最近一段时间来,中科院院长路甬祥院士在不同的场合多次谈到要学习、研究过去100年世界上科学创新与技术创新活动的规律,在总结借鉴的基础上思考如何提升中国科学技术的原创能力,努力实现江总书记对中科院的期望:攀登世界科技高峰,为国家的经济发展、国防建设、社会进步作出基础性、战略性、前瞻性的创新贡献。

 

1.1

最近在学习研究过去100年世界上科学创新与技术创新活动的规律时,有一些新的体会。技术创新究竟有什么特点,有什么规律,应该界定什么样的价值观,应该建立什么样的创新体系,我觉得应该深入思考。

科学进步与技术进步的动力不尽相同。科学的价值观就是有所发现,科学发展的内在动力主要来源于科学家的好奇心;而技术创新一开始也离不开发明家的好奇心和创造欲望,但要形成规模化产业必须有需求和市场的强烈推动。

科学研究是为了认识世界,科学的价值观就要有所发现。这个新发现如果是一个重要的定理或者是建立一个重大的理论,它对人类认识客观世界就有重大贡献。科学发展的内在动力,更多的来源于对科学价值的追求,来源于已有的科学知识体系与新的实验之间的矛盾,来源于科学家的好奇心和探索、求知的欲望。爱因斯坦创立相对论,并不是靠社会需求推动,主要是因为牛顿力学与当时观测到的宇宙现象和物理实验有矛盾,所以促使了包括爱因斯坦在内的科学家去思考,并最终发展成新理论。相对论、量子论的产生都是这样。

技术创新与科学创新的不同在于,尽管在技术创新过程中,科学家、工程师或发明家起了很大作用,但是,如果没有需求的推动,没有市场的推动,技术创新的成功,尤其是技术创新成果的产业化是难以想象的。

这方面有不少例子,比如汽车的发明。在汽车出现以前主要的交通工具是马车。后来由于像西门子、奔驰、福特这样的工程师或发明家,他们当时已经意识到能否将内燃机和轮子结合起来创造一种新的交通工具。马车既要养马,还要吃草,走路又慢,路长了它还要疲劳。如果有个机械动力,岂不是更好?因此汽车发明的起始阶段除了有需求的一些因素外,主要还是发明家的这种创新动力,就要创造新的东西。但是汽车之所以成为工业,之所以成为代步的现代工具,完全是因为需求和市场推动的结果。

飞机的发明也许更能说明问题。人类想飞上天已经有很久远的历史了,可以追溯到古代的中国人和外国人。到了达芬奇那时候已经比较实际,他自己画了人工动力飞机,画了许多飞机。这是人希望能像鸟一样在空中翱翔的这种理想的推动,并不是什么现实社会需求的推动。鸟为什么能飞这是人的好奇心,是人的创造性的推动力。有动力的飞机最早出现在1903年,莱特兄弟试验的飞机第一次飞了12秒钟。这两个人与其他人不同,他们做了很多空气动力试验。包括机械的升力、螺旋桨的拉力等,这样他们才首先成功。一个比空气重的机器可以载人,而且使用发动机作动力,居然能飞12秒钟。但当时这件事仍没有引起世界上任何人的注意,只不过是他们个人的兴趣。后来这两个人有点钱了,就自己投入。1908年,巴黎有一个博览会,他们把飞机拿到博览会上飞了一下,这次飞了2小时22分23秒,航程117.5公里,这件事一下子轰动了整个欧洲。能飞2小时多就表明这个飞机能用于运输。几年后第一次世界大战爆发,仅第一次世界大战,交战双方就造了18万多架飞机。第二次世界大战再打,飞机就更发展,交战双方造了70多万架飞机。

飞机这一事例说明,开始进行创新也许是发明家的好奇心,一种创新欲望的推动。但要产业化,要完善,一定要受到社会需求的推动、市场的推动。原子能也是这样,原子核物理学家先发现了原子能利用的可能性,但是原子弹的爆炸、原子能电站的建设都来源于需求。原子弹的发明当时显然是受反法西斯战争需求推动,而原子能发电站的驱动力来自为了找到一种新的更加廉价清洁的能源。所以技术进步的动力与科学发展的动力是不一样的。

科学创新与技术创新的不同还在于,科学上只要有一孔之见,就能成为伟大的人物;而技术创新只有一项新发明还不行,还必须要使技术变成一个系统,而且要与企业家合作,最终使之变成一个产业才能在历史上有重大的贡献。

大家知道,科学创新的价值只有体现在世界第一中,世界第二就没有价值,因为发表过的知识都公开了,第二与最后没有什么两样。所以科学创新就是要攀登世界高峰,就要争世界第一。而在技术创新中,尽管原始性的世界第一的创造发明也很重要,但更重要的是要能将这一发明成果及时形成系统,能够推广应用,能够获取市场。只有这样,技术才能实现它的价值,否则这个先进技术也只是实验室的展品,很快就会被淘汰,被人们所遗忘。

能够打开市场的技术并不一定是最先进的技术,市场需要的可能是一种相对简单的技术,比较适合某一阶段全球市场或是局部市场需求的技术,这样的技术再加上一种相适应的运营机制,才可能在市场很快推广。

技术与科学的不同处还在于,科学上只要有所发现、一点突破,你就能成为青史留名的人物;而做技术创新的人只有一项新发明还不行,还必须要使技术变成一个系统,而且要与企业家合作,最终使之变成一个产业才能在历史上有重大的贡献。例如历史上发明汽车的人很多,法国人是最早的,但是市场销量超过1500万的是1927年的福特汽车公司。质量和可靠性最好的汽车可能要数奔驰。

我们知道爱迪生一生的发明有2000项之多,但大家印象最深的是他发明了白炽灯泡,为人类带来了光明。其实白炽灯泡不是爱迪生最早发明的,在他之前已有两个人发明了用碳素作白炽灯,但他们没有形成系统。爱迪生的功劳在于他不仅发明了比较长寿命的灯泡(开始是碳素后来是钨丝),同时更重要的是他意识到,可以用这种碘钨灯来代替当时用的煤气灯。进一步,爱迪生又考虑到要让更多的人用碘钨灯,必须有一个好的供电系统,要建电厂,还必须有变压器、电网、开关,才能成为系统。于是他组建了一个公司,把这一套市场化的体系都解决了。这样,他的电灯才为全人类带来了持久的光明。由此可见,技术成果只有形成系统后才能充分体现它的价值。

积极主动的用自己的创新去满足市场的需求,同时去创造新的需求。只有这样,我们才能够作出战略性创新。

同样的道理,中科院有家光机所在短脉冲飞秒激光研究方面处于世界领先水平,但我们不能光想着我只要在短脉冲飞秒激光研究中达到世界顶峰就行了,而应该很快就想到短脉冲飞秒激光究竟在军事上、民用上有什么用处,在科学仪器上有什么用,并开发出这样的产品,形成新的市场需求,这样你的贡献才能被世界技术史记载,才能对中国的经济社会发展,对国防建设有贡献。一句话,如果我们的科研人员能把发明继续做成一种造福于人类的系统,那这一发明就会对人类社会有真正重要的贡献。由此来看,我们中国科学院从事技术创新的研究所,应从价值观上,从创新的目标上进一步思考,清晰地区分科学创新与技术创新之间的差异,积极主动地寻找有赖于科技创新的战略性社会需求。

有许多战略需求是技术创造出来的。比如没有手提电话的时候,哪有手提电话市场?现在中国的手提电话已经超过1亿部了。中国每年要增加数以千万计的电话,每部电话按1000元计算,那就要上百个亿!这一数量使得电话成为当今中国最大的产业之一。现在你到西安、北京的街上去看,什么店最多?是卖手机的店最多,这是技术创造市场的一个典型。所以,我认为从事技术科学研究的专家,不仅要了解科学技术的前沿,知道世界在怎样发展,更重要的是要分析国内外市场的需求、社会的需求,然后,积极主动的用自己的创新去满足市场的需求,同时去创造新的需求。只有这样,我们才能够作出战略性创新。

科学创新应更多地关注原始的科学问题,从已有知识的矛盾中去找课题;而在确定技术创新的方向时要多分析国际上的新动向,了解国内外新的市场需求。

我们现在不少做技术创新的科研人员是从外国人的文章里找题目,不少题目总是跟着人家走,而不是从原始的科学问题,从已有知识体系与实验之间的矛盾、从已有知识体系的矛盾中去找题目。比如人类基因组图谱虽然测出来了,但要真正读懂这部天书,必须要知道破解这部天书的基因组“语法”,就像门德列夫周期表那样,只有做到这一步,才能确切地知道每一段基因相对应的功能。国内生命科学家应当有勇气做这样的工作。

我觉得在地球科学、在环境科学、在天文、生命起源、在认知等领域都有大量原始的科学问题,我们的科学研究只有进入这些原始性的创新目标和方向,才能走到世界的前面去。同样,中科院在确定技术创新的方向时,要想一想国际上有什么动向,有些什么新的技术可以为我们所用,国内外有什么新的战略上的需求是我们可以做的。

当今时代更需要的是面向战略需求的技术集成创新,通过创新行为,把当今世界的许多新知识、新技术创造性地集成起来,以满足国家和市场经济的需求。

我觉得,我们应尤其重视战略性技术集成工作。一个典型例子是波音飞机。现在可能不会有人想到飞机是谁发明的,波音飞机是一种集成技术的产物,它把当时在喷气发动机、航空材料、导航等方面的最新技术都集成起来,适应了当时民用航空市场对一种大运力而且比较经济的洲际交通工具的需求。波音公司的一批工程师看准这一方向,开发出各种与之配套的技术、工艺,终于在1969年完成飞机定型,并很快在70年代初投入商业运营,现在已经使用了30多年了,当然是在不断改进的。尽管没有人知道波音飞机的发明人,但是有谁能否认波音飞机对美国经济,对世界文明所做的战略性贡献!

当今时代更需要的是面向战略需求的技术集成创新。这里面当然有科学创新,但是很难说究竟是哪一项技术在何处起了什么关键的作用。因为这是把世界上许多新的知识、新的技术集成起来,通过我们自己的创新行为,才把这个目标实现了。所以我觉得价值观应成为创新文化理念中最重要的一条。必须要树立与市场经济、社会需求、国家需求相一致的理念。在此基础上要系统集成,跨学科合作。

今年是新世纪的第一年,我们应该好好回顾过去100年来科学上、技术上的成就,了解这些成就产生、发展的规律以及隐藏在背后的许多故事,从中我们可以汲取不少经验,以此来调整我们的战略视野,调整我们的战略选择,调整我们的价值评价标准。如果大家都能这样做的话,实现江总书记在中科院建院50周年提出的:科学院要攀登世界科技高峰,要为国家的经济发展、国防建设和社会进步作出基础性、战略性、前瞻性创新贡献的目标,就有更坚实的基础了。

[江世亮参与整理]