我國古代有一部《孫子兵法》,千百年來,享譽中外。它不僅為世界各國軍事家必讀之書,也為現代商業、政治以及人們的日常行為與處世之道所廣泛應用。《孫子兵法》之所以被如此推崇,主要是它從無數戰爭勝敗的實踐經驗中,創造性地總結、集成了軍事上的謀、略、技巧和套路,是我國古代集軍事“方法創新”之大成的傑出成果,充分反映了“創新方法”的重大影響。
回顧人類發展歷史以及科學技術進步歷程,每一次重大跨越和重要發現都與思維創新、方法創新、工具創新密切相關;離開了“創新”,人類社會不可能向前邁進,科學技術也不可能有實質性的進步。可以説,“創新”已經成為現代社會發展與進步的基本動力。這裡所説的創新包括思維、方法和工具三個方面的創新,這三者的有機結合可以統稱為“創新方法”。在近、現代科學史上,許多重大科學發現本身就是科學思維、科學方法或科學工具上的創新。例如,牛頓的《自然哲學的數學原理》不僅是近代科學的奠基性著作,同時也是科學思維方法的經典之作;著名科學家伽利略、笛卡爾、賴爾、達爾文、愛迪生、愛因斯坦等不僅做出了重大的科學發現,同時也是創新方法大師。
自近代科學産生尤其進入20世紀以來,思維、方法和工具的創新與重大科學發現之間的關係更加密切。據統計,從1901年諾貝爾獎設立以來,大約有60%—70%是由於科學觀念、思維、方法和手段上的創新而取得的。例如,1924年哈勃望遠鏡的發明與應用揭開了人類對星系研究的序幕,為人類的宇宙觀帶來新的革命;1941年,“分配色層分析法”的發明,解決了青黴素提純的關鍵問題,使醫學進入了抗生素防治疾病的新時代;上世紀70年代,我國科學家袁隆平提出了將雜交優勢用於水稻育種的新思想,並創立了水稻育種的三係配套方法,從而實現了雜交水稻的歷史性突破。英國著名哲學家卡爾·皮爾遜曾將科學方法看作是“通向絕對知識或真理的唯一道路”。近代、現代科學技術的發展歷程表明,科學思維、方法和工具的創新已經成為科學技術發展與進步的重要動力。
一、我國創新方法的現狀和問題
從春秋至明初,中國的科學技術始終保持著持續的發展,在數學、醫學、天文學等理論科學以及冶金、紡織、建築等工藝技術方面,遙遙領先於歐洲並一直走在世界的前列。然而,從16世紀中後期開始,由於僵固的社會體制以及傳統思維的限制,我國漸漸失去了作為世界科學技術中心的地位。
自近代科學發端以來,我國在科學技術領域已經遠遠落後於西方世界,甚至與日韓等亞洲國家和地區的差距也在明顯加大。導致中國近代科學技術落後有許多原因,其中,對思維、方法和工具創新的重視不夠是較為重要的原因之一。西方近代科學的發展在很大程度上是建立在對客觀對象的分析以及認識手段不斷更新的基礎之上的,與中國的傳統思維方式及認識世界的方法有明顯的區別。中國傳統思維方式注重直觀判斷與綜合,強調對客觀世界的整體性認識;在對具體對象的細究與深層次分析方面,中國傳統思維方式不及近代以來西方思維方式所具有的優勢,從而限制了近代科學技術在中國的産生與發展。
自20世紀中期尤其是改革開放以來,我國逐步引入現代科學分析與論證的理性思維和方法,這促進了科學技術的快速發展,逐步提升了我國在世界科學技術中的地位。但從目前的科技發展狀況以及發展趨勢看,我國科技發展水平及能力仍明顯落後於發達國家,科學思維創新不足、民眾科學素養的相對缺乏以及科技手段與方法上的落後等嚴重制約著我國的科技自主創新能力,進而影響到科學事業本身的發展。在具體的科學領域,我國對現代科學方法的掌握大多遠遠落後於歐美等發達國家。例如,在軍事領域,以美國為首的科技大國早在20世紀80年代就掌握了武器精準制導方法,而我國在這方面才剛剛起步;在農業領域,轉基因方法在20世紀80年代就開始應用於作物育種,而我國直到20世紀末才掌握轉基因的方法;在醫學和生命科學領域,諸如DNA測序等先進的研究方法和手段幾乎全部來自於歐美等發達國家。從支撐高科技發展的重要儀器設備狀況看,我國也與國際先進水平存在較大差距,如等離子質譜儀、核磁波譜儀、高檔激光干涉儀等,我國基本處於空白。
影響我國創新方法的原因主要體現在以下四個方面:
1.教育方式不利於創新方法,嚴重影響科研活動中思維的創新
目前的應試教育體系不利於對學生創新精神和創新思維的培養,灌輸式、記憶式的教學方法抑制了學生的創新思維和創新精神。國內大多數高等院校主要強調專業知識的傳授,而缺少科學思維、科學方法方面的引導和訓練。而美國從中學開始就有方法學的課程,採取互動式、啟髮式的教學方式,從小培育青少年的創新思維與創造力。海外留學人員之所以在回國創業中能比其他人獲得更多的機會和取得更突出的成就,主要是因為在國外受到了良好的創新思維與模式、科學方法的培養。到目前為止,我國的科技發展以跟蹤模倣為主,自主創新較少。一個國家或地區的科技自主創新能力在一定程度上反映在專利的申請以及獲取專利的數量上。據統計,目前中國大陸獲得的美國專利授權量只佔其總量的0.12%,尚不及港臺地區的數量(香港0.13%,台灣3%);大陸多數學科發展滯後,屬於世界領先的學科很少。
2.科技界對創新方法的認識與關注程度不夠
我國創新方法研究之所以沒有得到充分重視與我國科研人員對方法的認識和關注程度不夠有關。早在80年前,蔡元培先生就曾指出:“昔日所教授者,如理化、歷史、地理等課,皆為前人之研究成果,言進程及方法者極少,今當注意方法問題。”長期以來,這種真知灼見並沒有得到應有的重視。學術界對創新方法不夠重視主要表現在:第一,國內大多數專業學術期刊很少發表關於本領域科學思想與方法的理論性論文;相比之下,像世界著名雜誌《自然》和《科學》卻非常重視刊登這類文章。第二,國內大多數專業教科書沒有對本學科領域的思想方法發展及其演變進行系統地介紹,也很少有從認識論和方法論的角度對本學科的科學方法展開討論。第三,我國科學方法游離在科學研究之外,研究方法學的大多是社會科學工作者,方法研究和方法應用之間存在較為嚴重的脫節現象。第四,在一些課題申請書中,對研究方案、技術路線重視不夠,甚至簡化為研究步驟,對研究方法的有效性、思路的創新性及其深層意義缺乏思考,這種現象已經嚴重影響到科研成果的質量。
3.目前的科技成果評價方式不利於創新方法
科技成果評價方式對科學研究具有較強的導向作用。我國目前科技成果評價方式、科研院所對科研人員研究能力的評價標準有失全面性。第一,在評價科學基礎研究成果時,我國普遍採用以SCI收錄作為標準,將其作為個人評職晉級和衡量高校、科研院所科研實力強弱的主要依據之一。雖然SCI收錄及其影響因子對於科研成果評價具有積極作用,但其並不能全面反映學術研究以及成果的實際情況,因為許多思維性、方法性的重要問題屬於社會科學範疇,很難在收錄自然科學領域文章為主的SCI中出現。SCI導向在一定程度上影響我國科技的健康發展。第二,過分強調科研成果數量而忽視成果質量。我國許多大學和科研院所在職位考核和晉陞時都把發表論文數量作為重要依據,從而導致一些科研人員選擇時間週期短、容易出文章的題目,而對那些難度大、週期長的思維性、方法性和工具性問題敬而遠之,滋生了學術浮躁之風,不利於産生重大突破性的研究成果;前幾年國家技術發明一等獎連續多年空缺就是很好例證。第三,在課題立項和評審過程中,往往強調研究成果近期的社會經濟效益,而對基礎性的科學思維方法與工具的重要性重視不夠,致使我國一些學術領域的發展缺乏明確的方向、學術研究缺乏可持續性,其結果嚴重阻礙了我國基礎科學研究的健康發展,制約我國的科技創新。
4.在創新方法方面的投入不夠
近年來,我國科學研究與發展(R&D)經費投入不斷增加。在“十五”期間,年均增長率為22.2%,至2005年全社會R&D經費總支出達到2450億元,佔當年國內生産總值(GDP)的1.34%,這為我國科技發展提供了有力的支撐。但與發達國家以及同等發展水平的發展中國家相比,我國科技投入水平還不高。以2004年為例,我國研發經費僅相當於美國的8%;全國從事研究開發人員年平均經費分別只有韓國的14%和日本的8%。早在1995年中央《關於加速科學技術進步的決定》就提出到2000年全國科研經費投入達到國民生産總值的1.5%,這一目標仍未實現。2006年,世界上包括美國、日本、芬蘭、韓國等在內的近20個創新型國家R&D投入佔GDP的比例平均在2%以上,美國和日本已經分別達到2.8%和3.1%,而我國僅為1.4%。可見,我國科研經費無論是佔國內生産總值的比重還是絕對數量仍然偏低。創新方法是前瞻性、基礎性、公益性的科技能力建設工作,是國家公共財政支持的重要方面。在發達國家,公共財政支持科技發展的經費中有一定的比例專門用於支持科學方法和科學儀器;而在我國,國家主體科技計劃對這方面研究項目的支持很少,甚至沒有。
二、加強創新方法工作的必要性與緊迫性
從一定意義上説,誰掌握了最先進的科學方法,誰就掌握了科技發展的優先權。我國目前正在全面落實科學發展觀,貫徹執行《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020)》,建設創新型國家。要有效推進這些戰略目標的實現,加強科學思維、科學方法與科學工具創新是一項重要而又緊迫的任務,對於我國整體科技發展水平的提高以及技術能力的提升具有重大意義。
1.建設創新型國家迫切需要創新科學方法
建設創新型國家,核心就是把增強自主創新能力作為發展科學技術的戰略基點,走出一條中國特色的自主創新道路。改革開放20多年來,我國引進了大量科學技術與儀器設備,這對提高科學研究水平、産業技術水平、促進經濟發展起到了重要作用。但是,必須清醒地看到,只引進而不注重方法與技術的創新,勢必削弱自主研發能力,拉大與世界先進水平的差距。事實告訴我們,在關係國民經濟命脈和國家安全的關鍵領域,真正的核心科學技術是買不來的。例如,涉及軍事、納米、生命科學等領域具有戰略意義的核心技術與儀器設備,發達國家一直對我國進行封鎖,甚至在SARS爆發後,我國都很難從國外進口到建立生物安全P4實驗室的核心儀器。我國要在激烈的國際競爭中掌握主動權,就必須在若干重要領域加強科學方法的研究與創新,只有這樣才能掌握一批核心技術和關鍵方法,從而降低科技發展對國外技術和方法的依賴,真正提高自主創新能力。目前,我國在關係國計民生的諸多領域,還沒有掌握國際最為先進的科學方法與手段,甚至在一些領域落後於國際先進水平數十年,這大大限制了我國科技自主創新能力的提高,制約著創新型國家的建設。
2.方法上的突破是實現科學技術跨越式發展的重要基礎
實現科學技術的跨越式發展是中國由科技大國向科技強國轉變的根本途徑。科技史上後進趕超先進的經驗表明,創新方法是科技跨越式發展的關鍵。研究思維、方法和工具上的突破與創新不僅意味著進入並佔領科學研究的前沿和戰略制高點,而且意味著向新的領域、新的方向開拓時佔據了先機,具備了跨越發展的競爭優勢。科技發展史上有許多事例印證了思維、方法和工具突破對科學技術跨越式發展的重要性。例如,20世紀30年代科學家創新性地提出了用電子束替代光波進行顯微的設想,這導致了電子顯微鏡的出現,從而使放大率比原來光學顯微鏡擴大了數百倍,徹底解決了材料、化工等科學在微觀研究領域放大率不足的問題,使這些領域進入了原子時代;20世紀60年代遙感方法與技術的出現使得人類可以在不與物體、區域接觸情況下獲得數據資料,促使地球科學獲得了跨越式發展;20世紀90年代納米技術的興起,給科學家提供了一個全新的科學研究與技術開發手段,這引發了材料、電子、能源等許多領域科技的革命性變革。科技發展的歷史經驗表明,要想實現科學技術的跨越式發展,就必須有科學方法上的突破與創新。正如諾貝爾獎獲得者巴甫洛夫曾指出,“科學是隨著研究方法所獲得的成就前進的”。
3.企業創新能力的增強有賴於科學方法的應用與創新
企業是一個國家經濟發展的主體,科技自主創新的關鍵是企業科技的自主創新。企業為適應生産發展和市場需求,必然以開拓新技術、新産品、新市場為經濟目的,進行科技創新活動。像美國的波音、日本的豐田、德國的大眾汽車等公司,其企業自身就擁有龐大的科研機構,不斷開展科學研究與技術創新;企業的這種技術創新行為本身就是新思維、新方法、新手段探索與新儀器、新設備生産的行為。可以説,科學思維與方法的研究與創新不僅為企業研發提供了必要的知識,而且科學思維和方法研究及其與先進科研儀器的結合能夠大力增強企業研發能力,從而提升企業的技術創新能力和市場競爭力。我國目前正處在經濟發展的重要時期,提高企業的國際競爭力是我國目前經濟發展的重要任務,而提高企業競爭力的最重要途徑就是提高企業的技術研發能力。例如,首創公司在對已有的有關GSM/GPRS研製的科學方法研究的基礎上,發明了GSM/GPRS無線通信系統算法,並由此研製和開發了展芯GSM/GPRS手機核心芯片,打破了國際壟斷,有效地提高了整機廠商的競爭能力,進而推動了我國移動通信領域的科技進步。但這種成功的例子在我國還不多見,絕大多數企業依然缺乏這種創新能力。這種創新能力的缺乏除了企業自身經濟實力的限制之外,科學思維、方法、工具的推廣與普及機制不健全也是一個重要原因。因此,現階段有必要對企業在科學思維、方法與工具的應用與創新方面加大能力建設,為有效提高企業的自主創新能力與國際競爭力提供幫助。
4.普及科學方法、弘揚科學精神是提高全民科學素養的重要手段
科學素養是公民素質的重要組成部分,公民的科學素養反映了一個國家或地區的軟實力。自主創新、科技發展不僅依賴於社會的物質保障,還與社會文化環境和廣大公眾的科學素養高低緊密相關。目前,我國公民科學素養較低,據有關調查,2003年我國公民具備基本科學素養的人口比例僅為1.98%,與美國2001年已經達到的17%的水平相距甚遠,這與實現建設創新型國家和全面建設小康社會的戰略目標的要求形成了很大反差,這種嚴峻形勢既表明我國提高全民科學素養任務的艱巨性,也表明了我國提高全民科學素養的重要性與緊迫性。要提高全民科學素養,不僅要加強公眾對科學內容的了解,更要提高公眾對科學思維、科學方法和科學工具的認識,只有這樣才能使公眾形成對科學具體而豐富的把握。全面推動方法的研究與創新,並在此基礎上加強對相關知識的傳播,將對全面提高全民科學素養産生重要而深遠的影響。
三、著眼未來,全面部署,大力推進創新方法工作
創新方法是國家科技創新的重要組成部分,是一項長期性的基礎工作。開展創新方法工作的總體指導思想是:抓住科學思維、科學方法、科學工具“三個層面”,重點面向科研機構、企業、教育系統“三個對象”,積極推進技術、管理和體制的創新。在“十一五”及未來一段時期內,我國要從以下幾個方面入手,大力推進創新方法行動。
首先,加大對創新方法的投入力度,引導與鼓勵科研人員積極參與創新方法行動。在國家重大科技計劃以及科研項目的設置上,注重對科學思維、科學方法和科學工具研究與創新的支持,形成國家對創新方法投入的長期的、穩定增長的渠道;並在相關科技計劃與優先領域中,超前部署對未來科技發展有引領作用的科學思維與方法的研究和創新項目;對基礎研究和戰略高技術研究中採用新的思路、探索新的方法以及進行工具設備創新的研究項目給予重點支持;對引領學科前沿、搶佔高科技戰略制高點、支撐重大技術創新、解決國民經濟和社會發展重大問題的方法創新,加大投入力度;對在方法上創新性強的小項目、非共識項目以及學科交叉項目給予特別關注和支持。在科研項目的立項與選擇評價上,採用符合國際規範的科學研究評價方法,提高同行評議的水平。在科研成果評價與科技獎勵上,向有重大思維創新、方法創新和工具性創新的研究傾斜;在國家自然科學獎、科技進步獎、發明獎中,加大創新方法在成果評價上的權重。在科研成果産業化過程中,提高我國自主研發的科學儀器應用水平。
其次,系統地組織開展創新方法的基礎性研究工作。組織我國優秀科學家、工程技術專家,綜合、系統地整理、分析科學思維、方法與儀器設備創新的成果;根據當前國際最新的發展趨勢,全面開展“科學方法大系”的研究與編制工作,出版有關科學方法的大型系列專著;根據不同的社會群體,編輯出版相關的科普讀物;組織開展針對科學思維、方法與儀器設備創新的學術論壇、專題講座以及相關調研工作;加強支撐創新方法工作的平臺建設。與此同時,針對與國民經濟發展密切相關且蘊涵重大科技突破的重點領域,有針對性地開展創新方法工作:一是對能夠導致方法創新的科學原理和能夠開拓新的研究方向的思維方法的研究;二是對涉及軍事、納米、生命科學等高科技領域以及解決資源、環境、工程建設、公共安全、人口與健康等重大問題的新思維、新方法和新工具的研究;三是對具有中國特色的領域(如中醫)開展科學思維、方法與工具設備的研究;四是支撐科學儀器設備的自主創新,包括能有效帶動和引領科學儀器行業發展的關鍵核心技術、核心部件等的研究;五是對支撐企業、行業重大技術發明的共性技術、核心技術和關鍵部件的新技術、新設計、新工藝的研究。
第三,從教育和人才使用機制的改革入手,加強創新型人才的培養。一是構建新型的基礎教育培訓體系。廣泛開展科學思維的基礎性教育工作,重點從“娃娃”抓起,突破傳統思維框架的束縛,培育創新意識和創新精神;重點開發系列科學思維、科學方法及科學工具的中小學教材並進行試點應用。二是在高等教育中增加科學方法與創新思維方面的教學內容。鼓勵進一步加大科學方法與方法論相關課程的設置與教學活動,鼓勵開設新興或交叉學科的前沿講座。三是進一步改革人才培養和使用機制。充分發揮選拔和使用機制在人才培養方面的導向作用,將具有科學思維能力、掌握科學方法作為人才選拔和使用的標準之一,把在科學方法的研究、應用與創新方面做出突出貢獻的科研、教學、管理人員選拔推薦到重要的工作崗位上來,通過開展創新方面的工作,培養一批科研帥才和領先團隊。四是創造有利於創新型人才脫穎而出的制度和文化氛圍。提倡開展平等的學術爭論,保障不同學術觀點的公開發表和充分討論;採取有效的激勵措施,對有獨立思考能力和獨創精神的青年人才及團隊給予優先的支持與鼓勵。
第四,重點針對國有大中型企業開展創新方法培訓。以增強企業自主創新能力和培養企業創新型人才為目標,重點針對國有大中型企業開展創新方法培訓。一是根據不同行業、企業生産特點以及發展趨勢,組織相關領域專家編寫有針對性的創新方法培訓教材,並在相關研究機構、高等院校開展創新方法師資培訓,為大規模開展創新方法培訓培養師資隊伍。二是選擇有代表性的行業,應用相關培訓教材,對企業員工尤其是企業領導、主要研發人員進行試點培訓,提高企業員工對創新方法研究重要性的認識。三是結合試點培訓情況,對不同行業國有大中型企業廣泛開展創新方法培訓,努力培養出一批能夠滿足不同行業發展需求的企業創新型人才。(科技日報)