【科技論壇】堅(jiān)持自主創(chuàng)新，建設(shè)科技強(qiáng)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(huì)宣傳部 發(fā)布時(shí)間：2022/12/23??????點(diǎn)擊率：
編輯按語：
近日，深圳市山東商會(huì)授牌給梅永紅先生聘其為深圳市山東商會(huì)名譽(yù)會(huì)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(jì)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(tuán)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(huì)副會(huì)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(jī)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、大型飛機(jī)、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(diǎn)報(bào)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(huì)名譽(yù)會(huì)長后，十分關(guān)心本會(huì)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(huì)公眾號(hào)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(jìn)行分期刊載。這些文章立意深遠(yuǎn)，視野開闊，詮釋了科技與創(chuàng)新對一個(gè)國家、一個(gè)民族之長遠(yuǎn)影響，包含著濃濃的家國情懷，具有很強(qiáng)的宏觀戰(zhàn)略引導(dǎo)性。“科技論壇”是本會(huì)的一個(gè)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(yù)會(huì)長
呼喚大科學(xué)范式
梅永紅
（2022年10月16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(gè)每年進(jìn)口量達(dá)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(gè)疾行者的前路挖了條大坑。其實(shí)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(jìn)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(gè)問題至今在許多領(lǐng)域仍然未解。
應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，對引進(jìn)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(shí)中的“卡脖子”問題，我主要有兩點(diǎn)思慮：第一，這些年來，類似的問題其實(shí)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(xiǎn)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(huì)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(shí)形態(tài)名義開展“友岸外包”的時(shí)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?yuàn)W，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(jī)的圖紙交給中國，中國也造不出來。中國臺(tái)灣臺(tái)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(dòng)機(jī)、高端數(shù)控機(jī)床、高端醫(yī)療儀器，甚至已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶的乘用汽車、農(nóng)用拖拉機(jī)等，中國許多專家早就對其理論爛熟于胸，卻在長達(dá)半個(gè)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(cái)政大幅度增加科技教育經(jīng)費(fèi)預(yù)算，一個(gè)個(gè)圍繞教育、人才和科技的國家級(jí)行動(dòng)和計(jì)劃不斷推出，985、211、院士、杰青計(jì)劃、千人計(jì)劃、知識(shí)創(chuàng)新工程、自然科學(xué)基金、重大科技專項(xiàng)、大科學(xué)工程，可謂層出不窮。若論經(jīng)費(fèi)，中國一些大學(xué)和科研機(jī)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(cái)力引人才、建平臺(tái)、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(jí)的芯片項(xiàng)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?yàn)槔碚撌且淮a事，工程實(shí)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(jìn)，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(tái)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(qiáng)到哪里。資金方面更是沒有可比性，廣東、江蘇一個(gè)省的實(shí)力都能超過臺(tái)灣。市場應(yīng)用方面，別說一個(gè)小小的臺(tái)灣，整個(gè)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(cuò)了地方——方向和路徑錯(cuò)了。
最近有兩份材料引發(fā)我對這一問題的進(jìn)一步思考。一個(gè)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(gè)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(jí)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(jìn)化不可逆，時(shí)光不會(huì)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0到1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1到100乃至無窮的過程。實(shí)踐證明，這個(gè)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(shí)，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(shí)中，除了有Know that外，還有Know how，顯性知識(shí)只是人類知識(shí)很小的一部分。如果說一切知識(shí)總體是一座冰山，那么顯性知識(shí)只是露出水面的一角，而緘默知識(shí)則是隱藏于水下的絕大部分。
這種緘默知識(shí)來自于哪里？就是來自于工程化實(shí)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(gè)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。
一、對科研范式的再認(rèn)識(shí)
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(bào)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(diǎn)主要有兩點(diǎn)：第一，科學(xué)的價(jià)值無可替代，如果沒有科學(xué)進(jìn)步，其他方面再多的成就也無法確保我們作為一個(gè)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(jìn)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(bào)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(dòng)”的時(shí)候，還有幾個(gè)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(bào)告不久，他發(fā)表了一篇文章《誠如所思》（As We May Think），對一種實(shí)用設(shè)備進(jìn)行了詳盡預(yù)測，這就是我們現(xiàn)在廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)。二是當(dāng)時(shí)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(jiǎng)的80%是歐洲人貢獻(xiàn)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(gè)短板應(yīng)當(dāng)借人才之機(jī)盡快補(bǔ)上。三是這篇報(bào)告還有一個(gè)目標(biāo)指向，就是二戰(zhàn)前美國基礎(chǔ)研究的過度實(shí)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(gè)報(bào)告是在特定時(shí)期、特定政策背景下的產(chǎn)物，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)的重要性，鼓勵(lì)好奇心驅(qū)動(dòng)，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(jià)值，而是期望達(dá)到某種“平衡”。實(shí)際上，布什的理想從來沒有完全變成美國的現(xiàn)實(shí)。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(gè)人或小組提出假設(shè)，獨(dú)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(tái)，反而越來越成為主導(dǎo)性方向。比較典型的有曼哈頓計(jì)劃、阿波羅登月、人類基因組計(jì)劃等。可以認(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(dòng)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(shí)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(jiǎng)。他主導(dǎo)分離出原子彈最為關(guān)鍵的原料——鈾-235和钚，從而挽救了“曼哈頓計(jì)劃”。美國有兩座頂級(jí)國家實(shí)驗(yàn)室是以他的名字命名的，一個(gè)是勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室，另一個(gè)是勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室。更為重要的是，他開創(chuàng)了跨學(xué)科的“大科學(xué)”時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)室，就已培養(yǎng)出了13位諾貝爾獎(jiǎng)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(shí)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(jìn)，彼此求證，點(diǎn)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(dòng)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(gè)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(yàn)證到69厘米回旋加速器，每一步都是技術(shù)集成與工程實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?？梢哉f如果沒有這項(xiàng)技術(shù)，以及由此發(fā)現(xiàn)并提純的放射性元素——94號(hào)元素“钚”，就不可能有曼哈頓計(jì)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(shí)。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(gè)人智識(shí)，已經(jīng)無法進(jìn)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(shí)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(gè)顯著變化：一是科學(xué)共同體的合作性超越了個(gè)人貢獻(xiàn)，科學(xué)英雄時(shí)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(huì)體系的一部分，既為社會(huì)做出貢獻(xiàn)，又依賴于社會(huì)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(jìn)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(gè)路數(shù)，聲名顯赫的PI，頂級(jí)的新型研究機(jī)構(gòu)，大把的研究經(jīng)費(fèi)，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(dú)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(tái)，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(gè)個(gè)地認(rèn)識(shí)基因，并不能解開生命之迷”。
到去年底，我國研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入已達(dá)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(jī)構(gòu)的研究范式仍然還是“小科學(xué)”主導(dǎo)，明顯存在幾個(gè)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(dòng)，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(jiǎng)勵(lì)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(shí)際問題，更無法形成價(jià)值閉環(huán)，而是科技人員個(gè)人名利的驅(qū)動(dòng)。
可以斷言，這種科研小分隊(duì)、“個(gè)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(jià)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(gè)長達(dá)幾十年沒有找到答案的問題，我認(rèn)為本質(zhì)上也是因?yàn)榭蒲新窂胶头妒降恼`區(qū)。第一，什么是成果？恐怕還沒有一個(gè)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(píng)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(gè)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(qiáng)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(shí)踐相去甚遠(yuǎn)。
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(gè)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(gè)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(jì)和社會(huì)效益，這是不能叫做創(chuàng)新的。很多評(píng)價(jià)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(píng)判一個(gè)研究機(jī)構(gòu)、一個(gè)學(xué)校，甚至一個(gè)企業(yè)對社會(huì)貢獻(xiàn)大小是不夠的，它是可以參考的一個(gè)指標(biāo)，但是絕對不是充足的條件”。直到今天，這個(gè)問題還沒有真正得到解決。
提出這個(gè)問題，并不是否定小科學(xué)的價(jià)值。即使在大科學(xué)體系中，自由探索和好奇心驅(qū)動(dòng)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(gè)要點(diǎn)：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。
二、對技術(shù)科學(xué)的再認(rèn)識(shí)
在討論這個(gè)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(gè)極端”，即基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品研究。“在中國容易產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的印象，以為美國原理研究經(jīng)費(fèi)比發(fā)展性的研究多得多。事實(shí)正相反，美國的發(fā)展性研究經(jīng)費(fèi)大約是原理性研究經(jīng)費(fèi)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(gè)簡單化的觀點(diǎn)出發(fā)，不會(huì)有暗物質(zhì)，也不會(huì)有類星體之類的東西。我覺得，基因組織也是這樣，一個(gè)個(gè)地認(rèn)識(shí)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(huì)結(jié)合成一體。不光物理學(xué)如此，這也許還會(huì)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(gè)問題：隱藏在水面之下的知識(shí)冰山究竟有多大，形狀如何，運(yùn)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(gè)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(xì)的精度準(zhǔn)確刻出上千億個(gè)晶體管，他們不但開創(chuàng)性地利用全球“智識(shí)”為我所用，進(jìn)行全球性的產(chǎn)業(yè)鏈布局，而且在時(shí)間、精度、速度、成本、強(qiáng)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(gè)數(shù)據(jù)往往需要經(jīng)歷幾十次甚至上百次試錯(cuò)與否定的過程。這是一個(gè)極其復(fù)雜的巨系統(tǒng)，是系統(tǒng)性思考、互動(dòng)性分析、創(chuàng)新性思維的成果，是對各子系統(tǒng)互動(dòng)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(tái)灣的臺(tái)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(shí)踐和迭代所積累的豐厚緘默知識(shí)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(dòng)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(shí)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(jí)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表文章為大確屬事實(shí)。最近幾年醫(yī)學(xué)界不斷曝出學(xué)術(shù)不端行為，一個(gè)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(jiǎng)勵(lì)，這種“三點(diǎn)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(jī)領(lǐng)導(dǎo)者大疆創(chuàng)新、“水上特斯拉”逸動(dòng)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(shí)：“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(cuò)了，工程意識(shí)比成績更重要。未來的工程師要學(xué)會(huì)跟跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)會(huì)從設(shè)計(jì)到制造的快速迭代，學(xué)會(huì)把藝術(shù)、工程跟設(shè)計(jì)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(dòng)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(shí)地才能解決問題，這是經(jīng)驗(yàn)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(shí)踐中打磨而成的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)、平臺(tái)型模式、開拓式思維。ASML有什么原創(chuàng)？臺(tái)積電、三星有什么原創(chuàng)？他們都是在幾十年工程實(shí)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(dòng)汽車、火箭回收、星鏈計(jì)劃、真空管道交通和腦機(jī)鏈接，其實(shí)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(shí)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)人深思。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(jìn)步不是玩什么“遴選拔尖人才”、“苗子經(jīng)費(fèi)資助”、“面向國際前沿”、“基礎(chǔ)科學(xué)計(jì)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(jìn)入“無人區(qū)”。在日本已經(jīng)獲得的23項(xiàng)獲諾貝爾獎(jiǎng)中，有6項(xiàng)屬于基礎(chǔ)科學(xué)（基本粒子等），有17項(xiàng)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(diǎn)。
事實(shí)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(jì)算科學(xué)，當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)本質(zhì)上是對符號(hào)的操控，更高級(jí)的編程語言、更能控制程序運(yùn)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(jì)特定功能的材料成為可能。技術(shù)乎？科學(xué)乎？
三、對“新型舉國體制”的再認(rèn)識(shí)。
首先簡要介紹一下美國國家實(shí)驗(yàn)室。美國科研體系由國家實(shí)驗(yàn)室、高校和工業(yè)界共同構(gòu)成，而國家實(shí)驗(yàn)室則是當(dāng)仁不讓的核心支柱和“定海神針”。美國國家實(shí)驗(yàn)室是二戰(zhàn)后開始啟動(dòng)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(jī)構(gòu)和私人企業(yè)運(yùn)營。美國政府每年為此投入千億美元，對實(shí)驗(yàn)室給予長期穩(wěn)定的支持。概括而言，美國國家實(shí)驗(yàn)室有以下幾個(gè)特點(diǎn)：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(fèi)，都體現(xiàn)了國家實(shí)驗(yàn)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(jiān)持多學(xué)科大團(tuán)隊(duì)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(jì)民生和國家安全的重大科技成果，一大批世界頂級(jí)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(huì)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(jìn)的大飛機(jī)、載人空間站等，之所以能夠后來居上，躋身國際先進(jìn)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(cái)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(gè)重大專項(xiàng)，其中不少被高度細(xì)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(shí)驗(yàn)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(dòng)，更多的是圍繞課題而非組織形態(tài)實(shí)現(xiàn)合理的分工與銜接。競爭性項(xiàng)目管理體制進(jìn)一步加劇了機(jī)構(gòu)間的分割，有時(shí)甚至表現(xiàn)為彼此之間的惡性競爭與內(nèi)耗，重復(fù)立項(xiàng)、相互封閉，許多項(xiàng)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(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，還可以通過行政指令的方式實(shí)現(xiàn)相關(guān)力量的組合與配置，那么在今天市場經(jīng)濟(jì)條件下，實(shí)現(xiàn)大集中、大合作的機(jī)制和動(dòng)力是什么?
所謂財(cái)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(fèi)中，財(cái)政穩(wěn)定支持的基本上是人頭費(fèi)，而科研活動(dòng)經(jīng)費(fèi)大多是通過競爭性項(xiàng)目獲得，即使基礎(chǔ)研究也不例外。由此帶來的一個(gè)重大問題就是研發(fā)活動(dòng)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(shí)，由于這些年來的項(xiàng)目管理體制比較強(qiáng)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(jìn)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(tái)、知識(shí)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(xiàng)目結(jié)題之日便是結(jié)束之時(shí)，很難形成代際傳承。
可以斷言，如果不進(jìn)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(qiáng)調(diào)新型舉國體制，我的理解不應(yīng)當(dāng)是再多搞幾個(gè)專項(xiàng)，再增加多少經(jīng)費(fèi)，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(jìn)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(gè)國家實(shí)驗(yàn)室，全面創(chuàng)新體制機(jī)制。第一，充分體現(xiàn)國家目標(biāo)、穩(wěn)定支持、開放共享，長遠(yuǎn)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(dú)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(fù)責(zé)運(yùn)營，向中央政府負(fù)責(zé)；第四，打破課題組負(fù)責(zé)人制（PI），既強(qiáng)調(diào)專業(yè)分工，更注重協(xié)同合作；第五，定期評(píng)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(lì)產(chǎn)業(yè)界參與，與應(yīng)用場景有機(jī)銜接。
還有一個(gè)問題也值得高度關(guān)注，那就是市場的參與度?？茖W(xué)研究活動(dòng)不應(yīng)當(dāng)是孤立的，而是與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國家安全息息相關(guān)。過去很長一段時(shí)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(jìn)科技進(jìn)步與創(chuàng)新的戰(zhàn)略資源，強(qiáng)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(qiáng)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(shí)報(bào)》報(bào)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(shí)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(shí)施的156個(gè)重大項(xiàng)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(shí)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(yù)會(huì)長回憶所寫，無償奉獻(xiàn)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(shí)修改。
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