編者按：胡錦濤總書記2月3日在省部級主要領導幹部深入貫徹落實科學發展觀加快經濟發展方式轉變專題研討班開班式上發表重要講話中提到：「加快推進自主創新，緊緊抓住新一輪世界科技革命帶來的戰略機遇。」
溫家寶總理2009年11月3日在對首都科技界發表的題為「讓科技引領中國可持續發展」的講話中指出：「正是科技上的重大突破和創新，推動經濟結構的重大調整，提供新的增長引擎，使經濟重新恢復平衡並提升到更高的水平。」
原始創新是一個國家競爭力的源泉。中國要搶佔未來經濟和科技發展的制高點，就不能總是跟蹤模仿別人，也不能坐等技術轉移，必須依靠自己的力量拿出原創成果。對此，中科院院士、中國科學院常務副院長白春禮有獨到見解。
物質科學是一切科學的基礎，還可以衍生出一系列新的技術原理
記者：從當前科技發展態勢來看，哪個領域可能出現的原始創新最多？
白春禮：從現代科技發展和當前科技發展態勢分析，物質科學研究是科學發展的制高點，充滿了原始創新的機會，而物質科學的變革性突破將對科技和經濟的發展產生十分重要的影響。
記者：什麼是物質科學？
白春禮：物質科學致力於研究物質的微觀結構及其相互作用規律，它不僅是一切科學的基礎，而且可以衍生出一系列新的技術原理，為新材料與新器件的研發提供新的知識基礎。
物質世界的層次對應於基礎學科的分類，主要有天文學、空間科學、地球科學、生命科學，乃至材料科學、物理、化學、納米科技、高能物理、粒子物理等。雖然這些基礎學科的分級並不都在一個層次上，但這些學科研究對象的尺度從大到小，所對應的科學前沿分別為宇宙的起源與演化、生命的本質、物質的本質與基本結構等。
物質世界是分層次的，每個層次均有各自的特徵和發展規律。一旦對這個層次的特徵和規律有了新的認知，科學與技術都將發生革命性的變化。
記者：物質科學曾經取得過哪些變革性的突破？
白春禮：李政道先生曾指出：「20世紀初, 科學中最大的謎是太陽。」20世紀中葉前, 人類所有能源都來自太陽；太陽的能量是經光傳播到地球，所以光和熱的研究是20世紀初物理界的兩大重點；愛因斯坦由於發現光電效應而於1921年獲得了諾貝爾物理學獎，光電效應研究催生了相對論和量子論，引發了一個世紀的創新革命，產生了原子結構、分子物理、核能、雷射、半導體、超導體、超級計算機等等。幾乎20世紀絕大部分的科技文明均源自於此。
1981年，Binnig和Rohrer教授發明了可用於觀察和操縱表面單個原子、分子和原子團的掃描隧道顯微鏡（STM）。這一發明被國際科學界公認為是納米科技的「眼」和「手」，催生了納米科技走向成熟。這是對物質科學探索而催生新工具，並因此開闢新領域的典型例子。
此外，物質科學探索中的新發現奠定了諸多大科學工程的基礎，同時大科學裝置的應用也對物質科學的深入研究和新技術應用產生了重要影響。
中國科學院在若干基礎研究前沿方面進行了布局，重點領域主要有量子尺度、納米尺度、宏觀尺度、未知尺度
記者：中科院關於物質科學研究未來確定了哪些重要方向？
白春禮：物質科學的前沿突破推動變革性技術的產生。中國科學院在若干基礎研究前沿方面進行了布局，並對創新型科技拔尖人才給予了特殊支持。在這方面的重點領域，主要可分為量子尺度、納米尺度、宏觀尺度、未知尺度。
記者：在這些領域裡，我們是否已經取得了一定成果？
白春禮：是的。量子尺度我們取得的重要代表性成果是量子通信——通信領域的變革。
經典保密方式理論上已被證明是可以破解的，基於量子力學原理的保密方式則在理論上是不可破解的。中國科技大學是國際上該領域最活躍的研究單位之一，在60周年國慶之際，在天安門城樓、中南海、國慶閱兵指揮部等地點之間，通過該領域的突破，構建了絕對安全的實時語音加密量子通信熱線。
而納米尺度的變革性成果是納米綠色列印製版技術的創新，有可能讓印刷業產生又一次革命。目前印刷製版技術存在的問題是：感光成像，避光操作；化學顯影，廢液排放；預先塗層，資源浪費。
中科院化學所目前發明的納米綠色製版技術是非感光過程，不僅大大提高了耐印力，而且有效地提高了印刷精度。該技術的優勢在於不避光、無汙染、成本低、可回收，具有巨大的環境效益，並有可能在該領域引領全球。
新能源研究為未來能源問題提供解決之道。暗物質和暗能量也許是21世紀最大的科學之謎
記者：我們在宏觀尺度、未知尺度裡有可能取得哪些突破？
白春禮：宏觀尺度的基本科學問題之一是新能源研究，可能的重要變革性成果是為未來能源問題提供解決之道。2020年全世界能源需求約為23兆兆瓦，現在用的約為13兆兆瓦；需增約為10兆兆瓦。
解決能源問題的渠道之一是新型核裂變電能，其發展必須面對兩大關鍵問題，核燃料的穩定供應和核廢料的安全處置，針對上述問題，中科院擬分別加強釷資源的核能利用基礎研究和加速器驅動次臨界系統（ADS）嬗變核廢料的研究。核能分為核裂變能與核聚變能，若核聚變原理應用於發電，則具備極大的優勢，主要表現在輻射極小，且核聚變燃料取之不竭。
我院建造的實驗型先進超導託卡馬克（EAST），是世界上首個建成並運行的全超導、非圓截面、磁約束核聚變實驗裝置，其成果表明EAST實驗正朝著探索長脈衝、高參數等離子體物理這一未來聚變堆發展的重要研究方向邁進。
未知尺度的重要基本科學問題是暗物質、暗能量的研究，變革性成果將會是對物質世界的全新認識。暗物質存在於人類已知的物質之外，目前我們知道它的存在，但不知道它是什麼，它的構成也和已知物質完全不同。
根據現有觀測數據計算，宇宙總能量中的73%是暗能量，23%是暗物質的能量，已知物質的能量則不到4%。中科院紫金山天文臺通過中美合作，發現宇宙線電子譜有一個「超出」，被認為可能來自暗物質，受到廣泛關注。
我院國家天文臺剛建成的大天區面積多目標光纖光譜望遠鏡（LAMOST），是世界上最大的光譜望遠鏡，將揭示不同宇宙紅移處的星系分布,從而可為追溯宇宙的膨脹歷史、探測暗能量的性質，提供一定的技術基礎。這方面的研究完全是基礎性、長遠性、探索性的課題，但一旦有突破性的發現，其影響也是深遠的。
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