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《科学:无尽的前沿》:这本书曾成就美国 改变世界格局

最新高手视频! 七禾网 时间:2021-05-24 09:32:09 来源:全景财经

《科学:无尽的前沿》是美国科学政策的“开山之作”,使得美国迅速摆脱对于欧洲基础研究以及科研人才的依赖,成就了美国今日的科技强国地位,也永久改变了人类科学发展的格局。是我们看懂美国科技政策的由来、科学发展的路径以及其未来走向的重要著作。


《科学:无尽的前沿》系统解析了科学对于国家经济与安全、社会福祉以及个人发展的重要意义,着重提出要重视基础科学研究,给予科研工作者以高度的研究自由,政府应拨款以资助科研项目的顺利进行,以及设立国家研究基金会等。这些理念和建议直到今天,仍然熠熠生辉,常读常新。


当下的中国和当时的美国状况类似。我们的科学虽然发展迅速,但依然严重依赖国外的基础性研究成果,在很多关键领域被核心技术卡住了脖子。透过《科学:无尽的前沿》研究美国科学大发展的原因,培育全民的科学思维和科学精神,加大对于基础科学和前沿科学的投入,提升企业的科技实力和全球竞争力,都具有无可比拟的现实意义。


这本书获得华为创始人任正非,西湖大学校长施一公亲自推荐!


吴军、李笛、韦青、邓晓芒、华先胜、施尧耘、吴世春、周航、尹烨、向松祚、万维钢、胡郁、樊春良等超20位国内外企业家、学者、投资人联袂推荐;


这本书成就了美国,展示了科学对于国家、个人的重要性,尤其是对于基础科学的强调,值得当下的我们认真借鉴。


以下,是华为创始人任正非为《科学:无尽的前沿》亲自撰写的推荐文章。


向上捅破天 向下扎到根


国家不仅要重视科学理论、工程技术的研究,也要重视一些不以应用为目的的纯研究,不然我们怎么能向上捅破天呢?我们这么大的经济总量,允许一部分人是“梵高”应该是可以的。在科学史上, 有一种生存了8000万年的蛭虫,多少科学家研究了数十年, 有些科学家因找不到雄性蛭虫而大光其火,实际上他们已经走到诺贝尔奖的边上了,最后由比利时科学家发现它是单性繁殖。两性繁殖,两条基因链的结合会产生突变,会产生优秀的一代。当然,不健康的就流产了,自然淘汰。那么单亲繁殖的基因链若有病变、有问题,遗传下去不就灭绝了吗?她发现蛭虫的基因链会断裂,又会重新整合,也会发生突变,这不就是优选吗?所以它们经历8000万年,经历多少灾难,还存活下来了。


我国的经济总量这么大,这么大的一棵树,根不强是不行的, 根扎不深,树是不稳的,万一刮台风呢?我们拧开水龙头就出水的短、平、快的经济发展模式是不可持续的。我国的基础工业还不强,小小一滴胶就制约一个国家的故事,我们已经看到了,这是分子工程,是高科技中的高科技。而这几千种胶、研磨剂、特种气体……都是高科技中的高科技,我国现在还基本生产不了。很多种技术一年的需求量只有几千万美元、几百万美元甚至更少,试看泡沫经济下有几个公司肯干这种事?但缺一种就会卡了一个国家的脖子。


过河需要船和桥,我们有了很好的科学目标,过河的船夫就是人才。人才来自教育,因此,国家的发展根本在教育。我们振兴中华,不是靠口号,而是要靠“船”和“桥”。科教兴国、技术创新是符合客观规律的。


我国每年有七八百万大学毕业生,加上中专生大约有1 000万,聪明人很多,如果允许差别化的教育,就是姹紫嫣红。一二一,齐步走,同质化就缺少活力,就不易产生天才。我们孩子的好奇心正被我们的教育与妈妈磨灭,试问还有几个把打屁虫放在嘴里的达尔文式的孩子产生,没有对自然的观察,没有好奇心,何来科学家,何来门捷列夫。世界有一个乔布斯就改变了移动互联网。差异化就容易产生尖子,政策要支持少数人因材施教。同时,也要重视农村教育,现在有些种田能手、养猪状元,如果他们过去有机会受到系统教育,也许就能成为精英、天才。早期中国共产党的领袖大多来自农村,毛泽东、粟裕……我们今天的农村孩子中,怎么知道不会有明天的爱因斯坦呢?深圳很重视中小学教育,全国达到深圳的水平可能有一些困难,但如果国家每年给边远地区一些经费,让穷孩子每天能吃上二两肉,也许比修些大房子强。房子总会旧的,孩子总会成为博士的,而且他们会更忠于祖国。那么二三十年后, 我们的创新能力就大幅度增强,与美国的差距会适当缩小。没有创新是支撑不了我们这么大的经济总量持续发展的。


在科学、技术、工程领域,不同人才选择不同的方向,从而充分发挥每个人的才智。多学科交叉突破会更有可能,横向融合创新才能产生颠覆性的成果。科学、技术、工程垂直打通才会形成能力,真正落实创新驱动发展的理念。因此合作交流越来越重要。当然,大学还是应偏重科学理论,偏重发现,企业偏重技术、工程,偏重发明,结合起来,力量才会更强大。


美国是世界上最强大的科技国家,特别是在吸引全球优秀人才上,有特别独到的优势。我们今天的科研状况很像二战前的美国,二战前 50 年时间,尽管美国产业已经领先全球,但在科研上充满功利主义,不重视基础研究、基础教育,大量依赖欧洲的灯塔照耀,利用欧洲的基础研究成果,发展短平快的产业。二战即将结束时,罗斯福总统的科技顾问范内瓦· 布什在《科学:无尽的前沿》中提出要重视不以应用为目的的基础研究,面向长远,逐步摆脱了对欧洲基础科学研究的依赖,从此,美国基础科学研究远远领跑全球,形成若干重大突破。


美国经过几十年的实践,20世纪90年代,美国普林斯顿大学的唐纳德·斯托克斯在《基础科学与技术创新:巴斯德象限》中,强调美国不仅需要纯技术研究,即玻尔象限,也要纯应用开发的爱迪生象限,更强调应用驱动的基础科学研究。理论上遥遥领先,又与应用结合,这样既拓展了科学认知,又能创造价值。例如,北大张平文副校长说,据说波音 777 飞机的风洞吹风是使用全新的空气动力学软件模拟仿真的,使过去需要的 80 次风洞实验减少到现在的 7 次左右,那么说明美国已把空气动力学的旋涡都变成了经典力学方程。而我们不吹风还不敢造飞机。俄罗斯将核发动机小型化,形成了战略威慑;美国把核弹小型化、战术化、无污染化。和平需要实力相当才可获取,祥林嫂式的和平是不存在的。美国的科技发展史就是一面镜子,我们以此来反思我国的科技发展战略的系统性、科学性,学人之长,长自己之力。


现在美国主张中美科技脱钩,美国是因为开放才走到今天的, 封闭会重返落后。清华教授张钹讲,美国越讲脱钩,我们越要高举科学无国界,坚持开放和国际化。科学是对客观规律的认识,真理只有一个,不存在东方科学、西方科学。论文都会公开发表,可以查询的,我们要站在前人的肩膀上,踮起脚尖,才能摸到上帝的脚。我们要坚持向一切先进学习,封闭是不会成功的。华为今天遇到的困难,不是说依托全球化平台,在战略方向上压上重兵力求突破有什么错误,而是我们设计的先进芯片,国内的基础工业还造不出来,我们不可能又做产品,又去制造芯片。就如我们缺粮,不能自己种稻子一样。技术创新是可以依据理论,独立设计、发明出来的。就如汽车,都是四个轮子,车都不一样。理论是可以在网上看到的,是大江、大洋、大山阻隔不了的。


科学发现、技术创新中最主要的是宽容。领导经常会问,最新进展怎么样了,你们研究成果有什么价值,能创造多少GDP?科学家要么说不出话,要么只好说违心的话。当科学家过多关心应用、关心价值,他的锚就锚在地上了,怎么飞得高?科学的道路是漫长的、孤寂的,多少代人孜孜不倦地努力,才发现一点点真理。只有戏剧作家才会写出科学家既会弹钢琴又会魔术般出成果的桥段。科学家要耐得住寂寞与无奈。就如华为 5G Massive MIMO,起初没有人认同,搞了8年终于成功上市,成为核心竞争力。又如 2G与3G 之间的算法打通,没有华为莫斯科研究所的小伙子安德烈默默无闻的几年钻研,没有宽容,就没有华为的无线成功。


我们如何追溯在这些过程中默默无闻贡献的人,包括中途离职的有功员工,给予鼓励,是我们人事工作应该改进的地方。过去几年由于评价不清楚、不准确,给人家打 C 了,可不可以通过追溯把他们重新评定为 A、B+,他们本来就是 A 的。我们只有尊重历史,才会英雄辈出。只有承认科学的历史观,才会有科学的发展观。我们今天受到百年未闻的打压及“围剿”,20 万员工的忘我奋斗,正在挽救公司。如果我 们还有可能胜利的一天, 我们不要忘了千万奋斗的英雄,各级人事部门要做好记录。追溯英雄,是为了产生更多的英雄。英雄是平凡人,不要忘记他们。忘记就意味着背叛。


我们处在一个最好的时代,我们的年轻人又如此活跃,我们的国家一定充满希望。



《科学:无尽的前沿》文摘


进行基础研究并不考虑实际目的。它产生的是一般性知识以及对自然及其规律的理解。尽管无法对任何一个问题给出完整具体的答案,但这种一般性知识提供了解答大量重要实际问题的方法。应用研究的功能就是提供这样完整的答案。从事基础研究的科学家可能对其工作的实际应用完全不感兴趣,但是如果基础科学研究长期遭到忽视,工业研发的进展也终将陷入停滞。


基础科学的特性之一是它能开辟出多种引发进步成果的途径。许多最重要的发现都是出自截然不同的实验本意。从统计学上讲,可以肯定的是,重要的发现都是某些基础科学研究的结果。任何一项特定研究的结果都无法被准确预测。


基础研究会带来新知识。它提供的是科学资本,是所有实际知识应用的源头活水。新产品和新工艺并非完全成熟。它们都建立于新的原理和概念之上,而这些新的原理和概念则源自最纯粹的科学领域的研究。


今天,基础研究是技术进步的引领者,这一点比以往任何时候都更接近真理。19 世纪,美国人以欧洲科学家的基础发现为主要依托,便可以凭借其机械发明大力推进实用技术的发展,但如今的情况已经完全不同。


一个依靠别人来获得基础科学知识的国家,无论其机械技能如何,其工业进步都将步履缓慢,在世界贸易中的竞争地位也会非常弱。


基础研究的中心


公共和私人支持的学院和大学以及受捐赠的研究机构,都必须既孕育新的科学知识,也要成为培养职业研究人员的摇篮。这些机构因其传统和自身的特点而更具备开展基础研究的特质。它们的责任是保存前人积累的知识,将这些知识传授给学生,并贡献各种各样的新知识。这主要是因为在这些机构中,科学家可以在一种没有成规、偏见或商业需求等压力的氛围下展开工作。它们竭尽所能为科学工作者提供强烈的团结感和安全感,以及极大程度的个人知识自由。所有这些都是关乎新知识发展的至关重要的因素,因为新知识总不免会挑战现有的信念或实践,因此肯定会引起反对。


工业通常受制于经济指标、自身定位以及持续的商业压力。在一般的工业实验室,基础科学很少能取得令人满意的成果。例外确实存在,但即便如此,在对科学发现至关重要的自由度方面,它们也很难与大学相媲美。


为了有效地发挥基础研究中心的作用,这些机构必须资金充沛且充满活力。它们必须能够吸引最好的科学家去担任教师及承担研究之责。它们必须提供有吸引力的研究机会和足够的报酬,从而能够与工业界和政府争夺最优秀的科学人才。


在过去的 25 年里,工业研究取得了长足进展,这些研究主要是将科学知识应用于多种实际用途,进而为社会提供新产品、新产业、新投资机会和数以百万计的就业岗位。在同一时期,同样以应用研究为主的政府内部研究也得到了极大的扩展。1930—1940 年,工业研究每年的支出从 1.16 亿美元增加到 2.4 亿美元,政府每年用于科学研究的支出从 2400万美元增加到 6900 万美元。同期,高等院校的科研支出从2000 万美元增加到 3100 万美元,而受捐赠研究机构的科研支出则从 5200 万美元降至 4500 万美元。这是目前最为准确乐观的估计。这些数字来自各种渠道,因此定义也不尽相同,但我们相信这些数字可以证实以下趋势:


1. 工业和政府用于科学研究(几乎全部是应用研究)的开支在 1930—1940 年间增加了一倍多。1930 年,它们的研究支出是学院、大学和研究机构的 6 倍,到 1940 年则已经接近10 倍。


2. 在此期间,高等院校的科研支出增加了 50% 左右,而受捐赠研究机构的科研经费却在缓慢下降。


高等院校和研究机构若想满足产业和政府对新科学知识迅速增长的需求,则应该利用公共资金加强其基础研究。


政府内部的研究


虽然有一些明显的例外,但大多数在政府实验室进行的研究都属应用性质。这一向如此,未来也很可能继续如此。因此政府和工业界一样,需要依赖学院、大学和研究机构来扩大基础科学的前沿,培养训练有素的科学研究人员。


政府的研究是我们整个研究活动的重要组成部分,且在战后更需要加强和扩大。这种扩大应集中于那些具有公众重要性且私人组织无法充分开展的研究和服务领域。


受雇人才的素质是科技工作中最重要的因素。政府目前在招募、评定和奖励这类人员方面所遵循的流程,已经使政府在与工业界和大学争夺一流科学人才方面陷入了严重障碍,应该采取措施减少这种障碍。


在政府中,由众多科学机构组成一个大部门的安排既有优点也有缺点,但目前这种模式已经十分深入人心,且有很多值得称道之处。但是在政策和预算方面,我们确实需要对这些机构的科学活动进行某种程度的协调,但目前尚不存在相关的协调手段。


应建立一个常设科学咨询委员会,以便与这些科学机构进行磋商,并就政府内科研机构的政策和预算等问题向政府的行政和立法部门提供建议。


这个委员会应该由与任何政府机构事务没有利益关联的科学家组成。


工业研究


政府加强工业研究最简单、最有效的方式是支持基础研究和培养科学人才。


基础研究的益处并不会均等地或以同样的速度惠及所有行业。一些小企业从来没有从中受惠。有人建议,如果为这类企业建立“研究诊所”,这些益处就可以得到更好的利用,企业家们便可以比现在更多地利用研究成果。这个建议当然值得进一步研究。


影响工业研究数量的最重要因素之一是所得税法。政府在这个问题上的所作所为将影响工业技术进步的速度。美国国家税务局对于扣除研发费用的不确定性态度阻碍了研究支出。


这些不确定性的产生是由于税法对此类费用的处理缺乏明确规定。应当修订《国内税收法典》,以消除目前在将研发支出作为日常费用抵扣净收入方面的不确定性。


研究也受到专利法的影响。专利法的作用是激励新发明,并促进围绕新的设备或新工艺建立新的产业。这些产业会创造新的就业机会和新产品,所有这些都有助于增进国家的福利和实力。


然而,专利法在实施方面的不确定性也削弱了弱小行业将新理念转化为有益于国家的工艺和产品的能力。这些不确定性部分归因于目前的专利制度在执行时所遇到的种种困难以及费用问题。另外这也要归因于在专利使用方面出现的某些滥用情况。这种弊端应当予以纠正。它们导致了肆意的批评性攻击,而这些攻击往往会导致一个基本健全的体系名誉扫地。


重要的是,专利制度应继续以宪法所规定的方式为国家服务,因为它向来是保持我国产业活力并令其脱颖而出的一项必要因素。


国家专利计划委员会就此做了报告。此外,在商务部部长的领导下,我们正在就应当如何修订专利法进行深入研究。因此,我建议在提交专门针对该主题的报告之前,政府不要就专利法采取任何具体行动。


科学信息的国际交流


科学信息的国际交流越来越重要。科学日益专业化,这使得我国科学家持续领先于国外同行这件事,比以往任何时候都更加重要。此外,科学信息的流动也是我们应加以培养的一般国际协定的一个方面。


政府可以通过如下几种方式在科学交流方面取得显著成果: 协助安排国际科学会议,对出席此类会议的美国科学家给予官方认证,以提供翻译服务以及提供国际研究奖学金等方式,对常驻我国的外国科学家予以正式接待,使技术信息的快速流动成为可能。目前,私人基金会和其他团体部分地履行了其中一些职能,但其辐射范围既不完整也不充足。


政府应在促进科学信息的国际流动方面发挥积极作用。


对联邦支持的特别需要


我们不能再指望被二战蹂躏的欧洲作为基础知识的来源。过去,我们致力于应用国外发现的基础知识。未来,我们必须更加专注于自己发现基础知识,因为未来的科学应用将比以往任何时候都更依赖于基础知识。


必须给我国的研究注入新的动力。这样的动力只能从政府中迅速获得。否则,高等院校和研究机构的研究开支将无法满足公众对研究日益增长的需求。


此外,我们不能指望工业界能够充分填补这一空白。工业能够充分应对将新知识应用于新产品的挑战。在这方面它们可以依靠商业激励。但是基础研究本质上是非商业性的,如果把它交给工业界,必将无法得到应有的重视。


多年来,政府一直在明智地支持农业院校的研究,并取得了巨大收益。是时候将这种支持扩展到其他领域了。


然而,在提供政府支持的过程中,我们必须尽可能地保留私人对工业界、高等院校以及研究机构的支持。这些私人财源应继续承担其研究捐助者的角色。

责任编辑:李烨

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