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轉變線性科研模式,更加重視技術科學
二戰以后,時任美國科學研究發展局主任的萬尼瓦爾?·?布什撰寫了一篇報告——《科學:無止境的前沿》,將研究工作區分為“基礎研究”和“應用研究”,提出“基礎研究—應用研究—產品開發”的線性科研模型。這一模型后來成為全球科研的基本模式,中國更是全面實行了這一模式,而且增添了“成果轉化”的環節,現在是反思和消除這一模式負面影響的時候了。
線性科研模型的依據是科學一定先于技術和工程,只有基礎研究才能發現新知識,而應用研究只是知識的應用,然而事實并非如此。科學、技術與工程是平行發展的,并無絕對先后。熱力學的形成主要得益于蒸汽機的發明和改進;雷達技術主要歸功于諧振腔磁控管的發明;計算機領域的進步也主要取決于數字電路、晶體管、集成電路、互聯網等重大發明。諾貝爾獎得主中有許多傳統意義上的工程師,而工程界的諾貝爾獎——德雷珀獎的得主中也不乏專注于基礎研究的科學家。實際上,發明與發現是一個有機整體,新發現可能產生新發明,新發明也可能導致新發現,有些重大發明本身就包含新發現。因此,將基礎研究和應用研究拆分為上下游關系不利于科學技術的發展。
2018?年清華大學出版社翻譯出版了一本重要著作——《發明與發現:反思無止境的前沿》。該書的作者文卡特希?·?那拉亞那穆提曾任突飛猛進的美國加州大學圣芭芭拉分校工學院院長,他對線性科研模式做了深入的批判,提出了新的“發現—發明循環模型”,這一新的科研模式值得我們重視。
我國基礎研究投入占研究與試驗發展(R&D)總投入的比例長期徘徊在5%左右,學術界反映強烈。但近幾年我國應用研究的投入比例一直在下降,已從?20?世紀的?20%?降到?10%?左右,遠低于發達國家?20%—50%?的投入強度,卻很少聽到呼吁增加的聲音,豈非咄咄怪事。我國是一個發展中國家,應更加重視技術科學和應用研究。錢學森、楊振寧等科學家都曾建議我國成立技術科學院,但沒有引起足夠的重視。
我國正在籌建國家實驗室,一些省市也在投入上百億元的經費,爭取進入國家實驗室行列。國家實驗室要按什么模式建設,值得我們深思。計算機界已有?70?人獲得過圖靈獎,但只有萬維網的發明者伯納斯?·?李一人來自國家實驗室——歐洲原子核研究所(CERN),其他得主都來自大學和企業。信息領域的許多重大發明都出自企業實驗室。例如,美國貝爾實驗室就發明了晶體管、激光技術、電荷耦合器(CCD)、UNIX?操作系統、數字交換機、衛星通信等基礎技術。貝爾實驗室是發現與發明結合得最好的實驗室之一,我國應吸取其成功的經驗。
改變線性科研模式,就是要打破基礎研究和應用研究的界限,不是按所謂一級學科的框架以發表更多的學術論文為目標,而是要以探索未知世界、讓人類生活更美好為目標,圍繞要解決的科學問題和國家及社會的需求,跨學科地開展科研工作。信息領域應側重于基礎性的重大發明,以需求驅動科研。所謂“跨學科”研究不是單學科研究的補充,而應該是科學研究的主流。令人不解的是,近幾年我國走了一條相反的學科發展道路,不斷地拆分學科,另建了好幾個獨立構成上下游的新一級學科,如軟件工程、網絡安全、人工智能等,這種“占山頭”的方式難以做出基礎性的重大發明。