彭青龍
(上海交通大學(xué)外國語學(xué)院,上海 200240)
人類社會的歷史是一部發(fā)現(xiàn)新材料、應(yīng)用新材料造福人類的歷史。從舊石器時代到新石器時代,從青銅器時代到鋼鐵時代,再到半導(dǎo)體被廣泛應(yīng)用的信息時代,人類社會逐步從野蠻階段邁進了文明發(fā)展的新時期。因此,從某種意義上來說,一部材料史也是一部文明史,其中以新材料應(yīng)用為主要特征的科技文明更是在推動人類社會文明進步中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。中國人發(fā)明的鑄鐵和瓷器等技術(shù)曾經(jīng)輝煌一時,在世界材料史和文明史中留下了濃墨重彩的一筆。盡管近代以來,中國在新材料技術(shù)方面落后于西方,但是在改革開放之后,中國科技創(chuàng)新所取得的成就令世人矚目,越來越多的新材料技術(shù)被應(yīng)用于國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中,極大地提高了中國的綜合國力和人民生活水平。其中,不少科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新已經(jīng)從被動的跟跑階段,發(fā)展到了并跑,甚至領(lǐng)跑的水平,“無人區(qū)”探索與創(chuàng)新已成為頂級科學(xué)家必須面對的局面,“高處不勝寒”的孤獨感受也將成為常態(tài)??萍碱I(lǐng)域的“無人區(qū)”創(chuàng)新與人文社會科學(xué)的“原創(chuàng)性”探究本質(zhì)上一脈相承,甚至可以說具有共生性、共通性和共同性??萍脊ぷ髡呷绾螌⒆匀豢茖W(xué)與人文社會科學(xué)結(jié)合起來,使科學(xué)技術(shù)更好地為人類社會服務(wù),以及人文社會科學(xué)工作者如何借鑒自然科學(xué)的成果與方法,使研究成果更具“問題導(dǎo)向”“現(xiàn)實導(dǎo)向”“未來導(dǎo)向”,這是擺在我們面前的重要命題。然而,由于學(xué)科過度細化和院系行政固化的緣故,科技工作者和人文社會科學(xué)工作者之間來往甚少,交流不多,多學(xué)科協(xié)同探索和跨學(xué)科融合研究還是停留在口頭上,沒有落到實處、明處和細處,團隊合作,特別是跨學(xué)科團隊合作研究的愿景遠未能實現(xiàn)。上海交通大學(xué)特聘教授彭青龍率先提出“科技人文共同體”的概念,希冀通過學(xué)界同仁的共同努力,打破學(xué)科邊界的壁壘,產(chǎn)出具有前沿性和創(chuàng)新性的成果?;诖?,《上海交通大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會版)》推出“科技人文·院士跨界高端訪談”欄目,圍繞面向未來的科技人文的諸多方面,開展深入交流。本期訪談中國工程院院士、上海交通大學(xué)原副校長丁文江教授,聚焦“新材料技術(shù)與‘無人區(qū)’創(chuàng)新”。
彭青龍:第一個題目我們從材料技術(shù)的歷史及其對推動人類社會的進步談起。眾所周知,材料是可以直接造出成品的物質(zhì),包括天然材料和人工合成材料。一部人類史就是一部利用材料和制造材料滿足人類社會需要的歷史,而科學(xué)技術(shù)在其中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,這從石器時代發(fā)展到新材料廣泛應(yīng)用的信息時代可以明顯看出。您可否從人類材料技術(shù)發(fā)展史的角度分別談?wù)勂溲葑兊碾A段性特征?中國的材料技術(shù)發(fā)展史也許與西方有所不同,請問二者的共同性和差異性是什么?二十一世紀以來中國的材料技術(shù)發(fā)展很快,具有什么特點?其背后的主要原因是什么?
丁文江:人類材料技術(shù)發(fā)展史與人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史、人類文明發(fā)展史有著不可分割的聯(lián)系。材料技術(shù)發(fā)展一直順應(yīng)人類文明發(fā)展的要求,并推動著人類文明繼續(xù)向前。在石器、青銅器時代,材料的發(fā)展?jié)M足了人類的生存需要、社會秩序和文明的建設(shè)需要;在鐵器時代,金屬等材料的進一步發(fā)展?jié)M足了農(nóng)耕畜牧、文明擴張的要求;在蒸汽時代,各類材料的發(fā)展?jié)M足工業(yè)化生產(chǎn)的需求,解放了生產(chǎn)力,催生了高級文明;在信息時代,傳統(tǒng)材料進一步蓬勃發(fā)展,不斷滿足各行各業(yè)的發(fā)展需求,同時,新材料也在不斷被發(fā)現(xiàn)并發(fā)展,能源材料、電子材料、生物材料等也將人類文明帶入新的發(fā)展階段。
中西方材料技術(shù)發(fā)展最大的共同點在于都以社會發(fā)展的內(nèi)在需求為最大動力,當(dāng)現(xiàn)有的技術(shù)無法滿足社會進一步發(fā)展的需求時,材料技術(shù)的發(fā)展將會為社會文明發(fā)展帶來重大突破。如今,當(dāng)全人類共同面對能源危機、生命科學(xué)難題時,開發(fā)能源材料、生物材料等成為解決問題的突破口。至于中西方材料技術(shù)發(fā)展的差異性,我認為來自不同的思想理念,西方一直崇尚理性地探究自然規(guī)律,追求細分且純粹的知識;古代中國則更加注重整體思維,強調(diào)人與自然的和諧共生。當(dāng)今中國材料技術(shù)的發(fā)展更是具有一定的時代特征,不斷服務(wù)于中華民族偉大復(fù)興的現(xiàn)實需求。
二十一世紀以來,中國材料技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出高速化、多元化的發(fā)展態(tài)勢。通過長期的積累、創(chuàng)新和提高,中國在傳統(tǒng)材料領(lǐng)域取得了重要進步,在新材料領(lǐng)域也有重大革新。中國在經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展的過程中對材料技術(shù)的迫切需求是其發(fā)展的主要動因,材料技術(shù)的發(fā)展和突破在國防、航天、能源、醫(yī)藥等領(lǐng)域都有著關(guān)鍵性,乃至決定性的作用。
彭青龍:材料是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ),其重要作用不言而喻。新中國經(jīng)過七十多年的發(fā)展,業(yè)已成為一個材料大國。雖然建立了基本完整的生產(chǎn)體系,也擁有在世界上數(shù)一數(shù)二的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,但是科技界基本認為中國還不是材料強國,仍需要大力發(fā)展新材料技術(shù)。世界各國對新材料的分類標(biāo)準(zhǔn)也存在差異,據(jù)《中國制造2025》劃分,新材料分為有色金屬、鋼材、石化材料等先進的基礎(chǔ)材料,陶瓷、稀土等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料,石墨烯等前沿新材料。您可否結(jié)合這三種類型的材料分別談?wù)勚袊诎l(fā)展新材料技術(shù)上的短板?短板產(chǎn)生的原因是什么?如何盡快補足這些短板?
丁文江:全球新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)形成了三梯隊競爭格局。第一梯隊是美國和歐洲等發(fā)達國家和地區(qū),在新材料的核心技術(shù)、市場占有率等方面占據(jù)優(yōu)勢;第二梯隊是中國等發(fā)展中國家,新材料正處于快速發(fā)展階段;第三梯隊是巴西、印度等國家,新材料發(fā)展處于起步階段,目前處于奮力追趕的狀態(tài)。盡管中國已經(jīng)處于第二梯隊,但與第一梯隊還存在很大的差距。
在先進基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)方面,我國在輕合金、聚合材料等領(lǐng)域已經(jīng)處于相對領(lǐng)先的地位,但基礎(chǔ)材料領(lǐng)域的高端制造及檢測設(shè)備仍然依賴進口,而在關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料方面目前還處于探索階段,電子化學(xué)品、纖維材料、半導(dǎo)體材料等自給率較低,仍然依賴進口。
中國的工業(yè)化發(fā)展起步較晚,在工業(yè)底層技術(shù)、基礎(chǔ)工藝方面積累較少,在工業(yè)設(shè)備、高端設(shè)備、評估標(biāo)準(zhǔn)等方面仍然和第一梯隊存在較大差距,因此形成了制約新材料技術(shù)發(fā)展的障礙,主要表現(xiàn)為:
(1) 技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。長期以來,為了滿足經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國通常采用能買就買的方式滿足對材料的需求,忽視了材料的自主研發(fā)和材料科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)研究和能力建設(shè)。
(2) 引領(lǐng)動力不足。材料科學(xué)的研究與工程應(yīng)用研發(fā)脫節(jié),導(dǎo)致材料難以實現(xiàn)工業(yè)化、發(fā)揮應(yīng)用價值,大量的資源消耗于追求論文發(fā)表的實驗研究中。
(3) 缺乏穩(wěn)定支持。新材料從研發(fā)到應(yīng)用需要較長周期,較大的前期投入,只有長期穩(wěn)定的資源支持,才能讓新材料從研究創(chuàng)新進一步走向應(yīng)用發(fā)展。
若要補足這些短板,我認為有以下幾種路徑供參考:
(1) 營造寬松而有溫度的科學(xué)創(chuàng)新環(huán)境,讓真正以興趣驅(qū)動的學(xué)者能心無旁騖地探索研究。
(2) 營造研究真問題、解決真問題的技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境,深化改革,聚焦有明確目的的應(yīng)用和卡脖子技術(shù)的需求,面向最終制品,聚焦基礎(chǔ),臥薪嘗膽,務(wù)求突破。
(3) 鼓勵融合,把碎片化的科技創(chuàng)新平臺資源整合成可持續(xù)的戰(zhàn)略科技平臺,加強創(chuàng)新團隊建設(shè)和能力建設(shè),增強發(fā)展新材料的合力。
彭青龍:當(dāng)今世界面臨著百年未有之大變局,新冠肺炎疫情及新近爆發(fā)的俄羅斯與烏克蘭的軍事沖突為世界的未來發(fā)展帶來了很多不確定性。近年來,美國對中國進行全面打壓,在高科技領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為突出。如對華為、中興等科技公司實施制裁等,其中對“芯片”的限制已經(jīng)沖擊了相關(guān)產(chǎn)業(yè),讓我們感受到了自主創(chuàng)新的重要性。有論者認為,“芯片之爭”是“材料”之爭,您是否認可這一觀點?為什么?可否結(jié)合專業(yè)知識談?wù)勎覀內(nèi)绾卧诿绹鴳?zhàn)略遏制的背景下自主發(fā)展新材料技術(shù)?也有一些悲觀論者,認為我們的高端材料與西方國家相比還有幾十年的差距,對于縮小差距似乎信心不足。在材料技術(shù)領(lǐng)域“卡脖子”的根源是什么?您如何看待材料技術(shù)領(lǐng)域中的“卡脖子”現(xiàn)象?
丁文江:芯片產(chǎn)業(yè)中材料是基礎(chǔ),沒有材料,核心技術(shù)就相當(dāng)于在別人的地基上蓋房子,再高也不堪一擊。但是有了地基并不代表就有了高樓大廈,“芯片之爭”不僅是“材料”之爭,還存在生產(chǎn)設(shè)備、工藝技術(shù)等很多需要攻克的難點和挑戰(zhàn)。
目前的國際形勢,特別是中美之間較為多變的國際關(guān)系,導(dǎo)致美國對中國的科技封鎖和打壓日益嚴峻。通過市場和國際合作解決技術(shù)問題這條路已經(jīng)基本被斬斷了,在此情況下,必須強化中國的戰(zhàn)略科技力量來突破困局: 要圍繞保障國家安全、產(chǎn)業(yè)安全、科技安全的重大需求,解決核心系統(tǒng)、關(guān)鍵技術(shù)和材料受制于人的問題;對事關(guān)國計民生和國家安全重點領(lǐng)域的材料需求,要構(gòu)建系統(tǒng)性、全方位的支撐保障能力;要建立健全材料自主創(chuàng)新體系,搶占新材料的研發(fā)制高點,實現(xiàn)材料領(lǐng)域的彎道超車。
美國的戰(zhàn)略遏制只是提醒我們自主發(fā)展的重要性,我們要有一種心態(tài),不論遏制是否存在,我們都要靜下心來一如既往地發(fā)展自主核心技術(shù)。另外,自主發(fā)展也要充分考慮市場的作用,借市場激發(fā)自主發(fā)展的積極性。
“卡脖子”問題是一個涉及基礎(chǔ)研究、工業(yè)應(yīng)用、人才培養(yǎng)等方面的綜合性問題,解決“卡脖子”問題則是一項系統(tǒng)工程,要從基礎(chǔ)理論的研究實力、企業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新能力、人才的創(chuàng)新活力、科技的創(chuàng)新機制等多方面入手?!翱ú弊印眴栴}不是一開始就有的,是近些年來全球分工的不斷細化,中間貿(mào)易品的增多,發(fā)達國家還將制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不斷向上延伸、向下轉(zhuǎn)出的結(jié)果。我國在全球貿(mào)易模式下深度融入全球產(chǎn)業(yè)鏈,與歐美國家深度分工合作,在這一過程中我國在產(chǎn)業(yè)鏈下游領(lǐng)域展現(xiàn)出較強的比較優(yōu)勢,同時“卡脖子”這一問題便不斷凸顯出來。
事物發(fā)展有其自身的客觀規(guī)律,科技創(chuàng)新的發(fā)展也要經(jīng)歷必然的發(fā)展階段,科技創(chuàng)新所能達到的高度,往往取決于基礎(chǔ)的寬度、厚度和深度,在許多情況下,跨階段實現(xiàn)“彎道超車”實際上非常困難。因此,我們在這方面也不能操之過急,要一步一個腳印,穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營。牢固的基礎(chǔ)很重要,基礎(chǔ)厚重才能構(gòu)建出“塔尖”,我們既要有臥薪嘗膽的心態(tài),也要有堅韌不拔的意志和決心。此外,還要充分發(fā)揮中國的特色資源,創(chuàng)新發(fā)展我們的長板科技,追求相互遏制的局面。
彭青龍:上面談到了材料技術(shù)的宏觀方面,下面我們結(jié)合您的研究談?wù)劇版V美與共”和“無人區(qū)”創(chuàng)新問題?!版V”是重要的金屬元素,提取后可被廣泛應(yīng)用于日常生活、醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域。得益于包括您在內(nèi)的科學(xué)家和工程師的辛苦研發(fā),鎂及鎂合金持續(xù)實現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)身,被更加廣泛地應(yīng)用于多個領(lǐng)域,特別是高精尖端領(lǐng)域,如軍事和航空航天領(lǐng)域等。您在高性能鎂稀土合金材料、金屬材料的仿生功能化、鎂基可降解生物醫(yī)用材料、鎂基能源材料等方面取得了突破性成果,因此贏得了國內(nèi)外的一致好評和關(guān)注,甚至走在了世界的前列。就鎂及鎂合金技術(shù)而言,我們與國際同行比較有哪些優(yōu)勢?其科學(xué)價值、經(jīng)濟價值和社會價值有哪些?
丁文江:在鎂及鎂合金技術(shù)方面,我國具有一定的資源優(yōu)勢,全球超過70%的鎂資源在中國,我國的鎂儲量、鎂產(chǎn)量、鎂出口量均居世界第一。技術(shù)優(yōu)勢上,我國采用的是特色稀土資源開發(fā)的稀土鎂合金,讓鎂合金的強度、抗氧化燃燒能力和耐腐蝕性能得到大幅提升,目前已經(jīng)創(chuàng)制出一系列新型高強度的鎂合金材料,其中有5種已成為國家標(biāo)準(zhǔn),2種已進入國際標(biāo)準(zhǔn),從這一層面出發(fā),中國已擁有鎂合金的國際話語權(quán),開啟了“鎂”的輕量化時代。
目前,中國的鎂合金技術(shù)突破了重金屬與鎂合金熔煉的困難。重稀土的比重是鎂的4—5倍,熔點高達1300℃,而鎂的熔點只有648.9℃,比燃點還高,因此等重稀土熔化時,鎂早已氧化,要想實現(xiàn)相融混合,難如登天。我們利用稀土和鎂氧化物共電解的方法制備稀土鎂中間合金,成功讓“水火不容”的重稀土和鎂成功結(jié)合在一起,創(chuàng)制出了國際上最高水平的高強耐熱鎂稀土合金,發(fā)現(xiàn)了三角互鎖析出強化相和熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu),建立了鎂稀土合金強化模型,將燃點從520℃提高到了935℃,強度從250MPa提高到了500MPa,使用溫度從175℃提高到了300℃;研發(fā)了熔體復(fù)合純凈化與精確形性控制成形技術(shù),將復(fù)雜構(gòu)件的尺寸精度提升了2個等級,疲勞壽命提升了3倍,從而率先實現(xiàn)了鎂合金從非承力結(jié)構(gòu)件至主承力結(jié)構(gòu)件應(yīng)用的顛覆性跨越。針對鎂活性大、易反應(yīng)、產(chǎn)生大量氧化渣的世界性難題,我們的團隊發(fā)明了大尺寸方孔多級電磁凈化方法、多級多介質(zhì)連續(xù)深度凈化方法等新的凈化方法及其裝備,解決了這一世界性難題,為高品質(zhì)輕合金制品批量生產(chǎn)提供了堅實的材料保障。
鎂合金材料還是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,密度只有鋼的1/4,鋁的2/3,基于輕量化特點可以帶來明顯的節(jié)能減排效益。采用鎂合金制造可以實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保,為雙碳目標(biāo)的早日實現(xiàn)作出貢獻。
在交通領(lǐng)域,以汽車為例,車重每減少100千克,百公里油耗可降低0.5升,每百公里減排二氧化碳大約1千克,按照6.5元/升的油價和1750元/噸的平均碳減排邊際成本計算,折合每千克減重可節(jié)省約98元的燃油成本,53元的二氧化碳減排成本,因此輕量化減重所貢獻的社會碳中和經(jīng)濟效益也有將近118元。
在航空航天領(lǐng)域,輕量化帶來的經(jīng)濟效益更加明顯。根據(jù)國際航協(xié)的數(shù)據(jù),燃油成本大約占航空總成本的26%。而在國內(nèi)部分航空公司,燃油成本甚至要占到40%。因此也就不難理解為什么美國波音曾在787飛機研制過程中,愿意投入3億美元的經(jīng)費研究在飛機某些部位用鈦合金取代鋁合金,以解決超重問題,達到減重2500千克的目標(biāo)。這一目標(biāo)的實現(xiàn)可以減少20%燃油消耗,而鎂合金是比鋁合金更輕的材料。
在國防領(lǐng)域,輕量化意味著更快、更遠、更準(zhǔn),航空航天裝備減重已由“斤斤計較”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱丝擞嬢^”,減重1克相當(dāng)于擁有1克黃金的價值。
我們團隊研發(fā)的高強耐熱鎂合金應(yīng)用于可在1小時內(nèi)到達全球的超高音速飛行器的部件,已支撐多次發(fā)射任務(wù),應(yīng)用于武裝直升機,助其實現(xiàn)全天候、全疆域飛行,填補了三軍空白。
彭青龍:華為公司總裁任正非曾經(jīng)說過:“重大創(chuàng)新是無人區(qū)的生存法則,沒有理論突破,沒有技術(shù)突破,沒有大量的技術(shù)累積,是不可能產(chǎn)生爆發(fā)性創(chuàng)新的?!?1)姚冬琴.任正非: 在“無人區(qū)”尋找方向[J].中國經(jīng)濟周刊,2017(1): 70-71.您現(xiàn)在所做的高端鎂合金研究是不是也進入了科技創(chuàng)新的“無人區(qū)”?在“無人區(qū)”創(chuàng)新需要一個戰(zhàn)略科學(xué)家的掌舵和引領(lǐng),他應(yīng)該具備哪些素質(zhì)?在“無人區(qū)”探索需要一個強大的團隊,其應(yīng)該具備怎樣的團隊精神?您的研究成果曾獲得國家一等獎,團隊曾入選“全國高校黃大年式教師團隊”,可以說,您和您的團隊是一個十分成功的案例,可否結(jié)合鎂合金研究經(jīng)歷談?wù)劇盁o人區(qū)”創(chuàng)新中最大的困難是什么?如何在理論和實踐上尋求突破?
丁文江:在中央人才工作會議上,習(xí)近平總書記提出一個重要命題——大力培養(yǎng)使用戰(zhàn)略科學(xué)家。習(xí)近平總書記強調(diào):“要大力培養(yǎng)使用戰(zhàn)略科學(xué)家,堅持實踐標(biāo)準(zhǔn),在國家重大科技任務(wù)擔(dān)綱領(lǐng)銜者中發(fā)現(xiàn)具有深厚科學(xué)素養(yǎng)、長期奮戰(zhàn)在科研第一線,視野開闊,前瞻性判斷力、跨學(xué)科理解能力、大兵團作戰(zhàn)組織領(lǐng)導(dǎo)能力強的科學(xué)家?!?2)劉西忠.戰(zhàn)略科學(xué)家的培養(yǎng)使用與梯隊成長[N].光明日報,2021-10-15(6).我認為所謂戰(zhàn)略科學(xué)家需要具備: 超卓的科學(xué)貢獻、超強的家國情懷、超前的戰(zhàn)略眼光、超常的學(xué)科融通能力以及超凡的人格魅力。而在“無人區(qū)”探索需要一個強大的團隊,這個團隊必須具備嚴謹科學(xué)的態(tài)度、自立自強的勇氣、團結(jié)協(xié)作的文化和勇攀高峰的精神。在“無人區(qū)”創(chuàng)新意味著要付出超乎常人想象的努力與汗水,越是原創(chuàng),越是未知,越是不要怕困難,放心大膽地往前闖。
在“無人區(qū)”創(chuàng)新難題層出不窮,需要更多制度和管理層面的改革??蒲腥藛T從事成果轉(zhuǎn)化的難處主要是兩頭都受到擠壓: 一頭是高校,大學(xué)對教師的基本評價還是基于論文數(shù)量,否則就解決不了職稱;另一頭是企業(yè),很多本土企業(yè)在經(jīng)濟效益向好時,更喜歡引進成熟的產(chǎn)品鏈,支持真正具有重大創(chuàng)新性的產(chǎn)品研發(fā)的意愿不強烈。
要想在理論和實踐上尋求突破,首先要明白,做材料和培養(yǎng)人才是一個道理,“材盡其性,順性而為”。做材料必須持之以恒,“深其一點,究其本質(zhì)”。鎂合金之前主要用于結(jié)構(gòu)材料,不過鎂合金容易腐蝕,這是鎂合金的缺點,但在植入材料領(lǐng)域恰恰可以作為優(yōu)點發(fā)揮。許多骨折病人植入骨釘、骨板后手術(shù)取出,不得不忍受二次痛苦,而心臟病患者植入心臟支架后需要終生服藥。我們就研發(fā)了新一代可控降解的醫(yī)用鎂合金,目前已完成36例骨釘、骨板植入的臨床試驗,最長植入年限已達三年之久,效果良好,解決了過去醫(yī)用金屬不可降解的煩惱。我們還發(fā)現(xiàn),鎂合金降解產(chǎn)生的鎂離子和氫氣的釋放,有助于傷口消炎。
彭青龍:“無人區(qū)”創(chuàng)新往往是團隊合作。據(jù)了解,您的團隊在世界鎂合金領(lǐng)域創(chuàng)造了三個“第一”: 發(fā)表論文總數(shù)第一、發(fā)明專利擁有數(shù)第一、應(yīng)用部件開發(fā)數(shù)及開發(fā)能力第一??煞裾埬窒硪幌履谟玛J“無人區(qū)”時的團隊管理理念及經(jīng)驗?這些經(jīng)驗對于上海市,乃至全國開展“無人區(qū)”創(chuàng)新有哪些可以借鑒的地方?
丁文江:隨著社會的發(fā)展,基礎(chǔ)研究到應(yīng)用的周期日益縮短,有時甚至難以區(qū)分,這就需要團隊協(xié)作??梢哉f,在材料領(lǐng)域單打獨斗地研究日益困難,團隊分工協(xié)作,上下游相互呼應(yīng),基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)統(tǒng)一于目標(biāo)需求變得日益重要。團隊合作一直都是“無人區(qū)”創(chuàng)新的關(guān)鍵,我堅持認為在勇闖“無人區(qū)”團隊建設(shè)過程中,第一要務(wù)就是要育人,在我所在的團隊,始終希望團隊成員在境界、胸懷、能力和激情四個方面有所提升,若將前面三項分別作為立體坐標(biāo)中的Z軸、X軸和Y軸,你有多高的境界,就有多高的Z軸標(biāo)點,你有多寬的胸懷,就有多寬的X軸標(biāo)點,你有多大的能力,就有多大的Y軸標(biāo)點,這三個標(biāo)點可以組成一個立方體,這就是你的事業(yè)空間。而是否能讓這空間變成實體,則取決于第四要素,即你的激情。其次,團隊要有一個共同的愿景,我所在的團隊在共同的奮斗中凝練出如下愿景: 希望成為“上海交大最有凝聚力的研究團隊之一”“中國鎂產(chǎn)業(yè)最優(yōu)人才培育基地”“世界鎂研究最有競爭力的基地之一”。最后,要有一個和諧向上的團隊文化,我們團隊在發(fā)展過程大致可分為“吃飯—吃好飯—開心地吃飯”三個階段?!俺燥垺笔乔笊骐A段,“吃好飯”是小康階段,“開心地吃飯”是大家既能高效工作,又能愉快相處,其樂融融。要達到這個境界,我希望每一個團隊成員都能做到耐煩、耐看、內(nèi)省、內(nèi)斂這4個“N”。做任何工作都要不厭其煩,任何科研結(jié)果都要經(jīng)得住時間考驗,出了問題首先要反求諸己,先反省自己,有了成果和成就要謙虛、收斂。
創(chuàng)新人才隊伍的建設(shè),需要在團隊內(nèi)部形成一整套人才培養(yǎng)、引進、使用、評價和激勵機制,最大限度地調(diào)動科技人員的創(chuàng)新積極性??蒲泄ぷ?,依托的是自覺,興趣是最大的催化劑,但也必須有一個大家都認可遵守的管理制度。我們團隊有七個研究小組,分別由七位教授領(lǐng)頭,成立了七人聯(lián)席小組,作為大事決策機構(gòu)。管理制度每年修訂一次。團隊管理的理念是實現(xiàn)個人的驅(qū)動力、小組的核心競爭力、團隊凝聚力的平衡和團隊成員間力求一致。
彭青龍:據(jù)了解,國家十分重視“無人區(qū)”探索,也許已經(jīng)做了超前布局。一些有條件的省市也制定了相應(yīng)的規(guī)劃。比如,深圳市發(fā)改委對外發(fā)布了《關(guān)于支持頭部企業(yè)發(fā)揮帶動作用 促進重點產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》,其中對“無人區(qū)”創(chuàng)新進行了統(tǒng)籌謀劃。上海市正在建立全球科創(chuàng)中心,您可否談?wù)勆虾!盁o人區(qū)”創(chuàng)新跟北京、廣州和深圳的“無人區(qū)”探索有什么不同?上海市“無人區(qū)”創(chuàng)新有什么優(yōu)勢?“無人區(qū)”創(chuàng)新的文化如何構(gòu)建?需要哪些體制機制方面的配套改革?
丁文江:從頂層設(shè)計角度來看,全國的科技創(chuàng)新中心建設(shè)以北京、上海和粵港澳大灣區(qū)最具代表性。其中,北京和上海兩地由國務(wù)院單獨發(fā)文明確定位,布局建設(shè)方案;粵港澳大灣區(qū)是在中共中央和國務(wù)院共同印發(fā)的《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》中,單設(shè)章節(jié)明確建設(shè)國際科技創(chuàng)新中心。從名稱角度看,北京是“全國科技創(chuàng)新中心”,作為原始創(chuàng)新主引擎,通過打造京津冀創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略高地,引領(lǐng)支撐全國原始創(chuàng)新和基礎(chǔ)前沿研究;上海是“全球有影響力的科技創(chuàng)新中心”,關(guān)鍵在于發(fā)揮其制度創(chuàng)新和開放創(chuàng)新優(yōu)勢,統(tǒng)籌國際國內(nèi)創(chuàng)新資源,開展以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向的體制機制創(chuàng)新系統(tǒng)性探索;粵港澳大灣區(qū)作為國際科技創(chuàng)新中心,發(fā)揮其“一個國家、兩種制度、三個關(guān)稅區(qū)”的獨特國際資源優(yōu)勢,加快形成以創(chuàng)新為主要動力和支撐的經(jīng)濟體系。
創(chuàng)新鏈方面,北京的創(chuàng)新鏈前端優(yōu)勢明顯,北京由于科研人才聚集效應(yīng)強,高校和科研機構(gòu)數(shù)量和實力居全國首位,在原始創(chuàng)新方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。北京基礎(chǔ)研究投入高,科研機構(gòu)與高校云集,主要也是得益于中央?yún)f(xié)同發(fā)力。深圳創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈高效融合,深圳擁有全球獨有的完整高效的制造產(chǎn)業(yè)鏈,為高效吸納科技創(chuàng)新成果并使之轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力提供了堅實基礎(chǔ)。深圳戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值和增速均高于北京和上海,創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈融合度高。深圳九成以上的研發(fā)經(jīng)費投入資金來自企業(yè),其規(guī)模和占比均遠高于北京和上海。上海國際金融中心地位突出,金融體系完備程度和活躍度優(yōu)勢顯著。上海擁有包括股票、債券、同業(yè)拆借、票據(jù)、外匯、黃金、期貨、場外金融衍生品等在內(nèi)的各類市場,是全球金融要素市場最齊備的城市之一。
創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境方面,北京國家級科技企業(yè)孵化服務(wù)機構(gòu)的規(guī)模和孵化成果較上海和深圳均具有較強優(yōu)勢。截至2018年末,列入統(tǒng)計的高新技術(shù)企業(yè)中,北京1.87萬家,深圳1.41萬家,上海0.90萬家。
區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展方面,上海和深圳分別依托的長三角和珠三角區(qū)域發(fā)展起步早,產(chǎn)業(yè)體系完備,集群優(yōu)勢明顯,其中上海優(yōu)勢最為明顯,主要體現(xiàn)為人才優(yōu)勢、金融優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢。(3)陳莉莉.北京深化全國科技創(chuàng)新中心建設(shè)問題研究: 基于北京、上海和深圳三地對比優(yōu)勢分析的視角[J].創(chuàng)新科技,2020,20(7): 47-54.
上海的“無人區(qū)”創(chuàng)新始終以使命導(dǎo)向、策源驅(qū)動、賦能發(fā)展和開放融通為基本原則。(4)“十四五”時期上??苿?chuàng)中心強化科技創(chuàng)新策源功能 狠抓八項重點任務(wù)落實[EB/OL].(2021-09-10)[2022-04-03].https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/jd/jd/202109/t20210910_1296446.html?code=&state=123.上海以國家重大戰(zhàn)略需求為牽引,加強對關(guān)系根本和全局的重大科學(xué)問題的研究和部署,強化重要領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)任務(wù)部署,集合優(yōu)勢力量,力爭自主創(chuàng)新取得重大突破;以優(yōu)化科技創(chuàng)新資源投入和配置為關(guān)鍵,持續(xù)加大基礎(chǔ)研究投入力度,穩(wěn)步提升基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究能力,加快實現(xiàn)從無到有的基礎(chǔ)性、理論性科學(xué)突破,為科技創(chuàng)新提供高質(zhì)量的源頭理論支撐;以科技創(chuàng)新踐行新發(fā)展理念、催生新發(fā)展動能,強化科技創(chuàng)新對城市能級和核心競爭力提升的支撐引領(lǐng)作用,實現(xiàn)城市高質(zhì)量發(fā)展和滿足人民對美好生活的向往;以更加開放的胸懷和視野積極融入全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),強化全球創(chuàng)新資源配置功能,促進更高水平的開放融通,著力推動制度型開放,打造全球科技創(chuàng)新重要樞紐,增創(chuàng)國際合作和競爭新優(yōu)勢。(5)上海市建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心“十四五”規(guī)劃[EB/OL].(2021-09-29)[2022-04-03].https://www.shanghai.gov.cn/nw12344/20210928/5020e5fdf5ac4c6fb4b219da6bb4b889.html.
彭青龍:“無人區(qū)”科技創(chuàng)新對推動人類社會進步固然是十分重要的,但也有不少“無人區(qū)”科技創(chuàng)新會帶來科技倫理的問題。如在生物領(lǐng)域所發(fā)生的基因編輯嬰兒事件和在人工智能領(lǐng)域的隱私倫理、公平倫理、責(zé)任倫理和主體性倫理問題。這就需要科學(xué)家和人文社科學(xué)者一起來規(guī)約“無人區(qū)”科技創(chuàng)新的原則和標(biāo)準(zhǔn)。作為科學(xué)家,您如何看待科技倫理問題?如何在“無人區(qū)”科技創(chuàng)新的過程中避免產(chǎn)生科技倫理問題?在這一點上,國家和個體如何協(xié)調(diào)?
丁文江:自近代科學(xué)興起以來,人們見證了科學(xué)改造世界的力量,也充分享受到了近代科學(xué)成果帶來的社會福祉,科學(xué)發(fā)展到今天,已經(jīng)具備了強大的自主性,如果任其無約束地發(fā)展,它的潛在成果既有可能造福人類,也有可能摧毀人類的生存與社會秩序。如何讓科學(xué)的發(fā)展始終朝向善的道路,就是今天人類亟須解決的問題,科技倫理的興起也正是基于這個時代背景,從中不難發(fā)現(xiàn)科技倫理出現(xiàn)的被動性。
在經(jīng)歷一系列慘痛教訓(xùn)后,人們終于認識到不加約束的科學(xué)是非常危險的,任何國家或個人都無法承擔(dān)其可怕的后果。從這個意義上說,科技倫理的水平直接標(biāo)度了科技發(fā)展的成熟度。必須把倫理的觀點和科學(xué)技術(shù)的觀點結(jié)合起來,倫理決定論或者科學(xué)技術(shù)決定論都是不可取的;必須把科技理性的成長與人類價值的確立相聯(lián)系,從而保證人類社會的健康發(fā)展;必須把人類豐富的文化生活與科學(xué)技術(shù)協(xié)調(diào)地結(jié)合起來,讓科學(xué)技術(shù)植根于人類的文化生活中;必須把科學(xué)技術(shù)同人類的未來聯(lián)系起來,科學(xué)技術(shù)發(fā)展并不等同于人類發(fā)展的全部,“發(fā)展是硬道理”,但并不是全部道理;必須從文明發(fā)展的角度來展望科學(xué)技術(shù)的未來,使科學(xué)技術(shù)的發(fā)展服從于人類的根本目的。
因此,中國亟須推進科技倫理的研究與構(gòu)建。
首先要培養(yǎng)科技倫理觀。科學(xué)與倫理觀念上的最高結(jié)合是人類兩種信念的相互融合,即科學(xué)技術(shù)追求的客觀性與倫理所強調(diào)的主觀性的相互啟迪。再者就是建立在人的自由、創(chuàng)造和責(zé)任感前提上的民主思想。科技與倫理的互動可以是一種個體的行為,也可以是一種社會集體的行為,通過集體性的行動,在全社會形成一個占主導(dǎo)地位的價值觀念。
其次要加大科技倫理宣傳,普及科技倫理。在普及科技倫理的過程中,政府必須承擔(dān)起不可推卸的責(zé)任,在宣傳科技倫理的過程中發(fā)揮積極的作用??茖W(xué)研究及其具體運用都是在社會中進行的,而這一平臺的維護者——各國政府應(yīng)該承擔(dān)起不可推卸的責(zé)任,具體來說,政府應(yīng)當(dāng)在科技產(chǎn)業(yè)政策、科研項目立項、科研項目資助范圍、科技成果審查、科技成果管理與控制上發(fā)揮積極的主導(dǎo)作用。
此外,政府應(yīng)當(dāng)積極履行自身職能,加大宣傳力度,在全社會范圍內(nèi)普及科技倫理,使全社會能對科技風(fēng)險及其負面效應(yīng)有一個全面的認識,加強對科技倫理的重視。
彭青龍:世界上很多頂級科學(xué)家在科學(xué)探究的時候往往受到人文藝術(shù)的啟發(fā),甚至有人認為自然科學(xué)研究的最高境界是哲學(xué)問題。中國乃至世界的人文藝術(shù)是否對您的鎂合金研究產(chǎn)生過影響?如何從人文藝術(shù)領(lǐng)域汲取營養(yǎng)或者獲得靈感開展“無人區(qū)”科技創(chuàng)新?隨著社會的進步,越來越多的人認識到科技人文是命運共同體,可以在相互借鑒中共同進步。您如何看待科技人文的關(guān)系?
丁文江:中國是一個歷史底蘊深厚的國家,從商周時期開始,青銅器制造與彩繪藝術(shù)已經(jīng)達到一定的水平,甚至對現(xiàn)在的一些工藝仍有借鑒意義。而世界各地的人文藝術(shù)經(jīng)過千百年的發(fā)展與傳播,與中國本土人文藝術(shù)水乳交融,形成了豐富多彩的中國本土人文藝術(shù),大大推動了科學(xué)研究的發(fā)展。
作為科研工作者,我們更應(yīng)該關(guān)注人文藝術(shù)領(lǐng)域的訴求,有針對性地進行科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新,同時關(guān)注現(xiàn)有的成果,更好地發(fā)掘人文藝術(shù)領(lǐng)域?qū)τ诳萍嫉臐撛趩l(fā),打破學(xué)科壁壘,不斷嘗試并挑戰(zhàn)將二者有機結(jié)合,拉近科技與人文的距離,做出真正有益于社會的創(chuàng)新。
科技與人文好比社會發(fā)展這輛馬車的雙輪,任何一輪出了問題,社會都無法保持高速的發(fā)展,兩者在實踐中相互交織、相互滲透、相互影響。人文藝術(shù)的完善與創(chuàng)新要憑借對科學(xué)原理的認知與掌握,了解事物及其物理、數(shù)學(xué)形態(tài)的結(jié)構(gòu),能催生新的藝術(shù)形式。例如國家大劇院、鳥巢、水立方等場館的成功設(shè)計,都是以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的,“水立方”的結(jié)構(gòu)就是來源于科學(xué)家對膜面結(jié)構(gòu)的了解。而科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新是基于人文藝術(shù)的需要發(fā)展的,例如現(xiàn)在很多能夠?qū)θ梭w進行檢測的智能織物,以及具有電致變色控溫的智能玻璃等,都是為了滿足人們生活與感官追求而被創(chuàng)新出來的科技產(chǎn)品。
彭青龍:自然科學(xué)和人文社會科學(xué)在“無人區(qū)”創(chuàng)新方面相近或者相通,但人文社科學(xué)者往往喜歡單兵作戰(zhàn),這是不是中國哲學(xué)社會科學(xué)研究成果未能走向世界的原因之一?人文社會科學(xué)如何像自然科學(xué)研究那樣開展有組織的“無人區(qū)”創(chuàng)新?您對人文社會科學(xué)工作者有什么建議?
丁文江:我認為存在一部分這樣的原因?,F(xiàn)行的人文社會科學(xué)分科體制積弊甚重,阻礙了中國哲學(xué)社會科學(xué)的當(dāng)代發(fā)展,體制性障礙使得人文社會科學(xué)從業(yè)者處于自限門戶、視野不寬、交流甚少的情況。人文社會科學(xué)內(nèi)部無法貫通,何談走向世界?因此唯有打破內(nèi)部的隔閡,才能向世界展示我們?nèi)宋纳鐣茖W(xué)之精華。
人文社會科學(xué)研究源于人類社會與自然發(fā)展中提出的許多新問題,這就需要我們從原理、本質(zhì)、規(guī)律上加以認知。因此人文社會科學(xué)研究創(chuàng)新群體的切入點應(yīng)該是從發(fā)現(xiàn)問題入手,從根本上把握新事物發(fā)展的規(guī)律。同時,創(chuàng)新不只是人文社會科學(xué)內(nèi)部知識的串聯(lián),更多是學(xué)科交叉融會貫通的結(jié)果,通過借鑒自然科學(xué)研究中多部門協(xié)同合作的經(jīng)驗,可以做出跨領(lǐng)域的開創(chuàng)性成果,只有這樣才能實現(xiàn)有組織的創(chuàng)新。
其實對于人文社會科學(xué)工作者來說,自然科學(xué)和人文社會科學(xué)這兩者在實踐中是相互滲透的,存在著奇妙的融合關(guān)系。我希望人文社科領(lǐng)域的工作者們能夠借鑒和運用自然科學(xué)的方法、視角,思考、研究人文社會科學(xué)領(lǐng)域里出現(xiàn)的問題,加強彼此間的聯(lián)系與合作,包容匯通,求同存異。因為就創(chuàng)新而言,其群體一定是多學(xué)科智慧構(gòu)成的,我希望人文社會科學(xué)創(chuàng)新研究群體的發(fā)展能由個別群體優(yōu)勢變成集群優(yōu)勢。
彭青龍:“無人區(qū)”科技創(chuàng)新是面向未來的,需要一代代人艱苦的探索才能達到科技的頂峰。青年是國家的希望和民族的未來,培養(yǎng)青年人具有“無人區(qū)”探索精神至關(guān)重要。您可否從科學(xué)家的角度,談?wù)勅绾螐男∨囵B(yǎng)學(xué)生的“無人區(qū)”科創(chuàng)意識和文化?作為交通大學(xué)的教授,您認為高校應(yīng)如何培育這種大學(xué)文化?
丁文江:科技創(chuàng)新應(yīng)該是貫穿一個科研工作者一生的事,雖然兒童并不會一開始就對某個具體的科學(xué)問題產(chǎn)生興趣,但是讓孩子們對生活中許多未知的事物保持強烈的好奇心,留給孩子們獨立思考的機會,讓他們不被固有的思維所束縛,久而久之,孩子就會在潛移默化中形成對于“無人區(qū)”的探索之心。這不僅對孩子們身邊的人提出了要求,更是整個社會應(yīng)該關(guān)注的議題。
作為一名教師,在我看來,高校是培養(yǎng)和造就科技創(chuàng)新人才的基地,擔(dān)負著為國家輸送高級人才的重任,高??萍紕?chuàng)新人才培育機制的建設(shè)直接影響到國家的發(fā)展。我認為,國家可以通過對國內(nèi)外高??萍紕?chuàng)新人才培育機制進行研究和分析,吸取成功的經(jīng)驗,針對我國高校的現(xiàn)狀,根據(jù)高??萍紕?chuàng)新目前存在的問題,給出相關(guān)的改進方法和發(fā)展方向,發(fā)展適合我國高??萍紕?chuàng)新人才培育的新機制。要深入研究新時代高??萍紕?chuàng)新人才培養(yǎng)的特點和規(guī)律,以理論創(chuàng)新引導(dǎo)實踐創(chuàng)新,以科技創(chuàng)新為主題,以科教結(jié)合為主線,深化體制機制改革,營造適合創(chuàng)新人才成長的氛圍,提高高校學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,多角度推進高??萍紕?chuàng)新,促進經(jīng)濟社會的發(fā)展。