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专家简介
刘燕华 博士,在土地利用、全球气候变化、脆弱生态整治、防灾减灾等领域开展了许多探索性研究与国际交流。1997年调至原国家科委工作,从事农村和社会发展领域的科研管理。2001年任科技部副部长,推动了国际合作、农村科技体制、科技基础条件平台、创新方法等方面的工作。
2006年党中央国务院发布的《国家中长期科学技术发展规划纲要》明确提出了“自主创新、重点跨越、支撑发展,引领未来”这十六字方针。纲要中确定了重大专项、优先领域,也有优先主题,还确定了科技政策与能力建设的有关问题。我们今天讲的创新方法,就是解决能力建设的有关问题。创新方法是如何为创新铺路架桥的一个基本功,它既是硬实力,也是一种软实力。
胡总书记在十七大报告中就明确指出:要推进学科体系,学术观念和科研方法的创新。温家宝总理曾批示提出:自主创新,方法先行。
创新方法的内涵
创新方法指的是,创新中共性与特色的关系,必然与偶然的对立和统一。我们都知道,中国的《孙子兵法》总结集成了打仗的谋略、技巧和套路,是集军事方法之大成的杰出成果。它所总结出的三十六计在中国传承了几千年,而且已经传播到了西方,成为西方军事科学教学的经典著作。孙子兵法的思想,不仅被使用在军事上,而且现在已经扩延到了政治、外交、商业、经济等方面。既然战争有它的方法,有它的技巧和规律,那么搞创新是不是也有方法呢,回答是肯定的。创新肯定也有创新诀窍,也有它自己的特殊性。
中国古代有一句话,叫“工欲善其事,必先利其器”,再通俗的一句话叫做“磨刀不误砍柴工”。其实,创新方法的工作,就是一种“利器”的工作,就是一种“磨刀”的工作,是锻炼基本功的工作。创新方法的内涵包括三个基本问题,一个是创新思维,另一个是创新方法,第三个是创新工具,这三个方面构成了创新方法的基本内涵。
创新方法工作的重要意义
先从创新思维开始谈起。创新思维的基本意义是:意料之外,情理之中。创新思维突破了传统束缚,符合客观规律,但是别人又没有想到。
创新思维的方式和方法有许多不同,应该针对不同的问题,选择不同的思维技巧,归结起来有点式思维,线式思维,矩阵式思维,立体思维,多维思维和系统思维等多种方式。另外还有很多的思维方式,比如发散式、收敛式思维;顺向、逆向思维;形象思维、逻辑思维等等。思维方式不同,解决问题的途径也不尽一样。
接下来谈创新方法。科学方法的创新是取得科技重大进步的必由之路。尤其是近代以来,科学方法的创新与科技进步间的关系更加密切了,这在科学历史上有很多实例。比如,1928年英国科学家弗莱明发现了青霉素,但是青霉素怎么用,他也不清楚,这项工作,搁置了10年。一直到了1938年,德国和英国的两个科学家联合进行研究,创造了分配色层的分析法,解决了青霉素的提纯问题,才使青霉素得以应用,也标志着人类真正进入了抗生素时代。
陈景润这位大数学家,将哥德巴赫猜想向前推进了一步。一般情况下我们只知道他的科学成就,但很少有人知道他为什么取得了成功。实际上,正是因为陈景润改进了大筛法的计算方法并创造了转换原理,才使哥德巴赫猜想真正地向前迈进了一步,他成功的秘诀就在于他在方法上的创新。
再举一个例子,袁隆平是杂交水稻之父,水稻推广几亿亩,得到了全国最高的科技奖。实际上袁隆平之所以成功,是他解决了杂交水稻的三系法和两系法的杂交方法,他方法上的改进,开辟了C4作物杂交的一个先河。袁隆平的贡献远远不局限于水稻本身。
上面的例子中,仅想说明一个问题,科技创新过程中方法的突破往往是产生飞跃的必要条件。
第三,谈一下创新工具。创新工具是创新的必要保障,就像打仗时使用的武器。科学工具的创新是开展科学研究和实现发明创造的必要手段。比如,1925年科学家哈勃创立了星系的分类法,但是一直没有实现观测和验证。到了1970年左右,射电望远镜的研制成功,才实现了人类对宇宙的观测,并验证了哈勃的星系分类。为纪念哈勃,人们也称射电望远镜为哈勃望远镜。再如电子显微镜的发明,彻底解决了微观研究领域的放大问题,才使人类逐渐认识了细胞,DNA等微观生命现象,并揭开了生命科学革命的序幕。再如,遥感卫星这一工具,它带动的一系列的进步数不胜数,遥感卫星不仅胜数,遥感卫星不仅解决大地测量问题,从传统的大地测量转变到现在的GPS导航的定位,从静态转向了实时的地球观测,已广泛应用到了军事、交通、通信、气象、勘探等许多领域中,使整个社会发生了巨大进步,使人类的生活,生产方式产生了巨大变化。
人类在科技发展创新的过程中,大致是经历了几个阶段,第一个阶段是经验法,即根据人的经验,对自然现象加以认识。第二个阶段是错试法。第三个阶段是头脑风暴法,它是通过学科交叉,解决创新问题。随着全球化的进程,科技的进步,以及要解决的问题越来越复杂,新的创新时代正在逐渐到来,它的基本标志就是从试验性的科学向工程性的学科转变,工程性的科学是多学科的交叉,多学科方法的集成。
创新可以分为五个层面。
第一是思维的跨越,如从牵引式的交通工具到驱动式的跨越,从口传到电信,从手算到计算机的跨越。在思维层面上的跨越,往往带动了一场真正的科技革命。
第二是创新方式的改变。比如从有线到无线,从生物学的自繁到组培,从热能机械能到电能的转换等,创新方式的改变往往带动系列性的变革。
第三是关键技术创新,如在通信中,从模拟到数字再到网络,又如在成像技术中,从感光到数码,都是因为关键技术实现了突破。每一个关键技术发生变化,都预示着新一代的产品兴起,同时也预示着旧一代产品的淘汰。
第四是工艺改革,它较适合于生产规模化,如生物发酵生产流程的改变,加工流水线改造等,它主要为了提高效率,扩大规模。这种创新工作,对于一个企业,或对于产业的发展,是非常重要的。
第五是发明与革新,如解决产品的减噪问题、降压问题、减损问题、润滑问题等。
创新方法工作的现状与问题
中国是一个文明古国,有很多伟大的发明,曾经在世界科学技术史上发挥重大作用。但是,如果我们用创新方法的思想进行反思,我们就会发现一些问题。比如说,中国很早就发现了勾三股四弦五,但是中国人没有总结出来A2+B2=C2这样一个定理;中国很早就发明了火药,但是我们没有制造出现代武器,八国联军拿着我们的发明创造敲开了中国大门;中国很早就发明了指南针,但是中国没有成为海洋大国;中国很早就发现了圆周率,精确度非常之高,但是,我们没有解决圆的面积体积,圆锥圆柱的计算问题;中国很早就开始使用了中医药,但是到现在为止,我们对中医药的许多规律还是“知其然不知其所以然”。
我们在过去的经验成绩上停留时间太长了,中国也错过了工业革命的机会。认真反思这些问题,我们必须加倍努力,快马加鞭地迎头赶上,必须在创新方面加快前进步伐。
创新方法的工作,应该是全方位的,它不仅仅是解决一个技术上的技巧问题,它既包括技术本身,也包括创新的思维方式,也包括创新体系建设,要把创新方法的各种手段、技巧,移植到科技创新的全过程之中去。创新方法工作,应该是创新战略布局中的一个关键的环节,有了方法,就能够占住位,占住势,占住优,占住先。
通过研究分析,我认为我们在以下几个方面存在不足。
问题一,是创新思维培育不够。
灌输式的教育模式需要改变。我们从小在幼儿园,就开始学背着手挺直腰,瞪着眼睛看老师讲,老师讲完回家背,考试时把老师讲的答出来就成了好学生。我相信许多孩子的创新冲动和创新能力在教育过程中被磨灭掉了。
问题二,是我们科学方法的研究与应用不够。
目前,我国科技界关于科学方法的意识薄弱。科研活动中,存在着忽视研究方法的规范性和创新性,许多领域没有形成方法体系。跟踪、模仿的局面还未真正摆脱。而且企业技术创新能力不足,缺乏科学创新方法。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中明确提出,企业是创新的主体。
问题三,是具有自主知识产权的科学仪器设备匮乏。
我国自主研发投入少,核心技术匮乏。“十五”期间,国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有0.85亿元,仅占三大科技计划经费的千分之二和科学仪器购置经费的百分之一。而且科学仪器水平与发达国家存在明显差距,且主要依靠进口,科学研究“空芯化”现象严重。根据科技资源调查显示,中国99%以上的大型科学仪器设备要靠进口,80%以上的中型科学仪器设备要靠进口。在生物领域,50%以上的生物试剂要靠进口。
问题四,是创新政策环境还不完善。
主要包括三点,一是创新投入不足,二是人才激励措施不完善,三是评价方法待改善。虽然近年来,我国科学研究与发展(R&D)经费投入不断增加,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。目前我国科技成果评价方式和人才激励机制也不利于创新方法的发展。科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面,过分地重视SCI而忽视一些基础性或方法上的重要问题。
创新方法工作的总体思路
创新方法工作是一项浩瀚的科学工程,也是一项宏大的国民素质工程,是从源头上推动自主创新国家战略实施的基础性工作。它不仅是国家科技创新的重要组成部分,也是落实国家中长期科技规划纲要的重大措施。
从2007年起,创新方法工作已经在全国范围内启动,根据国家领导人的指示精神,科技部、教育部、发展改革委、财政部,中国科协五家联合,成立一个联合的推动机制,财政部也对创新方法工作设立了专门的经费支持渠道。同时,也成立了全国性的创新方法研究会。准备通过政府的引导,社会的参与使创新方法技巧,能够转化成企业创新的实力,转化成国家发展的竞争力。
这项工作总体目标确定为三个“三”。第一是在三个层面上,即科学思维、科学方法、科学工具各方面全面推动。第二是面向三个对象,即科研机构、企业,教育系统。第三是突出三种创新,既要解决技术创新,也要解决管理创新,进而解决体制机制创新问题。基本做法是“培训先行,试点先行”,通过不断地积累经验,把创新方法工作全面向前推动。
目前,已启动的工作包括如下几个方面:
一是加强科学思维和创新的教育。对于正规教育中,一些大学已把创新方法纳入大学生学习的必修课,部分中学也开始结合创新活动、小发明活动开展培训。二是大力推动创新方法的研究与应用。三是加快科学工具的自主创新。加强试剂、软件模型、样品前处理设备等辅助设备的研究开发,鼓励仪器设备成果二次创新,提高现有科学仪器成果的市场转化水平。四是推进创新方法普及工作。这项工作主要由科技部、科协等许多单位承担,在全国12个省,启动了创新方法的试点培训,培训结果显示很有成效。五是积极开展国内外合作交流。我们搞创新,要有世界的眼光,纳入全球的视野,要能够利用国际资源解决我们的问题。
如果用三句话对以上内容进行总结的话,那就是:思路决定出路,方法决定成败,工具决定实力。
刘燕华 博士,在土地利用、全球气候变化、脆弱生态整治、防灾减灾等领域开展了许多探索性研究与国际交流。1997年调至原国家科委工作,从事农村和社会发展领域的科研管理。2001年任科技部副部长,推动了国际合作、农村科技体制、科技基础条件平台、创新方法等方面的工作。
2006年党中央国务院发布的《国家中长期科学技术发展规划纲要》明确提出了“自主创新、重点跨越、支撑发展,引领未来”这十六字方针。纲要中确定了重大专项、优先领域,也有优先主题,还确定了科技政策与能力建设的有关问题。我们今天讲的创新方法,就是解决能力建设的有关问题。创新方法是如何为创新铺路架桥的一个基本功,它既是硬实力,也是一种软实力。
胡总书记在十七大报告中就明确指出:要推进学科体系,学术观念和科研方法的创新。温家宝总理曾批示提出:自主创新,方法先行。
创新方法的内涵
创新方法指的是,创新中共性与特色的关系,必然与偶然的对立和统一。我们都知道,中国的《孙子兵法》总结集成了打仗的谋略、技巧和套路,是集军事方法之大成的杰出成果。它所总结出的三十六计在中国传承了几千年,而且已经传播到了西方,成为西方军事科学教学的经典著作。孙子兵法的思想,不仅被使用在军事上,而且现在已经扩延到了政治、外交、商业、经济等方面。既然战争有它的方法,有它的技巧和规律,那么搞创新是不是也有方法呢,回答是肯定的。创新肯定也有创新诀窍,也有它自己的特殊性。
中国古代有一句话,叫“工欲善其事,必先利其器”,再通俗的一句话叫做“磨刀不误砍柴工”。其实,创新方法的工作,就是一种“利器”的工作,就是一种“磨刀”的工作,是锻炼基本功的工作。创新方法的内涵包括三个基本问题,一个是创新思维,另一个是创新方法,第三个是创新工具,这三个方面构成了创新方法的基本内涵。
创新方法工作的重要意义
先从创新思维开始谈起。创新思维的基本意义是:意料之外,情理之中。创新思维突破了传统束缚,符合客观规律,但是别人又没有想到。
创新思维的方式和方法有许多不同,应该针对不同的问题,选择不同的思维技巧,归结起来有点式思维,线式思维,矩阵式思维,立体思维,多维思维和系统思维等多种方式。另外还有很多的思维方式,比如发散式、收敛式思维;顺向、逆向思维;形象思维、逻辑思维等等。思维方式不同,解决问题的途径也不尽一样。
接下来谈创新方法。科学方法的创新是取得科技重大进步的必由之路。尤其是近代以来,科学方法的创新与科技进步间的关系更加密切了,这在科学历史上有很多实例。比如,1928年英国科学家弗莱明发现了青霉素,但是青霉素怎么用,他也不清楚,这项工作,搁置了10年。一直到了1938年,德国和英国的两个科学家联合进行研究,创造了分配色层的分析法,解决了青霉素的提纯问题,才使青霉素得以应用,也标志着人类真正进入了抗生素时代。
陈景润这位大数学家,将哥德巴赫猜想向前推进了一步。一般情况下我们只知道他的科学成就,但很少有人知道他为什么取得了成功。实际上,正是因为陈景润改进了大筛法的计算方法并创造了转换原理,才使哥德巴赫猜想真正地向前迈进了一步,他成功的秘诀就在于他在方法上的创新。
再举一个例子,袁隆平是杂交水稻之父,水稻推广几亿亩,得到了全国最高的科技奖。实际上袁隆平之所以成功,是他解决了杂交水稻的三系法和两系法的杂交方法,他方法上的改进,开辟了C4作物杂交的一个先河。袁隆平的贡献远远不局限于水稻本身。
上面的例子中,仅想说明一个问题,科技创新过程中方法的突破往往是产生飞跃的必要条件。
第三,谈一下创新工具。创新工具是创新的必要保障,就像打仗时使用的武器。科学工具的创新是开展科学研究和实现发明创造的必要手段。比如,1925年科学家哈勃创立了星系的分类法,但是一直没有实现观测和验证。到了1970年左右,射电望远镜的研制成功,才实现了人类对宇宙的观测,并验证了哈勃的星系分类。为纪念哈勃,人们也称射电望远镜为哈勃望远镜。再如电子显微镜的发明,彻底解决了微观研究领域的放大问题,才使人类逐渐认识了细胞,DNA等微观生命现象,并揭开了生命科学革命的序幕。再如,遥感卫星这一工具,它带动的一系列的进步数不胜数,遥感卫星不仅胜数,遥感卫星不仅解决大地测量问题,从传统的大地测量转变到现在的GPS导航的定位,从静态转向了实时的地球观测,已广泛应用到了军事、交通、通信、气象、勘探等许多领域中,使整个社会发生了巨大进步,使人类的生活,生产方式产生了巨大变化。
人类在科技发展创新的过程中,大致是经历了几个阶段,第一个阶段是经验法,即根据人的经验,对自然现象加以认识。第二个阶段是错试法。第三个阶段是头脑风暴法,它是通过学科交叉,解决创新问题。随着全球化的进程,科技的进步,以及要解决的问题越来越复杂,新的创新时代正在逐渐到来,它的基本标志就是从试验性的科学向工程性的学科转变,工程性的科学是多学科的交叉,多学科方法的集成。
创新可以分为五个层面。
第一是思维的跨越,如从牵引式的交通工具到驱动式的跨越,从口传到电信,从手算到计算机的跨越。在思维层面上的跨越,往往带动了一场真正的科技革命。
第二是创新方式的改变。比如从有线到无线,从生物学的自繁到组培,从热能机械能到电能的转换等,创新方式的改变往往带动系列性的变革。
第三是关键技术创新,如在通信中,从模拟到数字再到网络,又如在成像技术中,从感光到数码,都是因为关键技术实现了突破。每一个关键技术发生变化,都预示着新一代的产品兴起,同时也预示着旧一代产品的淘汰。
第四是工艺改革,它较适合于生产规模化,如生物发酵生产流程的改变,加工流水线改造等,它主要为了提高效率,扩大规模。这种创新工作,对于一个企业,或对于产业的发展,是非常重要的。
第五是发明与革新,如解决产品的减噪问题、降压问题、减损问题、润滑问题等。
创新方法工作的现状与问题
中国是一个文明古国,有很多伟大的发明,曾经在世界科学技术史上发挥重大作用。但是,如果我们用创新方法的思想进行反思,我们就会发现一些问题。比如说,中国很早就发现了勾三股四弦五,但是中国人没有总结出来A2+B2=C2这样一个定理;中国很早就发明了火药,但是我们没有制造出现代武器,八国联军拿着我们的发明创造敲开了中国大门;中国很早就发明了指南针,但是中国没有成为海洋大国;中国很早就发现了圆周率,精确度非常之高,但是,我们没有解决圆的面积体积,圆锥圆柱的计算问题;中国很早就开始使用了中医药,但是到现在为止,我们对中医药的许多规律还是“知其然不知其所以然”。
我们在过去的经验成绩上停留时间太长了,中国也错过了工业革命的机会。认真反思这些问题,我们必须加倍努力,快马加鞭地迎头赶上,必须在创新方面加快前进步伐。
创新方法的工作,应该是全方位的,它不仅仅是解决一个技术上的技巧问题,它既包括技术本身,也包括创新的思维方式,也包括创新体系建设,要把创新方法的各种手段、技巧,移植到科技创新的全过程之中去。创新方法工作,应该是创新战略布局中的一个关键的环节,有了方法,就能够占住位,占住势,占住优,占住先。
通过研究分析,我认为我们在以下几个方面存在不足。
问题一,是创新思维培育不够。
灌输式的教育模式需要改变。我们从小在幼儿园,就开始学背着手挺直腰,瞪着眼睛看老师讲,老师讲完回家背,考试时把老师讲的答出来就成了好学生。我相信许多孩子的创新冲动和创新能力在教育过程中被磨灭掉了。
问题二,是我们科学方法的研究与应用不够。
目前,我国科技界关于科学方法的意识薄弱。科研活动中,存在着忽视研究方法的规范性和创新性,许多领域没有形成方法体系。跟踪、模仿的局面还未真正摆脱。而且企业技术创新能力不足,缺乏科学创新方法。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中明确提出,企业是创新的主体。
问题三,是具有自主知识产权的科学仪器设备匮乏。
我国自主研发投入少,核心技术匮乏。“十五”期间,国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有0.85亿元,仅占三大科技计划经费的千分之二和科学仪器购置经费的百分之一。而且科学仪器水平与发达国家存在明显差距,且主要依靠进口,科学研究“空芯化”现象严重。根据科技资源调查显示,中国99%以上的大型科学仪器设备要靠进口,80%以上的中型科学仪器设备要靠进口。在生物领域,50%以上的生物试剂要靠进口。
问题四,是创新政策环境还不完善。
主要包括三点,一是创新投入不足,二是人才激励措施不完善,三是评价方法待改善。虽然近年来,我国科学研究与发展(R&D)经费投入不断增加,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。目前我国科技成果评价方式和人才激励机制也不利于创新方法的发展。科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面,过分地重视SCI而忽视一些基础性或方法上的重要问题。
创新方法工作的总体思路
创新方法工作是一项浩瀚的科学工程,也是一项宏大的国民素质工程,是从源头上推动自主创新国家战略实施的基础性工作。它不仅是国家科技创新的重要组成部分,也是落实国家中长期科技规划纲要的重大措施。
从2007年起,创新方法工作已经在全国范围内启动,根据国家领导人的指示精神,科技部、教育部、发展改革委、财政部,中国科协五家联合,成立一个联合的推动机制,财政部也对创新方法工作设立了专门的经费支持渠道。同时,也成立了全国性的创新方法研究会。准备通过政府的引导,社会的参与使创新方法技巧,能够转化成企业创新的实力,转化成国家发展的竞争力。
这项工作总体目标确定为三个“三”。第一是在三个层面上,即科学思维、科学方法、科学工具各方面全面推动。第二是面向三个对象,即科研机构、企业,教育系统。第三是突出三种创新,既要解决技术创新,也要解决管理创新,进而解决体制机制创新问题。基本做法是“培训先行,试点先行”,通过不断地积累经验,把创新方法工作全面向前推动。
目前,已启动的工作包括如下几个方面:
一是加强科学思维和创新的教育。对于正规教育中,一些大学已把创新方法纳入大学生学习的必修课,部分中学也开始结合创新活动、小发明活动开展培训。二是大力推动创新方法的研究与应用。三是加快科学工具的自主创新。加强试剂、软件模型、样品前处理设备等辅助设备的研究开发,鼓励仪器设备成果二次创新,提高现有科学仪器成果的市场转化水平。四是推进创新方法普及工作。这项工作主要由科技部、科协等许多单位承担,在全国12个省,启动了创新方法的试点培训,培训结果显示很有成效。五是积极开展国内外合作交流。我们搞创新,要有世界的眼光,纳入全球的视野,要能够利用国际资源解决我们的问题。
如果用三句话对以上内容进行总结的话,那就是:思路决定出路,方法决定成败,工具决定实力。