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【科技論壇】堅持自主創(chuàng)新,建設(shè)科技強國——“科技談吧”之十二|呼喚大科學(xué)范式

                           

發(fā)布者:深圳市山東商會宣傳部       發(fā)布時間:2022/12/23??????點擊率:

編輯按語:

近日,深圳市山東商會授牌給梅永紅先生聘其為深圳市山東商會名譽會長。

梅先生大學(xué)畢業(yè)后,先后任職于國家農(nóng)業(yè)部、國家科技部,曾任科技部辦公廳副主任兼調(diào)研室主任、政策法規(guī)與體制改革司司長,科技部青聯(lián)主席。2010年10月調(diào)任山東濟寧市委副書記、市長。2015年9月加盟深圳華大基因公司,曾任深圳國家基因庫主任、華大農(nóng)業(yè)董事長?,F(xiàn)任華大基因董事、華大農(nóng)業(yè)公司董事長兼任碧桂園農(nóng)業(yè)聯(lián)席董事長、北大荒集團研究院院長、華大共贏基金董事長和中國政策科學(xué)研究會副會長。 梅先生在科技部工作期間曾深度長期參與國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研究,主持或參與過東南亞金融危機、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、大型飛機、汽車、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、中醫(yī)藥、跨國并購、科研體制改革、自主創(chuàng)新等許多重大戰(zhàn)略及政策的研究制定工作,主持起草過多篇中央及部領(lǐng)導(dǎo)講話稿和文章,在重點報刊上發(fā)表多篇具有較大影響力的政策性文章。

梅先生被聘為我會名譽會長后,十分關(guān)心本會發(fā)展并對有關(guān)工作給予具體熱情指導(dǎo)。最近他將自己傾心力作12篇科技雜談宏文,首次授權(quán)本會公眾號公開發(fā)表,對此我們十分感謝。在征得梅先生同意后,我們以系列“科技論壇”的方式進行分期刊載。這些文章立意深遠,視野開闊,詮釋了科技與創(chuàng)新對一個國家、一個民族之長遠影響,包含著濃濃的家國情懷,具有很強的宏觀戰(zhàn)略引導(dǎo)性?!翱萍颊搲笔潜緯囊粋€大型專題類高端系列論壇,敬請各位讀者關(guān)注。

梅永紅名譽會長


呼喚大科學(xué)范式

梅永紅

20221016日)

 

最近,許多人都在關(guān)注美國對向中國出口高端芯片加碼限制的問題。對于一個每年進口量達數(shù)千億美元,信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模早已躍居世界第一的國家來說,這種限制無異于在一個疾行者的前路挖了條大坑。其實何止芯片,中國高校、科研單位、醫(yī)院和企業(yè)里,但凡高端儀器設(shè)備和核心軟件,至少90%都是進口的。多年前有人曾發(fā)出“誰來裝備中國”的詰問,龐大制造業(yè)大廈的底座掌握在他人手里,這個問題至今在許多領(lǐng)域仍然未解。

應(yīng)當(dāng)承認(rèn),對引進技術(shù)的消化吸收及本地化、商業(yè)化開發(fā),是后發(fā)國家繞不開的發(fā)展路徑,今天不可一世的美國也是這樣走過來的。對于現(xiàn)實中的“卡脖子”問題,我主要有兩點思慮:第一,這些年來,類似的問題其實一直存在,信息產(chǎn)業(yè)的芯片和操作系統(tǒng)可能面臨的風(fēng)險常常令人揪心。某種程度上說,產(chǎn)業(yè)規(guī)模越大,被“卡脖子”的可能性也越大。但產(chǎn)業(yè)圈中的人們似乎對此并不在意,他們認(rèn)為西方國家不會放著到手的錢不賺,所謂“毀敵一千自損八百”的蠢事不可能出現(xiàn)。因此,我們看到的情形便是“以市場換技術(shù)”,是從技工貿(mào)到貿(mào)工技的轉(zhuǎn)軌,是把中國產(chǎn)業(yè)大廈牢牢建構(gòu)在他人底層技術(shù)基礎(chǔ)之上。今天,當(dāng)美國決意以國家安全名義開展“在岸生產(chǎn)”,以意識形態(tài)名義開展“友岸外包”的時候,我們是不是應(yīng)該反思:過去的路徑選擇究竟是能力不足,還是戰(zhàn)略短視?

第二,芯片技術(shù)理論早已定型,甚至看起來并不深奧,我們又有那么多的專家,為什么死活做不出來?荷蘭ASML的專家說,即使把光刻機的圖紙交給中國,中國也造不出來。中國臺灣臺積電的創(chuàng)始人張忠謀也說,中國大陸舉全國之力,也造不出高端芯片。類似的情形還有很多,比如同樣被別人“卡脖子”的航空發(fā)動機、高端數(shù)控機床、高端醫(yī)療儀器,甚至已經(jīng)進入千家萬戶的乘用汽車、農(nóng)用拖拉機等,中國許多專家早就對其理論爛熟于胸,卻在長達半個多世紀(jì)里造不出穩(wěn)定可靠的高質(zhì)量產(chǎn)品,原因究竟在哪里?

更多的人將原因歸結(jié)于中國科技人才匱乏,科研能力和水平不行。于是,中央財政大幅度增加科技教育經(jīng)費預(yù)算,一個個圍繞教育、人才和科技的國家級行動和計劃不斷推出,985211、院士、杰青計劃、千人計劃、知識創(chuàng)新工程、自然科學(xué)基金、重大科技專項、大科學(xué)工程,可謂層出不窮。若論經(jīng)費,中國一些大學(xué)和科研機構(gòu)早已位居世界前列。在高端人才方面,中國比不了美國,但絕對在世界第二方陣中。地方政府也不甘落后,窮其財力引人才、建平臺、搞園區(qū),試圖一舉突破產(chǎn)業(yè)瓶頸約束。據(jù)說僅高端芯片產(chǎn)業(yè)就已投入上萬億了,投資百億級的芯片項目接連冒出。結(jié)果究竟如何,見仁見智,但真正令人滿意的似乎不多。

我無法茍同將產(chǎn)業(yè)問題簡單歸咎于科技問題,因為理論是一碼事,工程實踐是另一碼事,兩者雖然密切關(guān)聯(lián),但形成規(guī)律完全不同。更為重要的是,理論也許可以共享,技術(shù)也許可以引進,物化的技術(shù)產(chǎn)品也許可以用錢買到,但技術(shù)能力必須是內(nèi)生的,是十年磨一劍和久久為功的結(jié)果,從來沒有速成之說。還是以芯片為例,臺灣總共只有2000多萬人口,無論是人才數(shù)量還是質(zhì)量,都不可能比大陸強到哪里。資金方面更是沒有可比性,廣東、江蘇一個省的實力都能超過臺灣。市場應(yīng)用方面,別說一個小小的臺灣,整個歐洲國家加起來也不如中國的大。有人有錢又有市場,卻無法在芯片的核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上挺直腰桿,贏得尊重,看來不是板子打的不夠重,下力不夠猛,而是可能打錯了地方——方向和路徑錯了。

最近有兩份材料引發(fā)我對這一問題的進一步思考。一個是我在上篇文章已經(jīng)提起的MIT前校長蘇珊.霍利菲爾德新書《生命科學(xué)——無盡的前沿》,從科學(xué)的視野出發(fā),闡釋了生物技術(shù)和工程學(xué)的結(jié)合,將在不久的將來如何為改善我們的世界提供非凡的手段(哈佛前校長福斯特薦語);另一個是重溫原國家科委主任宋健同志2015年發(fā)表在《前沿科學(xué)》上的一篇文章《還原論和系統(tǒng)論》,在充分肯定還原論對于近代工業(yè)化和后工業(yè)化的奠基性作用外,特別指出其理論的局限性,包括對信息的忽視,而信息恰恰是與物質(zhì)、能量并列的宇宙“三基元”;對系統(tǒng)層級結(jié)構(gòu)的忽視,難以回答“總體大于子和”;還原論描述的自然過程都是可逆的,但生物進化不可逆,時光不會倒流。

這兩位東西方學(xué)術(shù)大師的中心思想,都是指向基于系統(tǒng)和工程化的技術(shù)科學(xué)。我們知道,科學(xué)是發(fā)現(xiàn),完成從01的過程,具有唯一性;而創(chuàng)新是對理論的產(chǎn)品化、工程化和系統(tǒng)化,完成的是從1100乃至無窮的過程。實踐證明,這個工程化過程決不只是線性的理論成果轉(zhuǎn)化,而是學(xué)科交叉融合、系統(tǒng)整合配套的過程。由此產(chǎn)生的大量緘默知識,具有對特定情景的高度關(guān)聯(lián)性,并且具有典型的“非公共性”。哈耶克也認(rèn)為,在人類的知識中,除了有Know that外,還有Know how,顯性知識只是人類知識很小的一部分。如果說一切知識總體是一座冰山,那么顯性知識只是露出水面的一角,而緘默知識則是隱藏于水下的絕大部分。

這種緘默知識來自于哪里?就是來自于工程化實踐。由此我結(jié)合中國目前的學(xué)術(shù)生態(tài)、科技體制以及相關(guān)資源配置情況,大致上可以得出以下幾個結(jié)論:第一,“卡脖子”問題,關(guān)鍵不在于還原論基礎(chǔ)上的經(jīng)典科學(xué)差距,而是科學(xué)范式出了問題,技術(shù)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)成為最大的短板;第二,解決“卡脖子”問題,必須更多地突出市場和需求的引領(lǐng),突出企業(yè)和企業(yè)家的組織功能,用解決學(xué)術(shù)問題的思路無法解決復(fù)雜應(yīng)用場景下的系統(tǒng)組合問題;第三,政府的作用需要重新定位,應(yīng)當(dāng)著力解決創(chuàng)新生態(tài),特別是政策碎片化、資源配置低效化以及對顛覆性創(chuàng)新的體制性扼制。

、對科研范式的再認(rèn)識

最近幾年,學(xué)術(shù)界許多人都在熱議70多年前美國總統(tǒng)科技顧問范內(nèi)瓦·布什提交的報告《科學(xué):無盡的前沿》,被認(rèn)為是美國科學(xué)政策的“開山之作”。其核心觀點主要有兩點:第一,科學(xué)的價值無可替代,如果沒有科學(xué)進步,其他方面再多的成就也無法確保我們作為一個國家在現(xiàn)代世界中的健康、繁榮和安全;第二,廣泛的科學(xué)進步源于學(xué)者的思想自由及研究自由,他們理應(yīng)在好奇心的驅(qū)使下探索未知,自主選擇研究的方向。

毫無疑問,這篇報告深刻影響了美國戰(zhàn)后的科技政策。但是,當(dāng)人們將目光聚焦于“好奇心驅(qū)動”的時候,還有幾個值得特別關(guān)注的背景和信息。一是范內(nèi)瓦·布什本人是位工程師,而且一生引以為榮。就在呈送這份報告不久,他發(fā)表了一篇文章《誠如所思》(As We May Think),對一種實用設(shè)備進行了詳盡預(yù)測,這就是我們現(xiàn)在廣泛使用的個人計算機。二是當(dāng)時正值二戰(zhàn)剛剛結(jié)束,大批歐洲科學(xué)家匯聚北美。此前美國的基礎(chǔ)理論主要依賴于歐洲,諾貝爾獎的80%是歐洲人貢獻的,美國政府對基礎(chǔ)研究的支持幾乎為零,范內(nèi)瓦·布什認(rèn)為這個短板應(yīng)當(dāng)借人才之機盡快補上。三是這篇報告還有一個目標(biāo)指向,就是二戰(zhàn)前美國基礎(chǔ)研究的過度實用化傾向,布什希望為科學(xué)家爭取更大的權(quán)力,放權(quán)科學(xué)家自我管理。

總之,這個報告是在特定時期、特定政策背景下的產(chǎn)物,強調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)的重要性,鼓勵好奇心驅(qū)動,但并非否定基礎(chǔ)研究的目標(biāo)導(dǎo)向,更不是否定技術(shù)科學(xué)、工程科學(xué)的價值,而是期望達到某種“平衡”。實際上,布什的理想從來沒有完全變成美國的現(xiàn)實。特別是在科研范式上,美國科技政策尊重傳統(tǒng)的“小科學(xué)”范式,即由科學(xué)家個人或小組提出假設(shè),獨立執(zhí)行,探索式解決,但基于大工具、大數(shù)據(jù)和大合作的“大科學(xué)”范式不但沒有因此退出舞臺,反而越來越成為主導(dǎo)性方向。比較典型的有曼哈頓計劃、阿波羅登月、人類基因組計劃等??梢哉J(rèn)為,戰(zhàn)后近80年來,美國科學(xué)體系既尊重好奇心驅(qū)動的研究,又通過大科學(xué)的組織與交叉融合,不斷開辟新的“科學(xué)邊疆”。

作為對這一結(jié)論的支持,我們有必要了解另一位與范內(nèi)瓦·布什同時代和齊名的偉大科學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯。他發(fā)明了回旋加速器,并因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎。他主導(dǎo)分離出原子彈最為關(guān)鍵的原料——-235和钚,從而挽救曼哈頓計劃。美國有兩座頂級國家實驗室是以他的名字命名的,一個是勞倫斯伯克利國家實驗室,另一個是勞倫斯利弗莫爾國家實驗。更為重要的是,他開創(chuàng)了跨學(xué)科的大科學(xué)時代,重塑了國家間科技競爭的游戲規(guī)則,并且?guī)椭绹慌e實現(xiàn)了基礎(chǔ)科學(xué)的“彎道超車”。僅在勞倫斯·伯克利國家實驗室,已培養(yǎng)出了13位諾貝爾獎獲得者,70位美國國家科學(xué)院院士

回旋加速器的發(fā)明充分體現(xiàn)了大科學(xué)的特征。一是學(xué)科交叉滲透,物理學(xué)家、化學(xué)家、材料學(xué)家、光學(xué)家、生物學(xué)家等匯聚起來,形成了科學(xué)史上前所未有的跨學(xué)科時代,著名的理論物理學(xué)家奧本海默就是其中一員;二是基礎(chǔ)理論與技術(shù)科學(xué)、工程科學(xué)相互促進,彼此求證,點線面結(jié)合,構(gòu)成了完整的科學(xué)技術(shù)體系;三是目標(biāo)導(dǎo)向,有助于產(chǎn)業(yè)界廣泛參與,同位素技術(shù)、原子核技術(shù)等都展現(xiàn)了令人激動的開發(fā)前景。為了解開核結(jié)構(gòu)的神秘性,勞倫斯與其他科學(xué)家、工程師們合作,發(fā)明了由多個小脈沖對質(zhì)子逐步加速到1百萬伏的加速器,其中從直線到圓形軌道,從常態(tài)到真空室,從10厘米驗證到69厘米回旋加速器,每一步都是技術(shù)集成與工程實驗的結(jié)果??梢哉f如果沒有這項技術(shù),以及由此發(fā)現(xiàn)并提純的放射性元素——94號元素“钚”,就不可能有曼哈頓計劃,就沒有原子彈和今天的核能工業(yè)。

在當(dāng)今尖端科學(xué)領(lǐng)域,古典傳統(tǒng)小科學(xué)的局限性早已顯而易見,這已成為不爭的事實。比如在生命科學(xué)、人工智能、量子通信等領(lǐng)域,缺乏大工具、大數(shù)據(jù)和跨學(xué)科融合的“小科學(xué)”很難有所作為。那種局限于書齋斗室里的個人智識,已經(jīng)無法進入到微觀和宇觀的極限世界;基于還原論的原理性突破,也無法回答整體與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能問題?!按罂茖W(xué)”時代的到來,不但突破了“小科學(xué)”的各種局限,而且使得科學(xué)研究范式發(fā)生了三個顯著變化:一是科學(xué)共同體的合作性超越了個人貢獻,科學(xué)英雄時代讓位于科學(xué)家的專業(yè)化分工協(xié)作;二是科學(xué)成為社會體系的一部分,既為社會做出貢獻,又依賴于社會支持;三是科學(xué)的技術(shù)化趨勢日益突出,現(xiàn)代科學(xué)不再是純粹的科學(xué),而是與技術(shù)緊密聯(lián)系在一起。

我國在基因組學(xué)領(lǐng)域20多年來的發(fā)展進程,也大致上反映出“小科學(xué)”與“大科學(xué)”的本質(zhì)差異。當(dāng)年學(xué)術(shù)界對研究路徑存在明顯分歧,一條是功能基因組方向,另一條是全基因組方向。最終功能基因組方向占了絕對上風(fēng),中科院、清華、北大等基本上都是這個路數(shù),聲名顯赫的PI,頂級的新型研究機構(gòu),大把的研究經(jīng)費,都砸向了功能基因組研究。而以華大基因前身——中科院北京基因組所力推的全基因組方向(大科學(xué)范式)幾乎被完全否定,也導(dǎo)致多名核心成員離開體制南下深圳,獨自扛起中國基因組學(xué)的另類之局。今天人們越來越清楚地看到,沒有大工具和大平臺,沒有學(xué)科交叉融合,沒有海量的基因組大數(shù)據(jù),基因組學(xué)研究基本上就是一條歧路。結(jié)構(gòu)決定功能是世界觀的基礎(chǔ),期望通過“抄近路”而捷足先登,這是反邏輯、反規(guī)律的。正如李政道先生所說的,“一個個地認(rèn)識基因,并不能解開生命之迷”。

到去年底,我國研發(fā)經(jīng)費投入已達到2.8萬億元,接近美國,是第三名日本的三倍,研發(fā)人員數(shù)量全球第一。但是,如此巨量投入的效果究竟如何?單從科研模式來看,目前我國大學(xué)和科研機構(gòu)的研究范式仍然還是“小科學(xué)”主導(dǎo),明顯存在幾個方面的問題:一是高度分散,在宏觀大目標(biāo)下派生出大量的子課題和PI,彼此之間少有關(guān)聯(lián)與協(xié)作互動,被學(xué)界稱之為“切豆腐”,大豆腐切成小豆腐,小豆腐切成豆腐塊、豆腐丁、豆腐泥;二是多為跟蹤模仿,少有新的突破和發(fā)現(xiàn),90%以上高端科研儀器設(shè)備來自于國外就能說明中國科研的大致定位;三是主要產(chǎn)出是SCI論文,以及由此派生出的獎勵及職稱等關(guān)聯(lián)利益,科研的目的既不是科學(xué)本身,也不是為了解決實際問題,更無法形成價值閉環(huán),而是科技人員個人名利的驅(qū)動。

可以斷言,這種科研小分隊、“個體戶”的小科學(xué)范式,大多上不著天、下不著地,既無科學(xué)價值,更談不上滿足國家目標(biāo)的需求。最近一些學(xué)者再提我國科技成果轉(zhuǎn)化率較低,這是一個長達幾十年沒有找到答案的問題,我認(rèn)為本質(zhì)上也是因為科研路徑和范式的誤區(qū)。第一,什么是成果?恐怕還沒有一個確切的定義,許多文章和專利只是為了滿足結(jié)題和職稱評定,并不具備轉(zhuǎn)化可能。第二,從成果到產(chǎn)品和商業(yè)模式,是一個基于特定應(yīng)用與需求場景的工程化、系統(tǒng)化和再定義過程,是要素組合的結(jié)果,而不是就科技論科技。第三,強調(diào)高校和科研單位的科技成果轉(zhuǎn)化率,仍然是從科技到產(chǎn)品再到商品的線型思維,與實踐相去甚遠。

多年前,中國科學(xué)院老院長周光召先生就曾說過:“希望對創(chuàng)新有一個了解,并不是發(fā)表一兩篇文章,包括SCI收錄的文章,或者是申請一個專利就算是完成了創(chuàng)新。如果發(fā)表的文章根本沒有人看,專利沒有人買,沒有產(chǎn)生任何經(jīng)濟和社會效益,這是不能叫做創(chuàng)新的。很多評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該重新研究,僅用SCI排名或者是專利數(shù)多少來評判一個研究機構(gòu)、一個學(xué)校,甚至一個企業(yè)對社會貢獻大小是不夠的,它是可以參考的一個指標(biāo),但是絕對不是充足的條件”。直到今天,這個問題還沒有真正得到解決。

提出這個問題,并不是否定小科學(xué)的價值。即使在大科學(xué)體系中,自由探索和好奇心驅(qū)動的研究仍然是必要的。我不贊成將這兩條路徑對立起來,而是要強調(diào)局部與整體、微觀與宏觀的關(guān)系。有整體沒有局部,不是科學(xué);同樣的,只有局部沒有整體,也是教條的。最近國家正在一些“卡脖子”領(lǐng)域組建新型國家實驗室,這可能是打破小科學(xué)與大科學(xué)“兩分法”的有益探索。無論如何,我認(rèn)為至少有三個要點:一是能不能凝煉出明確的大目標(biāo);二是能不能打破學(xué)科壁壘;三是能不能形成穩(wěn)定支持。

、對技術(shù)科學(xué)的再認(rèn)識

在討論這個問題之前,我先引用兩位杰出華裔科學(xué)家的論斷。一位是楊振寧先生,早在1981就曾指出,中國的科學(xué)研究 “傾向于走兩個極端”,即基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品研究?!霸谥袊菀桩a(chǎn)生一個錯誤的印象,以為美國原理研究經(jīng)費比發(fā)展性的研究多得多。事實正相反,美國的發(fā)展性研究經(jīng)費大約是原理性研究經(jīng)費的10倍?!蔽依斫獾陌l(fā)展性研究,就是指的工程科學(xué)、技術(shù)科學(xué)。

另一位是李政道先生,他在1999年也說過:“以為知道了基本粒子就知道了真空,這種觀念是不對的。從這個簡單化的觀點出發(fā),不會有暗物質(zhì),也不會有類星體之類的東西。我覺得,基因組織也是這樣,一個個地認(rèn)識基因,并不意味著解開了生命之謎,生命是宏觀的。20世紀(jì)的文明是微觀的,我認(rèn)為到了21世紀(jì),微觀和宏觀會結(jié)合成一體。不光物理學(xué)如此,這也許還會影響到生物學(xué)和其它科技的發(fā)展?!憋@然,經(jīng)典意義上的還原論無法回答大多數(shù)系統(tǒng)問題、宏觀問題。

引用以上思想,主要是試圖說明一個問題:隱藏在水面之下的知識冰山究竟有多大,形狀如何,運行軌跡,才是決定露出水面部分之功能關(guān)鍵所在。如果只有還原論基礎(chǔ)上的理論研究,而沒有基于完整、持續(xù)發(fā)展研究的工程科學(xué)和技術(shù)科學(xué),就是只見樹木不見森林,不但解決不了中國面臨的諸多“卡脖子”問題,而且也失去通過工程化手段探索和認(rèn)知極限狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)下自然現(xiàn)象及規(guī)律的可能。在我國目前的科技結(jié)構(gòu)中,技術(shù)科學(xué)、工程科學(xué)的布局明顯缺失。一方面,正如楊振寧先生所說的,我們歷來關(guān)注兩端的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品研究,各種資源配置及政策集中于這兩個方面;另一方面,學(xué)術(shù)界對工程科學(xué)和技術(shù)的認(rèn)知,還停留在過去能工巧匠的層面,登不上“大雅之堂”,以至于工程科學(xué)和技術(shù)成了教育、科研和就業(yè)的偏門冷門,真是謬之千里!

以荷蘭ASML為例,他們是1984年開始啟步的,至今已近40年了。加上對菲力浦之前20年技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)的承接,可以說是集60年之力而成就的。為了保證全球工廠每秒以比頭發(fā)絲千分之一還細的精度準(zhǔn)確刻出上千億個晶體管,他們不但開創(chuàng)性地利用全球“智識”為我所用,進行全球性的產(chǎn)業(yè)鏈布局,而且在時間、精度、速度、成本、強度、穩(wěn)定性、成品率等多維度下求得最優(yōu),是數(shù)學(xué)、材料學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等眾多學(xué)科的交叉融合,是為一個數(shù)據(jù)往往需要經(jīng)歷幾十次甚至上百次試錯與否定的過程。這是一個極其復(fù)雜的巨系統(tǒng),是系統(tǒng)性思考、互動性分析、創(chuàng)新性思維的成果,是對各子系統(tǒng)互動規(guī)律的全新發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知。

在今天的世界上,這樣的企業(yè)還有不少,美國的特斯拉、韓國的三星、中國臺灣的臺積電都屬于此類。他們能夠走到世界領(lǐng)先乃至一騎絕塵的位置,成為國家高度倚重的戰(zhàn)略力量和國際政治角力的關(guān)鍵籌碼,其成長過程和規(guī)律特別值得我們關(guān)注和研究。在我看來,他們無一例外都是贏在工程科學(xué)、技術(shù)科學(xué)上,贏在通過不斷實踐和迭代所積累的豐厚緘默知識上,贏在與市場應(yīng)用場景及上下游關(guān)聯(lián)企業(yè)的互動與協(xié)同上。

目前,我國由于受限于小科學(xué)范式的主導(dǎo),無論是在科技結(jié)構(gòu)布局上,還是資源配置上,都沒有對工程科學(xué)、技術(shù)科學(xué)給予足夠的重視,有時甚至還表現(xiàn)出一定程度的排斥。久居經(jīng)院的許多科學(xué)家對工程科學(xué)和技術(shù)充滿不屑,認(rèn)為只是工匠和苦力,不是原創(chuàng),不具有前沿性。我不知道這種思維在學(xué)術(shù)界是否主流,但以在CNS等頂級學(xué)術(shù)期刊發(fā)表文章為大確屬事實。最近幾年醫(yī)學(xué)界不斷曝出學(xué)術(shù)不端行為,一個成功做了上千例手術(shù)的臨床醫(yī)生,也必須以發(fā)表學(xué)術(shù)文章獲得職稱晉升,這不是典型的“張冠李戴”嗎?申請課題,發(fā)表文章,獲得獎勵,這種“三點一線”的學(xué)術(shù)路徑,讓不少學(xué)者陷入無奈的內(nèi)卷游戲,做著似是而非,更談不上有什么創(chuàng)新性的研究。

香港科技大學(xué)教授李澤湘是成功孵化出全球無人機領(lǐng)導(dǎo)者大疆創(chuàng)新、“水上特斯拉”逸動科技等一系列明星科技創(chuàng)業(yè)公司的知名科學(xué)家。他曾分享創(chuàng)業(yè)成功的核心思維模型——工程意識:“以前招學(xué)生,都是找最好的學(xué)校、成績最好的,最后發(fā)現(xiàn)錯了,工程意識比成績更重要。未來的工程師要學(xué)會跟跨學(xué)科的團隊合作,學(xué)會從設(shè)計到制造的快速迭代,學(xué)會把藝術(shù)、工程跟設(shè)計融合,去面對全球的市場”;“你需要知道你的目標(biāo)是什么,知道如何動手,如何學(xué)習(xí),然后在做的過程中不斷迭代。我們所熟知的創(chuàng)業(yè)者,比爾·蓋茨,史蒂夫·喬布斯,埃隆·馬斯克皆是如此”。腳踏實地才能解決問題,這是經(jīng)驗之談,更是規(guī)律使然。

不少學(xué)者認(rèn)為工程科學(xué)、技術(shù)科學(xué)不是原創(chuàng),那么什么才是原創(chuàng)?我認(rèn)為原創(chuàng)不只是經(jīng)院中的奇思妙想,也不只是牛頓、愛因斯坦式的科學(xué)靈光,更多的是在長期和大量工程實踐中打磨而成的經(jīng)驗性知識、平臺型模式、開拓式思維。ASML有什么原創(chuàng)?臺積電、三星有什么原創(chuàng)?他們都是在幾十年工程實踐中積累起來的厚重,令后來者望塵莫及,望而生畏。馬斯科的電動汽車、火箭回收、星鏈計劃、真空管道交通和腦機鏈接,其實都不能算是原理創(chuàng)新,甚至是大拼盤,但人們都認(rèn)同其原創(chuàng)性、顛覆性。集成,并由此積累起緘默知識和產(chǎn)品門檻,這就是技術(shù)和產(chǎn)品層面上的原創(chuàng),其復(fù)雜性、探索性絕不在原理發(fā)現(xiàn)之下。

日本上世紀(jì)九十年代提出了“科學(xué)立國”,并且取得了驕人成就,其發(fā)展路徑同樣發(fā)人深。陜西科技廳原廳長孫海鷹教授認(rèn)為,日本的科學(xué)技術(shù)進步不是玩什么“遴選拔尖人才”、“苗子經(jīng)費資助”、“面向國際前沿”、“基礎(chǔ)科學(xué)計劃”、“帽子、票子”等,也不盲目追隨西方,而是在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中深入科學(xué)研究,敢于進入“無人區(qū)”。在日本已經(jīng)獲得的23項獲諾貝爾獎中,有6項屬于基礎(chǔ)科學(xué)(基本粒子等),有17項屬于技術(shù)科學(xué),技術(shù)科學(xué)是日本科學(xué)研究的重點。

事實上,當(dāng)代最熱門的新興學(xué)科,幾乎都是科學(xué)、技術(shù)和工程一體化的產(chǎn)物,也就是典型的大科學(xué)范式。比如計算科學(xué),當(dāng)人們認(rèn)識到計算機本質(zhì)上是對符號的操控,更高級的編程語言、更能控制程序運行的操作系統(tǒng)以及基于軟硬件結(jié)合的算法不斷開發(fā)出來,并且奠定了人工智能的科學(xué)基礎(chǔ)。再比如材料科學(xué),過去更多的是基于大自然已有材料的功能發(fā)現(xiàn)與利用,而超導(dǎo)材料、納米材料等的出現(xiàn)表明設(shè)計特定功能的材料成為可能。技術(shù)乎?科學(xué)乎?

三、“新型舉國體制”的再認(rèn)識。

首先簡要介紹一下美國國家實驗室。美國科研體系由國家實驗室、高校和工業(yè)界共同構(gòu)成,而國家實驗室則是當(dāng)仁不讓的核心支柱和“定海神針”。美國國家實驗室是二戰(zhàn)后開始啟動的,目前共有100多家,分別隸屬聯(lián)邦各部門,包括能源部、國防部和航空航天局等,但大多委托大學(xué)、非盈利機構(gòu)和私人企業(yè)運營。美國政府每年為此投入千億美元,對實驗室給予長期穩(wěn)定的支持。概括而言,美國國家實驗室有以下幾個特點:一是國家目標(biāo)導(dǎo)向,服務(wù)于國家使命,美國的武器研制、原子能利用、太空競賽等都是其標(biāo)志性成就;二是規(guī)模宏大,包括人員、大型儀器設(shè)備、經(jīng)費,都體現(xiàn)了國家實驗室的集中性和戰(zhàn)略重要性;三是大科學(xué)范式,以大型儀器為依托,堅持多學(xué)科大團隊協(xié)作。在我看來,這就是美國的舉國科技體制。在這種體制下,催生了一大批關(guān)系國計民生和國家安全的重大科技成果,一大批世界頂級的科技人才,一大批引領(lǐng)世界的前沿科技方向。

我國是社會主義國家,具有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢,在科技領(lǐng)域的舉國體制表現(xiàn)的尤為突出。比較典型的有兩彈一星、雜交水稻、載人航天、高速鐵路,以及目前正在積極推進的大飛機、載人空間站等,之所以能夠后來居上,躋身國際先進行列,關(guān)鍵就在于發(fā)揮了中國特色的制度優(yōu)勢。但是,我們也應(yīng)當(dāng)注意到,由于科技結(jié)構(gòu)的過度扁平化、財政預(yù)算的過度短期化以及研發(fā)與應(yīng)用的脫節(jié),這種體制優(yōu)勢也在不少領(lǐng)域出現(xiàn)了異化和弱化。2006年國家中長期科技規(guī)劃綱要確定的16個重大專項,其中不少被高度細分和切割。

所謂科技結(jié)構(gòu)的過度扁平化,是指我國至今未能圍繞具體國家目標(biāo),形成類似美國國家實驗室那樣的研發(fā)組織。科研院所、大學(xué)和企業(yè)等的研發(fā)活動,更多的是圍繞課題而非組織形態(tài)實現(xiàn)合理的分工與銜接。競爭性項目管理體制進一步加劇了機構(gòu)間的分割,有時甚至表現(xiàn)為彼此之間的惡性競爭與內(nèi)耗,重復(fù)立項、相互封閉,許多項目的管理過程往往成了各單位的利益平衡。如果說在過去計劃經(jīng)濟體制下,還可以通過行政指令的方式實現(xiàn)相關(guān)力量的組合與配置,那么在今天市場經(jīng)濟條件下,實現(xiàn)大集中、大合作的機制和動力是什么?

所謂財政預(yù)算的過度短期化,是指目前大學(xué)和科研院所的經(jīng)費中,財政穩(wěn)定支持的基本上是人頭費,而科研活動經(jīng)費大多是通過競爭性項目獲得,即使基礎(chǔ)研究也不例外。由此帶來的一個重大問題就是研發(fā)活動的短期化,這對于那些需要長期積累的領(lǐng)域幾乎是致命的。同時,由于這些年來的項目管理體制比較強調(diào)所謂領(lǐng)軍人物的身份和背景,這也使得許多單位將工作重心放在引進或“造就”學(xué)術(shù)大咖,而不是那些需要十年磨一劍的高端平臺、知識積累、學(xué)術(shù)氛圍。用短期化思維處理長期性問題,結(jié)果導(dǎo)致許多項目結(jié)題之日便是結(jié)束之時,很難形成代際傳承。

可以斷言,如果不進行體制和結(jié)構(gòu)的變革,沒有包含科學(xué)、技術(shù)和工程在內(nèi),學(xué)科間相互交叉融合的大科學(xué)組織體系,集中力量辦大事的制度優(yōu)勢就成了一句空話。最近中央反復(fù)強調(diào)新型舉國體制,我的理解不應(yīng)當(dāng)是再多搞幾個專項,再增加多少經(jīng)費,而是要打破目前產(chǎn)學(xué)研用彼此脫節(jié)的痼疾,從體制、結(jié)構(gòu)和政策等方面推進既符合大科學(xué)規(guī)律,又充分滿足國家目標(biāo)導(dǎo)向的體系重組。

為此,我建議在關(guān)鍵和前沿領(lǐng)域抓緊組建不少于100個國家實驗室,全面創(chuàng)新體制機制。第一,充分體現(xiàn)國家目標(biāo)、穩(wěn)定支持、開放共享,長遠布局;第二,大科學(xué)范式,技術(shù)科學(xué)主導(dǎo),基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、工程技術(shù)融合;第三,獨立建制,主要委托大學(xué)、科研院所和企業(yè)(包括民營企業(yè))負責(zé)運營,向中央政府負責(zé);第四,打破課題組負責(zé)人制(PI),既強調(diào)專業(yè)分工,更注重協(xié)同合作;第五,定期評估,內(nèi)部外部結(jié)合,定性定量結(jié)合,問題導(dǎo)向,結(jié)果導(dǎo)向;第六,鼓勵產(chǎn)業(yè)界參與,與應(yīng)用場景有機銜接。

還有一個問題也值得高度關(guān)注,那就是市場的參與度。科學(xué)研究活動不應(yīng)當(dāng)是孤立的,而是與經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全息息相關(guān)。過去很長一段時期,我們大都信奉科學(xué)無國界,近年來美國和西方國家的所作所為徹底打破了這一春秋大夢。市場也是如此,貿(mào)易政策可以迅速轉(zhuǎn)化為地緣政治工具。多年前我曾提出要把市場作為推進科技進步與創(chuàng)新的戰(zhàn)略資源,強調(diào)研發(fā)政策與市場政策的協(xié)同,很大一部分原因就是中國市場大量排斥中國制造、中國創(chuàng)新。當(dāng)下的競爭態(tài)勢再次警示我們,把市場理解為簡單的供求交易關(guān)系多么短視無知。我們迫切需要形成產(chǎn)學(xué)研用一盤棋的格局,除了強化科學(xué)研究本身之外,還要對關(guān)鍵領(lǐng)域、“卡脖子”問題的產(chǎn)業(yè)政策、貿(mào)易政策、金融政策、稅收政策和政府采購政策統(tǒng)籌規(guī)劃,形成目標(biāo)明確、協(xié)同一致的政策體系。中國研發(fā)+中國制造+中國市場,這才是國家創(chuàng)新體系的要義。

據(jù)英國《金融時報》報道,美國政府近日對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)再次施以重拳,不但禁止全部芯片輸入、停止相關(guān)設(shè)備出口和服務(wù)支持,而且禁止美國人為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)工作,“要把中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打回石器時代”。許多美籍華人高管不得不面對去留的艱難抉擇,有人據(jù)此列出了長長的名單,幾乎占據(jù)了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大半江山。由此我聯(lián)想到60年前中蘇交惡,大批援華專家不得不從中國正在實施的156重大項目中退出。60年一甲子,中國早已今非昔比,我相信“卡死”中國終將成為歷史笑話。但是,我們確實尚未完全擺脫關(guān)鍵技術(shù)受制于人的困境。期待上下同心,把未來的創(chuàng)新之路走對走好,讓后人不再蒙羞受辱。

本文中所涉及內(nèi)容均為梅永紅名譽會長回憶所寫,無償奉獻給廣大讀者參閱,如有不當(dāng)之處,請與我們聯(lián)系,以便及時修改。