学者笔谈

胡德金:灵感 潮流 务实 创新

学者笔谈
    [编者按] 继2011年上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后,从2011年10月起,我们推出了新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者,重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践,旨在弘扬科学精神,激荡人文情怀,回归学术本位,浓郁学术气象,全面提升交大学术的影响力和传播力。

  从这些发现、发明、创新的过程看,总是经历从现象观察、实验验证、理论升华,再进一步到实际应用的全过程,即认识到实践的过程,在实践中又会发现新的现象,又会产生新的灵感,又会出现新的发明创造。

  ■ 及时把高校的研究成果投放到社会实践中去,投放到经济建设中去,这些研究成果的价值才有可能真正体现出来,它的作用才有可能真正发挥出来,才能为社会做出积极的贡献

  ■ 提高科研院所和高等学校服务经济社会发展的能力的一个非常有效机制就是产学研合作。

  我国自上世纪七十年代末开始改革开发以来,国民经济持续发展,综合国力不断增强,人民生活水平不断提高。伴随国民经济的发展,我国的科学技术取得了很大的进步,科学技术的进步又进一步推动了国民经济的发展。纵观近三十年的发展,充分验证了邓小平对“科学技术是第一生产力”的精辟论述。一九八八年九月五日邓小平在会见捷克斯洛伐克总统胡萨克时说:“世界在变化,我们的思想和行动也要随之而变。过去把自己封闭起来,自我孤立,这对社会主义有什么好处呢?历史在前进,我们却停滞不前,就落后了。马克思说过,科学技术是生产力,事实证明这话讲得很对。依我看,科学技术是第一生产力”。

  在邓小平“科学技术是第一生产力”思想影响下,我国在不同发展时期制订了各种科技发展规划。特别是党的十六大以来,中央做出增强自主创新能力、建设创新性国家的重大战略决策, 2005年我国又制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》,科技投入持续快速增长。

  目前,我国经济发展正处在一个非常关键的时期,一方面,我国经过三十年的快速发展后,经济规模由1978年的数千亿元人民币发展到2012年的约50万亿元人民币。另一方面,由美国次贷危机引发的国际金融危机还在蔓延,世界主要发达国家经济持续低迷。在这种大背景下,继续依赖资源、能源消耗型的生产模式、继续依赖劳动密集型的生产模式、继续依赖设计销售在外、加工制造在内的贴牌式生产模式已经不可能持续。随着劳动力成本的提高,我国的人口红利已逐渐消失。在50万亿元人民币经济总量基础上继续保持大幅度增长将越来越困难。在这社会、经济、科技发展重要变革时期,加快产业转型发展的趋势越来越明显,科技在经济社会发展中的作用日益凸显。最近中共中央和国务院印发了“关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见”,提出了到2020年的三个主要建设目标:

  基本建成适应社会主义市场经济体制、符合科技发展规律的中国特色国家创新体系;

  原始创新能力明显提高,集成创新、引进消化吸收再创新能力大幅增强,关键领域科学研究实现原创性重大突破,战略性高技术领域技术研发实现跨越式发展,若干领域创新成果进入世界前列;

  创新环境更加优化,创新效益大幅提高,创新人才竞相涌现,全民科学素质普遍提高,科技支撑引领经济社会发展的能力大幅提升,进入创新性国家行列。

  中央和国务院“意见”的核心目标就是通过科技创新来推动我国经济持续发展,这为我国科技工作者制订了一个明确的行动方向。笔者通过学习胡锦涛总书记今年七月在全国科技创新大会上的讲话精神以及中共中央和国务院“关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见”后,结合长期科技工作经验,对科技创新谈一些体会。

  认知与实践的结合,建立创新的灵感

  毛主席在《实践论》中指出:“知识的问题是一个科学问题,来不得半点的虚伪和骄傲,决定地需要的倒是其反面——诚实和谦逊的态度。你要有知识,你就得参加变革现实的实践。你要知道梨子的滋味,你就得变革梨子,亲口吃一吃”。

  “电”的发现也许是人类最伟大的发现,在人们的生产劳动和日常生活中,每天都离不开“电”。围绕“电”而产生的各种发现和发明,造就了当今世界的繁荣。

  远在2500多年前,古希腊有一个叫塞利斯的人发现,用毛皮去摩擦琥珀,这块被摩擦过的琥珀能吸引一些像绒毛、麦秆等一些轻小的东西。认为琥珀中存在一种特殊神力,他们把这种特殊神力称作“电”。

  公元1600 年,英国医生吉尔伯特,做了多年的实验,也发现了“电力”,“电吸引”等许多现象,并最先使用了“电力”、“电吸引”等专用术语。

  美国科学家富兰克林的第一个重大贡献,就是发现了“电流”,18 世纪中叶,富兰克林做了多次实验,进一步揭示了电的性质,并提出了电流这一术语。富兰克林对电学的另一重大贡献,就是通过1752 年著名的风筝实验,证明天空的闪电和地面上的电是一回事,而且在一年后发明了世界上第一个避雷针,这是“电”第一次得到了实际应用。

  十九世纪初,意大利科学家伏打经过七年实验创立了一个了不起的电位差理论。就是说不同金属接触,表面就会出现异性电荷,也就是说有电压。在这基础上,伏打发明了电池装置,这一发明使人们第一次获得了可以人为控制的持续电流,为今后电流现象的研究提供了物质基础。伏打去世后,为了纪念他的功绩,以他的名字“伏”来作为电压的单位。

  德国科学家欧姆从1820年起,经过七年的反复实验,发现了电流、电压和电阻之间的关系,总结出了欧姆定律。欧姆定律已成为现代电学和电工学最基本的规律之一。欧姆的名字被定为电阻单位,他发现的定律被称为欧姆定律。

  英国物理学家法拉第从1821年到1831年,整整耗费了10 年时间,从设想到实验,发现了电磁感应现象,这是电学发展史上一个划时代的发现,这一重大发现,为制造发电机、电动机奠定了基础。

  蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。

  1764年,英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时,发现了纽可门蒸汽机效率低的缺点,并发现了纽可门蒸汽机效率低是由于蒸汽在缸内冷却造成的直接原因,顿时产生了把蒸汽引到缸外冷凝的灵感,于是经过一年的反复实验后发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利,这是瓦特改进发明蒸汽机的第一次飞跃。

  1781年,瓦特受行星绕日做圆周运动的启发,获得了新的灵感,同年,瓦特制造出了一套被成为“太阳和行星”的齿轮联动装置,把活塞往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。由于对传统结构的这一重大革新,瓦特的这种蒸汽机真正成为了能带动一切工作机的动力,这是瓦特改进发明蒸汽机的第二次飞跃。

  1782年,瓦特又把原来的单向汽缸改成双向汽缸,并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽,这是瓦特在改进纽可门蒸汽机过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃,纽可门蒸汽机完全变为了瓦特蒸汽机。直到20世纪初,瓦特改进发明的蒸汽机仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

  从“电”及各种与“电”相关现象的发现,到各种与“电”相关装置的发明经历了上百年时间。从1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特等发明制造的早期蒸汽机开始,到1790年瓦特最终发明的现代意义上的蒸汽机为止也整整经历了100年时间。从这些发现、发明、创新的过程看,总是经历从现象观察、实验验证、理论升华,再进一步到实际应用的全过程,即认识到实践的过程,在实践中又会发现新的现象,又会产生新的灵感,又会出现新的发明创造。

  紧随时代潮流、追求务实创新

  当今世界是一个信息化的时代,顺风耳和千里眼的传说现在都变为了现实,社会的发展日新月异,人们对新产品的要求越来越高,企业之间的竞争越来越激烈,企业发展如果跟不上时代发展的步伐,就会在激烈的市场竞争中被淘汰。

  曾经居于传统胶片行业全球垄断地位的美国伊士曼柯达公司,尽管历经挣扎,最后还是于2012年4月20日正式宣布破产。这家创立于1880年的世界最大的影像产品及相关服务生产和供应商,在数码时代的大潮中由于跟不上时代发展的步伐,而不得不面对残酷的结局。造成柯达公司破产有多方面的原因:最主要原因是:柯达公司长期依赖传统胶片产品,而对于数字科技给予传统胶片影像部门的冲击,反应迟钝。事实上,柯达公司1976年就开发出了数字相机技术,并将数字影像技术用于航天领域。但由于战略性决策失误,没能将这一创新成果及时产业化,错失产业转型升级的良机,随着传统胶片产业被数字化技术所颠覆,柯达公司不得不宣布破产。

  创新的退化在夏普身上也得到了体现。据日媒报道,夏普近日宣布将向日本国内的札幌证交所、名古屋证交所和福冈证交所提交了退市申请。曾经如日中天的夏普在百年“华诞”之际已经陷入了生死存亡之境地。夏普从诞生那天起,曾经有辉煌的创新历史,尽管其开发的产品不断被竞争对手模仿,但夏普却能不断制造出引领潮流的产品,靠持续创新推动公司前进。但是,进入21世纪后,夏普放缓了创新步伐,在与三星等企业的竞争中,逐渐处于劣势,使夏普开始走向衰落。

  恰恰相反,成立不到40年的苹果公司,由于不断推出创新型的产品,从2012年4月起,苹果便以超过5200亿美元的市值稳坐美国股票交易市场第一的位置。2012年9月市值更是冲到7000亿美元,股票价格也冲过700美元。

  成立于1976年的苹果公司,从1977年起,相继推出Apple II、Apple III、Apple Lisa等个人电脑,但在与IBM等公司的竞争中,并没有占优势。直到2002年,苹果研发了新款的iMac G4,在2004年8月又推出新款的iMac G5,近期又推出AirPort等新产品。这些新产品的推出,使苹果竞争力得到很大提高。除了电脑产品以外,苹果公司还源源不断研发出各种新型的数码产品。2001年推出的iPod数码音乐播放器大获成功,配合其独家的iTunes网络音乐下载系统,一举成为全球占有率第一的便携式音乐播放器,随后推出的数个iPod、iPod Touch系列产品更加巩固了苹果在数字音乐市场不可动摇的地位。2007年,苹果公司把电子邮件、网络、手机通讯、地图导航等技术集成到iPad、iPhone等系列新产品上,使之成为全球消费者最青睐的产品之一。

  紧随时代潮流,坚持锲而不舍、追求自主创新和集成创新是苹果公司获得成功的三个重要因素。

  加强产学研合作,实现创新驱动发展

  今年六月,胡锦涛总书记在两院院士大会上强调指出:积极推动科技与经济紧密结合。实现创新驱动发展,最关键的是要促进科技与经济紧密结合,既要从经济社会发展需求中找准科技创新主攻方向,又要把科技成果迅速转化为现实生产力。

  今年七月,胡锦涛总书记在全国科技创新大会进一步指出:进一步深化科技体制改革,着力强化企业技术创新主体地位,提高科研院所和高等学校服务经济社会发展能力。

  今年九月在中共中央和国务院印发的“关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见”中也强调指出:提高科研院所和高等学校服务经济社会发展的能力。

  高等院校有丰富的人才资源和广泛的信息资源,理论研究、探索性研究和前瞻性研究等方面具有很突出的优势,取得了许多成果,一些成果在经济发展过程中发挥了重要作用。但是,还有相当一部分成果还仅仅是实验室阶段性成果,还未真正体现出这些成果的价值。随着时间的推移、随着社会的进步,这些还处于实验室阶段的成果的作用和价值会逐渐消失。因此,及时把这些研究成果投放到社会实践中去,投放到经济建设中去,这些研究成果的价值才有可能真正体现出来,它的作用才有可能真正发挥出来,才能为社会做出积极的贡献。

  当然,参与服务经济社会的技术开发和创新活动中,需要克服急功近利、欺软怕硬的思想、需要设置清晰的责任目标,需要具备和抵御风险的能力,需要具备不畏困难的实干精神,更需要树立团结合作、互惠互利、成果共享的作风。

  提高科研院所和高等学校服务经济社会发展的能力的一个非常有效机制就是产学研合作。企业是经济建设的主体,也是创新活动的主体,企业有明确的发展方向,对科学技术促进企业发展和进步有非常强烈的愿望。通过产学研合作,能够使科技人员在生产实践中及时获取第一手信息。毛主席在《实践论》中指出:“人类认识发展的全过程是:实践、认识、再实践、再认识,这种形式循环往复以至无穷,而实践和认识的每一循环的内容,都比较地进到了高一级的程度”。现在是我国建国以来最好的发展阶段,经济建设对科学技术的强烈需求给科技人员提供了广阔的发展空间。科技人员在实践认识过程中将会产生创新灵感,一旦把这种灵感变为现实,就会实现技术跨越。

  坚持科学发展观,在党中央和国务院一系列科技政策的指引下,不久的将来我国一定能成为一个科学技术先进、经济社会发达的创新性国家。

  学者小传

  胡德金,上海交通大学机械与动力工程学院教授、博士生导师。主要研究方向:精密制造工程及装备自动化。曾主讲微机原理及应用、微机接口技术、先进制造技术与装备自动化概论等课程,联系博士后5名、指导培养博士生22名、硕士生46名,发表学术论文300余篇。近20年来,曾主持完成国家重点科技攻关计划、国家软科学研究计划、国家自然科学基金、上海市重大技术装备研制专项、上汽集团、一汽集团、宝钢集团等大型国有企业各种科研项目40余项。

  申请发明专利45项,已获授权发明专利和软件版权28项;作为第一完成人,获国家科技进步奖二等奖1项、上海市技术发明奖一等奖1项、省部级科学技术进步奖一等奖2项、中国专利优秀奖2项;作为项目负责人,获九五国家重点科技攻关计划优秀成果奖1项、上海市科技攻关振兴奖特等奖1项,以及其它科技奖励和各种荣誉等20余项;1998年起享受国务院政府特殊津贴。

胡德金