“因為他們抓住了機遇!”盡管已經過去了1年,當于淥講起中國科研團隊在中微子領域取得的科研成就時仍表現得十分激動,“當時的國際競爭非常激烈,要不是中國團隊提前開始采集數據,也不會提前其他國家研究組幾個星期得到這個結果。”
這位中國科學院院士以此來說明重大科研任務面前作出“戰略判斷”的重要性。6月20日,中國科學院在京對外發布了《科技發展新態勢與面向2020年的戰略選擇》戰略研究報告(以下簡稱報告),這是包括于淥在內的中國科學院200多名專家耗時1年多研究得出的。
4年前,幾乎是同一群專家費時兩年時間繪制出一份中國到2050年的科技發展路線圖即《創新2050:科學技術與中國的未來》研究報告,隨即轟動國內外。時任中科院院長路甬祥以“人無遠慮,必有近憂”來形容這份報告,如今,這一研究組的專家在研究“遠慮”后將目標瞄向“近憂”,針對未來5~10年即2020年科技發展新態勢進行研究。
“瞄向未來的7年,時間尺度更近,更緊。”中科院院長白春禮如是描述兩者的區別,更為重要的是,在第六次科技革命的前夜,中國科研人員乃至科研機構怎么走,“如何實現我們的創新跨越發展”,這份發展圖或能給出一個參考。
集成電路領域正在進入“后摩爾時代”,計算機逐步進入“后PC時代”,“Wintel”平臺正在瓦解,互聯網必將進入“后IP時代”……今天,中科院院士、計算技術研究所研究員李國杰用一連串以“后”開頭的名詞介紹了未來5~10年信息網絡領域將有的科技突破。而這只是報告涉及的10個領域的一部分,也是當天報告預測和描述未來5~10年重要領域科技發展圖景的一小塊。
在報告的總論部分,提出了世界可能發生的重大科技事件、中國可能產生的重大科技突破以及需要加強或加快布局的科技戰略重點。其中最引人注目的莫過于未來5~10年世界可能發生的22個重大科技事件,如中微子振蕩實驗有望加快破解“反物質消失之謎”,量子信息技術將成為下一代信息技術的先導和基礎,石墨烯將成為“后硅時代”的新潛力材料,基于干細胞的新的生命繁衍方式將會出現,等等。

報告稱,這其中有七大領域和方向,需要中國加強布局,分別是江門中微子實驗、暗物質和暗能量的研究與探測,大數據科學平臺研究,腦認知科學重大問題,“人造生命”與合成生物學,光合作用機理,“人造葉綠體”研究和青藏高原地球系統的可持續研究。
尤其值得注意的是大數據科學研究,“不光是搞統計的,搞代數的,乃至做拓撲的科學家都關注大數據。”李國杰如是說。報告也專門將這一分領域的變化拎到總論中作如下表述:與實驗科學、理論分析和計算機模擬這三種經典科研范式相比,大數據科學將成為一種全新的科研范式。
數據無處不在,麥肯錫全球研究院預測,到2020年,全球數據使用量預計相對于2011年將暴增44倍,達到35ZB。具體而言,數字信息從各種各樣的傳感器、測試儀器、模擬實驗室、文化娛樂企業和個人使用的數字終端中源源不斷地涌出。報告稱,超過傳統數據庫系統處理能力的海量數據即大數據隱含巨大價值,以網絡數據為例,報告稱,網絡數據之間的相互關系其實是人與人的相互關系。然而,這其中許多數據缺失、重復或是沒有價值。對科學家而言,未來的主要任務不是獲取越來越多的數據,而是進行數據的去冗分類,去粗取精,從數據中挖掘知識。報告稱,幾百年來,科學研究一直在做“從薄到厚”的事情,把“小數據”變成“大數據”,而現在要做的事情是“從厚到薄”,要把“大數據”變成“小數據”。
盡管學術界已經注意到大數據帶來的機遇和挑戰,但對大數據提出的科學挑戰問題還沒有形成共識。2007年,已故的圖靈獎獲得者吉姆!格雷在他的最后一次演講中描繪了科研“第四范式”的愿景,將大數據科學從第三范式即計算機模擬中分離出來。谷歌公司研究部主任皮特的一句名言可以概括兩者的區別:“所有的模型都是錯誤的,沒有這些模型反而增加你成功的機會。”報告認為,谷歌的廣告優化配置、戰勝人類的“IBM沃森問答系統”都是這樣實現的,而這就是“第四范式”的魅力。
與此相應的是,世界各國就大數據開始部署相關政策。2012年3月,美國政府就已經啟動了“大數據研究和發展創新計劃”,隨后,6個部門撥款兩億美元,爭取增加100倍的分析能力從各種語言的文本中抽取信息。報告稱這是一個標志性的事件,說明繼集成電路和互聯網之后,大數據已成為信息科技關注的重點。
遺憾的是,目前中國在此方面的布局幾近空白,報告也因此建議“急需盡快部署”。具體來說,報告稱中國需要建設一個符合這一新型科研活動范式的國家公共創新平臺,尤其是一個國家級基礎數據資源庫,即一個包括生物數據庫、人群和臨床樣本庫及電子健康檔案庫等跨學科跨領域的國家科技資源體系。
這些科技發展新態勢,最終還是要落實到人,即科學家和發明家。報告的專論部分提到,科技革命總是涌現出許多成就非凡的科學家與發明家,以及呈現出“群星燦爛”的生動景象。他們來自不同國家或地區,其中絕大多數在50歲以前就完成了自己的主要發現或發明。
值得注意的是,在發生過科技革命的意大利、英國、法國、德國等國家或地區,科學家和發明家主要是在本土培養的,即內生為主。這一點在不少報告的撰寫者看來“十分值得參考”。俄國就曾吸取這一經驗,該國在18世紀主要依賴引進西歐優秀科學家,后來則主要靠本土培養的人才。在前蘇聯時期,該國就培養出了科羅廖夫這樣國際一流的航空航天專家。
與此同時,如何吸引他國優秀人才也是各國政府操心的大事。二戰后,美國人才的聚集和德國科學家的流失就是一個明顯的例子。于是報告稱,美國是在人才全球競爭中獲益最多的國家,它曾吸納被德國納粹迫害、排斥的優秀科學家,且在第二次世界大戰后繼續吸引大量的優秀“學苗”及科學家、工程師等人才。
毋庸置疑,優秀人才容易流向發展機會多且條件好的發達國家,后發國家在人才競爭中總體上處于劣勢,其科技發展主要靠內生的人才,并盡可能吸引國際人才。
但對包括中國在內的后發國家而言,值得進一步探討的是人才培養環境和創新環境的改善。報告給出了一個反面案例,前蘇聯李森科借用教條的意識形態,打擊西方學派的遺傳學家,束縛了科學探索的創造力。這一歷史細節一直為科學研究者所介懷。該報告研究組還專門將其收錄到報告中,以此強調文化環境對科技的重要性。報告稱,“在思想被禁錮的環境里,工業化未必能帶來科學的健康發展。”
就中國而言,報告稱中國在現代化過程中創新能力弱,在科學方面過于重“工具”而輕“精神”。具體來說,在重要科學方向上基本處于前沿跟蹤的水平,真正由中國人率先提出的新問題、新理論和新方向寥寥無幾;關鍵核心技術受制于人,許多重要產業的對外依存度高,先導性戰略高技術領域布局薄弱;更為重要的是,中國仍未從根本上解決科技經濟“兩張皮”的問題。
“錢學森之問”再次被報告提及,報告稱,“中國沒有自己獨特的創新的東西,老是‘冒’不出杰出人才”是很大的教育問題,而這不僅是大學的問題,從小學到大學基本上都貫穿著“灌輸-應試”培養模式,在一些領域盛行尊崇權威與教條的風氣。
報告的落腳點還是放到了“改革”上,解“近憂”的同時須有“遠慮”。這200多位專家給出一個大膽的出路,“要進行像一百年前‘廢科舉’那種力度的教育改革,嘗試科學與教育更加結合、技術與經濟更加結合的體制。”
有意思的是,“2020年”是一個特殊的年份,這一年,中科院開展10年的“知識創新工程2020”規劃將告一段落,而中央也提出要在這一年進入世界人才強國行列。用白春禮的話說,“這兩把尺子重疊在一起是不謀而合”。他也表示,面對新科技革命時,中國科研機構必須在人才培養上“多花心思”。