中國信息科技?70?年發(fā)展成就輝煌
70?年前,我國信息領(lǐng)域是一張白紙,如今中國是舉世公認(rèn)的信息產(chǎn)業(yè)大國。2018?年我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模已達(dá)?31.3?萬億元人民幣,網(wǎng)民達(dá)?8.29?億,互聯(lián)網(wǎng)普及率?59.6%。信息技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè),普惠大眾,真是斗轉(zhuǎn)星移,換了人間!
評(píng)價(jià)?70?年的科技成就,媒體上最常引用的數(shù)據(jù)是,全國研發(fā)人員總數(shù)增長了多少倍,科研經(jīng)費(fèi)投入增長了多少倍,文章發(fā)表了多少,專利申請(qǐng)了多少……其實(shí),科技人員數(shù)和經(jīng)費(fèi)投入都是成本,不是產(chǎn)出;文章發(fā)表數(shù)和專利申請(qǐng)數(shù)是科研的中間結(jié)果,不是最終影響。評(píng)價(jià)科技發(fā)展的成就應(yīng)該看老百姓獲得的實(shí)惠、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提升和國防實(shí)力的增強(qiáng)。
微信和網(wǎng)上支付的普及是中國民眾引以為自豪的先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用; “東風(fēng)”導(dǎo)彈、“遼寧號(hào)”航母等“撒手锏”中隱含著我國掌握的信息技術(shù)的威力;
自?2015?年以來華為公司獲得交叉許可后的知識(shí)產(chǎn)權(quán)凈收入超過?14?億美元,在橫遭美國政府打壓時(shí),華為公司宣布向美國最大電信運(yùn)營商?Verizon?征收超過?10?億美元的專利費(fèi),彰顯了中國龍頭企業(yè)在信息技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)上的實(shí)力。
上面隨手捻來的幾個(gè)案例就能看出我國信息技術(shù)的貢獻(xiàn)與進(jìn)步,我們?yōu)?70?年來中國信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)感到無比自豪!
衡量我國信息技術(shù)進(jìn)步的另一個(gè)指標(biāo)是看我國與發(fā)達(dá)國家的差距是否縮小。例如,無線通信技術(shù),我們第一代引進(jìn),第二代跟進(jìn),第三代參與,第四代自主開發(fā),第五代已開始引領(lǐng)全球。
新中國的?70?年與數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的?73?年歷史幾乎同步。以國內(nèi)外推出各代第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的時(shí)間差距來衡量,第一代電子管計(jì)算機(jī)的差距是?12?年,第二代晶體管計(jì)算機(jī)差距是?6?年,由于“文革”的干擾,第三代集成電路計(jì)算機(jī)的差距擴(kuò)大到?9?年,向量計(jì)算機(jī)的差距是?7?年,大規(guī)模并行機(jī)是?5?年,機(jī)群系統(tǒng)是?4?年,差距逐漸縮小。2010?年“曙光?·?星云”千萬億次計(jì)算機(jī)第一次排名全球超級(jí)計(jì)算機(jī)性能第二,開啟了我國高性能計(jì)算機(jī)向世界頂峰沖刺的征程,后來“天河”和“神威?·?太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)相繼“登頂”,我國超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制水平已與美國并駕齊驅(qū)。
我們已經(jīng)取得驕人的進(jìn)步,現(xiàn)在比歷史上任何時(shí)候離實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國的目標(biāo)更近。但必須清醒地認(rèn)識(shí)到,我國的科研投入不斷增加,但科研的產(chǎn)出并沒有成比例地增加。
在信息領(lǐng)域的知識(shí)寶庫中,中國人發(fā)現(xiàn)、發(fā)明的知識(shí)還不多;信息領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)中,以中國人的新發(fā)現(xiàn)和發(fā)明專利為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)也很少;國際上流行的信息技術(shù)教科書上,還很少出現(xiàn)中國人的名字。
盡管國際局勢(shì)波譎云詭,我國仍然處在發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期,但其內(nèi)涵和條件發(fā)生了變化。主要的變化是發(fā)展的動(dòng)力從資本和勞動(dòng)力轉(zhuǎn)向科技自主創(chuàng)新的能力,技術(shù)發(fā)展的源頭從國外引進(jìn)轉(zhuǎn)向以國內(nèi)自主研發(fā)為主。中國幾千年的歷史上從未像今天這樣給予科學(xué)技術(shù)這么高的期盼。
當(dāng)今世界百年未有之大變局給中華民族偉大復(fù)興帶來重大機(jī)遇,也逼迫我們面對(duì)從未有過的巨大挑戰(zhàn)。我們必須臥薪嘗膽,發(fā)憤圖強(qiáng),才能從跟蹤走向引領(lǐng),從信息產(chǎn)業(yè)的中低端走向高端。不管未來的道路上有多少坎坷,我們一定能為人類文明作出與“中國人”這個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿窒喾Q的貢獻(xiàn)。
為了提高科研效率,過去我們一直在討論科技體制機(jī)制改革,中國科學(xué)院考慮較多的是院內(nèi)機(jī)構(gòu)的拆分合并、研究所的內(nèi)部管理機(jī)制和科研布局等。作為對(duì)過去?70?年科研工作的回顧和思考,本文換一個(gè)角度,重點(diǎn)討論科研模式的調(diào)整和改變。所謂“科研模式”(或者稱為“科研范式”)是指如何開展科研工作,是強(qiáng)調(diào)“有序”還是“無序”,強(qiáng)調(diào)“線性”還是“并行”,強(qiáng)調(diào)“成果轉(zhuǎn)化”還是“市場(chǎng)牽引”等。70年來我國已形成較為固定的科研模式,包括任務(wù)帶學(xué)科的“兩彈一星”模式,從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到成果轉(zhuǎn)化的“線性模式”等。我們需要通過認(rèn)真梳理,厘清哪些需要繼承,哪些需要補(bǔ)充,哪些需要揚(yáng)棄。新時(shí)期呼喚新的科研模式,我相信,新的科研模式會(huì)使我們的科研工作進(jìn)入新的天地。
科技強(qiáng)國需要新的科研模式
踐行“兩條腿走路”的基本科研模式
新中國成立初期,我國明確提出“兩條腿走路”的發(fā)展方針,后來在經(jīng)濟(jì)工作中也經(jīng)常提到各種“同時(shí)并舉”的方針,但在科技工作中,很少強(qiáng)調(diào)“兩條腿走路”。其實(shí),“兩條腿走路”應(yīng)該是基本的科研模式,必須努力踐行。科技工作中的“兩條腿”包括:有序模式與無序模式,舉國體制與自由探索,任務(wù)帶學(xué)科與學(xué)科引任務(wù),自主創(chuàng)新與開放創(chuàng)新……
所謂“兩條腿走路”或“同時(shí)并舉”不是指不同的科研模式必須投入相同的人力和經(jīng)費(fèi),而是在思想認(rèn)識(shí)、科技布局和成果評(píng)價(jià)上必須置于同等重要的高度。更重要的是,要分清“兩條腿”的不同功能,不要擰著來——不能用自由探索的科研模式做工程任務(wù),也不能用管理工程任務(wù)的辦法來管基礎(chǔ)研究。我國設(shè)立的某些重大科技專項(xiàng)或重點(diǎn)科技項(xiàng)目,如大數(shù)據(jù)和人工智能等,目前的主要科研工作是探索新的算法、新的器件和新的解決方案,重大工程目標(biāo)還不太明確,因此不宜采用兵團(tuán)作戰(zhàn)的方式。表面上將許多不同方向的基礎(chǔ)研究拼成一個(gè)大課題,只起到一個(gè)“大口袋”的作用。相反,現(xiàn)在當(dāng)成基礎(chǔ)研究的工業(yè)軟件可以看成新時(shí)期的“兩彈一星”任務(wù),應(yīng)該采取兵團(tuán)作戰(zhàn)的方式集中力量攻關(guān)。
“兩彈一星”的集中攻關(guān)模式是我國的成功經(jīng)驗(yàn),有利于發(fā)揮我國的制度優(yōu)勢(shì),應(yīng)該繼承和發(fā)揚(yáng)。一般而言,采用兵團(tuán)作戰(zhàn)的集中攻關(guān)模式需要滿足?4?個(gè)條件:
原理已基本清楚,任務(wù)目標(biāo)明確,有可能在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成;屬于受制于人的短板,國外已經(jīng)有成功的案例,多數(shù)是跟蹤和追趕型的科研任務(wù);國家的重大戰(zhàn)略需求,需要舉全國之力突破關(guān)鍵技術(shù);國內(nèi)有一定技術(shù)基礎(chǔ),找到了敢于并善于“啃硬骨頭”的科研團(tuán)隊(duì)。
我國國防科研有許多集中攻關(guān)成功的案例,已形成較為成熟的重大科研任務(wù)管理模式。但在民口,特別是如何在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下采用舉國體制集中攻關(guān)還少有成功案例。
近年來,京東方公司和長江存儲(chǔ)公司分別牽頭突破液晶顯示和閃存技術(shù),為激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下集中攻關(guān)樹立了樣板。這兩家公司投入達(dá)數(shù)千億元人民幣之巨,突破了國外的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。
在建國初期學(xué)科薄弱的時(shí)候,“任務(wù)帶學(xué)科”是推動(dòng)科技進(jìn)步的有效范式。但“任務(wù)帶學(xué)科”只是科研工作中的“一條腿”,如果所有的科技活動(dòng)都采取“任務(wù)帶學(xué)科”的做法,就難以擺脫跟蹤別人的局面。科技進(jìn)步有其內(nèi)在的邏輯和機(jī)制,知識(shí)的積累會(huì)把科學(xué)技術(shù)自身推向前進(jìn),這種進(jìn)步就體現(xiàn)在學(xué)科的發(fā)展上。對(duì)自由探索性的科研,個(gè)人興趣也是重要的驅(qū)動(dòng)力,要尊重基礎(chǔ)研究的靈感瞬時(shí)性、方式隨意性和路徑不確定性的特點(diǎn)。但是,信息科技是研究人造世界中信息的獲取、處理、傳輸和存儲(chǔ),人造物總是有某種目的性。信息技術(shù)的重大發(fā)明,如計(jì)算機(jī)、晶體管、集成電路、光纖通信、互聯(lián)網(wǎng)等都是為了滿足人類的需求。特別是在國外反華勢(shì)力千方百計(jì)阻撓中國高技術(shù)發(fā)展的時(shí)候,科技人員更應(yīng)為國分憂,更有目標(biāo)地開展科研工作。個(gè)人興趣應(yīng)當(dāng)與國家需求結(jié)合起來,潛在的市場(chǎng)需求才是發(fā)展信息技術(shù)的主要?jiǎng)恿Α?/span>
應(yīng)強(qiáng)調(diào)自主創(chuàng)新還是開放創(chuàng)新,一直存在爭(zhēng)議。其實(shí)這也是“兩條腿”,必須同時(shí)發(fā)力。華為公司就是兩條腿跑步前進(jìn),走到了國際前列。即使是發(fā)展CPU這樣的核心技術(shù),也要“兩條腿走路”:一條是從內(nèi)向外發(fā)展,另起爐灶自主設(shè)計(jì)?CPU?芯片,先在國防和安全應(yīng)用領(lǐng)域形成“根據(jù)地”,再逐步向民口市場(chǎng)擴(kuò)展;另一條是由外向內(nèi)發(fā)展,先融入國際主流,在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上逐步掌握高端?CPU?的設(shè)計(jì)技術(shù),提高安全可控水平。
在民口市場(chǎng)上完全擺脫國外技術(shù)另起爐灶,就上了“想整我們的人”設(shè)下的“技術(shù)脫鉤”的圈套。信息技術(shù)已經(jīng)是全球化的技術(shù),閉關(guān)自守一定會(huì)落后于時(shí)代。
轉(zhuǎn)變線性科研模式,更加重視技術(shù)科學(xué)
二戰(zhàn)以后,時(shí)任美國科學(xué)研究發(fā)展局主任的萬尼瓦爾?·?布什撰寫了一篇報(bào)告——《科學(xué):無止境的前沿》,將研究工作區(qū)分為“基礎(chǔ)研究”和“應(yīng)用研究”,提出“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—產(chǎn)品開發(fā)”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(shí)行了這一模式,而且增添了“成果轉(zhuǎn)化”的環(huán)節(jié),現(xiàn)在是反思和消除這一模式負(fù)面影響的時(shí)候了。
線性科研模型的依據(jù)是科學(xué)一定先于技術(shù)和工程,只有基礎(chǔ)研究才能發(fā)現(xiàn)新知識(shí),而應(yīng)用研究只是知識(shí)的應(yīng)用,然而事實(shí)并非如此。科學(xué)、技術(shù)與工程是平行發(fā)展的,并無絕對(duì)先后。
熱力學(xué)的形成主要得益于蒸汽機(jī)的發(fā)明和改進(jìn);雷達(dá)技術(shù)主要?dú)w功于諧振腔磁控管的發(fā)明;計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的進(jìn)步也主要取決于數(shù)字電路、晶體管、集成電路、互聯(lián)網(wǎng)等重大發(fā)明。諾貝爾獎(jiǎng)得主中有許多傳統(tǒng)意義上的工程師,而工程界的諾貝爾獎(jiǎng)——德雷珀獎(jiǎng)的得主中也不乏專注于基礎(chǔ)研究的科學(xué)家。
實(shí)際上,發(fā)明與發(fā)現(xiàn)是一個(gè)有機(jī)整體,新發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生新發(fā)明,新發(fā)明也可能導(dǎo)致新發(fā)現(xiàn),有些重大發(fā)明本身就包含新發(fā)現(xiàn)。因此,將基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究拆分為上下游關(guān)系不利于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
2018?年清華大學(xué)出版社翻譯出版了一本重要著作——《發(fā)明與發(fā)現(xiàn):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(jìn)的美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校工學(xué)院院長,他對(duì)線性科研模式做了深入的批判,提出了新的“發(fā)現(xiàn)—發(fā)明循環(huán)模型”,這一新的科研模式值得我們重視。
我國基礎(chǔ)研究投入占研究與試驗(yàn)發(fā)展(R&D)總投入的比例長期徘徊在5%左右,學(xué)術(shù)界反映強(qiáng)烈。但近幾年我國應(yīng)用研究的投入比例一直在下降,已從?20?世紀(jì)的?20%?降到?10%?左右,遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家?20%—50%?的投入強(qiáng)度,卻很少聽到呼吁增加的聲音,豈非咄咄怪事。我國是一個(gè)發(fā)展中國家,應(yīng)更加重視技術(shù)科學(xué)和應(yīng)用研究。錢學(xué)森、楊振寧等科學(xué)家都曾建議我國成立技術(shù)科學(xué)院,但沒有引起足夠的重視。
我國正在籌建國家實(shí)驗(yàn)室,一些省市也在投入上百億元的經(jīng)費(fèi),爭(zhēng)取進(jìn)入國家實(shí)驗(yàn)室行列。國家實(shí)驗(yàn)室要按什么模式建設(shè),值得我們深思。計(jì)算機(jī)界已有?70?人獲得過圖靈獎(jiǎng),但只有萬維網(wǎng)的發(fā)明者伯納斯?·?李一人來自國家實(shí)驗(yàn)室——?dú)W洲原子核研究所(CERN),其他得主都來自大學(xué)和企業(yè)。信息領(lǐng)域的許多重大發(fā)明都出自企業(yè)實(shí)驗(yàn)室。
例如,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室就發(fā)明了晶體管、激光技術(shù)、電荷耦合器(CCD)、UNIX?操作系統(tǒng)、數(shù)字交換機(jī)、衛(wèi)星通信等基礎(chǔ)技術(shù)。貝爾實(shí)驗(yàn)室是發(fā)現(xiàn)與發(fā)明結(jié)合得最好的實(shí)驗(yàn)室之一,我國應(yīng)吸取其成功的經(jīng)驗(yàn)。
改變線性科研模式,就是要打破基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的界限,不是按所謂一級(jí)學(xué)科的框架以發(fā)表更多的學(xué)術(shù)論文為目標(biāo),而是要以探索未知世界、讓人類生活更美好為目標(biāo),圍繞要解決的科學(xué)問題和國家及社會(huì)的需求,跨學(xué)科地開展科研工作。信息領(lǐng)域應(yīng)側(cè)重于基礎(chǔ)性的重大發(fā)明,以需求驅(qū)動(dòng)科研。所謂“跨學(xué)科”研究不是單學(xué)科研究的補(bǔ)充,而應(yīng)該是科學(xué)研究的主流。
令人不解的是,近幾年我國走了一條相反的學(xué)科發(fā)展道路,不斷地拆分學(xué)科,另建了好幾個(gè)獨(dú)立構(gòu)成上下游的新一級(jí)學(xué)科,如軟件工程、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能等,這種“占山頭”的方式難以做出基礎(chǔ)性的重大發(fā)明。
改變成果轉(zhuǎn)化模式,推動(dòng)企業(yè)真正成為創(chuàng)新主體
許多人認(rèn)為我國科技和經(jīng)濟(jì)是相互脫離的“兩張皮”,科技成果很多,但成果轉(zhuǎn)化不暢,只要做好科技成果轉(zhuǎn)化,經(jīng)濟(jì)就會(huì)高速發(fā)展。這樣的判斷不符合實(shí)情。而且,隨著企業(yè)的創(chuàng)新能力提高,所謂“成果轉(zhuǎn)化”的神話會(huì)越來越落空。
1985?年,中國科學(xué)院就與深圳市合作,建立了國內(nèi)最早的成果轉(zhuǎn)化“科技工業(yè)園”,實(shí)施了許多優(yōu)惠政策;但到?1993?年底,深圳市符合高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)的?44?家高科技公司都在科技園外,“深圳科技工業(yè)園”的發(fā)展并不成功。時(shí)任中國科學(xué)院院長周光召為此專門召開了一次座談會(huì),了解情況后頗有感慨地總結(jié):“看來技術(shù)不是問題的關(guān)鍵,是制度。”
周光召看到了問題的本質(zhì)。所謂“成果轉(zhuǎn)化”不是技術(shù)發(fā)展的客觀規(guī)律,國外一般只講技術(shù)轉(zhuǎn)移,不提成果轉(zhuǎn)化,更沒有所謂“成果轉(zhuǎn)化率”一說。我國信息領(lǐng)域也沒有一個(gè)成功的企業(yè)是靠成果轉(zhuǎn)化做大做強(qiáng)的。科研需要一個(gè)“報(bào)獎(jiǎng)”的“成果”,而所謂“成果”需要從大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到企業(yè),這是中國的科技發(fā)展歷史和制度造成的。
改革開放以前,我國的國有企業(yè)基本上都是加工車間,制度上就不允許做研究開發(fā)。目前,我國科研隊(duì)伍的精兵強(qiáng)將集中在大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,一半以上的中國科學(xué)院院士、40%?以上的“杰青”工作在國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。與之對(duì)照的是,截至?2016?年,全國?177?個(gè)企業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室只有?9?名“杰青”、71?名“千人計(jì)劃”入選者。從人力資源上看,企業(yè)還沒有真正成為創(chuàng)新的主體。
這種局面不改變,科技和產(chǎn)業(yè)的關(guān)系就一定是扭曲的。“成果轉(zhuǎn)化”的基本思路是從技術(shù)出發(fā)找市場(chǎng),這是違背企業(yè)發(fā)展規(guī)律的做法——成功的企業(yè)幾乎都是根據(jù)市場(chǎng)找技術(shù)。一旦企業(yè)真正有了對(duì)技術(shù)的需求,一定會(huì)千方百計(jì)吸收有價(jià)值的技術(shù),不需要大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)漫無目的地做“成果轉(zhuǎn)化”。
如果把關(guān)鍵技術(shù)比喻成一頭牛,它的四條腿就是大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)研究。要想讓一頭牛邁步向前走,動(dòng)員再多的人來抬牛腿是無濟(jì)于事的,只有牽著牛鼻子,牛才會(huì)邁步,牽引關(guān)鍵技術(shù)“牛鼻子”的力量就是市場(chǎng)。市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)突破是我國的明顯短板。不管是過去的“863”計(jì)劃,還是近幾年的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,鮮有產(chǎn)生核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)從而占領(lǐng)國際市場(chǎng)的成功商業(yè)案例。工程性的技術(shù)創(chuàng)新是在成本、時(shí)間、兼容性、標(biāo)準(zhǔn)、人力等強(qiáng)約束條件下的創(chuàng)新,沒有走出實(shí)驗(yàn)室的科研人員不可能理解這些約束條件。
長期以來,我國科技計(jì)劃的操作模式基本上是,由大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的專家根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)決定做什么,企業(yè)的實(shí)際需求很難反映到課題指南上。最近大家都在討論我國技術(shù)的“短板”,但真正感受到“卡脖子”痛苦的是企業(yè)。對(duì)于“補(bǔ)短板”技術(shù),我們應(yīng)當(dāng)改變科技立項(xiàng)的傳統(tǒng)做法,采取骨干企業(yè)出題,真正有能力的科技人員揭榜應(yīng)答的方式,將人力物力花在最該花的地方。
令人高興的是,我國企業(yè)的研發(fā)投入正在迅速提高。2018?年入選全球創(chuàng)新?1?000?強(qiáng)的中國企業(yè)研發(fā)支出達(dá)到?600.8?億美元,同比增長?34.4%。信息領(lǐng)域已經(jīng)冒出一批有技術(shù)實(shí)力的龍頭企業(yè),企業(yè)實(shí)力的增強(qiáng)將使我國的技術(shù)轉(zhuǎn)移走上良性發(fā)展軌道,推動(dòng)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)往高處走,向源頭創(chuàng)新方向發(fā)展。
但總體來講,我國企業(yè)的科技實(shí)力還不強(qiáng)。美國科技類上市公司總市值約為?7.72?萬億美元;而中國科技類上市公司總市值只有?2.08?萬億美元。我國企業(yè)向高端發(fā)展的主要困難是,真正對(duì)企業(yè)有價(jià)值的技術(shù)供給不足,企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱。
我們必須從思想上認(rèn)識(shí)到這一問題的嚴(yán)重性和緊迫性,從國家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的高度重視這一涉及高質(zhì)量發(fā)展全局的戰(zhàn)略問題,制定有力度的政策,切實(shí)提高企業(yè)的創(chuàng)新能力,使企業(yè)真正成為創(chuàng)新主體。