开展创新方法工作全面提升自主创新能力
时间:11-12-17     
     作者:刘燕华 副部长

我国古代有一部《孙子兵法》,千百年来,享誉中外。它不仅为世界各国军事家必读之书,也为现代商业、政治以及人们的日常行为与处世之道所广泛应用。《孙子兵法》之所以被如此推崇,主要是它从无数战争胜败的实践经验中,创造性地总结、集成了军事上的谋、略、技巧和套路,是我国古代集军事“方法创新”之大成的杰出成果,充分反映了“创新方法”的重大影响。

回顾人类发展历史以及科学技术进步历程,每一次重大跨越和重要发现都与思维创新、方法创新、工具创新密切相关;离开了“创新”,人类社会不可能向前迈进,科学技术也不可能有实质性的进步。可以说,“创新”已经成为现代社会发展与进步的基本动力。这里所说的创新包括思维、方法和工具三个方面的创新,这三者的有机结合可以统称为“创新方法”。在近、现代科学史上,许多重大科学发现本身就是科学思维、科学方法或科学工具上的创新。例如,牛顿的《自然哲学的数学原理》不仅是近代科学的奠基性著作,同时也是科学思维方法的经典之作;著名科学家伽利略、笛卡尔、赖尔、达尔文、爱迪生、爱因斯坦等不仅做出了重大的科学发现,同时也是创新方法大师。

    自近代科学产生尤其进入20世纪以来,思维、方法和工具的创新与重大科学发现之间的关系更加密切。据统计,从1901年诺贝尔奖设立以来,大约有60%70%是由于科学观念、思维、方法和手段上的创新而取得的。例如,1924年哈勃望远镜的发明与应用揭开了人类对星系研究的序幕,为人类的宇宙观带来新的革命;1941年,“分配色层分析法”的发明,解决了青霉素提纯的关键问题,使医学进入了抗生素防治疾病的新时代;上世纪70年代,我国科学家袁隆平提出了将杂交优势用于水稻育种的新思想,并创立了水稻育种的三系配套方法,从而实现了杂交水稻的历史性突破。英国著名哲学家卡尔·皮尔逊曾将科学方法看作是“通向绝对知识或真理的唯一道路”。近代、现代科学技术的发展历程表明,科学思维、方法和工具的创新已经成为科学技术发展与进步的重要动力。

    一、我国创新方法的现状和问题

    从春秋至明初,中国的科学技术始终保持着持续的发展,在数学、医学、天文学等理论科学以及冶金、纺织、建筑等工艺技术方面,遥遥领先于欧洲并一直走在世界的前列。然而,从16世纪中后期开始,由于僵固的社会体制以及传统思维的限制,我国渐渐失去了作为世界科学技术中心的地位。

    自近代科学发端以来,我国在科学技术领域已经远远落后于西方世界,甚至与日韩等亚洲国家和地区的差距也在明显加大。导致中国近代科学技术落后有许多原因,其中,对思维、方法和工具创新的重视不够是较为重要的原因之一。西方近代科学的发展在很大程度上是建立在对客观对象的分析以及认识手段不断更新的基础之上的,与中国的传统思维方式及认识世界的方法有明显的区别。中国传统思维方式注重直观判断与综合,强调对客观世界的整体性认识;在对具体对象的细究与深层次分析方面,中国传统思维方式不及近代以来西方思维方式所具有的优势,从而限制了近代科学技术在中国的产生与发展。

    20世纪中期尤其是改革开放以来,我国逐步引入现代科学分析与论证的理性思维和方法,这促进了科学技术的快速发展,逐步提升了我国在世界科学技术中的地位。但从目前的科技发展状况以及发展趋势看,我国科技发展水平及能力仍明显落后于发达国家,科学思维创新不足、民众科学素养的相对缺乏以及科技手段与方法上的落后等严重制约着我国的科技自主创新能力,进而影响到科学事业本身的发展。在具体的科学领域,我国对现代科学方法的掌握大多远远落后于欧美等发达国家。例如,在军事领域,以美国为首的科技大国早在20世纪80年代就掌握了武器精准制导方法,而我国在这方面才刚刚起步;在农业领域,转基因方法在20世纪80年代就开始应用于作物育种,而我国直到20世纪末才掌握转基因的方法;在医学和生命科学领域,诸如DNA测序等先进的研究方法和手段几乎全部来自于欧美等发达国家。从支撑高科技发展的重要仪器设备状况看,我国也与国际先进水平存在较大差距,如等离子质谱仪、核磁波谱仪、高档激光干涉仪等,我国基本处于空白。

    影响我国创新方法的原因主要体现在以下四个方面:

    1.教育方式不利于创新方法,严重影响科研活动中思维的创新

    目前的应试教育体系不利于对学生创新精神和创新思维的培养,灌输式、记忆式的教学方法抑制了学生的创新思维和创新精神。国内大多数高等院校主要强调专业知识的传授,而缺少科学思维、科学方法方面的引导和训练。而美国从中学开始就有方法学的课程,采取互动式、启发式的教学方式,从小培育青少年的创新思维与创造力。海外留学人员之所以在回国创业中能比其他人获得更多的机会和取得更突出的成就,主要是因为在国外受到了良好的创新思维与模式、科学方法的培养。到目前为止,我国的科技发展以跟踪模仿为主,自主创新较少。一个国家或地区的科技自主创新能力在一定程度上反映在专利的申请以及获取专利的数量上。据统计,目前中国大陆获得的美国专利授权量只占其总量的0.12%,尚不及港台地区的数量(香港0.13%,台湾3%);大陆多数学科发展滞后,属于世界领先的学科很少。

    2.科技界对创新方法的认识与关注程度不够

    我国创新方法研究之所以没有得到充分重视与我国科研人员对方法的认识和关注程度不够有关。早在80年前,蔡元培先生就曾指出:“昔日所教授者,如理化、历史、地理等课,皆为前人之研究成果,言进程及方法者极少,今当注意方法问题。”长期以来,这种真知灼见并没有得到应有的重视。学术界对创新方法不够重视主要表现在:第一,国内大多数专业学术期刊很少发表关于本领域科学思想与方法的理论性论文;相比之下,像世界著名杂志《自然》和《科学》却非常重视刊登这类文章。第二,国内大多数专业教科书没有对本学科领域的思想方法发展及其演变进行系统地介绍,也很少有从认识论和方法论的角度对本学科的科学方法展开讨论。第三,我国科学方法游离在科学研究之外,研究方法学的大多是社会科学工作者,方法研究和方法应用之间存在较为严重的脱节现象。第四,在一些课题申请书中,对研究方案、技术路线重视不够,甚至简化为研究步骤,对研究方法的有效性、思路的创新性及其深层意义缺乏思考,这种现象已经严重影响到科研成果的质量。

    3.目前的科技成果评价方式不利于创新方法

    科技成果评价方式对科学研究具有较强的导向作用。我国目前科技成果评价方式、科研院所对科研人员研究能力的评价标准有失全面性。第一,在评价科学基础研究成果时,我国普遍采用以SCI收录作为标准,将其作为个人评职晋级和衡量高校、科研院所科研实力强弱的主要依据之一。虽然SCI收录及其影响因子对于科研成果评价具有积极作用,但其并不能全面反映学术研究以及成果的实际情况,因为许多思维性、方法性的重要问题属于社会科学范畴,很难在收录自然科学领域文章为主的SCI中出现。SCI导向在一定程度上影响我国科技的健康发展。第二,过分强调科研成果数量而忽视成果质量。我国许多大学和科研院所在职位考核和晋升时都把发表论文数量作为重要依据,从而导致一些科研人员选择时间周期短、容易出文章的题目,而对那些难度大、周期长的思维性、方法性和工具性问题敬而远之,滋生了学术浮躁之风,不利于产生重大突破性的研究成果;前几年国家技术发明一等奖连续多年空缺就是很好例证。第三,在课题立项和评审过程中,往往强调研究成果近期的社会经济效益,而对基础性的科学思维方法与工具的重要性重视不够,致使我国一些学术领域的发展缺乏明确的方向、学术研究缺乏可持续性,其结果严重阻碍了我国基础科学研究的健康发展,制约我国的科技创新。

    4.在创新方法方面的投入不够

    近年来,我国科学研究与发展(R&D)经费投入不断增加。在“十五”期间,年均增长率为22.2%,至2005年全社会R&D经费总支出达到2450亿元,占当年国内生产总值(GDP)的1.34%,这为我国科技发展提供了有力的支撑。但与发达国家以及同等发展水平的发展中国家相比,我国科技投入水平还不高。以2004年为例,我国研发经费仅相当于美国的8%;全国从事研究开发人员年平均经费分别只有韩国的14%和日本的8%。早在1995年中央《关于加速科学技术进步的决定》就提出到2000年全国科研经费投入达到国民生产总值的1.5%,这一目标仍未实现。2006年,世界上包括美国、日本、芬兰、韩国等在内的近20个创新型国家R&D投入占GDP的比例平均在2%以上,美国和日本已经分别达到2.8%3.1%,而我国仅为1.4%。可见,我国科研经费无论是占国内生产总值的比重还是绝对数量仍然偏低。创新方法是前瞻性、基础性、公益性的科技能力建设工作,是国家公共财政支持的重要方面。在发达国家,公共财政支持科技发展的经费中有一定的比例专门用于支持科学方法和科学仪器;而在我国,国家主体科技计划对这方面研究项目的支持很少,甚至没有。

    二、加强创新方法工作的必要性与紧迫性

    从一定意义上说,谁掌握了最先进的科学方法,谁就掌握了科技发展的优先权。我国目前正在全面落实科学发展观,贯彻执行《国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020)》,建设创新型国家。要有效推进这些战略目标的实现,加强科学思维、科学方法与科学工具创新是一项重要而又紧迫的任务,对于我国整体科技发展水平的提高以及技术能力的提升具有重大意义。

    1.建设创新型国家迫切需要创新科学方法

    建设创新型国家,核心就是把增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点,走出一条中国特色的自主创新道路。改革开放20多年来,我国引进了大量科学技术与仪器设备,这对提高科学研究水平、产业技术水平、促进经济发展起到了重要作用。但是,必须清醒地看到,只引进而不注重方法与技术的创新,势必削弱自主研发能力,拉大与世界先进水平的差距。事实告诉我们,在关系国民经济命脉和国家安全的关键领域,真正的核心科学技术是买不来的。例如,涉及军事、纳米、生命科学等领域具有战略意义的核心技术与仪器设备,发达国家一直对我国进行封锁,甚至在SARS爆发后,我国都很难从国外进口到建立生物安全P4实验室的核心仪器。我国要在激烈的国际竞争中掌握主动权,就必须在若干重要领域加强科学方法的研究与创新,只有这样才能掌握一批核心技术和关键方法,从而降低科技发展对国外技术和方法的依赖,真正提高自主创新能力。目前,我国在关系国计民生的诸多领域,还没有掌握国际最为先进的科学方法与手段,甚至在一些领域落后于国际先进水平数十年,这大大限制了我国科技自主创新能力的提高,制约着创新型国家的建设。

    2.方法上的突破是实现科学技术跨越式发展的重要基础

    实现科学技术的跨越式发展是中国由科技大国向科技强国转变的根本途径。科技史上后进赶超先进的经验表明,创新方法是科技跨越式发展的关键。研究思维、方法和工具上的突破与创新不仅意味着进入并占领科学研究的前沿和战略制高点,而且意味着向新的领域、新的方向开拓时占据了先机,具备了跨越发展的竞争优势。科技发展史上有许多事例印证了思维、方法和工具突破对科学技术跨越式发展的重要性。例如,20世纪30年代科学家创新性地提出了用电子束替代光波进行显微的设想,这导致了电子显微镜的出现,从而使放大率比原来光学显微镜扩大了数百倍,彻底解决了材料、化工等科学在微观研究领域放大率不足的问题,使这些领域进入了原子时代;20世纪60年代遥感方法与技术的出现使得人类可以在不与物体、区域接触情况下获得数据资料,促使地球科学获得了跨越式发展;20世纪90年代纳米技术的兴起,给科学家提供了一个全新的科学研究与技术开发手段,这引发了材料、电子、能源等许多领域科技的革命性变革。科技发展的历史经验表明,要想实现科学技术的跨越式发展,就必须有科学方法上的突破与创新。正如诺贝尔奖获得者巴甫洛夫曾指出,“科学是随着研究方法所获得的成就前进的”。

    3.企业创新能力的增强有赖于科学方法的应用与创新

    企业是一个国家经济发展的主体,科技自主创新的关键是企业科技的自主创新。企业为适应生产发展和市场需求,必然以开拓新技术、新产品、新市场为经济目的,进行科技创新活动。像美国的波音、日本的丰田、德国的大众汽车等公司,其企业自身就拥有庞大的科研机构,不断开展科学研究与技术创新;企业的这种技术创新行为本身就是新思维、新方法、新手段探索与新仪器、新设备生产的行为。可以说,科学思维与方法的研究与创新不仅为企业研发提供了必要的知识,而且科学思维和方法研究及其与先进科研仪器的结合能够大力增强企业研发能力,从而提升企业的技术创新能力和市场竞争力。我国目前正处在经济发展的重要时期,提高企业的国际竞争力是我国目前经济发展的重要任务,而提高企业竞争力的最重要途径就是提高企业的技术研发能力。例如,首创公司在对已有的有关GSM/GPRS研制的科学方法研究的基础上,发明了GSM/GPRS无线通信系统算法,并由此研制和开发了展芯GSM/GPRS手机核心芯片,打破了国际垄断,有效地提高了整机厂商的竞争能力,进而推动了我国移动通信领域的科技进步。但这种成功的例子在我国还不多见,绝大多数企业依然缺乏这种创新能力。这种创新能力的缺乏除了企业自身经济实力的限制之外,科学思维、方法、工具的推广与普及机制不健全也是一个重要原因。因此,现阶段有必要对企业在科学思维、方法与工具的应用与创新方面加大能力建设,为有效提高企业的自主创新能力与国际竞争力提供帮助。

    4.普及科学方法、弘扬科学精神是提高全民科学素养的重要手段

    科学素养是公民素质的重要组成部分,公民的科学素养反映了一个国家或地区的软实力。自主创新、科技发展不仅依赖于社会的物质保障,还与社会文化环境和广大公众的科学素养高低紧密相关。目前,我国公民科学素养较低,据有关调查,2003年我国公民具备基本科学素养的人口比例仅为1.98%,与美国2001年已经达到的17%的水平相距甚远,这与实现建设创新型国家和全面建设小康社会的战略目标的要求形成了很大反差,这种严峻形势既表明我国提高全民科学素养任务的艰巨性,也表明了我国提高全民科学素养的重要性与紧迫性。要提高全民科学素养,不仅要加强公众对科学内容的了解,更要提高公众对科学思维、科学方法和科学工具的认识,只有这样才能使公众形成对科学具体而丰富的把握。全面推动方法的研究与创新,并在此基础上加强对相关知识的传播,将对全面提高全民科学素养产生重要而深远的影响。

    三、着眼未来,全面部署,大力推进创新方法工作

    创新方法是国家科技创新的重要组成部分,是一项长期性的基础工作。开展创新方法工作的总体指导思想是:抓住科学思维、科学方法、科学工具“三个层面”,重点面向科研机构、企业、教育系统“三个对象”,积极推进技术、管理和体制的创新。在“十一五”及未来一段时期内,我国要从以下几个方面入手,大力推进创新方法行动。

    首先,加大对创新方法的投入力度,引导与鼓励科研人员积极参与创新方法行动。在国家重大科技计划以及科研项目的设置上,注重对科学思维、科学方法和科学工具研究与创新的支持,形成国家对创新方法投入的长期的、稳定增长的渠道;并在相关科技计划与优先领域中,超前部署对未来科技发展有引领作用的科学思维与方法的研究和创新项目;对基础研究和战略高技术研究中采用新的思路、探索新的方法以及进行工具设备创新的研究项目给予重点支持;对引领学科前沿、抢占高科技战略制高点、支撑重大技术创新、解决国民经济和社会发展重大问题的方法创新,加大投入力度;对在方法上创新性强的小项目、非共识项目以及学科交叉项目给予特别关注和支持。在科研项目的立项与选择评价上,采用符合国际规范的科学研究评价方法,提高同行评议的水平。在科研成果评价与科技奖励上,向有重大思维创新、方法创新和工具性创新的研究倾斜;在国家自然科学奖、科技进步奖、发明奖中,加大创新方法在成果评价上的权重。在科研成果产业化过程中,提高我国自主研发的科学仪器应用水平。

    其次,系统地组织开展创新方法的基础性研究工作。组织我国优秀科学家、工程技术专家,综合、系统地整理、分析科学思维、方法与仪器设备创新的成果;根据当前国际最新的发展趋势,全面开展“科学方法大系”的研究与编制工作,出版有关科学方法的大型系列专著;根据不同的社会群体,编辑出版相关的科普读物;组织开展针对科学思维、方法与仪器设备创新的学术论坛、专题讲座以及相关调研工作;加强支撑创新方法工作的平台建设。与此同时,针对与国民经济发展密切相关且蕴涵重大科技突破的重点领域,有针对性地开展创新方法工作:一是对能够导致方法创新的科学原理和能够开拓新的研究方向的思维方法的研究;二是对涉及军事、纳米、生命科学等高科技领域以及解决资源、环境、工程建设、公共安全、人口与健康等重大问题的新思维、新方法和新工具的研究;三是对具有中国特色的领域(如中医)开展科学思维、方法与工具设备的研究;四是支撑科学仪器设备的自主创新,包括能有效带动和引领科学仪器行业发展的关键核心技术、核心部件等的研究;五是对支撑企业、行业重大技术发明的共性技术、核心技术和关键部件的新技术、新设计、新工艺的研究。

    第三,从教育和人才使用机制的改革入手,加强创新型人才的培养。一是构建新型的基础教育培训体系。广泛开展科学思维的基础性教育工作,重点从“娃娃”抓起,突破传统思维框架的束缚,培育创新意识和创新精神;重点开发系列科学思维、科学方法及科学工具的中小学教材并进行试点应用。二是在高等教育中增加科学方法与创新思维方面的教学内容。鼓励进一步加大科学方法与方法论相关课程的设置与教学活动,鼓励开设新兴或交叉学科的前沿讲座。三是进一步改革人才培养和使用机制。充分发挥选拔和使用机制在人才培养方面的导向作用,将具有科学思维能力、掌握科学方法作为人才选拔和使用的标准之一,把在科学方法的研究、应用与创新方面做出突出贡献的科研、教学、管理人员选拔推荐到重要的工作岗位上来,通过开展创新方面的工作,培养一批科研帅才和领先团队。四是创造有利于创新型人才脱颖而出的制度和文化氛围。提倡开展平等的学术争论,保障不同学术观点的公开发表和充分讨论;采取有效的激励措施,对有独立思考能力和独创精神的青年人才及团队给予优先的支持与鼓励。

    第四,重点针对国有大中型企业开展创新方法培训。以增强企业自主创新能力和培养企业创新型人才为目标,重点针对国有大中型企业开展创新方法培训。一是根据不同行业、企业生产特点以及发展趋势,组织相关领域专家编写有针对性的创新方法培训教材,并在相关研究机构、高等院校开展创新方法师资培训,为大规模开展创新方法培训培养师资队伍。二是选择有代表性的行业,应用相关培训教材,对企业员工尤其是企业领导、主要研发人员进行试点培训,提高企业员工对创新方法研究重要性的认识。三是结合试点培训情况,对不同行业国有大中型企业广泛开展创新方法培训,努力培养出一批能够满足不同行业发展需求的企业创新型人才。(科技日报)

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