引领科学技术发展的两个基本问题
鲍海飞 2018-8-21
当前，我们国家在许多领域的发展势头非常好，在各个方面都取得了很大的进展，在当今时代，充分展示了我们国家发展的生机与活力。在所谓全球化市场到来之际，新技术的产生、普及和推广以及应用得到极大的发展，但随着深入的发展，我们遇到了许多问题，如何能够持续发展，走得更远，成为一个关键问题。比如，我们国家的底子薄弱，许多国家对我们的技术还存在管控和限制等问题，使得我们在发展的道路上遇到了许多难以克服的问题，但发展是硬道理。能否稳步发展，这是一个国家国计民生的根本问题，是一个国家水平和地位的体现，也是一个国家发展活力和能力的体现。一个国家有发展有活力体现在哪里？一个国家有发展的动力在哪里？我认为，引领一个国家科学技术发展有两个基本问题值得思考和重视。虽然这两个基本问题似乎有些‘俗气’，甚至有些‘过时’，并且已经被婆婆妈妈研讨过多年，但今天依然值得重视，尤其是对于我们发展中的国家，值得深思和体会。
第一个是原始创新问题。原始创新就是原始创造力的问题。这包括对基础科学问题的研究、发展与发现，以及对科学问题深入理解消化后的新技术的实现和体现，也就是基础问题研究和应用技术发展问题，如涉及物理、化学、生物，乃至宇宙等问题。古人为了追求长生不老，于是开始了炼金术的研究。因此，没有古人炼金术的发展，就没有今天中心科学化学的产生与发展；古时的人们，为了春种秋收耕种作物，就需要人们仰望星空，了解星体的运行与季节对作物的影响，因此，没有古时人们的仰望星空，就没有今天宇宙学的认识、产生和发展。虽然许多传统学科都已经发展起来，许多经典问题都已经获取了初步的认识，如广为熟知的牛顿力学等。但伴随着今天机电一体化的发展，信息的获取、处理和执行、智能分析、移动计算等，大数据的不断产生，已经成为时代的主旋律。由此，我们今天面临和将面临更多的问题需要挖掘、分析和处理，比如环境问题、基因问题、生命科学问题、宇宙深处探索等问题。我们还需要从多个角度和方面去认识和研究已建立的定律和规律等问题，并将去面对和分析许多新生的问题，开发新的技术和工具，建立新的结构模型。
近百年来，科学技术的发展突飞猛进，日新月异，从宏观到微观，从孤立器件到系统集成，没有原始创新，没有一个一个想法念头，没有在实验室里潜心的研究和摸爬滚打，就没有电池、灯泡、液晶、发动机、芯片和大飞机等的发明和发展。今天的科技发展，人们已经取得了很大的进步，这些无疑都需要原始创新，而且是无数人承前启后的努力和奋斗。未来不因你的停滞不前而不来。若想取得每一个问题的突破，都离不开创新思维，更离不开原始创新。原始创新，就像你中意的爱人，你会不厌其烦的‘众里寻他千百度’，你会不断的上下求索刨根问底。原始创新展示的是对问题深入发掘、认识和阐释的一种能力。
第二个是持续创新问题。如果说原始创新非常难的话，那么持续创新就更难。它既要继承，又要发展，只有不断突破条条框框，抽丝剥茧，才能化蛹为蝶获得一次又一次的新生。研究本身就需要坐冷板凳，需要耐得住寂寞，一句话，该蛰伏的时候就蛰伏，然后才可能会有一飞则冲天，一鸣则惊人之创举。百年老店，历久弥新，是因为它在不断地变、变、变，于是才找到了它的突破口和生机。酒香不怕巷子深，是让我们去坚持去探寻。如果说一次创新成为偶然，那么持续创新就值得人们深思和学习。
90年代初期，在我读研究生的时候，已开始使用计算机，那时的计算机是286，硬盘只有40M，还分成了三个区，计算机摆放在办公桌上占据了相当大的一部分空间。如今的计算机，几乎不可同日而语，单单内存就已经变成了几个G的容量，而且，已经是掌上明珠了。这是以英特尔、苹果等几家公司为代表的在计算机芯片研发道路上几十年潜心研究和发展的结果。软件的发展同样如此。当时的微软办公软件的操作系统是DOS操作系统， win31，后来有了95，98，2000，再后来有了今天的2007，2010等，并衍生出了适合多种机型的操作系统。这一软一硬，其背后是核心的芯片技术和软件程序技术的不断持续发展，让持续创新成为可能和必然。这个必然之路中，可能会走弯路，可能会碰壁，可能会遇到许多强劲的对手，可能会遇到许多难以想象的失败和阵痛。但你坚持了下来，这就说明了你的成功。持续创新更需要积累、需要忍耐，经得起沉浮和打击。因此，一旦发展方向明确了，就要团结大众，努力研发。当一代、二代、三代、四代的产品不断的出现，产品不断更新换代，这说明已经走上了稳健的创新之路了。前进的路途中，保守可能会错失良机，超前可能会没人赏识，误判则导致落后，甚至丢掉市场。能否更新换代是评价持续创新的一个重要标准，是一种创造能力的展示。创新之路没有停止。持续创新是可持续发展的根本。
总而言之，原始创新和持续创新是社会发展的重要的驱动力和活力，是社会自我更新和重生的能力。伴随着这两个问题，又衍生了与科学发展和创新有关的几个话题。
科学发展有什么规律和标尺吗？
曾经，人们并不知道科学发展似乎还有什么规律可循，只有一个一个的发明或发现，在人类灿烂的历史上，时而出现在这里，时而出现在那里。但随着半导体和集成电路的到来，人们似乎看到发现了一个这样的规律，这就是在50，60年代出现的摩尔定律。
摩尔定律之所以成为半导体业界的一个标杆、进度表和里程碑，就是因为它预言了，在芯片制造领域，芯片的发展应该按照一个什么样的速度去发展；并且，集成电路的发展已经足足有60年的历史，并且一直在按照摩尔定律的‘许诺’一步一步的向前努力地实现着。这足以表明科学从另外一个角度来说，这是人类历史上首次对‘科技进步’的进度或者速度给出了定义。摩尔定律因此成为创新和可持续创新的重要标志。科研人员在其所指引的方向驱动下，不断取得技术进步的推动力。芯片尺寸，尤其是晶体管尺寸，每缩小一次，密度都得到提升，而功能得到丰富和增强，性能得到大幅度的提升，这都需要对电路工艺版图进行重新设计和规划。而每一次芯片布局的优化和性能提升，都要面临新的问题，即包括技术上所要解决的问题，也包括理论上所要解决的问题，从而带来了和提出了如何解决这些问题的方法和发展方向。比如，为提高晶体管的运算速度，人们提出了应变硅的概念；为了解决铝引线的电迁移等问题，人们提出了以铜代铝的方法等。
原始创新就是要发展甚至突破已有的认知，并是多学科相互关联影响着。
原始创新和持续创新不是简单的重复过程，要牵扯到许多理论和技术方面的问题及其突破。发动机的问题不只是机械结构和设计的问题，还包括了材料的选择和工艺的问题；芯片设计也不只是版图设计和功能的问题，还包括了工艺制造和过程的问题，还牵涉到了物理定律极限下的工艺制造和设备等一系列难啃的问题等。尤其值得一提的是，世界上最复杂的工程---集成电路，发展到今天，何止是十年磨一剑的历练，它是多少人、工匠、大师，个体智慧、集体智慧，千锤百炼的结晶。跨界研究，或不同领域的科研人员共商大计，是解决问题的一个突破口。
创新之路在哪里？
科学研究并不是无本之木和无源之水，科学研究是一个学习的过程。学习是创新之始。科学研究不是不能跟风，而是要在跟进中求新、求异、求特、求发展。就像追求自己的偶像一样，但不能只模仿偶像而忘记了自己，而是应该成就和造就一个崭新的自己，脱胎换骨，焕然一新。科学研究也不是不能‘拿来主义’。在‘拿来’消化吸收之后，就要有所为和有所不为，无论面向市场，还是面对理论，应有所专注，更不要忘记基础。在形成自己的势力后，就要，逐渐做自己的东西。既要知其然，又要其所以然，则是被动。尤其是关键技术，被人左右和控制。虽然如今是全球化的市场和技术，但依然存在许多不确定的因素决定着企业、甚至是国家的命运。因此，要尽可能地从多方面发展自己。原始创新、自立更生就是一条发展之路，发展自己的东西。
科学研究的本身是一种重要的经历和过程，没有这个过程就没有发现和创新。创新不是一蹴而就的事情。空中楼阁，根基在哪里？一口吃个胖子，谈何容易！西天取经，九九八十一难，我们经历了多少？创新是一种经历，是一种过程，是需要从基础根基做起。经历了所有的崎岖，经受了所与的磨难，才知道什么是捷径；经历了所有的阵痛，尝遍了所有的苦涩，才知道什么是甜酸。经历了，才能成长。因为经历过，所以知道前进道路上的坑坑洼洼，因此，就有能力面对一个又一个难题，从而有勇气解决一个又一个问题，也就能够做出智慧的判断和选择，向着目标前进。创新还是需要从点滴做起，从根基做起。
创新需要从基础做起。创新是智慧、耐力、毅力、机遇的比拼。原始创新是独一无二的东西，是万丈高楼平地而起的基石。科学的发展过程也是先从学习到思考再到实践的过程，又从实践到理论，从具体到抽象的过程。首先是形式和形似的追求，继而是神似与内在的追求。离开了了外在与内在，原始创新就失去了根本和发展的动力。不从根基做起，就不会建成高楼大厦，就没有自己的特色，一切都是空中楼阁，雾里看花和水中望月。
创新离不开奋斗、继承和良好的环境。毋庸置疑，创新需要一种环境和氛围，更需要时间的积累和考验。个体的主观能动性发挥了巨大的作用，政府扶持下在某一个方向的研究就更有可能取得突破。原始创新是一个思考和做实的过程，就是要可持续地做，做好、做精、做善、做美的过程，从理论到实践不断提升。从某种意义上讲，科研是个人的事，但更是集体的事，更是国家的事业。作为个体来说，就要心无旁骛，脚踏实地做事情，想办法，一门心思扑在科研上。作为集体来说，就要有一个和谐的科研环境，即有传帮带，又有精神和干劲的传承，而非一言谈。畅所欲言才能激发科研的热情和干劲。从集体和国家层面来说，就要有提携、帮助、扶持和保护的作用。
教育和引领是创新的根本和源泉。创新离不开人的着迷、热爱、追求、信仰、好奇和兴趣，创新更离不开个人的激情和奋斗。创造、梦想和热情、有新奇的想法和观点是在青少年时期，青少年的教育和培养就凸现重要，他们毕竟是国家建设的未来。因为年轻，他们精力最充沛，思维最活跃，思想无羁绊，能够拿出全部的精神和热情去研究。青春的火焰不要熄灭，青春的火焰也不会熄灭。培养青少年，从教育入手，从关怀入手，从身体和心灵入手。
创新来自实践、引领和传承，创新更来自自由的思想和探索。创新需要人的慧心、专注、热情和尽心。创新是从点滴积累升华成为系统与学问。作为长者，具备许多经验，可以充分发挥热力，不遗余力，把思想和经验的精华传递给年轻人。作为年轻人，即要虚心学习，又要大胆求索。科学之路是苦行僧的修炼过程，需要反反复复的思考与验证，而唯有自由的思想，自由的探索，才能发挥人的才智。
创新路上依然存在着一些待解决的问题。
科学研究还是要实事求是。无论是底层的工作者，还是顶层设计管理者，都要以实事求是的精神来做事，而不要盲目乐观和自娱自乐，最终导致自欺欺人的科研浮夸风等。许多科研仅仅只是做了一点点试验或小改进，有的人就耍小聪明，把自己的成果包装得高大上，欺人骗己。 影响创新的因素很多，比如：项目的唯指标化论，使得项目的完成得过且过，而不去追求创新；一遍一遍的表格化管理，看似有效，实则浪费许多时间精力和热情；还有各种人才帽子满天飞，某些人的确成为人才了，但是打击了大众；还有许多杂事、人文管理、成果归属、奖励机制等都影响着科研创新。良好的科研环境是创新的一个基本保障。可持续创新还与知识产权保护有关，也与市场驱动和价值链有关，更与国家的提倡、需求和保护有关。无论从事理论研究还是工程设计，要有实质进展和变化才是发展。
创新是时代发展的永恒主题。
在一个向着遥远宇宙深处探索的时代，在向着火星，向着太阳系之外去探索的时代，在人类不断地渴求着对自然的深入认识的时代，地球上的人类，没有哪个时代的人，更像今天的我们，更加如醉如痴地遥想和企盼，更加努力地去想要认识和了解这个世界，包括我们自己。向内不断探求思想深处的奥秘、活力和源泉，向外仰望星空探索着我们究竟能够走多远。时代赋予了我们最好的创造力和想象力，我们唯有不断的向前探索，社会也才能变得更有生机和活力，人生也变得更有意义。
时代的发展，国家的发展，都离不开人的创新、国家的创新和时代的创新。科学研究是国家、时代向着未来发展的根本，科学研究和发展只有进行时，而没有完成时。科学技术的发展就是国家的发展，创新发展是时代和国家永恒的主题。
夫君子之行，静以修身，俭以养德，非淡泊无以明志，非宁静无以致远。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自鲍海飞科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-278905-1130368.html?mobile=1
收藏
