对中国创新的思考－引自院士的文章

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中国科学院院士 邹承鲁 建国半个多世纪以来，我国科学取得了令人瞩目的成就，不仅科学论文发表总量飞速增长，已跃居世界前列，在高水平刊物上发表的论文，近年来也明显增加，表明我国科学家已经取得了一批高水平的、处于世界前列的成果。但令人兴奋的同时，也不能不清醒地看到，我们所取得的少量世界水平的重大突破性成果，多数仍是一些人力密集型或财力密集型的成果，而基于创新学术思想的重大突破性成果却仍不多见。具体表现在：建国半个多世纪以来，诺贝尔奖对于我国仍然是可望而不可及，这一切原因何在？现在到了应该对这一问题进行认真思考并讨论的时候了。 导致这种现状当然有诸多原因，其中最为关键的是我国现行科学管理体制不利于重大创新性突破的出现。我认为，在管理体制上阻碍我国科学取得重大创新性突破的原因，主要在于混同科学与技术，以领导技术的方法领导科学。 我国自解放以来一直用“科技”一词来涵盖科学与技术两个方面，毫无疑问，自然科学与技术有非常密切的关系；但是，二者却又区别明显，在许多问题上还真不能混为一谈。几乎在所有情况下使用“科技”一词把科学和技术合二而一，也许是我国的创造。我在1998年应Science编辑部邀请而写的“Science in China”一文中，谈到了我国当前常把科学与技术混为一谈，而“科技”一词就是混同科学与技术所创造的专用术语。李醒民同志在《科学无禁区》一文中（见《科学时报》2002年7月19日B3版）提到，这个词是有“中国特色”的。我同意李醒民同志的意见，在我多年的国际科学活动中，也许除前苏联外，还很少见到过别的国家有类似的提法。令人遗憾的是，在重视科技的时候经常是重视了技术而忘记了科学。 科学和技术既关系密切而又各具特色，在某些方面差别十分明显。应该根据科学与技术明显不同的特点，给科学和技术以不同的对待。科学和技术同样以自然界为对象，但严格地说，自然科学研究的目的是为了认识自然，包括认识自然界中各种现象的发生和发展、剖析自然界存在的所有物质、揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观，还要认识其内部各个层次上的精细结构、运动特点及运动规律。而技术则侧重于利用我们对自然界的认识去向自然索取，改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准生活的需要。虽然技术的发明和使用比科学的历史久远得多，某些技术即使在今天也还可以在一定程度上脱离科学而自主发展，但时至今日，技术上的重大进步总体来说是基于科学的发展而前进的，科学上的每一个重大突破，不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段，即新技术促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。 在20世纪最伟大的科学发现中，原子核结构和DNA结构的阐明无疑都是名列前茅的。19世纪末放射性元素的发现，表明元素是可变的。20世纪初，用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破，影响了整个物理科学的发展。生命科学领域也有类似的情况。生物学不仅研究自然界里所有的生物体，还要研究生命活动的各种表现形式、构成生物体的所有物质以及这些物质在生命活动中所起的作用，揭示出生命活动的本质和规律。在构成生物体的物质中，最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担，而生物体的遗传则以核酸为基础，或者说遗传信息的世代相传是依靠DNA分子的自我复制。1953年DNA分子双螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。这一发现改变了整个生物学的面貌，使生物学进入了崭新的分子生物学时代。 无论是原子核结构还是DNA分子的双螺旋结构的阐明，都是科学家研究自然所得到的重大认识，属于科学的范畴。而且在一段历史时间内，与技术并没有直接的关系。但是这两大在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现，不仅分别改变了随后物理学和生物学发展的面貌，并且很快激发了技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识，才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务，发展成为今天的核能工业。而根据对DNA作为遗传物质基础的认识，已经成功地在农牧业上培育和改良物种，在医学上有效地预防、诊断和治疗某些疑难疾病，在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展，已经对人类生活产生了巨大的影响。实际上，我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果，几乎无一例外，全部都来源于科学发展史上的重大突破。 如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面，上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面，我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术，就不能进行许多重要核物理研究的实验，来认识原子核的结构。没有X-射线衍射技术，就无法测得DNA的双螺旋结构。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到，以实验技术上的成果而得奖的，特别是在物理奖和化学奖方面，占有相当大的比例，包括2002年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。 虽然科学和技术如此密切相关，但二者毕竟有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律，但是又有它的不可预见性。具体的发展途径，哪一项突破在什么领域、什么时间，在哪个实验室出现，一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破，以百年来的诺贝尔奖获得者为例，相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的，有的甚至是工作中偶然的发现，是原先完全没有预料到的事情。而按照预定的计划，精心组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先计划，刻意培养而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据，利用已有的认识来改造自然为人类服务。由于它有科学的根据，就可以树立目标，因此总体来说是可预见的，也是可以根据人们的需要和现实可能，包括人力、资金和技术条件进行规划的。 建国初期所进行的科学规划（实际上是否主要应该说是技术规划）得到了巨大的成功——原子弹爆炸了、火箭上天了、半导体工业建立起来了。但是这些技术成就，毕竟都是国际上已经实现了的，因此也是可以规划的，可以指日实现的。然而，当时在科学方面的学科规划呢，由于不像技术方面那样有硬指标可供检查，就有些说不清楚了。当然半个多世纪以来，我国的科学取得了巨大的进展，但是国际上的科学家也不是在原地踏步，与建国初期相比，从总体水平上说，我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了还是扩大了呢？可能还是一个见仁见智的问题。 以上所述至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20世纪50年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实，有许多重要发展是当时没有预见到的，例如这几十年来出现的许多新兴的分支学科是当时没有预见到的。如果我们不注意这些新发展而严格按照当时的学科规划进行工作，就会错失许多新领域发展的良机，蒙受很大的损失，就不会有今天的局面。1978年DNA双螺旋结构建立25周年之际，英国《自然》杂志记者采访克里克教授，要他预测20世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的，过去的预言家大多是以失败而告终。他只是说，“我们现在见到的生物学问题，到20世纪末都可以解决，但是那时又会有新的问题出现。”现在看来，他的预言也没有完全实现。例如癌症问题，在尼克松总统的倡议下，在美国还是属于有一定程度组织安排并限期完成的问题，但以美国的雄厚财力和世界领先的科学力量，到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。 技术上的发展在一定程度上是可以预见的，也是完全可以规划的。特别是国际上已经实现的技术，我们做一个具体的规划，安排一定的力量，经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在20世纪50年代所制定的科学规划中有关技术的部分都属于这种情况。80年代在四位院士倡议下制定的发展高技术的规划，也属于同样性质，在总体上也同样顺利实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术，特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术，就很难预见何时可以实现了，例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作，迄今也无法断言何时可以实现。 在这个意义上说，科学发展难以预见，因此也难以规划。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样，根据各个学科的发展勾画出其主攻方向而已。但是如前所说，科学发展有一定的不可预见性，我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向，若干年后整个科学形势发生变化，重要方向也会随之变化。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做，就必然失去机会。试想20世纪90年代初，人类基因组全序列的测定还没有提上日程时，我们如果在当时制定规划，在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学、能够预见到生物信息学吗？ 以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究，由于探索性强，结果一般难以事先预见，原创性强的技术研究也是如此。因此，除可以明确总体研究方向外，常常难以事先设定具体的研究目标、难以事先规定进度或强求完成的日期。因此，我们必须鼓励自由探索。科学发展史已经多次证明，自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果，从物理学上牛顿力学的建立，电的发现和电学基本定律的建立；化学上门捷列夫周期律的建立；生物学上细胞的发现，孟得尔遗传定律的建立等，都是自由探索的结果。这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在20世纪内所有诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20世纪100项重大事件中名列前茅的，像青霉素、半导体和DNA双螺旋结构的发现，曾分别获1945年、1956年和1962年诺贝尔奖，这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果，如超导现象和新高温超导体的发现、胆固醇代谢调节和血管硬化的关系、癌基因的发现等，仍然是少数科学家自由探索的结果，这些发现必将对21世纪人类文明产生巨大影响。 联想到在我国实行了几十年的计划经济现在已经逐渐为社会主义市场经济所取代，其结果是我国经济的腾飞和国民经济的空前繁荣，这已经为全世界所公认。在科学问题上，也不能再以领导技术的方法来进行领导。在科学上，应该在设定明确目标的计划研究之外鼓励自由探索，逐渐增加对自由探索的投入，这和经济上从计划经济逐渐转变为社会主义市场经济一样，必将大大加快我国科学发展步伐，从而取得重大创新性突破，造成我国科学的腾飞和空前繁荣，以支持我国经济建设的可持续发展。 我并不否定规划的重要性，而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征，规划可以一方面指出方向，而在另一方面也必须同时鼓励自由探索，不要在科学上设立禁区，应该在规划中留有充分的余地，以便在形势发展时可以随时修订。在技术上可以并且应该集中主要力量优先完成一些国家急需的技术而暂时搁置一些次要的技术，即所谓“有所为有所不为”。但是由于科学发展的不可预见性，在管理科学问题上这样做就是完全错误的。 因此，我国科学管理在体制改革上最重要的问题就是不能像过去那样，以管理技术的方式来管理科学。在强调计划的同时还应该鼓励自由探索。当前，在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点，体现在对规划中设定的热点项目的超强度支持，这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到，设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年的，有的项目每年在全世界的发表论文数高于我国有关学科年发表全部SCI论文总数，要在这些国际上已经充分开发的领域中有原创性突破的可能性就微乎其微了。当然这绝不是说我们不应该进入热点领域，热点领域的研究往往对科学发展有重要作用，进入热点领域，在热点领域内进行工作以积蓄力量，对发展我国科学还是有重要作用的，我只是强调在热点领域内取得原创性突破的艰巨性可能更大一些。还必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性，每过一段时间就有新的热点出现。因此，既要重视热点领域，又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索，对我国科学家在自由探索中已经取得有意义进展的项目，不仅不能予以限制，还要特别给以鼓励和支持。追踪热点和自由探索二者的关键都在于有自己创新的学术思想，这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想，不仅进行自由探索寸步难行，进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作，最多也不过为前人成果锦上添花而已。 科学和原创性技术的发展都需要长期积累。系统性和创新性是一个辩证的统一。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后，会出现一件重大突破性贡献从后面跃居前列，因而给相关领域带来一个飞速发展的时期，引起大量在相关领域工作者的密切关注，并争相拥入这一领域工作，造成一哄而起的局面，形成科学发展中的新热点，这在国际科学发展史上是经常发生的事。当然我们应该看到，一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此，对于一个国家的科学发展而言，从全面布局考虑，安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到，在一件突破性贡献发表之后，一些较为重要的后继性工作，往往已经在同一研究集体或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行，并且成果在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者，即使急起紧跟，也已经落后了一个相位，在多数情况下，只能拾取一些残羹剩饭而已。 在另一方面，我们又必须看到，突破性进展常常不是一个偶然事件，而是经过长期艰苦努力、大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的，就是沃森和克里克关于DNA双螺旋结构的重大突破，看似突然，实际上如果没有剑桥大学关于X－射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于DNA衍射数据的收集，这一突破也不可能从天而降。 大家都读过阿基米德在洗澡时发现阿基米德原理和牛顿在苹果树下的故事，即使这些故事是真实的，现代科学也已经不是阿基米德和牛顿的时代了，不是靠灵机一动就能取得重大突破的时代了。现代科学的每一个重大进展都需要付出巨大的努力，常常需要长期工作的积累，有时是个人工作的积累，有时甚至是一个研究集体或几个研究集体几代人长期工作的积累，这就是诺贝尔奖为什么经常出现在世界上为数不多的一些实验室的原因。 热点的形成既有其必然性，反映了某一领域在某一时期发展的必然趋势，但也有其偶然性，何时发生、从何处取得突破、由何人完成，都有一定的偶然性。总体说来，突破只能发生在有充分准备的研究集体或个人，即发生在系统性工作的基础上，因此应该强调发扬优势的重要性。一个研究集体或个人，都需要在研究上有所积累，形成自己的特色、自己系统性工作的优势。在时机成熟时，这一优势就可能转化为突破。正因为科学需要积累系统性的工作，因此把对领导干部的年龄限制推广到科学家，对科学发展是有害的。科学研究工作毕竟不是强体力劳动，应该鼓励科学家在思维能力仍然活跃并不断有成果涌现时继续工作，这样才能鼓励我国科学在基础研究领域内有所积累，在形成系统性工作的基础上进一步取得重大突破。 为了发展好科学，我国的科学管理体制已经到了必须进行改革的时候了，但该往什么方向改革呢？我认为，一个重要的问题在于与计划经济向市场经济转型相对应，中国的科技体制也该引入市场因素，鼓励自由探索，从由政府机构根据计划控制科学项目，转向在科学管理中引入竞争优胜体制。只有提供一个自主创新、自由竞争、自由评论的轻松环境，才能逐步造就中国科学的辉煌。 当前体制中最大的问题首先是，科学决策事关全国科学界，整个过程应如温总理所说的增加透明度，完全置于在一线工作的广大科学家的监督之下。然而现行的科技体制在对科学发展至关重要的经费分配问题上，存在着严重的错位。一方面，一线科技工作人员的意见未能得到充分表达。虽然在决策前也通常经过所谓同行评议，但整个过程接受广大科学界的监督不够，如在同行评议中从同行的“选择”开始，一些懂行而不听话的专家常常被推到不参与评审，并且没有发言权的位置。这些都不可避免地引入个人因素，科技界的专业标准就会被人际政治所替代。另一方面，同行评议既然流于形式，服务人员就反而成了统治者。一些行政人员过多参与设立项目、选择评审专家、影响评审讨论等，进而操纵或影响决策的过程，从而对科技经费分配拥有过大的权力。更由于集中兵力打歼灭战思想的指导，常常把巨款投入当前虽然是热点但将来发展并不明确的少量课题上，一些重要而在我国又有一定基础的课题却往往得不到充分的支持。 这种错位带来了一系列严峻的问题，是科技界腐败、浮躁、低效和错误的根源之一。因此，当务之急是要以长远眼光从根本问题着手，建立一个良好的、透明的科技体制，把科技决策置于在一线工作的广大科学家的监督之下，这样我国国内的优秀科技专业人才才能够脱颖而出，那些充分发挥自己创造性的自由探索可以得到必要的支持，使他们得以专心致志地在他们的专业上作出成就。 总体来说，科技体制改革的方向应当是从传统人治转向竞争优胜体制，也即真正按照有关科学家的专业水平及课题意义来进行竞争和选择，使优势课题和优秀人才得以脱颖而出的体制。而迈向这样的机制，首先需要给政治领导、专家和行政人员以更加明确的定位。具体来说，它有三个原则：其一，政治领袖可以依据社会需要，参考科技界领导及专家意见，决定国家科技总体经费，并将其分成几大类。政治领袖只有在国家特别需要如国防和紧急情况下才过问具体技术课题。其二，有关科学发展的决定等主要由各领域的专家来做，专家评审委员会的专家名单应该向全国科学界公布，他们只评审他们可以理解其相对优势的竞争课题。其三，具体课题的选择必须由相应领域的专家来做，行政人员应该回到为科学发展服务的地位。 中国科学向何处去？其实需要进行改革的又何止科技领域？当前社会所蕴藏的极多的危机都在呼吁改革。整个中国的科学界都在问：中国将向何处去？中国科学将向何处去？ 我深信中国的前途是光明的，中国科学的前途也是光明的。让我们拭目以待。