当代中国科学技术发展的特点和规律*,本文主要内容关键词为:技术发展论文,当代中国论文,规律论文,科学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
当代中国走过的独具特色的科学技术发展道路,引起了国内外科技界的赞赏和关注。[1]探讨当代中国科学技术发展的特点和规律,对于我国的科技体制改革、科技发展战略、规划和政策的制定和实施,真正实现把国民经济建设转向依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来的第二次战略转移,都具有十分重要的意义。通过对新中国成立以来取得的200余例重大科技成就的案例分析和综合考察,我们发现,当代中国科学技术的发展,形成了如下基本特点和规律。
1 科技与经济相互作用的非线性,是当代中国科技发展的基本机制
科学技术的发展程度,在很大程度上取决于社会经济对它的现实需求程度,以及它对社会经济的满足程度。社会经济需求是科学技术发展的最根本动力,因为社会需求对科学技术具有导向作用和选择作用,为科学技术探索提供大量的课题,从而将科学家的创造动机吸引到社会需求的轨道上来;而且按其满足需求的程度,对科学技术进行选择,选择那些最能满足需求的科学技术给予支持,从而保证其优先发展。反过来,科学技术一旦成功地应用于经济领域,便会产生巨大的经济效益,从而促进经济的迅速发展。经济的发展又为科学技术的进一步发展提供了有利的支撑条件。这就是科技与经济相互作用的非线性特征。
我国对科技与经济这种良性循环的非线性关系的认识经历了漫长曲折的历史。在相当长的时间里,科技与经济严重脱节,一方面,工农业生产技术落后得十分惊人;而另一方面,科研院所的科技人员又封闭在高楼深院。直到1982年才明确提出“科学技术必须面向经济建设,经济建设必须依靠科学技术”的方针。从此,我国科技与经济相互结合、相互作用、相互促进的步伐明显加快。[2]毋庸讳言,从整体来讲,尚远不能说我们已从根本上摆脱了由于科技、经济“两张皮”所造成的经济无力为科技发展提供应有的投入,科技为经济发展提供的支持也显得乏力的“怪圈”。[3]然而,我国重大科技成就的突破性进展表明,在我国早已存在着科技与经济结合的“微涨落”,并一再证明,只有社会经济提出迫切需求,且科学技术本身的逻辑发展能够满足这种需求,社会又能够为其提供经济支持,才能取得重大的科技突破。
50年代,受勘探和开发石油的迫切需要的推动在地质力学、地洼学说等地质构造理论的指导下,打破了外国权威以传统找油方法断定的“中国贫油论”,创造性地提出了陆相生油学说。这一学说为发现大庆油田作出了科学预言,使松辽平原、渤海湾盆地和江汉平原等沉睡了千万年的石油相继被发现和开发。六七十年代,备战的迫切需要,促进了我国原子能科学技术和空间科学技术的深入研究和发展;原子能和空间科技在理论、实验和技术方面的突破性进展,实现了原子弹、氢弹的爆炸成功和人造卫星的发射成功,推进了国防现代化以及原子能技术和空间技术的和平利用。交通运输的迫切需要,促进了建桥技术、建路技术、隧道技术的迅速发展;这些技术突破,促进了南京长江大桥的建成通车,在复杂地段修建成昆铁路成功。刘家峡等水电站设计和施工等复杂计算的需要,促进了有限元法的诞生和发展;有限元法的广泛应用,取得了工程计算的大飞跃。80年代,工农业生产、科技和国防现代化以及与国际竞争的迫切需要,极大地促进了高新技术的研究、开发及其产业化。石油勘探、天气预报、地震预报等巨量复杂计算的需要,促进了银河亿次巨型机、银河—Ⅱ10亿次巨型机的诞生;汉字文字处理、出版印刷等方面现代化的需要,促进了联想式汉字微型机系统、联想系列微机及其测试系统、华光型计算机汉字编排版系统等高技术的诞生和迅速发展。
进入90年代以来,国家863计划和火炬计划的实施,高新技术商品化、产业化和国际化的步伐日益加快,各级政府和企业逐步增加对科学技术的投入,科学技术又以巨额开始向社会馈赠。仅就52个国家级高新技术开发区而言,各项主要经济指标1992年一年均超过了以前诸年累计之和;1993年在1992年的基础上又有显著增长。开发区的技工贸总收入,1992年340.2亿元,1993年500多亿元;产值,1992年359.9亿元,1993年400多亿元;1992年实现利税54.4亿元,出口创汇7.66亿元。由于高技术及其产业具有高智力密集、高投入、高风险、高附加价值等特性,因此,它的高速发展,需要经济系统打破投资结构、税收结构的平衡,实行政策倾斜,促进高科技与经济的非线性相互作用。
2 多学科、理论和方法的综合性,是当代中国科学技术发展的基本趋势
当代中国科学技术继承了中国古代就已形成的整体性、综合性科学思维传统。这一传统与世界现代科学技术发展的整体性和综合性特点和趋势相汇流,使当代中国科学技术如鱼得水,在多学科、理论和方法的交叉和综合领域,不断取得新的重大成就。
五六十年代,华罗庚融几何、代数和函数论于一炉,开辟了多元复变函数论、矩阵几何学等新领域;将数学、控制论与生产技术相结合,创立了广泛应用的优选法。吴文俊将几何学与拓扑学相结合,提出了嵌入理论的基本定理,在示性类和示嵌类研究领域做出了杰出成就;李四光运用力学观点探索大地构造问题,创立了地质力学;钱学森将控制论原理、数学方法与设计稳定与制导技术相结合,创立了工程控制论。王元以高度的技巧将布伦、赛尔伯格的筛法、布赫夕塔布的组合恒等式以及库恩的加权筛法等综合起来,证得了{2,3},实现了哥德巴赫问题研究的重大突破,使中国在哥德巴赫猜想的研究领域第一次跃居世界领先地位;此后对陈氏定理的诸多简化证明,也都与王元的综合方法有关。
六七十年代,杨乐、张广厚打破了国内外函数论学界长期以来将“亏值”和“奇异方向”这两个概念孤立起来分别进行研究的传统,将这两个概念联系起来进行研究,在世界上第一次发现了“亏值”与“奇异方向”之间的有机联系,彻底解决了亚纯函数的奇异方向的分布规律问题。邹承鲁等创造性地将统计方法运用于分子生物学,研究了蛋白质分子结构与功能的关系,揭示了蛋白质功能基团的修饰与其生物活性之间的定量关系。
七八十年代,涂光炽等运用地质学、沉积学、矿物学、地球化学等学科的各种新技术、新方法对我国17个矿种的层控矿床作了系统研究,创立了中国层控矿床地球化学。钟家庆将群表示论的概念和方法引入现代复分析领域,开辟了多复变函数论与微分几何的交叉领域,在复微分几何与相关问题的研究方面取得了国际上处于领先地位的成果。叶笃正等创造性地把突变理论引入大气动力学研究,科学地解释了东亚大气环流的季节变化,完成了揭示东亚地区大气环流的结构和变化特征这项系统的气象研究。
由此可见,对已有方法、概念、理论、学科的综合,是当代中国科学技术取得重大成就的重要途径,并已成为当代中国科学技术发展的基本趋势。
3 科技协作的社会性,是当代中国科学技术重大项目研究与开发的基本形式
现代科学技术发展的整体性特点和趋势,使单个研究者独立从事研究,或单个研究机构同一学科研究者的集体攻关,取得重大科技突破的可能性越来越小,甚至不可能了。[4]这就需要实行跨学科、跨单位、跨地域的社会化大协作。当代中国科学技术的重大成就,几乎无不凝聚着多单位、多学科科技人员合作的结晶。
在生命科学领域,曾由北京大学生物系、化学系,复旦大学生物系,中国科学院生化所、有机所、生理所等近十个单位共同提出了人工合成牛胰岛素问题,并组织了近千人参加的攻关会战,虽经多次对会战队伍进行调整、精简,但这一重大成就的最后完成,仍是由中科院上海生化所、北京大学化学系、中科院上海有机所等单位的有机化学、生物化学、生物学、生理学等众多学科研究组分工协作承担。协作组多次召开协作会议,制定进度目标,讨论协作要点及其组织形式。由于协作组实现了专业互补,使各研究单位的特长和各研究者的擅长围绕系统目标加以发挥,从而产生了最佳的整体效应,于1965年在世界上第一次用人工方法成功地合成了结晶牛胰岛素。中国科学院上海有机化学所、福建物质结构所、生物物理所等单位的生物学、化学、生物物理、生物化学、医学、药学等多学科学者通力合作,历经20年的艰苦努力,于1985年完成了“天花粉蛋白的化学——一级结构、二级结构、空间结构的研究”,首创了唯一被国家批准的计划生育药物——结晶天花粉注射液。
在地球科学领域,中国科学院为了揭开青藏高原的奥秘,十分注意发挥多学科的优势,组织了由地学、生物学、气象学、环境科学等学科专家组成的综合考察委员会,仅对青藏高原隆起的时代、幅度和形式问题,就专门组织了第四纪地质、古生物、古脊椎动物、古冰川、古土壤、古气候、构造地质、地貌、地热、盐湖、鱼类等学科,从不同侧面进行综合考察研究,从而对高原隆起的认识达到了一个新水平。中国黄土的研究、中国层控矿床地球化学的研究、华南花岗岩的地质及地球化学和成矿规律的研究等,其研究过程中都贯穿了多学科、多单位的社会化协作。
在工程技术领域更是如此。顺丁橡胶工业生产新技术的研究开发成功,直接涉及了中科院兰州化学所、中国石化总公司锦州炼油厂、中科院长春应化所等近十家科研机构和生产厂,凝结了科研、开发、设计、生产等诸方面专家和工作人员密切配合、通力合作、协同攻关的辛勤汗水和心血。包兰线沙坡头地段铁路治沙防护体系的建立,涉及到铁道部兰州铁路局、中国科学院兰州沙漠研究所等十几家单位的土力学、土壤学、林学、种植技术、建筑技术等数十门科学与技术研究、开发、设计和施工的专家和数千名建设者。由于现代工程技术具有更突出的多学科渗透性、整体性和协同性等特征,因此,在该领域靠研究者个人独立地进行思考、孤军奋战取得重大成就,是不可思议的。正是各具特长、各有优势的单位和个人经协同作用,形成了各学科相互补充的,基础研究、应用研究和发展研究相衔接和促进的科技攻关系统,才攻克了一道道难关,实现了一个个突破而取得重大成就的。
诚然,当代中国科技领域的这种社会化的协作关系,是在计划体制下形成的。我国社会主义市场经济体制的确立,将对毫无条件的、全国一盘棋的、行政化的社会化大协作产生强烈的冲击。然而,现代科学技术的整体化潮流势不可挡。它驱使着研究者、科研机构按照自组织原则自发地形成跨学科、跨单位、跨地域的科研协作组织。这种社会化的科研协作组织,将具有更强的生命力,更适合现代科学技术的整体化特点和趋势,具有更强的国际竞争力。
4 科技力量部署的集中性,是当代中国科学技术发展的基本保证
现代科学技术的整体化和社会化趋势,导致了大科学体制的形成。这是历史的必然。所谓大科学体制,是指大规模社会建制化的科学体制,即在国家的直接规划、控制和领导下,集中人力、财力和物力,依靠协同作战,发展规模巨大、目标巨大、经费巨大、经济及社会效益巨大和战略意义巨大的科学。对于科学技术严重地落后于世界先进水平,科技力量和财力十分有限的新兴共和国来讲,这种科技力量部署的集中性,卓有成效。
我国自50年代开始,就逐步形成了这种大科学体制。1956年,国家制定了第一个科技发展远景规划,确立了以后12年科技发展的目标和任务。通过集中人力、物力、财力,协同攻关,采取战争年代积累起来的“集中优势兵力打歼灭战”、“大兵团协同作战”的大会战方式,突击完成某些大科学项目,成功地组织了半导体、计算机等尖端技术的攻关。
60年代,正是在大科学体制下,集中了全国最优秀的科学家,取得了石油大会战的成功,完成了核技术、航空航天技术、人工合成牛胰岛素、籼型杂交水稻、南京长江大桥、顺丁橡胶生产新技术等重大科技项目。这些都曾被列为国家重点攻关项目,由国家有关部委、甚至是国务院直接领导、决策和协调。在原子弹的研制过程中,成立了以国务院总理周恩来为主任的中共中央15人专门委员会。组织了全国26个部(院)、20个省、市、自治区,包括900多家工厂、科研机构、高等学校参加的攻关会战。在短短的2年中,专门委员会召开了9次会议,解决了原子弹研制和生产过程中一百多个关键性问题。在航天技术的研究和开发中,为了解决“长征一号”火箭所需的新材料,冶金部、化工部、建材部等所属有关厂家,调集优秀骨干队伍,动用最好的设备,在不到3年的时间里,就提供了各种规格、性能优良的新材料。
七八十年代建成的葛洲坝水利枢纽工程、上海宝钢工程、银河巨型机系列、北京正负电子对撞机工程等,都是由国家直接决策、规划和领导的,都是集体协作奏出的一曲曲壮丽凯歌。葛洲坝工程的总指挥是湖北省军区司令员兼湖北省委书记,宝钢工程的总指挥是冶金部部长,银河巨型机工程领导小组组长是国防科委副主任。银河亿次巨型机和银河—Ⅱ10亿次巨型机的研制单位数十家,涉及数千人,研制使用的元器件数十万个。由于按照系统的原则,使之协调一致,才终于取得了成功。北京正负电子对撞机是在国家财力困难,科研经费相对紧张的情况下,耗资2.4亿元,凝聚着数十个单位近万名科技人员、工人、干部、解放军官兵的艰苦劳动和心血建造成功的。
1986年开始实施的“863计划”,1988年开始实施的“火炬计划”,都贯彻了“有限目标,突出重点”的方针,集中一部分精干的科技力量,力争在我国有优势的高技术领域有所突破,并实现产业化。近几年的实践已经证明,这种由国家统一规划、决策和协调,发展我国高新技术及其产业的大科学体制,是成功的;而遍地开花的“高新技术开发区”,严重地分散了有限的科技力量、物力和财力,严重地制约了我国高新技术及其产业的发展,必须加以有效控制。
5 科技工作者的爱国主义责任感和使命感,是当代中国科学技术发展的力量源泉
科学无国界,但科学家有祖国。当代中国科技工作者以祖国辉煌灿烂的历史,在世界上地位的提高,科技和经济的重大成就为骄傲和自豪;在祖国的科技、经济暂时落后的情况下,他们自强不息,奋发图强,绝不允许别人歧视、侮辱。正是这种爱国主义的自尊心和自豪感,唤起了当代中国科技工作者的责任感和使命感。自豪,使中国人确信不该落后;自尊,使中国人不甘落后。当不该落后和不甘落后与事实上的落后形成强烈的反差时,就会激起科学家们强烈的社会责任感、使命感和危机感。
新中国的建立,出现了中国科学技术的曙光。钱学森、华罗庚、李四光、钱三强等一大批海外学子,毅然放弃优裕的工作和生活条件,历经种种磨难,纷纷回到祖国怀抱,为的是把满腔的爱国热情化作报国之志,决心使饱受欺凌的祖国强盛起来。
60年代初,在赫鲁晓夫毁约停缓,中国核武器研究面临巨大困难的情况下,周光召、邓稼先、王淦昌等著名科学家急国家、民族之所急,上书中央领导人,自愿放弃从事多年、且在国际物理学界享有盛誉的基础理论研究,改行做国家急需的原子弹理论研究和设计工作,从而在祖国的原子能科学技术方面取得了卓越的成就。
科学技术的发展,不仅受到社会经济需求的推动,而且受到科学技术研究主体满足社会经济需求的责任和愿望的直接推动。只有当社会经济需求与科技工作者满足需求的社会责任感和愿望相整合时,社会需求的推动作用才能变成现实。科技工作者的社会责任感、无私无畏、勇于创新的科学精神和坚定信念,是科学技术发展的一种基本的力量源泉。
陆家羲在毫无研究条件的一所中学教书期间,孜孜以求地从事STEINER三元系大集的研究,完全靠业余时间,自费参加学术会议、搜集资料,甚至在研究成果未及时得到承认、得不到及时发表的情况下也从未放弃过自己的探索。终于在1979-1981年证明了组合数学史上著名的“大集定理”,并于1983年3月和1984年9月在美国《组合论杂志》分两次发表了“关于不相交斯坦纳三元系大集Ⅰ-Ⅵ”,从而宣告了这一问题的整体解决,取得了在世界上处于领先地位的成就,被认为是“60年代以来区组设计理论中最重要的成就之一。”[5]
陈景润无论在“文化大革命”十分艰难的环境中,还是在病魔缠身的困苦中,都始终不渝地坚持研究哥德巴赫问题,终于攀上了哥德巴赫猜想研究的世界顶峰。汤飞凡为了找到沙眼病原,苦苦探索几十年,甚至不惜一切地一再用自己的双眼做试验。袁隆平年复一年,长期蹲农田,反复观察,先后用了一千多个品种,做了三千多个组合,经过连续6年的艰难探索,才终于为“三系”水稻新品种的选育打开了一个突破口。
包兰线沙波头防护体系的数千名建设者,风餐露宿,抗严寒,战酷暑,起早贪黑,历经近40年的艰苦奋战,终于建成了被联合国专家认为是“奇迹”的防沙固沙的沙波头“绿洲”。
银河计算机厂厂长苏长青在手术后第二天,插着导尿管,在病房里召开了总工、车间主任会议;术后10天就溜回了工厂主持“银河—Ⅱ”会战,仅用4年时间就完成了国外技术先进国家至少需要5年才能完成的“银河一Ⅱ”的研制和生产任务。
在市场经济的大潮中,大批科技人员纷纷“下海”。这对于加快科技成果向现实生产力的转化,提高流通领域职工队伍的科学技术水平,具有重要意义。然而,无论是坚守基础研究和应用研究,还是从事技术开发、转让和贸易,都必须进一步发扬和光大勇于攀登、勇于创新的科学精神,坚定科学信念,永葆科技工作者的社会责任感。这是当代中国科学技术在21世纪更加辉煌的希望之所在。
注释:
*国家自然科学基金资助项目(79000010)《当代中国科学技术史》的成果之一。