梅永紅

最近，許多人都在關注美國對向中國出口高端芯片加碼限制的問題。對于一個每年進口量達數(shù)千億美元，信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模早已躍居世界第一的國家來說，這種限制無異于在一個疾行者的前路挖了個大坑。其實何止芯片，中國高校、科研單位、醫(yī)院和企業(yè)里，但凡高端儀器設備和核心軟件，至少90%都是進口的。多年前有人曾發(fā)出“誰來裝備中國”的詰問，龐大制造業(yè)大廈的底座掌握在他人手里，這個問題至今在許多領域仍然未解。

“卡脖子”是否因為我們基礎落后、人才經(jīng)費不足

應當承認，對引進技術的消化吸收及本地化、商業(yè)化開發(fā)，是后發(fā)國家繞不開的發(fā)展路徑，今天不可一世的美國也是這樣走過來的。對于現(xiàn)實中的“卡脖子”問題，我主要有兩點思慮：

第一，這些年來類似的問題始終存在，信息產(chǎn)業(yè)面臨的風險更是令人揪心。某種程度上說，產(chǎn)業(yè)規(guī)模越大，被“卡脖子”的可能性也越大。但產(chǎn)業(yè)界的人們似乎對此并不在意，他們認為西方國家不會放著到手的錢不賺，所謂“毀敵一千自損八百”的蠢事不可能出現(xiàn)。而“以市場換技術”，從“技工貿(mào)”到“貿(mào)工技”的轉軌，是把中國產(chǎn)業(yè)大廈牢牢建構在他人底層技術基礎之上。今天，當美國決意以國家安全名義開展“在岸生產(chǎn)”，以意識形態(tài)名義開展“友岸外包”的時候，我們是不是應該反思：以商業(yè)思維謀劃國際競爭戰(zhàn)略，是進行路徑選擇，還是戰(zhàn)略短視？

第二，芯片技術理論早已定型，甚至看起來并不深奧，我們又有那么多的專家，為什么一直做不出來？荷蘭ASML的專家說，即使把光刻機的圖紙交給中國，中國也造不出來。中國臺灣臺積電的創(chuàng)始人張忠謀也說，中國大陸舉全國之力，也造不出高端芯片。還有很多類似的情形，比如同樣被別人“卡脖子”的航空發(fā)動機、高端數(shù)控機床、高端醫(yī)療儀器，甚至已經(jīng)進入千家萬戶的乘用汽車、農(nóng)用拖拉機等，中國許多專家早就對其理論爛熟于胸，卻在長達半個多世紀里造不出穩(wěn)定可靠的高質(zhì)量產(chǎn)品，究竟原因在哪里？

更多的人將原因歸結于中國科技人才匱乏，科研能力和水平不行。于是，中央財政大幅度增加科技教育經(jīng)費預算，圍繞教育、人才和科技的國家級行動和計劃不斷推出，985、211、院士、杰青計劃、千人計劃、知識創(chuàng)新工程、自然科學基金、重大科技專項、大科學工程等層出不窮。若論經(jīng)費，中國一些大學和科研機構早已位居世界前列。在高端人才方面，中國絕對在世界第二方陣中。地方政府也窮其財力引人才、建平臺、搞園區(qū)，試圖一舉突破產(chǎn)業(yè)瓶頸約束。據(jù)說，僅高端芯片產(chǎn)業(yè)就已投入上萬億，投資百億級的芯片項目接連冒出，效果究竟如何？

我無法茍同將產(chǎn)業(yè)問題簡單歸咎于科技問題，因為理論是一碼事，工程實踐是另一碼事，兩者雖然密切關聯(lián)，但形成規(guī)律完全不同。更為重要的是，理論也許可以共享，技術也許可以引進，物化的技術產(chǎn)品也許可以用錢買到，但技術能力必須是內(nèi)生的，是十年磨一劍和久久為功的結果，從來沒有速成之說。以芯片為例，臺灣總共只有2000多萬人口，無論是人才數(shù)量還是質(zhì)量，都不可能比大陸強多少。資金方面更是沒有可比性，廣東、江蘇一個省的實力都能超過臺灣。在市場應用方面，別說臺灣市場，整個歐洲國家市場加起來也不如中國的大。有人有錢又有市場，卻無法在芯片的核心技術和產(chǎn)業(yè)上挺直腰桿、贏得尊重，看來不僅是板子打得不夠重，下力不夠猛，而是可能打錯了地方——方向和路徑錯了。

最近有兩份材料引發(fā)我對這一問題的進一步思考。一個是MIT前校長蘇珊·霍利菲爾德的新書《生命科學——無盡的前沿》，從科學的視野出發(fā)，闡釋了生物技術和工程學的結合，在不久的將來如何“為改善我們的世界提供非凡的手段”（哈佛前校長福斯特薦語）；另一個是重溫原國務委員宋健同志2015年發(fā)表在《前沿科學》上的一篇文章《還原論和系統(tǒng)論》，在充分肯定還原論對于近代工業(yè)化和后工業(yè)化的奠基性作用外，文章特別指出其理論的局限性，包括對信息的忽視，而信息恰恰是與物質(zhì)、能量并列的宇宙“三基元”；對系統(tǒng)層級結構的忽視，難以回答“總體大于子和”；還原論描述的自然過程都是可逆的，但生物進化不可逆，時光不會倒流。

這兩位東西方學術大師的中心思想，都是指向基于系統(tǒng)和工程化的技術科學。我們知道，科學是發(fā)現(xiàn)，完成從0到1的過程，具有唯一性；而創(chuàng)新是對理論的產(chǎn)品化、工程化和系統(tǒng)化，完成的是從1到100乃至無窮的過程。實踐證明，這個工程化過程并不只是線性的理論成果轉化，而是學科交叉融合、系統(tǒng)整合配套的過程。由此產(chǎn)生的大量緘默知識，具有對特定情景的高度關聯(lián)性，并且具有典型的“非公共性”。哈耶克認為，在人類的知識中，除了有Knowthat外，還有Knowhow，顯性知識只是人類知識很小的一部分。如果說一切知識總體是一座冰山，那么顯性知識只是露出水面的一角，而緘默知識則是隱藏于水下的絕大部分。

這種緘默知識來自于工程化實踐。由此，我結合中國目前的學術生態(tài)、科技體制以及相關資源配置情況，得出以下幾個結論：第一，“卡脖子”問題，關鍵不在于還原論基礎上的經(jīng)典科學差距，而在于系統(tǒng)工程的缺失，技術科學、系統(tǒng)科學是最大的短板；第二，解決“卡脖子”問題，必須更多地突出市場和需求的引領，突出企業(yè)和企業(yè)家的組織功能，然而用解決學術問題的思路無法解決復雜應用場景下的系統(tǒng)組合問題；第三，政府的作用需要精準定位，要著力解決創(chuàng)新生態(tài)，特別是政策的碎片化、資源配置的低效化以及對顛覆性創(chuàng)新的體制性扼制。

我國科技布局缺乏對工程科學、技術科學的重視

在討論這個問題之前，我先引用兩位杰出華裔科學家的論斷。一位是楊振寧先生，他在1981年就曾指出，中國的科學研究“傾向于走兩個極端”，即基礎研究和產(chǎn)品研究。“在中國容易產(chǎn)生一個錯誤的印象，以為美國原理研究經(jīng)費比發(fā)展性的研究經(jīng)費多得多。事實正相反，美國的發(fā)展性研究經(jīng)費大約是原理性研究經(jīng)費的10倍?！蔽依斫獾陌l(fā)展性研究，就是指的工程科學、技術科學。

另一位是李政道先生，他在1999年說過：“以為知道了基本粒子就知道了真空，這種觀念是不對的。從這個簡單化的觀點出發(fā)，不會有暗物質(zhì)，也不會有類星體之類的東西。我覺得，基因組織也是這樣，一個個地認識基因，并不意味著解開了生命之謎，生命是宏觀的，而20世紀的文明是微觀的。我認為到了21世紀，微觀和宏觀會結合成一體。不光物理學如此，這也許還會影響到生物學和其他科技的發(fā)展?！憋@然，經(jīng)典意義上的還原論無法回答大多數(shù)系統(tǒng)問題、宏觀問題。

引用以上思想，主要是試圖說明一個問題：隱藏在水面之下的知識冰山究竟有多大，形狀如何，運行軌跡如何，才是決定露出水面部分之功能關鍵所在。如果只有理論研究，而沒有基于完整、持續(xù)發(fā)展研究的工程科學和技術科學，就是只見樹木不見森林，不但解決不了中國面臨的諸多“卡脖子”問題，而且也失去通過工程化手段探索和認知極限狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)下自然現(xiàn)象及規(guī)律的可能。在我國目前的科技結構中，基礎理論科學固然亟待加強，而技術科學、工程科學是更大的短板。一方面，正如楊振寧先生所說的，我們歷來關注兩端的基礎研究和產(chǎn)品研究，各種資源配置及政策集中于這兩個方面，工程科學和技術研究的主體也不夠清晰；另一方面，學術界對工程科學和技術的認知，還停留在過去能工巧匠的層面，并未登上學術“大雅之堂”，以至于工程科學和技術成為教育、科研和就業(yè)的偏門冷門，真是謬以千里！

以荷蘭ASML為例，它從1984年起步，至今已近40年。加上對菲利浦之前20年技術開發(fā)基礎的承接，可以說是集60年之力而成就的。為了保證全球工廠每秒以比頭發(fā)絲千分之一還細的精度準確刻出上千億個晶體管，他們不但開創(chuàng)性地利用全球“智識”為我所用，進行全球性的產(chǎn)業(yè)鏈布局，而且在時間、精度、速度、成本、強度、穩(wěn)定性、成品率等多維度下求得最優(yōu)，是數(shù)學、材料學、光學、化學、力學等眾多學科的交叉融合，是為一個數(shù)據(jù)往往需要經(jīng)歷幾十次甚至上百次試錯與否定的過程。這是一個極其復雜的巨系統(tǒng)，是系統(tǒng)性思考、互動性分析、創(chuàng)新性思維的成果，是對各子系統(tǒng)互動規(guī)律的全新發(fā)現(xiàn)和認知。

這樣的世界性企業(yè)還有不少，美國的特斯拉、韓國的三星、中國臺灣的臺積電都屬于此類。他們能夠走到世界領先乃至一騎絕塵的位置，成為國家倚重的戰(zhàn)略力量和國際政治角力的關鍵籌碼，其成長過程和規(guī)律特別值得我們關注和研究。他們無一例外都是贏在工程科學、技術科學上，贏在通過不斷實踐和迭代所積累的豐厚緘默知識上，贏在與市場應用場景及上下游關聯(lián)企業(yè)的互動與協(xié)同上。歸納而言，第一，十年磨一劍，與急功近利無緣；第二，應用場景和市場結果導向，構成完整價值閉環(huán)；第三，開放合作，實現(xiàn)全鏈條合作共贏。

目前我國無論是在科技結構布局上，還是資源配置上，都沒有對工程科學和技術給予足夠的重視，有時甚至還表現(xiàn)出一定程度的排斥。我曾與一位知名科學家交流工程技術對現(xiàn)代科學發(fā)展的價值，但被其完全否定。言談之間，明顯表現(xiàn)出對于工程技術的不屑，認為只是工匠和苦力，不是原創(chuàng)，不具有前沿性。我不知道這種思維在學術界是否為主流，但以在CNS等頂級學術期刊發(fā)表文章為大確屬事實。最近幾年，醫(yī)學界不斷曝出學術不端行為，一個成功做了上千例手術的臨床醫(yī)生，居然必須以發(fā)表學術文章獲得職稱晉升。這鼓勵的是什么？申請課題，發(fā)表文章，獲得獎勵，這種“三點一線”的學術路徑，讓不少學者陷入陷阱，這種機制怎么能支持創(chuàng)新性的研究？

香港科技大學教授李澤湘，是成功孵化出全球無人機領導者大疆創(chuàng)新、“水上特斯拉”逸動科技等一系列明星科技創(chuàng)業(yè)公司的知名科學家。他曾分享創(chuàng)業(yè)成功的核心思維模型——工程意識：“以前招學生，都是找最好的學校、成績最好的，最后發(fā)現(xiàn)錯了，工程意識比成績更重要。未來的工程師要學會跟跨學科的團隊合作，學會從設計到制造的快速迭代，學會把藝術、工程跟設計融合，去面對全球的市場”；“你需要知道你的目標是什么，知道如何動手，如何學習，然后在做的過程中不斷迭代。我們所熟知的創(chuàng)業(yè)者，比爾·蓋茨，史蒂夫·喬布斯，埃隆·馬斯克皆是如此”。腳踏實地才能解決問題，這既是經(jīng)驗之談，更是規(guī)律使然。

不少學者認為工程科學、技術科學不是原創(chuàng)，那什么才是原創(chuàng)？原創(chuàng)并不是經(jīng)院中的奇思妙想，是牛頓、愛因斯坦式的科學靈光，更多的是在長期和大量工程實踐中打磨而成的經(jīng)驗性知識、平臺型模式、開拓式思維。ASML、臺積電、三星做原創(chuàng)都是在幾十年工程實踐中積累起來的厚重，令后來者望塵莫及，望而生畏。馬斯克的電動汽車、火箭回收、星鏈計劃、真空管道交通和腦機鏈接，其實都不能算是原理創(chuàng)新，但人們卻認同其原創(chuàng)性、顛覆性。集成，并由此積累起緘默知識和產(chǎn)品門檻，這就是技術和產(chǎn)品層面上的原創(chuàng)，其復雜性、探索性絕不在原理發(fā)現(xiàn)之下。

20世紀90年代，日本提出了“科學立國”，并且取得了驕人成就，其發(fā)展路徑同樣發(fā)人深思。陜西科技廳原廳長孫海鷹教授認為，日本的科學技術進步不是搞什么“遴選拔尖人才”“苗子經(jīng)費資助”“面向國際前沿”“基礎科學計劃”“帽子、票子”等，也不盲目追隨西方，而是在產(chǎn)業(yè)應用中深入科學研究，敢于進入“無人區(qū)”。在日本已經(jīng)獲得的23項諾貝爾獎中，有6項屬于基礎科學（基本粒子等），有17項屬于技術科學，技術科學是日本科學研究的重點。

事實上，當代最熱門的新興學科，幾乎都是科學、技術和工程一體化的產(chǎn)物。比如計算科學，當人們認識到計算機本質(zhì)上是對符號的操控，更高級的編程語言、更能控制程序運行的操作系統(tǒng)以及基于軟硬件結合的算法不斷被開發(fā)出來，并且奠定了人工智能的科學基礎。再比如材料科學，過去更多的是基于大自然已有材料的功能發(fā)現(xiàn)與利用，而超導材料、納米材料等的出現(xiàn)表明設計特定功能的材料成為可能，深圳光啟實驗室就是中國在這一前沿領域的探路者。技術乎？科學乎？

（編輯 蘇歌）