對中國創新的思考－引自院士的文章

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中國科學院院士 鄒承魯 建國半個多世紀以來，我國科學取得了令人矚目的成就，不僅科學論文發表總量飛速增長，已躍居世界前列，在高水平刊物上發表的論文，近年來也明顯增加，表明我國科學家已經取得了一批高水平的、處于世界前列的成果。但令人興奮的同時，也不能不清醒地看到，我們所取得的少量世界水平的重大突破性成果，多數仍是一些人力密集型或財力密集型的成果，而基于創新學術思想的重大突破性成果卻仍不多見。具體表現在：建國半個多世紀以來，諾貝爾獎對于我國仍然是可望而不可及，這一切原因何在？現在到了應該對這一問題進行認真思考并討論的時候了。 導致這種現狀當然有諸多原因，其中最為關鍵的是我國現行科學管理體制不利于重大創新性突破的出現。我認為，在管理體制上阻礙我國科學取得重大創新性突破的原因，主要在于混同科學與技術，以領導技術的方法領導科學。 我國自解放以來一直用“科技”一詞來涵蓋科學與技術兩個方面，毫無疑問，自然科學與技術有非常密切的關系；但是，二者卻又區別明顯，在許多問題上還真不能混為一談。幾乎在所有情況下使用“科技”一詞把科學和技術合二而一，也許是我國的創造。我在1998年應Science編輯部邀請而寫的“Science in China”一文中，談到了我國當前常把科學與技術混為一談，而“科技”一詞就是混同科學與技術所創造的專用術語。李醒民同志在《科學無禁區》一文中（見《科學時報》2002年7月19日B3版）提到，這個詞是有“中國特色”的。我同意李醒民同志的意見，在我多年的國際科學活動中，也許除前蘇聯外，還很少見到過別的國家有類似的提法。令人遺憾的是，在重視科技的時候經常是重視了技術而忘記了科學。 科學和技術既關系密切而又各具特色，在某些方面差別十分明顯。應該根據科學與技術明顯不同的特點，給科學和技術以不同的對待?？茖W和技術同樣以自然界為對象，但嚴格地說，自然科學研究的目的是為了認識自然，包括認識自然界中各種現象的發生和發展、剖析自然界存在的所有物質、揭示主宰自然現象的內在規律和相互聯系。大至宇宙中的日月星辰，小至組成一切物質的基本粒子，都是科學認識的對象。不僅要認識其宏觀和外觀，還要認識其內部各個層次上的精細結構、運動特點及運動規律。而技術則側重于利用我們對自然界的認識去向自然索取，改造自然以適應人類越來越復雜、越來越高標準生活的需要。雖然技術的發明和使用比科學的歷史久遠得多，某些技術即使在今天也還可以在一定程度上脫離科學而自主發展，但時至今日，技術上的重大進步總體來說是基于科學的發展而前進的，科學上的每一個重大突破，不僅都將在一定時間內導致影響人類生活的新技術出現，還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段，即新技術促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高，從而推動科學的進一步發展。 在20世紀最偉大的科學發現中，原子核結構和DNA結構的闡明無疑都是名列前茅的。19世紀末放射性元素的發現，表明元素是可變的。20世紀初，用重粒子轟擊破碎原子核弄清了原子核是由質子和中子構成的。這些方面的突破，影響了整個物理科學的發展。生命科學領域也有類似的情況。生物學不僅研究自然界里所有的生物體，還要研究生命活動的各種表現形式、構成生物體的所有物質以及這些物質在生命活動中所起的作用，揭示出生命活動的本質和規律。在構成生物體的物質中，最重要的是蛋白質和核酸。生命活動主要由蛋白質承擔，而生物體的遺傳則以核酸為基礎，或者說遺傳信息的世代相傳是依靠DNA分子的自我復制。1953年DNA分子雙螺旋結構的發現和闡明從根本上說明了這個問題。這一發現改變了整個生物學的面貌，使生物學進入了嶄新的分子生物學時代。 無論是原子核結構還是DNA分子的雙螺旋結構的闡明，都是科學家研究自然所得到的重大認識，屬于科學的范疇。而且在一段歷史時間內，與技術并沒有直接的關系。但是這兩大在科學發展史上產生了劃時代突破作用的發現，不僅分別改變了隨后物理學和生物學發展的面貌，并且很快激發了技術上的突飛猛進。正因為對于原子內部結構有了深入的科學認識，才有可能利用原子核分裂所釋放的巨大能量為人類活動服務，發展成為今天的核能工業。而根據對DNA作為遺傳物質基礎的認識，已經成功地在農牧業上培育和改良物種，在醫學上有效地預防、診斷和治療某些疑難疾病，在工業上建立全新的基因工程產業。以上這些在技術上的發展，已經對人類生活產生了巨大的影響。實際上，我們今天所享用的改變了人類生活方式的所有重要技術成果，幾乎無一例外，全部都來源于科學發展史上的重大突破。 如果把技術分為實驗技術和生產技術兩個方面，上面說的是科學發展對生產技術產生的巨大影響。在另一方面，我們也不能不看到實驗技術對科學發展的巨大推動作用。沒有加速器的技術，就不能進行許多重要核物理研究的實驗，來認識原子核的結構。沒有X-射線衍射技術，就無法測得DNA的雙螺旋結構。如果我們縱觀一個世紀以來的諾貝爾獎的歷史就可以看到，以實驗技術上的成果而得獎的，特別是在物理獎和化學獎方面，占有相當大的比例，包括2002年得獎的在質譜和核磁共振方面的貢獻。 雖然科學和技術如此密切相關，但二者畢竟有本質的差異?？茖W以認識自然、探索未知為目的。雖然自然科學的發展有其內在的規律，但是又有它的不可預見性。具體的發展途徑，哪一項突破在什么領域、什么時間，在哪個實驗室出現，一般來說是不可預見的。科學發展史上的許多重大突破，以百年來的諾貝爾獎獲得者為例，相當大的一部分是獲獎者從本人的興趣出發而進行工作的，有的甚至是工作中偶然的發現，是原先完全沒有預料到的事情。而按照預定的計劃，精心組織安排而最終獲得突破的反而只是極少數。好像還沒有哪一位諾貝爾獎獲得者是通過有目的的預先計劃，刻意培養而產生的。而技術是以對自然界的認識為根據，利用已有的認識來改造自然為人類服務。由于它有科學的根據，就可以樹立目標，因此總體來說是可預見的，也是可以根據人們的需要和現實可能，包括人力、資金和技術條件進行規劃的。 建國初期所進行的科學規劃（實際上是否主要應該說是技術規劃）得到了巨大的成功——原子彈爆炸了、火箭上天了、半導體工業建立起來了。但是這些技術成就，畢竟都是國際上已經實現了的，因此也是可以規劃的，可以指日實現的。然而，當時在科學方面的學科規劃呢，由于不像技術方面那樣有硬指標可供檢查，就有些說不清楚了。當然半個多世紀以來，我國的科學取得了巨大的進展，但是國際上的科學家也不是在原地踏步，與建國初期相比，從總體水平上說，我們現在和國際上科學先進國家的差距是縮小了還是擴大了呢？可能還是一個見仁見智的問題。 以上所述至少從一個方面說明了科學是難以進行規劃的。20世紀50年代的學科規劃只不過是規劃了應該在哪些方面進行工作?；叵氚雮€世紀以來科學發展的現實，有許多重要發展是當時沒有預見到的，例如這幾十年來出現的許多新興的分支學科是當時沒有預見到的。如果我們不注意這些新發展而嚴格按照當時的學科規劃進行工作，就會錯失許多新領域發展的良機，蒙受很大的損失，就不會有今天的局面。1978年DNA雙螺旋結構建立25周年之際，英國《自然》雜志記者采訪克里克教授，要他預測20世紀末生物學可能取得的成就?？死锟嘶卮鹫f科學發展是不可預測的，過去的預言家大多是以失敗而告終。他只是說，“我們現在見到的生物學問題，到20世紀末都可以解決，但是那時又會有新的問題出現?！爆F在看來，他的預言也沒有完全實現。例如癌癥問題，在尼克松總統的倡議下，在美國還是屬于有一定程度組織安排并限期完成的問題，但以美國的雄厚財力和世界領先的科學力量，到現在仍然沒有解決?？死锟私淌谝彩且晃皇〉念A言家。 技術上的發展在一定程度上是可以預見的，也是完全可以規劃的。特別是國際上已經實現的技術，我們做一個具體的規劃，安排一定的力量，經過努力在一定時間內完成是可以做到的。我國在20世紀50年代所制定的科學規劃中有關技術的部分都屬于這種情況。80年代在四位院士倡議下制定的發展高技術的規劃，也屬于同樣性質，在總體上也同樣順利實現了。但是要實現國際上還從未實現過的技術，特別是那些包含科學上尚未解決的問題的技術，就很難預見何時可以實現了，例如核聚變能量利用問題。雖然時見全世界媒體的炒作，迄今也無法斷言何時可以實現。 在這個意義上說，科學發展難以預見，因此也難以規劃。我們可以做的也無非是和半個世紀以前一樣，根據各個學科的發展勾畫出其主攻方向而已。但是如前所說，科學發展有一定的不可預見性，我們現在看見的主攻方向是根據當前的科學發展態勢所認定的重要方向，若干年后整個科學形勢發生變化，重要方向也會隨之變化。我們認定的主攻方向也必須隨時修正以適應形勢的變化。如果我們硬性規定什么可以做什么不可以做，就必然失去機會。試想20世紀90年代初，人類基因組全序列的測定還沒有提上日程時，我們如果在當時制定規劃，在生物學領域內我們能夠預見到蛋白質組學、能夠預見到生物信息學嗎？ 以認識自然為目標的科學研究特別是基礎研究，由于探索性強，結果一般難以事先預見，原創性強的技術研究也是如此。因此，除可以明確總體研究方向外，常常難以事先設定具體的研究目標、難以事先規定進度或強求完成的日期。因此，我們必須鼓勵自由探索。科學發展史已經多次證明，自然科學史中眾多重大突破都是自由探索的結果，從物理學上牛頓力學的建立，電的發現和電學基本定律的建立；化學上門捷列夫周期律的建立；生物學上細胞的發現，孟得爾遺傳定律的建立等，都是自由探索的結果。這些都已經在實際應用中產生了眾所周知的巨大影響。類似的例子實在是舉不勝舉。在20世紀內所有諾貝爾獎獲獎人中絕大部分都是由于在基礎研究領域中的自由探索而獲獎的。20世紀100項重大事件中名列前茅的，像青霉素、半導體和DNA雙螺旋結構的發現，曾分別獲1945年、1956年和1962年諾貝爾獎，這些也都是少數科學家自由探索的結果。而它們在實際應用上的巨大影響已經深入到我們每個人的生活中。近年來獲諾貝爾獎的基礎研究成果，如超導現象和新高溫超導體的發現、膽固醇代謝調節和血管硬化的關系、癌基因的發現等，仍然是少數科學家自由探索的結果，這些發現必將對21世紀人類文明產生巨大影響。 聯想到在我國實行了幾十年的計劃經濟現在已經逐漸為社會主義市場經濟所取代，其結果是我國經濟的騰飛和國民經濟的空前繁榮，這已經為全世界所公認。在科學問題上，也不能再以領導技術的方法來進行領導。在科學上，應該在設定明確目標的計劃研究之外鼓勵自由探索，逐漸增加對自由探索的投入，這和經濟上從計劃經濟逐漸轉變為社會主義市場經濟一樣，必將大大加快我國科學發展步伐，從而取得重大創新性突破，造成我國科學的騰飛和空前繁榮，以支持我國經濟建設的可持續發展。 我并不否定規劃的重要性，而只是指出科學和部分含有原始性創新的技術都有相當程度的不可預見性。我們在制定規劃時務必充分認識這一特征，規劃可以一方面指出方向，而在另一方面也必須同時鼓勵自由探索，不要在科學上設立禁區，應該在規劃中留有充分的余地，以便在形勢發展時可以隨時修訂。在技術上可以并且應該集中主要力量優先完成一些國家急需的技術而暫時擱置一些次要的技術，即所謂“有所為有所不為”。但是由于科學發展的不可預見性，在管理科學問題上這樣做就是完全錯誤的。 因此，我國科學管理在體制改革上最重要的問題就是不能像過去那樣，以管理技術的方式來管理科學。在強調計劃的同時還應該鼓勵自由探索。當前，在我國科學界流行的追趕國際科學發展熱點，體現在對規劃中設定的熱點項目的超強度支持，這對我國科學努力追蹤和趕上世界發展潮流是重要的。但同時也必須看到，設定熱點項目的多數已經是全世界科學家辛勤工作了多年的，有的項目每年在全世界的發表論文數高于我國有關學科年發表全部SCI論文總數，要在這些國際上已經充分開發的領域中有原創性突破的可能性就微乎其微了。當然這絕不是說我們不應該進入熱點領域，熱點領域的研究往往對科學發展有重要作用，進入熱點領域，在熱點領域內進行工作以積蓄力量，對發展我國科學還是有重要作用的，我只是強調在熱點領域內取得原創性突破的艱巨性可能更大一些。還必須看到自然科學的發展有一定的不可預見性，每過一段時間就有新的熱點出現。因此，既要重視熱點領域，又要鼓勵在那些目前雖還不是熱點卻有廣闊發展前景的基礎研究領域中去進行自由探索，對我國科學家在自由探索中已經取得有意義進展的項目，不僅不能予以限制，還要特別給以鼓勵和支持。追蹤熱點和自由探索二者的關鍵都在于有自己創新的學術思想，這樣才能在根本上有所創新和取得重大突破。沒有自己原創性的學術思想，不僅進行自由探索寸步難行，進入熱點領域也只能永遠模仿或重復前人的工作，最多也不過為前人成果錦上添花而已。 科學和原創性技術的發展都需要長期積累。系統性和創新性是一個辯證的統一。自然科學的發展經常是波浪式前進的。在一段平穩發展的時期之后，會出現一件重大突破性貢獻從后面躍居前列，因而給相關領域帶來一個飛速發展的時期，引起大量在相關領域工作者的密切關注，并爭相擁入這一領域工作，造成一哄而起的局面，形成科學發展中的新熱點，這在國際科學發展史上是經常發生的事。當然我們應該看到，一些熱點領域對于科學長遠發展有其內在的重要性。因此，對于一個國家的科學發展而言，從全面布局考慮，安排適當力量去追蹤熱點是必要的。但是我們又必須認識到，在一件突破性貢獻發表之后，一些較為重要的后繼性工作，往往已經在同一研究集體或有密切關系的研究集體中醞釀已久或者已經在積極進行，并且成果在一個不太長的時期內就會陸續發表。外來者，即使急起緊跟，也已經落后了一個相位，在多數情況下，只能拾取一些殘羹剩飯而已。 在另一方面，我們又必須看到，突破性進展常常不是一個偶然事件，而是經過長期艱苦努力、大量工作積累的結果。不用說佩魯茲和肯特魯關于蛋白質晶體結構分析的工作是經過長期努力才開花結果的，就是沃森和克里克關于DNA雙螺旋結構的重大突破，看似突然，實際上如果沒有劍橋大學關于X－射線衍射研究幾十年的積累和威爾金森等人長期關于DNA衍射數據的收集，這一突破也不可能從天而降。 大家都讀過阿基米德在洗澡時發現阿基米德原理和牛頓在蘋果樹下的故事，即使這些故事是真實的，現代科學也已經不是阿基米德和牛頓的時代了，不是靠靈機一動就能取得重大突破的時代了?，F代科學的每一個重大進展都需要付出巨大的努力，常常需要長期工作的積累，有時是個人工作的積累，有時甚至是一個研究集體或幾個研究集體幾代人長期工作的積累，這就是諾貝爾獎為什么經常出現在世界上為數不多的一些實驗室的原因。 熱點的形成既有其必然性，反映了某一領域在某一時期發展的必然趨勢，但也有其偶然性，何時發生、從何處取得突破、由何人完成，都有一定的偶然性?？傮w說來，突破只能發生在有充分準備的研究集體或個人，即發生在系統性工作的基礎上，因此應該強調發揚優勢的重要性。一個研究集體或個人，都需要在研究上有所積累，形成自己的特色、自己系統性工作的優勢。在時機成熟時，這一優勢就可能轉化為突破。正因為科學需要積累系統性的工作，因此把對領導干部的年齡限制推廣到科學家，對科學發展是有害的。科學研究工作畢竟不是強體力勞動，應該鼓勵科學家在思維能力仍然活躍并不斷有成果涌現時繼續工作，這樣才能鼓勵我國科學在基礎研究領域內有所積累，在形成系統性工作的基礎上進一步取得重大突破。 為了發展好科學，我國的科學管理體制已經到了必須進行改革的時候了，但該往什么方向改革呢？我認為，一個重要的問題在于與計劃經濟向市場經濟轉型相對應，中國的科技體制也該引入市場因素，鼓勵自由探索，從由政府機構根據計劃控制科學項目，轉向在科學管理中引入競爭優勝體制。只有提供一個自主創新、自由競爭、自由評論的輕松環境，才能逐步造就中國科學的輝煌。 當前體制中最大的問題首先是，科學決策事關全國科學界，整個過程應如溫總理所說的增加透明度，完全置于在一線工作的廣大科學家的監督之下。然而現行的科技體制在對科學發展至關重要的經費分配問題上，存在著嚴重的錯位。一方面，一線科技工作人員的意見未能得到充分表達。雖然在決策前也通常經過所謂同行評議，但整個過程接受廣大科學界的監督不夠，如在同行評議中從同行的“選擇”開始，一些懂行而不聽話的專家常常被推到不參與評審，并且沒有發言權的位置。這些都不可避免地引入個人因素，科技界的專業標準就會被人際政治所替代。另一方面，同行評議既然流于形式，服務人員就反而成了統治者。一些行政人員過多參與設立項目、選擇評審專家、影響評審討論等，進而操縱或影響決策的過程，從而對科技經費分配擁有過大的權力。更由于集中兵力打殲滅戰思想的指導，常常把巨款投入當前雖然是熱點但將來發展并不明確的少量課題上，一些重要而在我國又有一定基礎的課題卻往往得不到充分的支持。 這種錯位帶來了一系列嚴峻的問題，是科技界腐敗、浮躁、低效和錯誤的根源之一。因此，當務之急是要以長遠眼光從根本問題著手，建立一個良好的、透明的科技體制，把科技決策置于在一線工作的廣大科學家的監督之下，這樣我國國內的優秀科技專業人才才能夠脫穎而出，那些充分發揮自己創造性的自由探索可以得到必要的支持，使他們得以專心致志地在他們的專業上作出成就。 總體來說，科技體制改革的方向應當是從傳統人治轉向競爭優勝體制，也即真正按照有關科學家的專業水平及課題意義來進行競爭和選擇，使優勢課題和優秀人才得以脫穎而出的體制。而邁向這樣的機制，首先需要給政治領導、專家和行政人員以更加明確的定位。具體來說，它有三個原則：其一，政治領袖可以依據社會需要，參考科技界領導及專家意見，決定國家科技總體經費，并將其分成幾大類。政治領袖只有在國家特別需要如國防和緊急情況下才過問具體技術課題。其二，有關科學發展的決定等主要由各領域的專家來做，專家評審委員會的專家名單應該向全國科學界公布，他們只評審他們可以理解其相對優勢的競爭課題。其三，具體課題的選擇必須由相應領域的專家來做，行政人員應該回到為科學發展服務的地位。 中國科學向何處去？其實需要進行改革的又何止科技領域？當前社會所蘊藏的極多的危機都在呼吁改革。整個中國的科學界都在問：中國將向何處去？中國科學將向何處去？ 我深信中國的前途是光明的，中國科學的前途也是光明的。讓我們拭目以待。