俯瞰上海光源。 视觉中国供图
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产业发展离不开科研。科研可以带来创新、提高劳动生产率，进而促进产业发展。科学研究也离不开现代化产业体系的支撑。只有产业发展了，才会有资金、有需求投入研究。产业不仅为科研提出需求，而且通过实践不断修正和打磨理论，最终带来创新。
5月25日，《自然》杂志发表封面论文，题为《卷曲规则：用于柔性太阳能电池的可弯曲硅晶片》。
论文作者来自中国科学院上海微系统所。在上海微系统所位于嘉定区的一间实验室，在科研人员手里，一片薄如纸片的单晶硅太阳能电池被弯曲、卷成筒，展开后又被弯曲、卷成筒……整个过程里，这片太阳能电池完好如初，没有丝毫破裂。
看似平常？论文标题中的“卷曲规则”一语双关，道出了背后的突破性价值。“卷曲规则”一层意思是论文讨论的对象——一种可卷曲的太阳能电池；另一层意思则是这种电池蕴含的科学价值——单晶硅原本脆而易断、难以弯曲，但最新研究成果改变了长久以来的定则。
熟悉太阳能电池行业的人，对这项重大突破发生在中国不会感到惊讶。论文第一作者、上海微系统所副研究员刘文柱说：“全球88%的太阳能电池产自中国。正是因为中国有了完善的太阳能电池产业平台，我们的科研才有了依托。”
这是对传统观念中，产业—科研关系的一种补充。众所周知，产业发展离不开科研。科研可以带来创新、提高劳动生产率，进而促进产业发展。所以，大到国家、小到企业都十分重视科研。但太阳能电池的案例从反向揭示了一个事实：科学研究也离不开现代化产业体系的支撑。
不单是太阳能电池如此，记者在上海采访了汽车、人工智能、机器人、生物医药、数学、材料等行业和学术研究领域，不断听到这样的声音：“产业需求是科研不可或缺的驱动力”，“科学技术只有找到市场时才会进步”。
产业是科研的“出题人”
柔性太阳能电池并不是一个新创意。1967年的一期《自然》杂志就曾经刊发一篇短文，探讨了柔性太阳能电池的可能性。
这篇文章在开头说：“过去一年，英美航天界对太阳能的兴趣渐增。”在美国，兴趣来自火星、木星探测计划；在英国，科学家希望通过电力推进装置改变航天器轨道。这些任务都对轻柔的新型太阳能电池提出了需求。
这是产业对科研的呼唤。毫不令人意外，呼声最初由英美发出。全世界第一块太阳能电池1954年在美国贝尔实验室诞生。上世纪60年代，美国发射的人造卫星已利用太阳能电池作为能量来源。当英美航空事业进一步发展，厚重、刚硬的太阳能电池已经不能满足需求，它需要变得轻巧、柔韧。需求出自英美，科研自然也出自英美。
半个多世纪后，当《自然》杂志再次发表关于柔性太阳能电池的文章时，作者变成了中国科学家。目前，我国是全球太阳能电池产业的领跑者，产量占88%，新增装机容量占44%，专利申请量占42%。在这个太阳能生产、应用、研发均居全球第一的国家，本土科学家“卷曲规则”是顺理成章的事。论文的通讯作者、上海微系统所研究员刘正新说：“产业和科研是相辅相成的。只有产业发展了，才会有资金、有需求投入研究。尤其是我从事的专业，如果不能与产业挂钩、不能为产业服务，就没有什么价值。”
环顾国外同行，刘正新等研究者常常看到产业转移导致科研萎缩的例子。在德国一家顶级研究机构，太阳能电池的研究经费越来越难申请，甚至连合作伙伴都难以找到。因为德国缺少像中国一样庞大的太阳能产业，从企业到政府，都不愿意继续投资这个科研领域。
现代化产业是科研的“出题人”，这个道理在各个领域都是相同的。在上海材料研究所，杨旗博士正在研发一种热稳定性与强度俱佳的不锈钢。这项科研源于国内数控机床制造的现实需求。在张江药谷，生物医药企业正在研究如何减缓T细胞耗竭。安诺瓴路首席执行官姚树元说：“如果没有CAR-T疗法，就没有这个研究需求。很多东西都是如此，先在实际生产中发现需求，再通过科研去创新并解决问题。”
“有些学科需要‘仰望星空’，它基于好奇心，挑战人类智力，不见得马上看到用途。”上海交通大学自然科学研究院院长、上海国家应用数学中心联席主任金石说，“但很多学科是跟产业有关的，因为产业的需求推动了它们发展。”例如，近些年来应用数学学科发展得很快，因为人工智能、图像识别、数据压缩等对它提出了新需求。“数学很古老。但是产业需求不断催生出数学新分支，所以它又永远年轻。”金石说。
实践是理论的“打磨工”
产业不仅为科研提出需求，而且通过实践不断修正和打磨理论，最终带来创新。
一说到创新，人们脑海里就会闪现下列画面：身着T恤的设计师啜饮着星巴克咖啡，二三十岁的企业家午餐后在餐巾纸上勾勒着奇思妙想；明亮通透的工作室角落里摆放着游戏桌……但哈佛大学商学院教授皮萨诺断言：“以上这些并不是创新。创新不是实验室里的一个发现、灵感或一台样机，而是一个新想法或概念应用于市场的过程。”
对于现代化产业体系如何推动创新，昆易电子董事长陈奇有切身体会。位于上海奉贤区的昆易电子是一家汽车开发工具供应商。4年前，他们接到国内某大型企业订单，定制一款汽车开发测试产品。那时候，两块国产芯片加在一起，性能勉强赶上一块进口芯片。
更要命的不是性能，而是价格。当时，国产芯片的单价是进口芯片的10倍。一个成熟的产业，不仅仅是技术是否达标的问题，更是成本问题。从产业上来说，这样的国产芯片是无用的。
仅仅4年后，陈奇发现了可喜的变化。现在，国内至少有紫光和安路两家公司的FPGA芯片性能接近进口芯片赛灵思水平，更重要的是，价格也降到了同等水平，因为中国有广大的芯片应用场景。
“成果是在实践中迭代出来的。研究，不是坐在家里想这个东西好，就真的好。实践中会出现各种各样的问题，需要通过产品迭代解决。”陈奇说，“纯粹靠理论研究而没有工程实践，永远做不成产品。没有产品，就谈不上创新。”谈到芯片，公众大多关心7纳米、4纳米、3纳米等先进工艺，但很少有人注意到，这几年国内成熟制程芯片的研发和制造已今非昔比。
在昆易电子所在的奉贤区临港南桥科技城里，每天，贴着各色品牌标志的电动测试车辆来来往往。就在来来往往之间，数据在增加，算法在迭代，产业在进步，上海的科技创新能力也在一步步增强。
历史一再证明，当一个国家或城市失去产业（特别是制造业），也将失去创新能力。以锂电池为例，上世纪七八十年代最初由英美物理学家、化学家开发，技术成熟后，转移到日本制造，后来产能又逐渐转向中国。锂电池产业流转的同时，相关研究和创新也在流转，先是日本、后是中国取代美国，成为锂电池领域的创新中心。据《日本经济新闻》统计，过去10年，锂电池相关专利数量，中国位居首位，占全球一半以上。此外，在被视为锂电池潜在替代品的钠离子电池研究领域，中国的专利数量和论文被引次数均大幅领先于日美。
放弃今天的产业，将会被锁在明天的产业大门之外。英特尔前总裁格鲁夫曾这样评论美国的锂电池产业发展史：30年前，当美国停止生产消费电子产品时，失去了在电池领域的领先地位，然后错过了个人电脑电池，如今在电动汽车电池方面远远落后。近年来，美国、日本等国家积极推进芯片、锂电池等在本国制造，一方面是为保证供应链安全，更是为争夺研发、创新的主导权，以期制胜未来产业。
在刊登“卷曲规则”一文的那期《自然》杂志封面上，一片柔性太阳能电池板包裹着路灯的灯柱，路灯射出橘黄色的光，照亮夜空。1967年，当英国科学家畅想柔性太阳能电池的未来时，可能没有想到，它的用途将超越航天，深入人类日常生活的方方面面。他们可能也无法想到，半个多世纪后，这个产品的研究和制造中心在遥远的中国。
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