核心技术自主可控，他们以破釜沉舟之势前行
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2020.10.09
近年来中美博弈，两国角力体现在方方面面。封杀华为、封禁TikTok等更是美国全面打压、遏制中国科技领域崛起的标志性事件。面对这一轮中美博弈，在社会各界以及民众当中，有一个共识被进一步地激发，那就是：核心技术自主可控。
2020年的9月16日，中国科学院院长白春礼，在国务院新闻办举行的新闻发布会上表示：要把美国“卡脖子”的清单，变成为科研任务清单进行布局。
近年间，我们将更多的目光投射到中国科创的尖端领域，与中国尖端科技的领军者们相约问答。《问答神州》特别节目--逆风丹心，中国“智”造。
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北斗三号工程副总设计师
导航卫星首席总设计师 谢军
2020年6月23日，中国北斗三号第55颗、最后一颗全球组网卫星成功发射，这标志着中国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。从北斗一号向中国提供服务、北斗二号向亚太地区提供服务，到北斗三号向全球提供服务，中国北斗人从奋起追赶，到并跑超越，实现着卫星导航领域的“腾跃”。
回顾1994年，中国政府决策启动北斗一号卫星定位系统工程。彼时，美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯，都已经完成了全球组网。卫星导航刚刚起步的中国，正面对着西方强国，对其实施的、最严密的技术封锁。
谢军：在“北斗”之前，1994年我在国外的通信卫星公司参加了一年的卫星监制工作。在那期间，我们国家研究通信卫星时引进的一些产品，无缘无故被禁运和技术封锁。北斗一号立项时，国外对我们技术禁运、不把一些非常高指标的产品卖给我们，应该说还是有所考虑的。研发北斗一号时，我们提出引进的一些产品，国外最后基本上还是按计划供给我们了，对整个工程进展没有太大影响。但是北斗二号开始，就明显感觉到国外在有些产品上，跟我们讨价还价、或者就不提供我们所要求技术指标的产品。
时间精度是卫星导航的命门,天地间时间越同步、误差越小,定位的精度就越高。有“导航卫星心脏”之称的星载原子钟就发挥着提供时间基准的作用。北斗三号卫星上配置的新一代国产原子钟，其精度比此前“北斗二号”上的原子钟要高出一个数量级，据称300万年只有1秒的误差。
谢军：北斗一号的原子钟是买美国的，到北斗二号，我们开始跟欧洲谈。当时欧洲自己的原子钟也没入轨，也没经过验证，我们为了把自己的卫星发上去，就跟欧洲交流，同时启动了自主研发原子钟的技术。我自己也知道，根本不要想能和人家谈“技术公开”，当我们希望欧洲能供应一些更高指标产品的时候，他都说只能达到这个水平，再高指标就要对我们国家进行技术封锁。
关于技术转让就不要想，谈也别谈，成品给我们也不行。从2007年，当时发射我们第一颗导航卫星，其中的四个原子钟，全是用我们国家自己的铷原子钟。
吴小莉：那北斗三号呢？
谢军：基于对欧洲公司产品的了解，公司老板帕斯卡也是我非常要好的朋友，2015年，在西安开导航年会的时候，他开玩笑地说，要我以后再买他的原子钟，我说不会买你的了，除非你的原子钟比我的要好两个数量级，价钱低我的一倍才行。从北斗三号开始，我们全部启用自己的铷原子钟，同时北斗三号还采用了氢原子钟。氢原子钟比铷原子钟的个头体积大一些，电性能指标更高、更好。
2015年的8月,两颗全球系统试验卫星首次建立起了星间链路,标志着中国掌握了这一个国际领先的核心技术。谢军解释说，按照传统卫星管理手段，要想控制使用好绕地球飞行的卫星，需要有遍布全球的地面站。但是在难以全球布站的情况下，必须建立卫星之间的星间链路，实现卫星管理卫星，这是世界导航领域的前沿技术。
谢军：北斗系统是一个长期稳定运行的系统，我们国家建设北斗系统的原则就是独立自主、独立运行。如果在国外建站，系统运行时就要依赖于那个站，一旦有特殊情况发生，这个系统可能就无法再正常运行。
吴小莉：星间链路这个技术对于我们来说，掌控有困难吗？
谢军：应该说单个的产品技术上，对我们国家并不是说有什么障碍，但是这样一个复杂的网络，星间链路还是有很多很多难题。一旦有一个节点在中间有点故障，那么整个网络需要路由协议、需要怎么调整，所以在这上头应该说我们还是解决了很多很多关键技术。
中国“量子通信之父”
中国科学院院士 潘建伟
如果说北斗卫星的全球组网，终于在无限大的太空中，为中国划出了一块自主空间，那么在无限小的微观世界中，中国和其它世界强国正开展着在量子科技领域，如火如荼的角逐。有日本媒体日前报道称，在这次量子技术革命中，中美在相关领域的研究论文和专利申请位居世界前两位，并驾齐驱，领衔世界。
从“追随者”到“领路人”，潘建伟说，“这是因为十年前，我们就选择了从基础研究起步的艰难道路”，从基础的原理到实际的应用，这背后需要有无数的实验来证明。
潘建伟：我们做第一个实验时，说句老实话，没敢向国家提出来要钱。我们从其他项目里东凑一点、西凑一点，大概凑了一百多万。先在合肥大蜀山做了一个证明纠缠光子分发的实验，后来才向国家申请，能不能给我们五六百万，让我们证明更远一点的距离也可以。所以我们是先做实验，做到大概2011年，才敢向国家正式提出这个建议，国家也同意了。
我们做地面实验，光靠我们这个团队其实就不够了，需要有从事卫星平台的人、搞空间光学的人参与，他们有我们需要的知识。相比我维也纳的导师，他掌握跟我差不多的知识，但奥地利要集全欧洲之力才能进一步推进实验。但不是同一个国家，不是同一个系统，那是非常困难的。所以这么一来，他们的立项过程就比我们大大地落后了，不过我想他们很快在欧盟应该也安排这样的项目了。但不管怎么说，我们已经比别人领先五年，开始做这个东西了。
在国际量子通信领域，中国的目标是力争到2030年左右，率先建成全球化的广域量子保密通信网络，构建信息充分安全的“量子互联网”。
2017年9月29日长达2000多公里的量子保密通信骨干线路——“京沪干线”建成开通。结合“京沪干线”和“墨子号”的天地链路，中国科学家成功实现“天地一体化”的量子通信网络构建，奠定了中国在量子通信领域全球领先地位。
潘建伟：“京沪干线”只是由本来点点不保密，实现到只有32个点需要保密的一个进步。从前我们用所谓的专网，专网只是一根光纤，光纤传过来的中间点点，别人都可以对你进行窃听，所以我从每个不安全的点，缩减成只有32个点是不安全的。
吴小莉：如果发生了特殊情况，中继站可能被破坏，或者以量子原理来说，如果被篡改，那这个信息就无效了。这个问题怎么解决？
潘建伟：比如你给我发邮件，这个邮件不只是通过一条线传送，这是一个网络，如果这一条线路被别人给挖断的话，我就从另外一条路走过来了，所以我们这套系统，有一个警示的作用。你这边路如果有人在窃听了，它会告诉你这里的信息不能用，然后信息就从另外一条路过去了。所以可以非常方便地避免别人对网络的、对你的信息的监控。但是有一条得必须得保证，如果整个网络都被别人掌握了，那你就整个国家都被别人控制了，那就没有办法了，这是一个基本的通信安全前提。
港珠澳大桥岛隧工程项目
总工程师 林鸣
如果说北斗卫星定位系统和量子通信科技，为我们架设起了看不见摸不着的电子通信坦途，那么被英国媒体誉为“现代世界新七大奇迹”之一的港珠澳大桥，则实打实地跨海连接三地，是粤港澳大湾区基础设施建设的关键一环。伶仃洋上，港珠澳大桥全长超过50公里，被称作中国桥梁建筑史上技术最复杂、环保要求最高、建设标准最高的“超级工程”。其中，岛隧工程是大桥的关键控制性工程。回忆起立项之时，林鸣说：当时中国在外海沉管领域还是一个空白，所以最初，林鸣一直希望能够找国际一流的公司，合作完成沉管隧道的建设，结果却大出预料。
吴小莉：您去了欧洲的一家顶级公司商讨，结果人家开了1.5亿欧元咨询费？
林鸣：是最好的公司。对，仅仅是咨询费，还不包括核心技术转让，只是提供咨询服务。
吴小莉：据说您后来还是商量了一下，说如果给三亿人民币，可以帮忙做什么？结果对方怎么说？
林鸣：对方说给你唱首祈祷歌，真的，他说我给你唱首祈祷歌。最后对方讲，如果你现在跟我签这个合同，9亿人民币，如果你回头再来找我签这个合同，他说1.3亿欧元，没有商量，最后就是这样地结束了谈判。后来我们中交集团，下决心嘛，回去开会、汇报，太贵了，太贵了。当时我们的周纪昌董事长问我，他说：林鸣，怎么办？我们自己研究行不行啊？我说行，自己研究，自己解决。我们花两个亿人民币，自己解决这个问题。
两座面积各十万平方米的人工岛,是岛隧工程的关键工程。120个巨型钢圆筒，每个直径22米，截面相当于一个篮球场，最高达50多米，差不多是18层楼的高度，单体的重量约550吨，每在海里打下一个钢圆筒，其重量就相当于钉下了一架空客A380。
林鸣说，每一步的推进都是未知、都有风险。借助卫星定位、雷达系统，解决了运输过程中巨型钢圆筒遮挡视线的安全问题；经过多次分析评估，利用四个重达200吨的锚，固定住单艘10万吨的船，解决货船停泊问题。120个巨型钢圆筒的制作、运输和振沉，每一个环节都是中国工程师从未有过的尝试。林鸣感慨地说道，用“大型钢圆筒围岛”的快速筑岛方法，取代传统的抛石填海作业方式，这其中要科学技术，也要一颗敬畏自然的心。
人工岛建设模拟图
海底沉管隧道的建设，是岛隧工程另一个关键性项目。港珠澳大桥海底隧道共用33节沉管，每个沉管重约8万吨，这些沉管采用“工厂法”预先制成，为此，大桥的建设者们仅仅用了14个月的时间，便在外海的荒岛上，建成了世界最大的沉管预制厂，并且创下了浇筑百万方混凝土，无一裂缝的世界奇迹。
把跟航母一样重的沉管浮运到施工的现场，并且准确地沉放到海底50米深、已经铺好的基床上，而且还要与前一个沉管实施精准对接，其难度和挑战可想而知。从第1节到第33节的沉管，每一节的安装，都有自己的故事：第10节的沉管安装之后，实测偏差超过预计，工程停滞100余天，终于明晰是海水、淡水的二重结构导致；第15节沉管的安装用时5个多月，三次浮运，两次回拖，终于攻克回淤难题。
吴小莉：我们最终接头安装的时候，你为了要试验最终接头还专门去了荷兰。荷兰那家公司为此还升起了中国国旗，据说是他们第二次升起他国的国旗。
林鸣：其实那个时候我们关系不好，我们打了五年嘴仗，因为我们说什么他们都认为不行，都说No,No,No。
吴小莉：就是我们的创新，他们都说不行？
林鸣：我们太没有经验了，第一次做，人家也不知道你行还是不行，非常谨慎。因为港方要求很严的，不能通融，所以一定要得到他们的签认，我们才能用那批图。然后我们把这个图反复改了很多遍给他们以后，他们就不停地给你提问题，去一次又给你提几十个问题，不停地提。最后没图，工程就停了，我着急啊，当时跑到广州的香格里拉大酒店，借了一个会议室跟他们开会，开了两小时，他就跟我讲，要去吃饭，走了。我们一大帮人开车从珠海，那么忙的情况下，跑到香格里拉和他开会，他开了两小时走了。我们感到很有压力，在这样一种关系下，我们共同生存了五年，第五年的时候，我还非常生气，后来对方非常盛情，一定要请我来看看，派人反复邀请。那我想意思意思吧，我就去了。去了发现对方很真诚，真的很真诚，高层领导、高管都来了。
林鸣：我本来不打算和他们做什么交流，但后来他们感动我了，从那一刻真的改变自己，我认为要开放、要交流，尤其像工程领域、技术领域。因为我们站在人家的肩上，人家也要站在我们的肩上，这个社会才发展得更好，那一刻我改变了。那以后我真的是，我对所有人都开放，希望他们来参观，来看看。
你像我们现在，填补了外海沉管隧道的空白，在世界范围而言，中交集团在沉管隧道的领域上，用国外非常权威的专家的话来说，中国从一个沉管隧道的相对小的国家，因为这个工程的建成，变成了世界的领军国家之一。这些东西，都使中交集团得到提升，包括像项目的全球资源整合的能力、合作、开放等等。还有思想和人才交流，我们都是受益匪浅。
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2020年10月09日首播的：
凤凰卫视《问答神州》特别节目--
逆风丹心，中国“智”造
编导：孟涵
编辑：孟涵 马马晋
具名赞助《问答神州》
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