作者:李乃胜 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/4/27 17:04:03
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从“模仿式”进步到“颠覆性”创新

 

十八届五中全会强调:“创新是引领发展的第一动力,必须把创新摆在国家发展全局的核心位置”,而且特别提出“重视颠覆性技术创新”。由此可见,颠覆性创新的特殊意义。

我国实施创新驱动战略,旨在于实现从科技大国向科技强国的宏伟跨越;而实现这一跨越的标志就是由科技创新的“跟跑者”变成“领跑者”;而完成这一“华丽转身”的突破口就是从“模仿式”进步到“颠覆性”创新。

一、颠覆性创新拉开新一轮科技革命的序幕

当前,新一轮科技革命蓄势待发,大有“山雨欲来”之势。即将到来的科技革命可能是人类历史上,最具颠覆性、最具综合性、最具划时代意义、最彻底地改变人类文明进程的一次完整“革命”!其源盖因为,这次革命的标志是“机器人”为代表的“智能化”,有可能导致当今人类世界进入一个自然人与机器人“并行”的新时代。这次革命不再局限于某一学科分支和某一技术领域,而是产业革命、工业革命、科学革命、技术革命“四位一体”的综合性革命!

1. 第三次产业革命的浪潮

就人类文明进程中来说,经过漫长的“农业革命”和“工业革命”的崎岖攀登,今天,走到了一个新的拐点,就是“智业革命”的起跑线!

近日来,一场“人机大战”引起全世界高度关注,并引发全社会空前的“热议”。前世界围棋第一人、韩国九段名将李世石,以1:4的总比分败给了谷歌的人工智能程序“阿尔法狗”。一时间,关于人工智能的讨论在世界范围内达到了“白热化”的程度。“人工智能将给人类带来灭顶之灾”、“计算机将全面超越人类”,甚至出现“机器人将全面战胜人类”的呼声!

“人机大战”由来已久,这不是第一次,也不是最后一次。1997年5月,IBM的机器人“深蓝”战胜了当时的国际棋王卡斯帕罗夫;2002年10月,德国的机器人“深奥的弗里茨”又与新棋王克拉姆尼克4:4战平;2004年4月,中国的“紫光之星”以2:0战胜了美女棋后诸宸。为什么前几次在全社会没有产生多大的“涟漪”,而这一次在世界范围内如此轰动?盖因为机器人代表了最新的颠覆性技术,成为新一轮产业革命的“风向标”!也标志着在“智业革命”到来之前必然产生的思想波动!

2. 第四次工业革命的开端

就工业发展来说,经过“机械化、电气化、自动化”等三次工业革命之后,今天,我们迎来了“互联网”为经络的第四次工业革命,这就是“智能化”。就世界范围来说,“互联网+”的时代已经到来!大数据使“数字地球”、“数字社会”、“数字生存”成为现实。人与人、物与物、车与车、船与船,几乎被一网打尽!3D打印、智能材料、智能穿戴、无人驾驶汽车、无人驾驶军舰、无人驾驶飞机,等等,使工业生产更加绿色、更加高效,智能化机器人团队一跃成为工业生产的主要“劳动力”。

3. 第六次科技革命的门槛

就科技发展来说,全世界经历了五次革命,今天站在了第六次科技革命的门槛上。前五次之所以能称其为“革命”,都是因为它颠覆了原来的思想观念、否定了原来的学术观点,创立了新的理论学说。

(1)亚平宁半岛爆发第一次科技革命

“十字军东征”历时二百年,无果而终,但大大削弱了宗教的思想统治。但丁的《神曲》吹响了思想启蒙的进军号,使得“文艺复兴”迅速蔓延到整个欧洲。哥白尼1543年出版的《天体运行论》,一夜之间打破了“一千年的科学黑暗”。“日心说”颠覆了托勒密的“至大论”,推翻了长期以来居于宗教统治地位的“地心说”,带来了天文观念的根本变革。文艺复兴在全欧洲迅速演变为“文艺搭台、科学唱戏”。新的天文发现随之而来,譬如:布鲁诺提出了“新宇宙观”;达芬奇发现月球不发光;伽里略发现了太阳黑子。特别是伽利略发明了天文望远镜,使整个意大利沸腾了,人们欢呼“哥伦布发现新大陆,伽利略发现新宇宙”。因此,从学科发展来说,第一次科技革命主体上是一次“天文学革命”。

(2)英伦三岛成为第二次科技革命的发源地

培根的思想启蒙著作、莎士比亚鞭笞现实的作品,催生了新思想的诞生。1688年的“光荣革命”,创造性地建立了君主立宪的社会制度,使小小的英伦三岛迅速变成了不可一世的“日不落帝国”。牛顿作为第二次科技革命的旗手,集科学之大成,在数学、天文学、物理学、光学等领域都有杰出的建树。他发现了万有引力,提出了力学三大定律。特别是1667年发表了《自然哲学的数学原理》,使全欧洲惊呼:“上帝创造了世界,但牛顿发现了上帝创造世界的方法”。1765年瓦特发明了真正带来产业进步的蒸汽机;1776年亚当•斯密发表了《国富论》,揭示了市场经济的基本原理。可以说牛顿为工业时代创造了一把科学的钥匙,瓦特拿着它开启了工业革命的大门,亚当•斯密挥动着一只“无形的手”为工业革命缔造了一个新的经济秩序。因此,以牛顿为代表、以“蒸汽机”为标志、以近代物理学的创立为核心的第二次科技革命实质上是一次“物理学革命”。

(3)法国大革命点燃了第三次科技革命的导火索

从大文豪伏尔泰的思想启蒙,到卢梭的《社会契约论》,带来了空前的思想大解放,终于导致了1789年7月14日攻打巴士底狱,把路易十六送上了断头台。在号称“自由、平等、博爱”的法兰西,迅速出现了一批世界级的杰出科学家,比如,拉瓦锡作为近代化学之父,建立了新化学理论;盖吕萨克提出了气体分配定律;居维叶创立了“灾变理论”;拉普拉斯建立了偏微分方程;还有拉格朗日公式、傅立叶级数、蒙日定理、达朗贝尔方程等等。在数理化各个领域,以法国为中心带来了革命性的进步。但总体上可以归结为一次以近代化学理论的创立为特色的“化学革命”。

(4)德意志统一大典催生了第四次科技革命

号称欧洲走廊的德意志不断重演着分裂与统一的历史,终于在1871年完成了统一大典。国家的财政保障和充分的学术自由,成就了德意志的科学家。导致了一大批代表人物的出现,例如:现代物理学家普朗克、数学大师高斯,还有黎曼几何、希伯特算子、薛定谔方程、海森堡公式。这些名字足以证明当时的德国应该是第四次科技革命的中心。特别是爱因斯坦提出相对论,作为全新的颠覆性理论几乎让全世界不知所云。从普朗克、薛定鄂、海森堡,到爱因斯坦,这一批科学巨人带来了以“量子理论”的创立为主体的科技革命。因此,第四次堪称为“量子学革命”。

(5)美利坚二战后一跃成为第五次科技革命的中心

第五次科技革命诞生在二战后的美国,迄今仍然主导着自然科学和高新技术的新潮流。美国当年崛起的最重要原因之一,就是因为战争而无偿地接受了一大批犹血统的著名科学家,如:费米、冯•卡门、冯•诺依曼、奥本海默、爱因斯坦,等等。从1946年的第一台电子管计算机,到第一只晶体管、第一个集成电路、第一个大规模集成电路,第一台机器人,第一个互联网,都诞生在美国。以信息技术为依托的数字社会,把全人类推向了信息革命的新时代。因此,主体上第五次科技革命可归结为“信息学革命”。

今天,我们站在了第六次科技革命的门槛上。面对新一轮科技革命,面对世界经济曲折发展而又艰难复苏的大背景,面对中华民族不可逆转的伟大复兴,全世界都在问,新一轮革命谁领风骚?

二、颠覆性创新是跨越式发展的标志

“创新”一词源自熊彼特,但一百多年悄无声息。真正引起社会关注是1997年。克隆羊“多莉”造成的“克隆震撼”,“知识经济”带来的“思想风暴”促使全世界不得不认真思考“创新”的意义和内涵。于是 “创新”迅速变成了全社会的时代精神。

对我国来说,未来的五年是全面决胜小康的“冲刺阶段”,是跳出中等收入陷阱的“起跳节点”,是中华民族伟大复兴的“百年渡口”。因此,在这十分重要的“关键时期”,如何依靠科技创新来引领和支撑中华民族实现“宏伟跨越”,意义特别重大。

到目前为止,我们可以自豪地说,中国是一个科技大国。作为经济支撑,我们的经济总量跃居世界第二位,而且在可预见的未来,会迅速成为世界第一。就科技发展来说,经过改革开放三十多年的努力,我们取得了“超常规”发展的骄人业绩。

一是科技人力资源在世界上排第一位。不管是科技人力资源的现实投入和科技后备人力资源总量,无论是按人头还是按全时当量计算,我们在世界上都稳居第一位。2014年我国科技人力资源总量达到7512万人;R&D人员总量达到371万人;大学本科以上学历的科技人力资源总量为3170万人,特别是理工科的大学生数量,在全世界绝对第一。

二是国家财政科技投入在世界上排第二位。我国2015年全社会R&D投入高达14300亿元。据联合国教科文组织2015年11月发布的《2015年科学报告:面向2030》,美国科技投入占世界28%;中国占20%;欧盟占19%;日本占10%。而且预见,中国2019年会超过美国,成为全世界第一。

三是科技产出在世界上名列前茅。2014年SCI收录中国论文总量26.35万篇,占世界14.9%,连续6年在全世界排第二位;被引用数量排第四位;国际科技论文占全球比重达到20.2%; 2015年国家知识产权局受理发明专利申请110.2万件,连续5年居世界第一位;2015年共授权发明专利35.9万件,发明专利申请在全部专利申请中的比例达到39.4%。

四是科研设施总体上是一流的。尽管我们的科研装备国产化程度比较低,但大型科研设施是世界一流的。譬如:位于贵州平塘的500米口径球面射电望远镜,是世界上口径最大的单天线射电望远镜;位于四川西昌的深地核天体物理实验室,垂直岩石厚度2400米,实验空间30万平米,是世界最深、国际最大的地下实验室;位于广东东莞的散裂中子源将与美、英、日一起构成世界四大脉冲式散裂中子源;位于山东青岛的国家深海基地建成并投入使用,其中“蛟龙”号深潜器下潜深度达到7062米,是目前下潜深度最大的载人深潜器。此外,“雪龙号”、“科学号”、“大洋一号”、“向阳红”系列等30多艘科学考察船是世界上航海能力最强、规模最大的科考船队。

五是中国的科技事业业绩非凡。我们用30多年的时间,走过了西方发达国家300年的科技发展历程。屠呦呦获得了2015年度诺贝尔医学奖。在一些高新技术领域我们从“跟跑”变成了“并行”。譬如:计算机领域的“天河二号”超级计算机在国际上蝉联“六联冠”;航天领域的长征系列火箭、神舟系列飞船、天宫系列航天器;海洋探测领域的“海龙”系列、“蛟龙”系列、“潜龙”系列、“海马”系列深潜装备;航空领域的国产首架大飞机C919总装下线;核能领域的“华龙一号”首堆示范工程开工建设。

由此可见,迄今为止。我们的确已是一个名副其实的科技大国,但还远不是科技强国。首先是近几十年来,影响人类文明进程的重要科学发现和重大技术发明很少是我们完成的。引力波是美国人检测到的;石墨烯是英国人发现的;3D打印、云计算、大数据、互联网、干细胞,等等,我们习惯于跟风模仿,一哄而上,但不是原创者。其次是在众多高新技术产业领域,我们还不掌握核心技术,甚至缺乏关键技术。譬如:现代船舶制造产业。我国是世界第一造船大国,我们的造船产能足已容纳全世界的造船订单,但是我们并不掌握船舶基本设计、船舶电子、船舶动力等关键技术。我们主体上是以“焊钢板”为主的船舶总装,结果带来的是大量的原材料消耗、劳动力消耗和环境污染。三是装备短板。从国防军工装备、科研调查探测装备,到产业工程装备,还严重依赖进口。特别是特定环境领域、大型成套装备国产化程度非常低。形成了从“工具”层面就受制于人的尴尬局面,而且靠进口装备,往往是“一次购买,终生依赖”。

因此,如何实现从科技大国到科技强国的宏伟跨越;如何从“量”的积累转向“质”的飞跃;如何从“点”的突破变成“面”的提升;如何从模仿跟跑到并行领跑?成为全国科技界必须深入思考而又迫在眉睫的重大命题。归根结底,一句话,突破口在颠覆性创新!

三、颠覆性创新的潮头已经暗流涌动

回顾世界科技革命的历史,往往是经过长期的科学积累之后,一些离经叛道的学术思想,一批离奇古怪的科学发现,一堆难以置信的技术发明在缓慢发展中突然浮出水面,成为科技革命的“先头部队”。今天,不断涌现的一些超出想象、挑战常规的科学发现和技术发明,使我们有理由相信,在世界范围内,颠覆性创新的潮头已经形成,随之而来的将是新一轮科技革命的滚滚大潮。

1.引力波

2015年9月4日,位于美国路易斯安那州与华盛顿州的两个探测器以7毫秒的时间差先后捕捉到了引力波。分析证明,探测到的信号是由两个巨大黑洞合并而产生的引力波。两个黑洞合并前的质量分别相当于36个和29个太阳质量,合并后的总质量为62个太阳质量,3个太阳质量的能量以引力波的形式在不到1秒的时间内释放,其峰值能量比整个可见宇宙释放的能量要高出约50倍。

于是引力波作为一种“时空涟漪”、“宇宙呢喃”,如同“一石击破水中天”,迅速在全世界引起空前的反响。首先是对传统波动理论的颠覆性“认识”。人们要问:引力波是一种什么波?它如何以声波的频率、光波的速度、电磁波的穿透方式,穿过茫茫太空的各种时空介质,历时13亿年顺利到达地球?其次是它开启了一个观测宇宙的新窗口。几百年来,天文观测主要靠电磁光谱的测量,射电、光学、红外、X射线等天文观测手段均是在收集光,靠“看”来观测宇宙。而引力波的发现则将从“听”这一完全不同的角度进行天文探测。所以,它标志着一个天文学新时代的开端,意味着科学家抓住了揭开宇宙奥秘的“钥匙”,必将引发新的天文学革命。

2.宇宙大爆炸

大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸之后,物质开始向外迅速膨胀,就形成了今天的宇宙。这一模型得到了当今科学观测的支持,最直接的证据来自对遥远星系的研究和微波背景辐射。

1929年,美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。1964年,美国贝尔公司的彭齐亚斯和威尔逊,在调试发射天线时,出乎意料地接收到一种干扰噪声,而且不同方向上强度一致,历时数月而无变化。这种噪声的波长对应于3.5K的黑体辐射电磁波,故称之为宇宙微波背景辐射。两人于1978年获得了诺贝尔物理学奖。但是宇宙大爆炸理论否定了宇宙能量守恒、质量守恒定律。自然界本来“物质不灭”,而大爆炸从“零”开始,完全是“无中生有”。上下四方谓之“宇”,古往今来谓之“宙”,浩淼时空,本无边无缘、无始无终,现在突然有了起点,那“零”之前是什么?由此引起的对暗物质、暗能量、反物质的探测将彻底改变人类的宇宙观。

3.大型哺乳动物克隆

在生命科学领域,从来没有人相信大型哺乳动物能够通过无性繁殖来传宗接代,可“克隆羊”的诞生,翻开了生命科学崭新的一页。1997年2月27《自然》杂志公布了伍尔莫特等人的研究成果。经过247次失败之后,他们克隆出一只基因结构与供体完全相同的小羊。它的出现,在理论上证明了,分化了的动物细胞核具有全能性;在实践上证明了,利用体细胞进行动物克隆的技术是可行的。利用同样方法,人完全可以被复制。 因此“多利”的诞生在世界各国科学界、管理界乃至宗教界引起了强烈反响。克隆技术的重要理论和实用价值促使科学家加快了研究步伐,必将带来生命科学领域的革命性变化。

4.再生医学

诱导多能干细胞过程可以将人体内的普通细胞“逆转”回到早期胚胎发育状态,从而重新获得分化成为体内绝大多数细胞的能力。这就从发育学角度实现了“返老还童”。它从理论到方法彻底颠覆了传统的遗传学,并开始逐步应用于疾病治疗。

2010年,英国伦敦儿童医院成功使用一位10岁儿童患者的干细胞重新培育出了气管。

2013年,英国伦敦大学帮助一名因皮肤癌割除鼻子的56岁男子重新长出了一个鼻子。

2014年,日本理化研究所利用诱导多潜能干细胞制成视网膜细胞,并成功地移植到一名患眼疾的妇女眼中。

2014年,中国学者仅用4个小分子化合物组合对体细胞进行处理就成功地逆转其“发育时钟”,实现细胞在结构上的“返老还童”。

2015年,韩国研究人员利用取自两个男性身上的皮肤细胞制造出了胚胎干细胞系。

2016年,中国科学家首次实现小鼠胚胎干细胞体外分化并获得具有功能的精子细胞,并成功地用其繁衍出老鼠后代。

5.热液生物群落

我们对生物的认识,习惯于“万物生长靠太阳”,但在水深4000多米的深海洋底,在高压、高热、高黑、高毒的“四高”环境中居然有大量海洋生命群落存在。海洋调查证明,在高温热液喷口周围,生存着茂盛的热液生物群,主要有细菌、古菌、管状蠕虫、蛤类、贻贝类;还有管水母类、腕足动物、肠鳃动物、海蛇尾类及鱼类、虾类和蟹类等。往往是外貌似曾相识,但细看迥然不同。于是一大堆超出人们想象的问题产生了。他们是从哪里来的?他们吃什么、靠什么活着?他们怎么新陈代谢和传宗接代?

由于海底热液环境与地球刚刚诞生时的环境非常相似,所以海洋热液生物的研究将为生命起源提供重要依据。海底热液生物的发现改变了人们对生命过程的认识,科学家大胆推测海底热液系统可能是原始生命的起源地。因此被认为是 20 世纪生物学和地球科学领域的最重大发现之一。

6.准晶体

自然界的物质有着固定的晶格结构规律,最大的特点就是存在可重复的对称轴和对称面,由此产生了晶体的各种特性。但“准晶体”的发现,打破了原子结构必须具有“重复性”这一黄金法则。

1982年,以色列科学家发现了“准晶体”,其原子结构不具备可重复性。随后,在实验室中制造出了准晶体。2009年,意大利科学家在俄罗斯东部哈泰尔卡湖发现了天然准晶体。矿物分析表明,“准晶体”结构能天然形成,而且也能在自然环境下保持稳定。准晶体的发现,是晶体矿物学研究中的一次“颠覆性”突破。它的发现者也因此获得2011年诺贝尔化学奖。

7.量子通讯

1993年,美国科学家依据量子纠缠理论,提出了量子通信的概念。经过二十多年的发展,量子通信已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。

量子通信利用量子纠缠效应进行信息传递,量子通信最大的特点是安全性和高效性。安全性体现在两个方面:一是量子加密的密钥是随机的,即使被截获,也无法破解信息;二是分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子,其中一个粒子的量子态发生变化,另外一方的量子态就会随之变化,得到的信息并非原有信息。量子通信的高效性体现在1次传输相当于经典通信方式的128次。因此,量子通讯从理论到技术将彻底颠覆现行的信号传输方式和通讯模式。

8.反常量子霍尔效应

187 9 年,美国霍普金斯大学的霍尔发现,在均匀磁场中放入载流半导体薄片,则在薄片横向两侧会出现一定的电势差。这种现象称为霍尔效应。而“反常霍尔效应”指不存在外磁场对电子的洛伦兹力的情况下而产生的运动轨道偏转。因为是没有外场对电子的轨道效应,所以与霍尔效应在物理本质有很大不同。

2013年,清华大学薛其坤教授从实验中观测到“反常霍尔效应”,美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表了这一研究成果。

量子反常霍尔效应是一种全新的量子效应;它的发现对理解拓扑绝缘体的性质、自旋与轨道相互作用、时间反演对称性都有重要意义。量子反常霍尔效应的实验观测结束了人们对于无磁场量子霍尔效应长达25 年的追寻, 为拓扑绝缘体中其它量子现象的研究奠定了基础, 也使得量子霍尔效应的无能耗边缘态在电子传输方面的应用成为可能。因此,它开启了一扇通往一个新的材料世界——“拓扑量子材料”的大门。

9.石墨烯

2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈•盖姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,两人也因此获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体;是当今宇宙中已发现的最薄的物质,具有高表面积特性,每克石墨烯的表面积达2630平方米;也是已知最高强度的物质,机械强度大约为1100 Gpa,断裂强度比最好的钢材还要高200倍;同时它还具有其他材料无法比拟的导热性和导电性,能够承载的电流强度比现有的铜材料高6个数量级。此外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。它又非常致密,即使是最小的气体原子也无法穿透。

作为目前发现的厚度最小、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称之为“新材料之王”。科学家预言,它将“彻底改变21世纪”,可能会掀起一场席卷全球的颠覆性技术革命。

10.新概念武器

信息化战争、数字化战场使人类逐渐告别了“血与火”的时代,告别了抛扔“钢铁”的过去,也告别了单纯以“杀人”为目的决斗,而导致了完全颠覆性的“新概念武器”的诞生。在工作原理、操作平台、控制技术、作战能力等众多方面完全有别于传统武器,能大幅度提高作战效能,彻底颠覆传统的作战模式。

目前提出的新概念武器主要有高性能物理武器、网络武器、基因武器、智能武器、气象武器等众多门类。具体武器种类更多,譬如:激光武器、微波武器、电磁脉冲、粒子束、电磁炮以及纳米武器、基因武器、网络病毒,等等。这些新概念武器,彻底改写了人类战争的历史,完全颠覆了人类战争的概念,同时也为减少人类杀戮、维护世界和平做出了新贡献。

四、颠覆性创新以思想解放为前提

当前,新一轮科技革命风声鹤唳,大国之间的科技竞争愈演愈烈。前几轮科技革命,我们坐失了发展崛起的良机,今天,在实现中华民族伟大复兴的关键时刻,理应在新一轮科技革命中勇立潮头。今天的中国,应该说,有能力、有实力、有资格在世界范围内进入科技创新的第一梯队,争当科技革命的“领跑者”。但由于历史局限和国情现状,“全面领跑”尚待时日,但“点上突破”条件成熟。要实现“重点跨越”的超常规发展,首当其冲的是促进科学技术的颠覆性创新。而颠覆性创新的关键是思想新颖,基础是观念超前,科技创新永无止境,思想解放永远在路上。

1.离经叛道

任何真理都是相对的,世界上从来就没有绝对真理。任何规律都是有条件的,自然界没有放之四海而皆准的规律。太阳每天东升西落,似乎是不容置疑的客观规律,但当你站在南极点上,你就会发现太阳一直在“北边”转圈!今天是星期一,明天不一定是星期二!如果你正在穿越国际日变线的航船上,你会发现,明天可能是星期三,也可能还是星期一!当年牛顿的三大力学定律轰动全球,可在量子领域就不灵了,代之而来的是爱因斯坦的相对论。因此,实施颠覆性创新首先需要“离经叛道”的科学思想,不膜拜权威,不盲从规律,不迷信书本,惟实求真,敢吼天下第一声!

2.逆向思维

自然界崇尚“均衡”,凡事有好必有坏!喜马拉雅山最高,它底下的“轻物质”造成的“反山根”也最厚;马里亚纳最深,它底下的“重物质”造成的“地幔上拱”也最突出。牡丹花好空入目,枣树花小结实成!科学技术从来就是“双刃剑”,一方面它给千家万户带来实惠;另一方面它又给人类带来巨大伤害。技术进步使我们建起了高楼大厦,但遇到强烈地震,又是这些水泥笼子埋葬了人类自己。因此,推进颠覆性创新不是一味的跟潮跟风,顺着别人的路往前跑,而是冷静思考,逆向思维。别人都说好,我考虑他坏的一面;别人往前进,我琢磨往后退;别人都向东走,我向西另辟蹊径。

3.致力“证伪”

科学不是神话,科学家不是神仙,科学理论不是圣经范本!将科学技术“神圣化”是愚昧无知的表现。但往往是某一个“新概念”在国际上一出现,我们就盲目地“证实”,甚至不断发展,不断完善,而很少去质疑它的正确性。如果自己的研究结果与某个大师的看法一致、某个实验数据与国际上某个模型符合,就倍感自豪。

实际上科学的本质是不断“证伪”而不是“证实”!当年爱迪生发明电灯失败了一千次,实际上是完成了一千次“证伪”,因为他发现了一千种不能发光的材料。真正的“证实”是做不到的,任何真理终将被“证伪”、被否定!因此,敢于证伪、善于证伪是推进颠覆性创新的捷径,因为证伪的过程本身就是燃放颠覆性思想的火花。

4.学科交融

古人推崇“博学之、审问之、慎思之、明辩之、笃行之”,把“博学”放在首位。我们讲究知识渊博,“渊”就是“深”,也必然代表“窄”,就像海螺壳一样,越来越窄,越来越深,最后达到了顶尖。而“博”更不容易,科学方方面面,技术林林总总,人生苦短,所学无几!但实施颠覆性创新必须注重学科交叉,如纯粹单一学科,往往是“海螺壳”式发展,很难出现颠覆性的新颖思想。

为什么很多颠覆性的学术思想是 “外行人”提出来的,因为他们没有学科桎梏,没有学术框框。魏格纳是德国气象学家,他观察世界地图后提出了“大陆漂移”学说,最后发展成“板块构造”理论,导致了地球科学史上一场划时代的革命。一个学术观点的产生肯定依托本学科的知识积累,但如果在其它学科得到共鸣,就会形成“规律性”的飞跃。反之,一个在本学科“自圆其说”的理论,在其它学科可能会“一票否决”。

5.技术集成

颠覆性技术的产生往往是由于其它技术领域的介入。单纯在本技术领域不断完善、不断发展,即使几十年如一日孜孜以求,也很难实现“跨越式”的发展。而其它技术领域展现的是另类方法,另一种渠道,另一种资源,往往会带来事半功倍的效果。譬如,智能机器人作为典型的颠覆性技术,就是多种技术集成的结果。单纯某一技术领域无法完成这类颠覆性的技术创新。而以信息技术、材料技术、自动化技术为基础,再与若干专业技术集成就出现了这一改变人类文明进程的重大创新成果。

当前,世界范围内新一轮科技革命喷薄欲出,我国全面进入经济发展的新常态。大力推进颠覆性创新恰逢其时,抢占科技革命制高点当仁不让,蓬勃复兴的中华民族有能力为人类做出新的贡献。

(作者系青岛国家海洋科学研究中心主任)

 
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