科技创新的若干问题

科技创新的若干问题

严泰来中国农业大学信息与电气工程学院

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报告提纲一、科学技术在创新与斗争中发展二、科技创新的必要条件

三、科技创新与学术道德四、我们可能的科技创新内容五、如何培养科技创新的能力一、科学技术在创新与斗争中发展1、什么是科学技术“科学”与”技术”是两个相互关联又不相同的概念。迄今为止，这两个概念并没有公认的、确切的定义，属于模糊概念。尽管模糊，但不妨碍我们鉴别什么是科学、什么是技术；什么是伪科学、什么是魔术、幻术。

所谓科学，可以这样认为：科学即是反映自然、社会、思维等客观规律的分科知识体系。而所谓技术，是指运用这些知识解决实际具体问题的方法。

“科学”一词是一个外来词，最早由清末变法维新派领袖康有为1893年从日本引进，而日本也是由明治维新著名学者西周翻译英文“Science”引进。看来，对于东方，科学的兴起源于变法维新。2、科学的特征及辨别科学真伪的标准——科学是可以认识的，科学拥有者能够认识，非拥有者也应当通过学习能够认识，即科学并不神秘。——科学可以重复。拥有者可以重复，非拥有者也应当可以重复。——科学要有实证，至少它的逻辑能够得到证明或证实。“实践是检验真理的唯一标准”，科学是真理，要能经得起实践检验。

可认识、能重复、有实证是鉴别科学与伪科学的标准。“法轮功”、“特异功能”不是科学，正因为不符合这三项标准。3、科学技术在斗争中发展

科学发展的初期，经历了生与死、血与火的考验，著名的物理科学家伽利略在宗教法庭上有名的论断：“地球仍然在转动”昭示着人们，发展科学需要有何等的勇气与毅力。

一项科学能够被人们所认可不是一件简单的事情，人们都在传说，牛顿是因为一颗苹果从树上落下来就使他发明了万有引力定律。科学发现、发明哪有这样简单！牛顿为了证实他的三大定律，仅用于实验设计、数据分析就有3吨纸（见于牛顿博物馆）！

科学不断在与伪科学斗争。在我们这个时代，也仍然有许多伪科学，如“特异功能”，早先还有什么“打鸡血”、“法轮功”等等，还有什么“水变油”、“风水”等神话。

如果听任这些伪科学泛滥，凭着某些“大师”的意念，就可以“呼风唤雨”、为所欲为，科学就不需要发展了。4、科学技术是第一生产力

当代是科学技术大发展的时代。科学是在不断创新、不断完善中飞速发展，科学发展速度远远超出所有人、包括一些科学技术发明人的预料。计算机是1946年发明成功的，到现在也才半个多世纪，发明人完全想不到计算机有这样大的用途。

科学技术迅速改变着社会的面貌。计算机以及计算机网络迅速改变着世界，转基因的问题引起社会热烈争论，不管如何认识，转基因产品也在改变世界。人们都有跟不上社会发展的感觉。

科学是在不断创新中发展的，呈现“否定之否定”的规律，牛顿力学划定了物理学的一个时代，爱因斯坦又划定了物理学的一个新时代，现在暗物质、反物质的存在又在孕育着更新的时代。这里的“否定”不是简单意义上反对、纠错，而是在更新的层面上创造。5、批驳一种观点——“中国人不善于创造”。

现在网上，国外一些人，甚至还有国内人，认为我们中国人不善于创造。我不同意这一观点。有资料统计，在1440年以前，也就是在欧洲文艺复兴以前，我国的技术发明占全球发明总数的40%，这个数字十分惊人。从1440年明代中期以后，我们在科技上落后了，科技创新少了这是因为封建社会时间延续过长了。封建社会将人们的思想、能力都引导到社会的权术上去了，科举考来考去都是考四书五经，没有一点数理化。这样将人们的科技创造力束缚住了。

解放以后，特别是改革开放以来，我们的科技创新能力获得很大的释放，航天技术的成就、海洋深潜技术的成就、农业的成就等等就能说明我们中国人的创造力并不差。我对现在学术上有崇洋媚外的倾向很不以为然，并非外国一切都好、一切都对。我们学习外语是为了了解国外学术新思想、新技术的，不是为学外语而学外语，不能将外语提到不适当的高度。事实上，中国人讲外语不能“创新”，真一“创新”外国人听不懂了。

为了提倡创新，应当提倡自信，包括对我们国家、对我们所在的学校、对我们自己，要有自信。我们并不是事事都不如别人，我们有我们的长处。二、科技创新的必要条件

科技不是任何人都可以创新的，它需要有条件：

1、必要的基础条件。

科学不同于艺术，它是在一代人、一代人，一个台阶、一个台阶发展起来的，为了创新，就必须在前人基础上创新。不可能在童年、少年就成为科学家，就有重大发现、发明。因为科学创新需要学习，掌握基础，而学习需要循序渐进。

这里基础，是一个广博的概念，不是一两门知识。事实上，知识是相通的。例如，平面几何似乎与计算机编程没有任何关联，我个人的体会是很有关联，平面几何培养严密的逻辑思维能力，平面几何有一类题是作图题，需要有分析、做法、证明、讨论这几个步骤，这与计算机编程很相像，分析相当于算法研究、做法相当于编程、证明相当于调试、讨论相当于改进。

“学好数理化，走遍天下都不怕”是一个真理，因为数理化是基础，而数理化中数学又是重中之重。现在我们说知识相通，不仅自然科学各门学科相通，就连自然科学与社会科学也相通。比如计算机学科中又增添了一个领域叫做“计算机文化”，这就是将自然科学与文科结合起来，为计算机学科发展铺设了一个新的渠道。

事实上，许多自然学科的大家，在社会科学，特别是文化艺术方面造诣很深，比如李政道，绘画很好；杨振宁、华罗庚、苏步青，文学诗词功夫很深；竺可桢，论文读起来很像一篇文学散文，等等。他们都从社会科学中得到受益，促进了自己学科的发展。

有人讲，没有广博，就没有高深，如同山体一样，底座不大，高不上去，就是这一个道理。2、要有吃苦的精神。

如果在古代，科技创新有一些偶然的成分，那么，从近代开始，偶然机会越来越少，已经几乎不可能。有人将自然科学创新做了一个论断，99%靠勤奋，1%为天赋。任何科技创新、任何学术成就，都离不开勤奋。

爱迪生一生发明有1千多项，我们至今还享受着他的发明成果，据说在他研究发明的高峰期，有十多年住在实验室，夜间和衣而睡；大家都知道中国科技大学少年班，少年班开办始自1981年，到现在已有30多年历史，早期学生已经早已步入中年，据统计有56%以上成为学科带头人，20%有人学术卓有成就，他们在少年班学习时平均自己做高等数学习题达3000道以上，没有这样的基础成就不了他们的事业。

古人有句话：“天降大任于斯人者，必先劳其筋骨、饿其体肤、空乏其身……”，这句话至今还在激励人们刻苦敬业，发奋努力。3、要有自信。

什么是“创新”，著名数学家吴文俊先生（中国自然科学特等奖获得者）有一个解释，即“独立思考”。能够独立思考，必须要有基础，不是“信天游”、胡思乱想。当然，创新有大也有小，大者为理念创新，小者在方法上有所改进，也是创新。只要是独立思考，做出前人在技术方法上没有做出的事，都算是创新。

要有一种不服输的精神，“你能弄出来，我笨一点，用两倍的时间也可以弄出来”，这种执着的精神才有可能创新。

4、不能有功利思想。

追求急功近利，是当前普遍存在的学术浮躁倾向的重要根源之一。凡是做出大成就的人，在事先绝不会去想做出此事会发多大财，当一个什么官。争名于众、争利于市的人，绝不会做出什么大事、有什么大的发明创造。

这里有一个实例，有一位华人、物理诺贝尔奖金获得者，香港人，叫高琨，他的贡献是光纤通讯，这对于计算机网络通讯、医疗手术的改进有突出的贡献，被称为“光纤通讯”之父。实际上，他并不是光纤的发明人。在他研究这项发明之前，已有光纤被发明出来，但不能使用，因为在那时的光纤导管内，光能衰减非常迅速，不到十米，即衰减到原来的1%。此项技术长期被搁置，高琨则拿起这一硬骨头，在物理上找原因，找出是因为有某种杂质化合物在作怪，并在理论上提出去除杂质的方法。这项研究发表在科学杂志上，事隔十年以后，果然问题解决了，由此高琨得到了诺贝尔物理奖。但此时，他已经患上老年痴呆，不知诺贝尔奖是何物了。

三、科技创新与学术道德科技创新是一件非常严肃的事情，许多科技名人，如爱因斯坦、牛顿等都在遗嘱中提到将自己的科学创新写在自己的墓碑上，可见对于此事如此看重。

为了严肃科技创新，为了发挥科技创新对于推动科技的发展，必须要提倡学术道德，并为维护学术道德制定必要的制度，包括法律规章。

什么是学术道德，学术道德包括哪些内容，又是一个模糊的概念，至今未见一个完整、公认的说法。我个人以为，起码要守住以下三个底线：1、不搞学术成果剽窃，包括论文抄袭、著作连篇累牍“粘贴”、技术冒名顶替等。学术成果剽窃与贪污盗窃一样，是一件极不光彩、极不道德的事情，这一点不言自明。对此，就连剽窃者本人在剽窃前也心知肚明。

现在剽窃学术成果，在我们周围，在社会上屡见不鲜，甚至就连有一定声望的教授、学术名人，剽窃行为被人告发也时有所闻。剽窃者须知，侥幸心理要不得，越是剽窃成果越大，翻船栽跟头的可能性就越大。剽窃要承担严重后果的。出现这种现象，有复杂的社会原因；对于剽窃者本人，是一种缺乏自信、自强的表现。

2、不做学术违规、违法的事情。现在考试作弊、大型考试请“枪手”或自己作“枪手”，也常有出现。这种人其实不明白一个道理，就算是蒙混过关，考上了什么博士、硕士，甚至考上了公务员或什么热门职业的什么岗位，又怎样？！“考”上后，没有这个能力、水平，被清理出去，更是得不偿失。3、要有一点责任心。这里的责任心，我们不唱那些高调，什么“为国争光”，“给人民交一个满意的答卷”，唱这个高调一般人还没有这个水平。只是要求将导师、将自己所在的学术团队的学术成果传承下来，这是作为一个研究生的责任。用一个老式的词汇，研究生就是导师的“弟子”，导师应当将弟子在学术上带出来，引上社会择业之路；而弟子应当将导师的学术发扬光大。导师与弟子双方都负有责任。

我们现在有一种现象，研究生不知导师、不知自己所在学术团队做过什么，有什么学术成果，学位论文后面参考目录上百篇，洋人的占一多半，就是没有本单位的论文。这种现象应当提高到学术道德的高度去看。

四、我们可能的科技创新内容

科技创新需要独立思考，做到独立思考，就要勤于观察，从现存的问题中提出问题、寻找创新。爱因斯坦说过，提出一个有价值的问题比解决问题更重要。我对信息与电气工程学院各学科比较熟悉，我以下提出几个问题，作为一个示例，吸引大家思考：1、对于搞电力专业的研究生，是否考虑过几年前春节前后我国南方几个省出现的“冻雨、雪灾”问题，高压输电线路被冻块压垮，难道高压线是输送能源的，就不能用一点电能，自己保护自己，随化冻，不让结冰。理论上这应当不难。2、我们有搞计算机或搞自动化的，大型停车场，特别是地下停车场，常出现车主找不到自己车存在哪里、新进来的车找不到停车位，如何解决自动提示、导引这个问题？

3、计算机上的问题更多，现在云计算勃然兴起，如何用云计算技术解决大型遥感图像实时处理的问题；足球世界杯上已经出现自动跟踪运动员、统计一场球下来跑动距离的问题，网球场上出现向裁判“挑战”的问题，他们是如何实现的，我们可以不可以做？4、在座有搞地理信息的，地理信息系统的趋势是与云计算技术相结合，其桥梁就是网格格式数据，能否设计出一种网格无缝连接能覆盖全球，如何设计？

还有一个问题，与我们学院、乃至我们大学各学科都有关：今年7月李克强总理提出发展“互联网+”这一问题，将互联网提升到国

家发展战略的高度。“互联网+”加什么，需要我们广大科技工作者去补充，各行各业都可以增加内容：能源发展要开源节流，什么地方、什么条件可以开源、需要开源，靠互联网找答案，开出源输入互联网，通知用户。电子技术可以设计各种传感器，延伸互联网的触角，比如普及二维码、射频技术，用于物流管理、智能化服务有大量科技工作需要开发。互联网是计算机技术、通讯技术的“内业”，计算机技术在互联网技术开发、应用、安全管理等方面的工作更多，大量软硬件亟待开发。地理信息也需要靠互联网技术获取信息，经过加工、挖掘以后，再投放到互联网上交付大众使用，这里也有大量的研究开发工作。

当代有三项重大技术急速发展，将迅速改变着社会的面貌：——“大数据”技术。大数据囊括了各行各业、各个学科的信息数据，包括地理空间信息数据、生物遗传基因数据、物质结构数据、科技知识数据、文学艺术数据、社会管理数据，等等。各行各业、各个学科都可以从大数据技术及其数据资源中获得技术支持，反过来又可以补充、丰富大数据。科学技术在加速发展，迅速得到普及应用，这与大数据技术的发展是分不开的。——互联网技术。对于互联网技术有另一称谓，即“智慧化”技术，如智慧城市、智慧政府、智慧农业、智慧医疗。。。。等等。在智慧化技术支持下，每人都是信息的受益、享受者，又是信息的提供者。大数据与互联网是一个问题的两个方面：大数据提供信息资源的支撑，而互联网提供实施信息化的技术支持。互联网正在改变着社会面貌，大的商业网点正在被网上购物所取代，经济打破地方、国家垄断的局面正在进行，全球化经济势不可挡。智慧化技术又为我们大学生、研究生就业提供了机遇，大量信息的半成品需要加工，现在创业正是一个机会。国家支持小微企业发展。——三维打印机。所谓三维打印，就是粉末加粘合剂，在三维空间信息技术支持下，机械零部件、甚至整个机械、整座大楼都可以“打印”出来。这项技术对于制造业、建筑业、加工业都是一个相当大的冲击，从设计到产品一步到位，跳过制造、加工等中间过程。这项技术需要空间信息技术——CAD技术的支持，有不少CAD技术需要重新研究。

现在社会环境为我们创新提供了优越的环境。这个环境包括：技术环境，可以从各种渠道获取各种软件技术、编制软件相比以前简单得多；数据、资料环境，可以从网上获取数据，如地理信息数据等；云计算技术为我们获取大数据、大型计算机的技术资源带来了方便。

以计算机网络技术为基础的云计算给社会带来巨大的变革，所谓“智慧城市”悄然兴起，社会运行方式、我们的生活方式都在改变。比如，我们的购物、通讯、娱乐等等，高科技的融入，改变着我们的生活。“智慧城市”引发的大量的问题有待解决，如私家车共乘问题、公共汽车运行信息公示、信息安全问题等等。有些同学对于数学感兴趣，运送货物的最优路线以及仓储设置，属于多目标动态规划问题、密码编制以及漏洞发现，等等都是现代数学的理论问题。

现在，一项重大技术的突破，给社会就业带来很大的机遇，小型信息企业、社会服务企业又一次出现创业高潮。就业需要创新，创新可以带来更多的机会。五、如何培养科技创新的能力

1、培养四个方面的能力：——空间想象力。这里的空间既有实体空间，又有虚拟空间。事实上，数理化中许多变换就是实体空间向虚拟空间、或虚拟空间之间的变换，如小波变换、主成分分析变换（K-L变换）等等。——理解与逻辑推理能力。能够透过现象，犀利地抓住本质；将复杂事件理清各因素之间的相互关系，包括因果关系、并列关系、逆反关系等等。这就需要对一个概念有一个深刻的理解。比如，在电子学中一个很重要、又难于理解的概念，即反馈（feedback），如果将反馈理解到互为因果，这就将概念理解到一个更深的层次了。——创新能力。勇于、善于从前人研究成果中找出不足，从身边各种事物或现象中发现新问题，独立思考，有自信心、克服困难，找出解决办法。

——表达能力。这里的表达能力是逻辑推理、理解能力最终的体现，表达的第一受体是自己，如果自己能够给自己说清楚了，才能给别人说清楚，这是连续思维的必要条件。2、要有较广博的知识，培养较广博的爱好。前面已经介绍，凡大家，如院士、科技大奖获得者，他们的知识、能力都是多方面的，绝不是门缝里看到的东西、就一点点。这些知识相辅相成，触类旁通，对他们事业成功有益。当然，在爱好中要有钻研，不能停留在肤浅的表面。比如，在打桥牌中运用一点概率论知识、心理学知识；又比如在下围棋中运用一点拓扑