，甚至不惜资本，收购小公司来突破其被超越的可能。我们应为小微企业培育成长环境，让小微企业引发的‘鲶鱼效应’激活市场的创新活力。”
吴钰：高度关注颠覆性技术创新
“颠覆性技术”概念最早（1995年）由美国哈佛大学商学院教授克莱顿·克里斯滕森提出。他认为，颠覆性技术是指以意想不到的方式取代现有主流技术的技术，这类技术往往从低端或边缘市场切入，随着性能与功能的不断改进完善，最终取代已有技术，并开辟新的市场，形成新的价值体系。克里斯滕森的发现引发了社会各界的关注，一些国家、特别是发达国家的政府已经把发展颠覆性技术纳入自己保持或获取国际竞争优势的战略框架，我国也不例外。
2016年3月，我国发布“十三五”规划纲要，首次提出要“更加重视原始创新和颠覆性技术创新”，发布了《国家创新驱动发展战略纲要》，对这一表述进行了具体部署，即“发展引领产业变革的颠覆性技术，不断催生新产业、创造新就业”。
为了更好地了解、理解颠覆性技术，推动重点领域颠覆性技术创新，《中国信息界》记者独家采访了刚刚结束国家信息化专家咨询委委托课题—《颠覆性信息技术专题分析》的中国信息协会副会长吴钰，请她为我们解读颠覆性技术，并为我国推动颠覆性信息技术的发展献计献策。
信息技术是颠覆性创新的重点领域
吴钰认为，半个多世纪以来，信息科技领域“颠覆性”影响层出不穷，发展迅速、渗透力强、影响面广，对新科技革命和产业变革起到关键作用，应是我们研究颠覆性技术创新概念认识、机理规律、动力机制、发展环境最具代表性和典型意义的切入点。
针对目前人们在颠覆性技术认识上的差异，吴钰向我们展示了她在中科院《颠覆性信息技术专题分析》研究团队的研究结果。颠覆性技术主要具有三大特点：一是难有统一定义。从不同的视角和关注点，会对其做出不同的诠释；二是不循常规发展。发展颠覆性信息技术是一种特有的科技创新行为，正是由于发展思路的另辟蹊径，发展方式的意想不到，才会产生出乎“对手”意料的颠覆性效果；三是效果决定概念。颠覆性技术是一种用效果定义的科技创新行为。“技术”能否产生“颠覆性”影响，取决于它在战略需求响应、发展构思技巧、切入市场机缘等方面所产生的后置效果。在这方面，当前信息技术是极易产生颠覆性效果的领域。
吴钰强调，后两项特点提示我们，可以预判诸如信息技术这样的领域可能产生颠覆性技术，但难以预测哪些技术就是颠覆性技术；按传统观念设定支持领域、提出项目指南、选拔承担者的方式不适于发展颠覆性信息技术。
四大信息技术领域是发展重点
吴钰指出，信息科技中的量子信息、人工智能、虚拟现实和移动互联网是目前公认最有可能产生颠覆性创新的领域，但四者对现行信息技术体系的变革发挥着不同作用。
其中，量子信息会动摇和改变微电子技术在现行信息技术体系中的基础性地位，对架构其上的计算机、通信、软件等产业将产生革命性的影响。因而对整个信息技术体系的变革是架构层和根本性的，并且具有无可估量的发展空间。
人工智能的崛起，在不断拓展人类“脑力”、洞察力的同时，还通过“智慧”映射出互联网的“生命”特征，更反映出信息的资源属性以及信息资源开发对智能社会形成的贡献，在人们渴望用“智慧”解决政治、经济、社会、军事等领域发展难题的时候，必然成为各界关注的热点。
虚拟现实为人类认知世界、改造世界提供了易于使用、易于感知的全新方式和手段，但作为一种交互式技术，对信息技术体系的影响总体上是局部的和支持性的。
移动互联网为信息技术及其产业发展“开疆扩土”，不断孕育颠覆传统的新业态、新市场、新规则和新观念，同时也悄然改变着信息技术体系中核心要素间的配置关系，培育了诸如云计算、大数据、物联网等新一代信息技术和相关产业，是我们身边正在发生、仍将产生颠覆性创新的重要领域。
吴钰认为，四个重点领域有着十分紧密的共生、共荣关系。
从移动互联网对人工智能、虚拟现实的支持作用看，2009年移动互联网技术跨越4G台阶，此后不久，人工智能、虚拟现实相继进入蓬勃发展阶段，这主要取决于两个方面：一是架构于互联网的云计算模式，使从事人工智能、虚拟现实开发的企业能够更容易获取成本低廉的并行计算能力，而计算能力是这类企业的生命线；二是移动互联网发展，加速了人类社会与信息感知网络的融合，由此产生的大数据会显著提升机器学习的精度和泛化性能，帮助语音识别、图像分类、立体显示、传感交互等人工智能和虚拟现实技术取得突破性进展。
从人工智能、虚拟现实对移动互联网的助力作用看，前两者也在为移动互联网的持续、健康、快速发展做出应有贡献。比如，人们在探索将深度学习技术用于解决欠发达地区的互联网建设，用智能识别技术去提高网络防御能力，用机器学习、自然语言处理技术去提高网络环境治理效率；又如，人们在实践如何用虚拟现实技术改变人与网络的交互方式，使更符合人体自然状态、更准确表达人们意志的人机界面取代传统的鼠标、触屏、键盘，给网络空间的学习、交易、娱乐等活动以更好的临境体验。
吴钰同时指出，“算得快”、“存得多”、“传得远”、“容得宽”是信息技术发展永恒的主题，当基于经典物理理论的电子器件制造技术接近极限时，应加快量子信息科学和技术的研究开发步伐，这既是我们解决未来人工智能、虚拟现实、移动互联网技术瓶颈的出路，也是我们在信息技术领域与国际领先者同行的机会。
发展颠覆性技术创新的政策建议
基于对颠覆性信息技术特点的认识和对其发展中规律性现象的总结，借鉴国际上的先进经验和做法，吴钰在其研究团队成果基础上，归纳总结出五点建议。
第一，要从满足国家战略需求的角度，认识发展颠覆性信息技术的价值和意义，以国家中长期发展需要解决的产业变革、社会发展问题为目标，进一步明确、细化国家战略性需求，凝练发展目标，切清政策边界，避免政策泛化，为在一定范围内采取特殊举措支持颠覆性信息技术发展奠定基础。
第二，营造有利于颠覆性信息技术孕育、成长的科技创新环境。重点是：加强重点领域基础研究促进学科交叉融合，完善技术转移机制推动科技成果转化，加强对科技型中小企业的扶持等等。
第三，通过立法或制定相关规制，选择适宜机构在局部施行有利于颠覆性信息技术发展的特殊政策。重点是：不拘一格，开放流动的用人制度；承担风险，包容失败的项目选拔、评价制度；精干高效的项目行政管理机制等等。
第四，建立常态化的颠覆性信息技术战略研究机制。鼓励政府、行业以及工业界、学术界的智库机构和研究部门，开展针对各层次战略特点的颠覆性信息技术研究，为政府、行业、企业等不同主体准确判断颠覆性信息技术突破方向、明确不确定性、评估潜在风险提供决策支持。通过咨询报告、学术年会、战略研讨等方式，发布预判成果，引导各类创新资源集聚，以期吸引更广泛的参与者，获得更深远的“颠覆性”影响。
第五，深入开展颠覆性信息技术影响研究。支持政府部门与各界合作开展颠覆性信息技术影响研究，围绕颠覆性信息技术创新方向，在技术产生广泛影响初期，开展综合研究与评估，正视其对现有政策、法律、社会生活、产业经济、伦理道德、人才教育等方面的重大影响，针对其可能存在的潜在负面效应及早制定应对措施。
听到习近平总书记在党的十九大报告中提到“突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新……”十九大代表、哈尔滨工程大学杨德森院士表示，“颠覆性技术创新”非常重要，正是靠这一创新，我国水声研究一举跨入国际第一梯队。
何为“颠覆性技术”？写入十九大报告有何深意？
1. 有助于“弯道超车”
“颠覆性技术”是相对于“渐进性技术”而言的。渐进性技术又称维持性技术，指的是已立足于市场的现存技术，其模式表现为现有技术在性能上做增量的改进和完善，市场风险小，获利也较稳定。“颠覆性技术”，又称破坏性技术，是一种另辟蹊径、对已有传统或主流技术途径产生整体或根本性替代效果的技术，可能是全新技术，也可能是现有技术的跨学科、跨领域应用。这一概念最早由美国哈佛商学院教授Clayton Christensen在20世纪90年代提出。
比较直观的例子是数字技术对柯达为代表的胶卷企业的冲击。
中国科协创新战略研究院院长罗晖告诉科技日报记者：“近些年，‘颠覆性技术创新’受到国家和企业的高度关注，重要原因是它容易造成‘技术突袭’，改变‘游戏规则’，为实现‘弯道超车’带来机遇。”她认为，对于行业而言，颠覆性技术意味着经济效益迅速变化。对国家而言，颠覆性技术是关乎国家竞争力和国际地位的重大课题。
“从我国经济社会发展的现状来看，效率式创新已进入边际效益递减阶段，开发式创新已接近尾声，热点领域的高新技术式创新大都差人一步。现在，我们要建设世界科技强国，就一定要锻造以自主创新为利刃的颠覆式技术创新之剑。”十九大代表、国家自然科学基金委员会主任杨卫院士则认为，“颠覆性创新”是建设科技强国的利器。
2. 颠覆性创新往往出现在交叉领域
“相对于跟踪式创新，颠覆式技术创新是最高阶的创新，它是在基础研究新成果与新技术结合的基础上推动产业新变革，需要从基础研究做起，实现全链条贯穿。只有这样才能成为名副其实的领跑者。”杨卫强调了基础研究对“颠覆性技术”创新的重要性。
上世纪90年代末，杨德森带领团队正是从基础研究做起，突破多项关键技术，从源头开始，颠覆当时国际通用的传统声呐原理，研制出全新的矢量声呐。这一重要原始创新让我国步入国际水声研究的第一梯队。
为了提供更多科技力量战略布局参考，中国科协创新战略研究院曾于2015年底开展专项调查，从基础科学及其融合的考察角度，向多位高层次科学家、企业家征集关于颠覆性技术的意见。调查显示，大家认为，立足中国国情，应超前布局的领域主要集中在医学与生命、工程材料、信息技术、能源环境、地球天文和综合交叉等六大领域。
杨卫说，颠覆性创新往往出现在交叉科学，国家自然科学基金未来会加大对交叉领域战略前瞻的支持，在科学基金的4大资助系列中也新增了融合系列。
3. 对评价体系提出更高要求
在杨卫看来，颠覆性技术创新要求极高，实现起来非常不易，需要进行全方位的突破。首先要有思想理念的突破。以产生新思想、新理论、新方法为荣，不能“言必称希腊、贤必举欧美”，同时在研究选题上不能在已有研究工作的夹缝中选择题目。其次要有科学手段的突破。大科学仪器、大科学工程将成为颠覆式技术创新的基础。如何支持这些投入巨大、有回报也有风险的科学手段建设，将成为考验各个研究资助机构的试金石。最后要有评价体系的突破。现有的评价是基于对已有学术价值观的共识和已有学术数据的延续。但若要遴选出真正的“领跑者”，需要采用非共识评价、颠覆性评价、创新度评价、交叉式评价等非常规评价体系。他介绍说，科学基金正在这方面进行探索。
除专门的学术研究机构外，罗晖认为，我们还需要关注小企业。“很多事例说明，颠覆性技术往往产生于小企业。大公司被小公司赶着创新，甚至不惜资本，收购小公司来突破其被超越的可能。我们应为小微企业培育成长环境，让小微企业引发的‘鲶鱼效应’激活市场的创新活力。”
吴钰：高度关注颠覆性技术创新
“颠覆性技术”概念最早（1995年）由美国哈佛大学商学院教授克莱顿·克里斯滕森提出。他认为，颠覆性技术是指以意想不到的方式取代现有主流技术的技术，这类技术往往从低端或边缘市场切入，随着性能与功能的不断改进完善，最终取代已有技术，并开辟新的市场，形成新的价值体系。克里斯滕森的发现引发了社会各界的关注，一些国家、特别是发达国家的政府已经把发展颠覆性技术纳入自己保持或获取国际竞争优势的战略框架，我国也不例外。
2016年3月，我国发布“十三五”规划纲要，首次提出要“更加重视原始创新和颠覆性技术创新”，发布了《国家创新驱动发展战略纲要》，对这一表述进行了具体部署，即“发展引领产业变革的颠覆性技术，不断催生新产业、创造新就业”。
为了更好地了解、理解颠覆性技术，推动重点领域颠覆性技术创新，《中国信息界》记者独家采访了刚刚结束国家信息化专家咨询委委托课题—《颠覆性信息技术专题分析》的中国信息协会副会长吴钰，请她为我们解读颠覆性技术，并为我国推动颠覆性信息技术的发展献计献策。
信息技术是颠覆性创新的重点领域
吴钰认为，半个多世纪以来，信息科技领域“颠覆性”影响层出不穷，发展迅速、渗透力强、影响面广，对新科技革命和产业变革起到关键作用，应是我们研究颠覆性技术创新概念认识、机理规律、动力机制、发展环境最具代表性和典型意义的切入点。
针对目前人们在颠覆性技术认识上的差异，吴钰向我们展示了她在中科院《颠覆性信息技术专题分析》研究团队的研究结果。颠覆性技术主要具有三大特点：一是难有统一定义。从不同的视角和关注点，会对其做出不同的诠释；二是不循常规发展。发展颠覆性信息技术是一种特有的科技创新行为，正是由于发展思路的另辟蹊径，发展方式的意想不到，才会产生出乎“对手”意料的颠覆性效果；三是效果决定概念。颠覆性技术是一种用效果定义的科技创新行为。“技术”能否产生“颠覆性”影响，取决于它在战略需求响应、发展构思技巧、切入市场机缘等方面所产生的后置效果。在这方面，当前信息技术是极易产生颠覆性效果的领域。
吴钰强调，后两项特点提示我们，可以预判诸如信息技术这样的领域可能产生颠覆性技术，但难以预测哪些技术就是颠覆性技术；按传统观念设定支持领域、提出项目指南、选拔承担者的方式不适于发展颠覆性信息技术。
四大信息技术领域是发展重点
吴钰指出，信息科技中的量子信息、人工智能、虚拟现实和移动互联网是目前公认最有可能产生颠覆性创新的领域，但四者对现行信息技术体系的变革发挥着不同作用。
其中，量子信息会动摇和改变微电子技术在现行信息技术体系中的基础性地位，对架构其上的计算机、通信、软件等产业将产生革命性的影响。因而对整个信息技术体系的变革是架构层和根本性的，并且具有无可估量的发展空间。
人工智能的崛起，在不断拓展人类“脑力”、洞察力的同时，还通过“智慧”映射出互联网的“生命”特征，更反映出信息的资源属性以及信息资源开发对智能社会形成的贡献，在人们渴望用“智慧”解决政治、经济、社会、军事等领域发展难题的时候，必然成为各界关注的热点。
虚拟现实为人类认知世界、改造世界提供了易于使用、易于感知的全新方式和手段，但作为一种交互式技术，对信息技术体系的影响总体上是局部的和支持性的。
移动互联网为信息技术及其产业发展“开疆扩土”，不断孕育颠覆传统的新业态、新市场、新规则和新观念，同时也悄然改变着信息技术体系中核心要素间的配置关系，培育了诸如云计算、大数据、物联网等新一代信息技术和相关产业，是我们身边正在发生、仍将产生颠覆性创新的重要领域。
吴钰认为，四个重点领域有着十分紧密的共生、共荣关系。
从移动互联网对人工智能、虚拟现实的支持作用看，2009年移动互联网技术跨越4G台阶，此后不久，人工智能、虚拟现实相继进入蓬勃发展阶段，这主要取决于两个方面：一是架构于互联网的云计算模式，使从事人工智能、虚拟现实开发的企业能够更容易获取成本低廉的并行计算能力，而计算能力是这类企业的生命线；二是移动互联网发展，加速了人类社会与信息感知网络的融合，由此产生的大数据会显著提升机器学习的精度和泛化性能，帮助语音识别、图像分类、立体显示、传感交互等人工智能和虚拟现实技术取得突破性进展。
从人工智能、虚拟现实对移动互联网的助力作用看，前两者也在为移动互联网的持续、健康、快速发展做出应有贡献。比如，人们在探索将深度学习技术用于解决欠发达地区的互联网建设，用智能识别技术去提高网络防御能力，用机器学习、自然语言处理技术去提高网络环境治理效率；又如，人们在实践如何用虚拟现实技术改变人与网络的交互方式，使更符合人体自然状态、更准确表达人们意志的人机界面取代传统的鼠标、触屏、键盘，给网络空间的学习、交易、娱乐等活动以更好的临境体验。
吴钰同时指出，“算得快”、“存得多”、“传得远”、“容得宽”是信息技术发展永恒的主题，当基于经典物理理论的电子器件制造技术接近极限时，应加快量子信息科学和技术的研究开发步伐，这既是我们解决未来人工智能、虚拟现实、移动互联网技术瓶颈的出路，也是我们在信息技术领域与国际领先者同行的机会。
发展颠覆性技术创新的政策建议
基于对颠覆性信息技术特点的认识和对其发展中规律性现象的总结，借鉴国际上的先进经验和做法，吴钰在其研究团队成果基础上，归纳总结出五点建议。
第一，要从满足国家战略需求的角度，认识发展颠覆性信息技术的价值和意义，以国家中长期发展需要解决的产业变革、社会发展问题为目标，进一步明确、细化国家战略性需求，凝练发展目标，切清政策边界，避免政策泛化，为在一定范围内采取特殊举措支持颠覆性信息技术发展奠定基础。
第二，营造有利于颠覆性信息技术孕育、成长的科技创新环境。重点是：加强重点领域基础研究促进学科交叉融合，完善技术转移机制推动科技成果转化，加强对科技型中小企业的扶持等等。
第三，通过立法或制定相关规制，选择适宜机构在局部施行有利于颠覆性信息技术发展的特殊政策。重点是：不拘一格，开放流动的用人制度；承担风险，包容失败的项目选拔、评价制度；精干高效的项目行政管理机制等等。
第四，建立常态化的颠覆性信息技术战略研究机制。鼓励政府、行业以及工业界、学术界的智库机构和研究部门，开展针对各层次战略特点的颠覆性信息技术研究，为政府、行业、企业等不同主体准确判断颠覆性信息技术突破方向、明确不确定性、评估潜在风险提供决策支持。通过咨询报告、学术年会、战略研讨等方式，发布预判成果，引导各类创新资源集聚，以期吸引更广泛的参与者，获得更深远的“颠覆性”影响。
第五，深入开展颠覆性信息技术影响研究。支持政府部门与各界合作开展颠覆性信息技术影响研究，围绕颠覆性信息技术创新方向，在技术产生广泛影响初期，开展综合研究与评估，正视其对现有政策、法律、社会生活、产业经济、伦理道德、人才教育等方面的重大影响，针对其可能存在的潜在负面效应及早制定应对措施。
