科技研发需要富人思维

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根据全要素效率理论,从供给侧推动经济发展的根本和主要动力来自科技进步。而大量数据表明,科技进步的首要因素在于科技投入。对于最后一点,无论是国内还是国际权威机构给出的数据,都是令人乐观甚至振奋的。但如果希望乐观的数据达到乐观的结果,中国还需要在投入和结构性改革上表现出更大的决心。

从穷到富的转换

不久前,联合国教科文组织发布了《2015年科学报告:面向2030》,在大量数据基础上对全球科研与发展趋势进行了总结。该报告中一个值得注意的数据是:目前美国用于研发的投资占全球28%,中国紧随其后(20%),超越欧盟(19%)和日本(10%)。

而在2014年,世界经合组织在一份报告中预测,中国的研发支出将在2019年前后超过欧盟和美国,跃居世界首位。报告称,过去10年,经合组织成员国研发支出额占全球的比例从90%下降至70%。2008年至2012年,该组织成员国研发支出年增长率为1.6%,仅是2001年至2008年的一半;同期中国的研发支出却翻了一番,成为全球研发的主要驱动力量。中国在研发领域的支出在2012年达到2570亿美元,占GDP的1.98%,接近欧盟整体水平。同年,美国和日本的研发支出分别为3970亿美元和1340亿美元。

国家统计局《2014年国民经济和社会发展统计公报》则显示,2014年中国的研究与试验发展经费支出为13312亿元,约等于2150亿美元,占GDP的2.09%。

显然,以上这些数据有一些抵牾之处,所反映的趋势却是一致的:中国的研发支出正在爆炸式地增长,远远高于全球和主要国家的增速。以国别计,中国的研发支出早就仅次于美国;如果把欧盟视为一个整体,经合组织认为要到2019年左右才超过欧盟,教科文组织却认为现在已经超过。

巨大的量变必然和必须使得管理者在思维层面产生质变:必须转换思维方式,像富人一样思考,而不是像穷人一样思考。也就是说:我们更多地要以花别人2倍的钱办别人1.5倍的事自豪,而不是以花别人10%的钱办别人20%的事自豪。

这一思维转换的逻辑基础是:衡量一个国家的科技实力,总产出是最重要的指标,其重要性远远高于人均产出、性价比。因为科技成就不是实物,而是知识。一个实物比如苹果被使用、消费后会消亡,而知识却可以无限复制很多知识还必须配合在一起才有用,好比只知道怎么造返回舱,还是造不出飞船。而且有时一项科技就足以决定国家或企业的命运,其他方面的科技再好都没用。典型代表是战争技术,而最典型者莫过于核武器。

性价比的重要性之所以不如总产出,也因为随着投入的增加,科技工作中原创比例增加,导致性价比必然下降。

这里需要仔细辨析一下追赶和原创的实质区别。中国过去的教育和宣传对这一问题一直比较忽视,以至于许多人到现在还没有意识到追赶的难度跟原创有本质区别。

我们过去宣传经常有两个模式。一是“外国用xx年干出来的,我们只用yy年就干出来了”,典型例子是两弹一星;另一个是“我们只用xxx的钱,就实现了外国yyy的钱才做到的事”,典型例子是航天。这两者当然都是好事,但同时这种宣传也有严重的误导性,让许多人认为这种研发模式才是最好,至少是更好的模式。

但当我们面临经济与科技超级大国的门槛时,必须明白:知识与科技的最重要发展模式,是首先做出某个没有先例的成果,也就是原创。为此,在一定条件下,无论付出多大时间与金钱代价,都是值得和应该的。

原创是富人的游戏

什么是原创的流程?

第一步是提出问题。提出新的、深刻的问题,其实是最需要洞察力的。爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许只是一个数学或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”爱因斯坦正是因为问出“如果光速在所有惯性参照系中都不变会怎样”“如果自然规律遵从的是洛伦兹变换而非伽利略变换会怎样”,才发现了狭义相对论,为人类打开了一扇全新的真理之门,这是天才的思维方式。

第二步是判断这个问题在当前的条件下是否可以解决,这也需要很高的智慧。例如可控核聚变和量子计算,在物理原理上是可以实现的,但实验路径设计了好几种,每一种都有严重的局限性。将来是否能成功?需要发明新的路径还是只需改进现有的路径?都没人知道。

中国在科技领域的成就,被宣传最多的两弹一星、核潜艇、人造卫星、载人航天等,大部分都属于追赶型项目。在科研本身的意义上(不说外部物质条件),追赶比原创容易得多,因为提出问题和判断可行性是最难的两步,都有别人替你完成。原子弹最大的秘密是什么?不是发生爆炸的临界质量,也不是核原料的提纯方法,而是“原子弹可以造出来”这一句话。只要知道这一点,你就已经获得了最关键的信息,因为你知道了那些问题都是可以解决的。

这么说,并不是为了贬低老一辈科学家们的伟大成就。两弹一星能造出来这一点全世界都知道,但绝大部分国家还是造不了,正是因为他们解决不了这些问题。

但必须明白,原创的科学价值远高于追赶。举个例子,在未来世界科学史的记载中,屠呦呦发现青蒿素的分量就会超过两弹一星。当然,两弹一星是保障国家安全的,政治、军事意义比青蒿素高得多。但我们不能把政治、军事意义跟科学价值混为一谈。

对于原创的难度和必要性,歼-20的总设计师杨伟有深刻体会,他指出:“原来,我们曾有明确的追赶目标,别人在前面,我们奔着他去。现在,我们接近了,甚至在某些局部平行或超越了,这时我们所面临的挑战将更加严峻。在这种没有明确跟踪目标的情况下,创新的难度同以前相比不是一个数量级的。”他认为,应对这样的挑战,核心就是要加强原始创新。如果说以前我们对基础研究、基础科学的关注与投入还很有限的话,未来,我们需要更加关注这些领域,加大对基础科学原理的深度理解与突破。

正如前面所言,我们要更多地以花别人2倍的钱办别人1.5倍的事自豪,而不是以花别人10%的钱办别人20%的事自豪。花别人2倍的钱办别人1.5倍的事,是因为随着投入的增加,边际产出(最后一单位投入导致的产出)必然下降。用金钱来衡量,原创的性价比必然低于追赶。跟跑的只要跟着前面的就行,领跑的却需要自己探路,走错方向的概率很大。即使都是正确的路,许多前沿项目也是在烧钱。

例如,2015年119日获得基础物理学突破奖的大亚湾中微子实验室,虽然在中微子振荡方面取得里程碑式成果,可投资高达1.6亿元,但这正是我们必须要走的路。

中国已是科技“土豪”

中国科技现在在全球的位置如何?答案是虽然离美国还有较大差距,但属于第一集团,被公认为科技强国。这一点科学界之外的人士可能不太了解,但科研工作者都已习以为常。以发表在一流科学期刊上的论文来度量,中国的基础研究产出是世界第二,仅次于美国,而且正以两位数迅速增长。

2015年1029日,中国科学院文献情报中心与汤森路透旗下的知识产权与科技事业部共同发布了《2015研究前沿》报告。报告甄选出了201510个科学领域的100个热点研究前沿和49个新兴研究前沿。美国在143个前沿(占149个前沿的96%)都有核心论文入选,且在108个前沿的核心论文数排名第一(72.5%)。中国在82个前沿(55%)有核心论文入选,在16个前沿中核心论文数为第一名(10.7%),超过英国(10个)、德国(8个)和日本(2个)。

中国核心论文数排名第一的16个前沿包含6个领域:化学与材料科学领域,物理领域,数学、计算机科学和工程领域,农业、植物学和动物学领域,生物科学领域和地球科学领域。在化学与材料科学领域的19个前沿中,中国核心论文数排名第一的有9个前沿(如“高能量转换效率太阳能电池”、“聚集诱导发光化合物的合成、性质和用于细胞成像”),而美国排名第一的有7个。以这个指标衡量,化学与材料科学是中国目前唯一排第一的领域。随着中国科研成果的井喷,这样的领域以后会越来越多。

在这种背景下,科技研发管理的观念一定要跟上时代的发展,克服小家子气,舍得为科研投入资源。研发是回报最大的投资之一,投入越多节约越多。波音、空客、微软、英特尔、高通等企业占据垄断地位,收取超额利润,凭借的就是技术壁垒。对科研的投资首先可以打破垄断,这是富国之本。

加大投入:从土豪到豪强的唯一路径

小家子气的一个表现是有人问:我们给大学投资了这么多,为什么还没有产生世界一流大学?这甚至也经常被上升为“体制问题”。其实,所谓的投资很多,是纵向与自身的以前比。但横向与世界一流大学比,还少得多。例如目前中国经费最多的清华大学,2014年的支出是116亿元,而哈佛大学2015财年的支出是45亿美元,约合279亿元,是清华大学的2.4倍。清华有3356名教师、45237名学生,多于哈佛的2400名和21000名,论人均就差更远了。

中国的科学家是人才,但不是超人。我们能以合理的投入实现优秀的产出,但没理由非要以比别国低的投入实现比别国高的产出。我们的目标应该是以比别国高的投入实现比别国高的产出,俗称“拿钱砸死你”!

《史记·滑稽列传》里有个故事:楚国大举攻齐,齐威王派淳于髡出使赵国求援,让他带上礼品黄金百斤、驷马车十辆。淳于髡仰天大笑,把帽带子都笑断了。齐王问:“先生认为礼物少吗?”淳于髡说:“我从东方来,看见路旁有祭祀田神的,拿着一只猪蹄、一杯酒,祈祷说:‘贫瘠旱地的收获装满筐笼,低洼水田的庄稼装满车,五谷丰登,丰盛满家。’我见他的祭品少而想要的多,所以笑他。”齐王把礼物增加到黄金千镒、白璧十对、驷马车百辆。淳于髡到了赵国。赵王给他精兵十万,战车千辆。楚国听到消息,连夜引兵而去。既要马儿跑,又要马儿不吃草,是国之大害!

中国研发支出的绝对值虽然高,人均却不高。按照联合国教科文组织的数据,中国人均研发支出只是美国的18%、欧盟的40%和日本的20%,有非常大的提高空间。

根据世界银行的数据,10个科技产出最高的国家在2012年的研发支出占GDP比例是:中国1.98%,美国2.79%,德国2.92%,日本3.39%,英国1.72%,法国2.26%,加拿大1.73%,西班牙1.30%,瑞士3.41%,韩国4.04%。韩国的比例最高,所以它在近40年来以惊人的速度崛起,从一个历史上默默无闻的国家一跃成为造船、汽车、手机、面板的大国,值得我们学习。瑞士和日本的比例次之,所以这两个国土狭小、资源匮乏的国家能跻身世界最发达国家之列。德国和美国的比例又次之,但仍然比中国高不少,这符合我们对它们科技领先的印象。剩下的法国、加拿大、英国、西班牙,跟中国差不多或者低于中国,这也是它们经济与国力每况愈下的一个根本原因。

如果中国与韩国看齐,把研发支出占GDP的比例提高到4%,考虑到GDP的快速增长,若在10年后达到这个目标,研发支出可能就是现在的4倍!这样,中国的人均研发支出才会接近或超过其他发达国家的水平。“其他”的意思,就是中国那时将会成为全世界最大、最强的发达国家。

袁岚峰 中科大合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员

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