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中國式科技原創的基本路徑
——科技文化視野下的中國原創之路

2023-02-18 23:51朱亞宗
高等教育研究學報 2023年4期
關鍵詞:王選袁隆平科技

朱亞宗

(國防科技大學 軍政基礎教育學院,湖南 長沙 410073)

一部人類科技創新史,是人類科技文化史中最激動人心的華章之一,而其主流的軌跡大致經歷了經驗技術原創性發明及擴散,科學理論原創性發現及應用,理論、技術、工程、產業協同原創及擴散等歷史階段。中國古代曾經在醫、農、天、算等經驗性技術原創以及代數理論原創等方面,長期燦爛輝煌,領先于世界。與此同時,也創造了獨樹一幟的中國式科技文化。只是在西方近代科學技術革命后,中國科學技術開始從總體上落后于西方。經過近一百余年的學習、追趕,中國科技已有長足進步,總體上開始迫近世界先進水平。但是在科技原創領域,無論是重大的成果原創,還是杰出的原創人才仍有不小的差距。在中國科技發展的這一歷史轉折時代,從科技文化的視角和高度,回顧并總結中國現代科技原創的歷史經驗,對中國科技突破最后一道難關,對中國的偉大復興事業,對中華民族的世界性文化貢獻,都有難以估量的歷史性影響。本文從這一基旨出發,不揣冒昧,對中國式科技原創的基本經驗作初步的科技文化分析,誠望識者批判教正。

中國式科技原創最重要的歷史經驗和最根本的文化特征,是國家主導下的集體及個體積極性的有效調動與創造性的高度發揮。這一根本的文化特征,深刻地滲透到中國的科技創新活動中,并在以下中國式科技原創路徑中有舉足輕重的影響。

一、國家任務引領,個人獨辟蹊徑

對國計民生重大需求的感知與敏銳,組織綜合考察勘察的能力,常常不是沉浸于專業研究的專家學者所長,且不得不讓位于政府有關方面的管理者,而動用巨額資金、決策重大工程更非專業科技人才所能。但是專家學者一旦被遴選入相關國家工程項目,卻也可能迸發出驚人的創新才華,而成為完成國家重大任務的功臣,甚至進而攀登世界科技的新高峰。計算數學的杰出學者馮康院士,即是立足國家重大任務進而作出重大科學原創的世界級科學大師。

1954年,黃河水利委員會在《黃河技術報告》中,規劃在黃河中游建立集發電、灌溉和防洪于一體的大型水電樞紐——劉家峽水電站。1955年,第一屆全國人民代表大會第二次會議關于治理和開發黃河的綜合規劃決議,將劉家峽水電站工程的勘測、設計等工作提上日程。1958年初,水電部成立劉家峽水利發電工程局,劉家峽水電工程被列入156個國家重點項目,并于1958年9月27日正式開工。由于劉家峽水電站是中國第一座超百萬千瓦級的大型水電站,其水壩是中國第一個自己設計、施工、建造的超百米高程的大型混凝土壩,因此在設計、建造中遇到了一系列科學與技術方面的難題。

1963年2月,劉家峽大壩設計組的工程師來到中國科學院計算技術研究所,請求幫助解決劉家峽大壩的應力分析問題,所長馮康聽取了訪求者的問題和要求,將任務交給了剛從大學畢業一年的崔俊芝,計算所三室二組的人員也參與進來。在當時國內103、104計算機計算能力的限制下,運用已有計算方法,結果均不理想?!罢敶蠹覍⒓覎{水壩計算問題一籌莫展的時候,馮康在計算所的一次學術報告會上重點講述了一篇文章,為年輕學者指出了嶄新的研究方向。馮康提到的是普拉格和辛格1947年發表在美國《應用數學季刊》的一篇文章,對計算水壩很有啟發……更重要的是馮康推薦的一本書……是福賽斯與沃索的《偏微分方程的有限差分方法》?!盵1]143-144在劉家峽國家水電工程需求引領下,馮康領導的計算所三室終于在1964年五一節前,找到了當時最好的基于變分原理的差分格式算法,劉家峽水壩工程設計組對計算結果非常滿意。1966年10月,劉家峽水電站大壩成功截流,計算所三室受到了中央表彰。

難能可貴的是,馮康的計算研究工作并沒有止步于水壩工程設計需求,而是深入探求如何從特殊計算上升為普遍算法?!榜T康在指導與總結劉家峽水壩計算的過程中,如詩人靈感到來,看見了一整套求解偏微分方程邊值問題的計算方法,一個用‘變分原理進行差分計算’的方法?!盵1]1471965年5月,馮康在哈爾濱召開的全國計算機學術會議上,作了題為《基于變分原理的差分格式》的精彩報告,相應的論文發表于《應用數學與技術數學》期刊。

馮康用中文發表于國內期刊的這篇原創性算法論文,長期以來不為世界計算學界知曉,改革開放后傳到西方,相關學術權威陸續給予高度評價。1989年春,著名力學家、美國工程院院士奧登在有限元算法的歷史性評論中指出:“馮康1965年用中文寫作的文章,西方十多年以后才予以了解,被很多人認為是有限元方法收斂性的第一個證明?!盵1]152-1531993年馮康去世后,世界級數學大師、美國紐約大學科朗數學研究所所長拉克斯院士在紀念馮康的文章中寫道:“獨立于西方國家在應用數學方面的發展,創造了有限元方法理論……在方法的實現及理論基礎的創立兩方面都作出了重要貢獻?!盵1]154今天關于深刻影響科學研究與工程技術的現代有限元算法,數學界已公認由美國弗里德里希、蘇聯奧加涅相和中國馮康三位數學家各自獨立地創立,三人的開創性研究共同奠定了有限元算法。2006年,牛津大學特列菲森院士指出,人類計算數學史上共有29項重大成果,有限元法位列其中,而中國自古至今的各類算法發明人僅有劉徽、馮康二人。

馮康的有限元法創新,是從工程實踐問題提升為科學理論的精彩案例,同時也是國家任務引導下的重大科學突破的成功案例。這種提升、突破的一個必要條件,是擁有深厚科技素養的杰出科學家積極參與其中。馮康具有經典物理、工程技術、基礎數學與計算機等四個方面的綜合性知識結構,在二十世紀五六十年代的中國與世界學界鮮有其匹。參與劉家峽水電大壩應力計算研究的科學家不止馮康一人,意欲將有效的應用性算法提升到科學理論水平的科學家也不止馮康一人,最終唯有馮康出手不凡登上科學峰巔。馮康先生的一位同事黃鴻慈以贊賞的口氣不得不承認:“馮先生最重要的工作是在1965年提出有限元方法并在最一般的條件下證明了方法的收斂性,我同樣有一篇文章也證明了收斂性而且給出了誤差估計,但我的數學工具比較差……馮先生精通廣義函數,他是在極其廣泛的條件下給出了收斂性證明,這在世界上是最早的?!盵1]152

中國當代另一位在國家任務引導下作出重大科學突破的諾貝爾獎得主屠呦呦,同樣也具有與眾不同、獨樹一幟的綜合性知識結構。屠呦呦畢業于北京大學醫學院藥學系,有扎實的西藥學理論基礎,大學畢業后就職于中國中醫科學院,參加工作四年后又離職系統學習中醫藥知識兩年半,經過這次脫產培訓,“屠呦呦真正開始熟練掌握擁有能閱讀中醫和西醫兩種醫學語言的能力,并能夠了解各自的歷史和理念差異,進而將傳統醫學經驗性知識和現代生物醫學最高水平聯系在一起”[2]。屠呦呦在中藥與西醫兩方面的精深造詣,促成了中西藥知識與方法的辯證結合,奠定了屠呦呦開辟世界治瘧藥物新方向的學術基礎。

被譽為“中國槍王”的輕武器設計大師朵英賢院士,也是在投身于國防科技重大工程的課題中,憑借深厚的力學理論素養,主持設計了中國95式5.8毫米自動步槍,以重量最輕、長度最小、射程最遠、威力最大等四個方面的優勢,勝過了蘇聯和美國的兩款世界名槍AK47和M16[3]242。蘇聯槍王卡拉什尼科夫和美國槍王斯通納,雖然實踐經驗非常豐富,但二人學歷皆不高,分別是初中與高中文化程度。而朵英賢就讀于北京工業學院自動武器專業,畢業后留校任教,曾自編講義并講授“光測彈性力學原理與應力測試技術”“自動炮概論”“自動武器概論”“自動武器架座設計”等課程,后來又曾專門從事輕武器設計多年,也有較豐富的實踐經驗。對于自身的優勢,朵英賢有獨到的見解:“我們是以理論為主,經驗為輔?!盵3]241確實,對于任務性導向的應用性工程課題而言,并不缺乏實踐經驗豐富的研發人才,所缺的是既有豐富實踐經驗又有高超理論水平的大師級杰出人才,馮康、屠呦呦、朵英賢即是這類能夠超越經驗水平而獨辟蹊徑的科學大師。

二、大師開辟方向,政府協調攻關

尊重人民群眾的首創精神,是馬克思主義的基本原理?!叭罕娪袀ゴ蟮膭撛炝?。中國人民中間,實在有成千上萬的諸葛亮……我們應該走到群眾中間去,向群眾學習,把他們的經驗綜合起來,成為更好的有條理的道理和方法?!盵4]在科學技術領域,確實也有青年時代出道即巔峰的愛因斯坦式的天才科學家,但是絕大多數科技權威,都從默默無聞的科技群眾起步,經過長期的探索,方才登上科學的高峰。袁隆平是從平凡的科技群眾起步,獨自開辟重大科技新方向,引領國內外大批科技工作者,并影響政府決策,是為解決中國與世界糧食問題作出重大貢獻的偉大科學家。

1961年7月的一天,32歲的湖南省安江農校教師袁隆平,在農校水稻實驗田選種時,“突然,在一丘早稻田塊里,發現一株形態特優的稻株‘鶴立雞群’,長得特別好。穗子大,籽粒飽滿,十多個有8寸長的稻穗向下垂著,像瀑布一樣。我挑了一穗,數一數籽粒,竟有230粒!”[5]44然而,這株特優水稻的種子在第二年的生長狀況令袁隆平大失所望?!俺樗朐绲脑?,遲的遲,高的高,矮的矮,參差不齊,沒得一株有它‘老子’那個模樣?!盵5]45通過深入思考這一出人意料的現象,袁隆平聯想到遺傳學上的“分離現象”,由此產生了一個了不起的靈感?!澳侵犏Q立雞群的水稻,乃是一株天然的雜交稻!”[5]45這是一個沖破“水稻是自花授粉植物,沒有雜交優勢”的經典水稻育種理論的創新思想。雖然這一新思想已為美國瓊斯及日本、印度、馬來西亞等國個別水稻育種專家所認識,但身處窮鄉僻壤的安江農校的袁隆平,通過自己的實踐和思考,竟獨立地作出了這一重大發現,并上升到遺傳育種學的理論高度,仍是令人驚贊的事情。這標志著袁隆平不僅開辟了國內水稻育種的新方向,而且已躋身世界水稻育種的一流水平。接下來,便是更為持久和復雜的水稻雜交優勢開發應用的競爭。起步較遲、孤身一人的袁隆平面對的是菲律賓國際水稻研究所等機構雄厚的科研資金與專家隊伍,但袁隆平樂于肩負,不覺其重,在探索的道路上越跑越快,最終后來居上。

袁隆平的水稻雜交育種研究受到玉米、高粱雜交成功的啟示,第一步先要找到雄性不育株,再給它授以特定的正?;ǚ?,就可能產生雜交優勢。1964年7月5日,經過十四天的艱苦搜尋,終于找到了出現概率僅為數萬分之一的一株水稻雄性不育株。1964、1965兩年,袁隆平篩選了幾十萬個稻穗,共找到6株雄性不育植枝。通過進一步研究,袁隆平撰寫了論文《水稻的雄性不孕性》,發表于權威期刊《科學通報》1966年第4期。這一論文的發表,不僅將袁隆平開辟水稻育種新方向的業績公之于世,而且極大地改變了袁隆平的人身處境與科研條件。

國家科委領導及有關部門、湖南省各級領導、中國科學院及農業院所,陸續大力支持袁隆平的科研工作,并組織各方力量協作攻關。在聶榮臻主任支持下,趙石英局長于1966年5月向湖南省科委和安江農校發函,責成其支持袁隆平的研究,使得袁隆平在國家動蕩的歲月仍能繼續開展剛剛起步的雜交水稻研究工作。1970年6月,湖南省召開了交流農業科技經驗的常德會議,根據大會的決定,省農林局將“水稻雄性不育研究”列為重大研究課題,此后又組織成立了有安江農校、湖南省農科院、湖南省賀家山原種場、湖南農學院與湖南師范大學生物系等五個單位參加的“湖南省水稻不育研究協作組”,雜交水稻的省內協作研究與袁隆平的個人探索開始互補交融。

1970年11月,袁隆平團隊在海南島發現了野生稻的雄性不育株——“野敗”,給邊緣優質雜交帶來巨大希望,后來的研究果然證實了“野敗”的優異品質。作為中國雜交水稻研究的創始人與靈魂的袁隆平,功力深厚,勇于實踐,勤于思考,學術新思想層出不窮,不怕別人超越自己,也不會保守新的材料與想法。他及時公布了“野敗”這一最新成果,“以便爭取更多的人參加進來”[5]86。1971年春,在中國科學院組織下,“先后有廣東、廣西、江西、湖北、新疆等八個省、自治區的30多位同志到海南島南紅農場湖南基地來跟班學習,逐步發展為大協作的態勢”[5]84?!?972年3月,水稻雄性不育研究被列為全國農村重大科研會戰項目,這時已有19個省、直轄市、自治區開展相應研究工作……此后,全國各地的有關農業科研單位利用我們(指袁隆平團隊——引者)提供的‘野敗’細胞質不育材料,大大加速了利用‘野敗’與栽培稻雜交轉育的進度。這一舉措也成為正式啟動全國雜交水稻大協作的標志?!盵5]88此后,中國的雜交水稻研究,無論是攻克三系配套關、優勢組合關、制種關,還是從三系法育種簡化為兩系法育種,以致一直到超級雜交稻研究,始終沿著袁隆平引領技術方向、全國大協作攻關的模式,克服一重又一重難關,使中國的雜交水稻研究后來居上,登上世界雜交水稻研究的頂峰,袁隆平則在數十年間始終是引領世界雜交水稻研究的旗手。

中國當代另一個精彩案例是,新中國第一個特大油田——大慶油田的發現。1953年,謝家榮院士發表《探礦的基本事實與我國地下資源的發現》一文,提出松遼大平原下面可能有石油儲存的見解。1954年,李四光院士在《從大地構造觀點看我國石油資源勘探的遠景》的報告中指出,松遼平原的“摸底”工作是值得進行的。李四光“在地質力學理論的指引下,不僅為我國在東部找石油指出了方向,而且其戰略指導思想到戰術性的論點……都得到了證實”[6]。1954年,黃汲清院士等人編寫了《中國含油遠景分布圖》,也把松遼平原列為可能含油區。正是在上述地質學大師的研究基礎上,1958年黨中央作出了石油勘探東移的決策。1959年4月11日,松遼石油勘探局32118鉆井隊開鉆,并于9月26日實現原油高產。1960年5月1日,石油部在薩爾圖召開萬人石油會戰大會。隨后,大慶油田迅速建成。1963年12月3日,周恩來總理在全國人大會議上宣布,中國人民使用洋油的時代即將一去不復返。

中國由政府協調攻關的成功經驗有很多,其中最重要的是,有袁隆平式的學風、水平、情懷具臻一流的學術帶頭人,有遠見卓識并按科學規律組織協調攻關的強有力的各級行政領導。但是,并非每項重大科技工程項目都有這樣的條件。著名的中國人工合成結晶胰島素科研課題,雖然最終達到了世界領先水平,但中間的曲折歷程是應該引以為戒的。1958年8月,上海生物化學研究所王應睞、曹天欽、鄒承魯、鈕經義等生化專家認準了一個世界級的科研難題,即合成一個蛋白質。所內組成了五個攻關小組,這一項目后來又吸引了北京大學、復旦大學、上海有機化學研究所等單位參加。在北京大學、復旦大學的競爭壓力下,中國科學院領導督促上海分院加大研究力度,形成了上海分院生化所、有機所、藥物所、試驗生物所、生理所等五個研究所的“大兵團作戰”格局,共計344人參加合成工作,后來又增加了北京化學研究所的一名研究員和17名中專實習生[7]71-72。但是,由于缺乏袁隆平式的權威技術路線下的科學的分工協作,參與研究的各個團隊水平不一,技術路徑不同,甚至出現方法不規范等科學問題,致使攻關效果很不理想。生化所所長王應睞向中國科學院有關領導反映了攻關中的一系列問題,“科學院黨組認真考慮后接受了王應睞先生的建議,科學院的大兵團作戰就此告一段落”[7]74。最終,生化所只留下兩組精兵強將繼續攻關。一組是鈕經義領導的B鏈組,另一組是鄒承魯領導的拆合組。這支精簡的高水平科研團隊,克服重重困難,終于在1965年9月17日首先攀登上世界生物化學的一座高峰——人工合成結晶牛胰島素。

三、立足有閑崗位,跨界創造奇跡

人類科技史上,經常有大爆冷門出奇制勝的重大創新。原因是一些有大志、有訓練、有毅力的杰出人才雖處于專業不對口的崗位,依然堅持攀登科技高峰,并取得了成功。這類創新與學術主流中的創新,往往在思路、方法上迥然不同,常常產生顛覆性的科技影響。1905年,26歲的蘇黎世工業大學物理系畢業生愛因斯坦,任職于瑞士伯爾尼專利局,遠離物理研究中心,既無創新平臺,又無名師指導,卻在完成本職工作的同時,于物理學的相對論、光量子論、分子原子運動論等領域作出了彪炳史冊的偉大創新??茖W史界因此稱1905年為愛因斯坦奇跡年,一百多年來,成為物理學、科學史、人才學等領域經久不衰的常新話題。究其原因是愛因斯坦不僅成功創造了一連串近于神化的科學故事,而且深刻揭示了人類基礎研究創新的一個重要特征。誠如2013年諾貝爾化學獎得主M.維萊特所言:“什么是基礎科學?它是意料之外的發現,是沒有辦法預測的?!薄耙粋€科學發現……很難按計劃走,很難預測?!盵8]基礎科學研究的這一特征,也是人類一切文化領域基礎創新的共同特征。以獨樹一幟的中國書法創新而言,書法史上最重大的創新,無一不是業余書法家的業余創新,如王羲之、王獻之、張旭、懷素、李邕、歐陽詢、顏真卿、柳公權、蘇軾、黃庭堅、米芾、蔡襄等大師的作品。

在科學、技術、工程、產業逐漸融匯一體化的今天,基礎研究的內涵正在不斷拓展,已遠遠超越純粹基礎科學研究的界限。最近,丁漢院士又提出“制造科學”與“制造業基礎研究”的概念[9]。拓展后的基礎研究,具體成果的不可預測性依然是其基本特征之一。中國的基礎研究創新,也生動地體現了這一特征。雖然現當代的中國式基礎研究有不少原創性重大成果,源于職業的發現與發明,并有長期規劃的引導,但不管是創新平臺之外的散兵游勇,還是創新平臺之內的職業科學家,出乎意料、不可預測仍是基礎研究的基本特征之一。有鑒于此,科技部門及管理者絕不應忽視這類小眾的真正的科學家的業余探索,若能慧眼發現,理應給予更好的條件與更多的支持,重大的突破或許醞釀于斯。袁隆平的水稻雜交技術原創性發明研究總體上是順利的,在僅僅發表了一篇初步的論文后,就受到國家科委的關注和支持,后又得到湖南省主要領導的有力支持。然而,王選的漢字激光照排技術的原創性發明研究,卻遲遲未得有關管理部門應有的關注和支持,直至取得明顯的重大進展后,方才受到重視。

王選于1958年畢業于北京大學數學系計算數學專業,被分配到北京大學無線電系工作。當時北京大學決定研制一臺每秒一萬次定點運算的中型電子計算機——“紅旗機”,剛留校的王選被抽調參與研制,全國許多高校也派員加入,人數多達七八十人。王選是其中極少數既懂計算機又懂電路的人,成為“邏輯設計的主力,同時,他還承擔了部分電路設計和工程設計工作……1959年春天,王選住進了實驗室,早、中、晚三段工作,晚上就睡在辦公桌上”[10]56。1961年春天,計算機研制工作告一段落,因磁心存儲器等關鍵部件不過關,最終沒有投入生產和使用。而王選因為過度緊張的工作和學習,加上營養不良,1961年夏天,王選開始生病,“低燒不退,胸悶憋氣,呼吸困難……肺部有很重的陰影,血壓升高,白血球一度下降到3,000以下……一年過去了,吃了各種各樣的藥,跑了多少趟醫院,王選的病沒有一點起色,反而日益加重,到后來,連飯都要依靠同宿舍的董士海每天三頓從食堂打回來……1962年夏,王選向學校請了長期病假”[10]62。王選回上海家中治病和養病,并得到母親的精心調理。1963年春天,王選身體開始好轉,但仍然不能一口氣打完一套太極拳。王選在家邊休養邊自學了三年后,于1965年夏回到北京大學校園。28歲的王選只是無線電系一位每月拿40多元病休工資的小助教,身體又處于重病后的恢復階段。但此時的王選已令人刮目相看?!凹t旗機”的研制,使王選在計算機硬件方面不僅擁有了理論知識修養,而且具備了實踐操作經驗,由此培養了線路設計、工程設計中硬件領域的創新能力?!凹t旗機”研制結束后,在大量閱讀國內外計算機文獻的過程中,王選受世界上第一臺電子計算機發明者阿塔納索夫、“存儲程序”概念提出者馮·諾伊曼、微程序創始人維克斯等計算機先驅的啟發,“總結出一點,20世紀50和60年代計算機硬件方面的很多高招都來自程序和應用(后來叫軟件)的需要,硬件和軟件的結合給計算機體系結構帶來一系列的突破,可見,程序和應用對硬件設計是非常重要的,只掌握硬件設計,不懂得程序和應用,照樣產生不出創新的想法??磥?,這就是創造的源泉。就在1961年,王選決定:從硬件轉向軟件,從事軟、硬件結合的研究……他把這稱作‘一生中最重要的一個決定’……從那以后,王選找到了產生創新思想的汩汩源泉”[10]61。在上海家里養病的三年間,王選在未來的妻子、北京大學計算機軟件專家陳堃銶的幫助下,深入學習了計算機高級語言編譯系統的資料,在軟件方面得到進一步提升。而從1963年起就開始堅持收聽電臺英語廣播的王選,其英語口語能力與英語閱讀速度也得到了大幅提高。這樣,王選擁有了計算機軟、硬件能力,還有較高的英語水平,加上早年習得的深厚數學功力,可以毫不夸張地說,王選已具有全面而獨特的計算機應用創新素質,不僅在二十世紀六七十年代的中國計算機學界走在前列,而且在世界計算機學界也鮮有其匹,如果再加上關于計算機及其應用創新規律的真知灼見,王選可說是信息科技領域一匹即將異軍突起的潛在黑馬。

此時王選卻仍在北京大學無線電系的助教崗位上,崗位與王選的專業顯然極不匹配。突破工作崗位的限制和學科專業的界限,只待機遇的降臨。自然,天降大任于斯人時,還須經歷許多精神與身體上的磨難。但在與陳堃銶結婚后,王選不僅得到了很好的照顧和安慰,而且在計算機專業領域又有了進一步的提升。

1975年初,陳堃銶參加了北京大學關于計算機應用的調查組,在印刷廠聽說了“748” 工程。據王選后來回憶,“陳堃銶告訴我,‘748’工程有三個子項目:漢字通信系統,漢字情報檢索和漢字精密照排。我分析了一下……漢字精密照排……雖然難度巨大,但它的價值和前景同樣不可估量,因為在當時,中國最多的廠,恐怕就是印刷廠了”[10]89-90。王選毅然選擇了漢字精密照排這一研究方向,對王選來說,這既是跨專業,又是跨行業的充滿挑戰的一個世界性難題。通過查閱文獻和分析疏理,王選看清了近半個世紀世界印刷技術所經歷的四代發展狀況?!暗谝淮鞘謩诱张艡C,1946年美國Intertype公司研制成功——是一種西文的照相排字機……第二代是光學機械式照排機,是1951年美國研制的……二代機曾是歐美20世紀60年代電腦排版的主力,日本20世紀70年代初期仍很流行……第三代是陰極射線管照排機,1965年由德國的RudolfHell公司研制,1968年成為商品……1975年的時候,三代機在歐美廣泛使用,十分流行。第四代是激光照排機。字模以點陣形式存貯在計算機中,輸出時用激光束在底片上直接掃描打點成字。英國蒙納(Monotype)公司到1976年才研制成功,1975年還處于研制階段,能查到的資料非常少,而且都反映困難重重?!盵10]92王選同時也摸清了國內共有五家單位從事漢字照排系統的研究,包括清華大學、上海印刷技術研究所等實力雄厚的機構。在技術路線上,有兩家選擇了光學機械式的二代機,有三家選擇了陰極射線管輸出的三代機。

基于對四代印刷技術的深入分析和揚長避短的研究策略,王選于“1976年提出了用輪廓加參數的方法描述高分辨率漢字字形,提出了跨過光機式第二代照排機、陰極射線管第三代照排機,直接研制第四代激光照排系統,提出了用逐段高速形成版面點陣并緩沖的方法驅動逐線掃描的高精度激光輸出設備。當時相信的人很少,認為我在玩弄騙人的數學游戲,根本無法實現。1980年當原理性樣機(華光Ⅰ型)排出樣書后,人們相信上述方案是可以實現的,但多數人認為即使能夠實現,也無法與國外產品競爭。直到1989年外國公司紛紛敗下陣來,局面才戲劇性地根本扭轉”[11]133。上述運用“輪廓加參數”壓縮信息量龐大的漢字字形信息的方法,只有具備深厚數學功底的數學家才能想到這一奇招。

1985年,華光Ⅱ型系統通過國家鑒定,被列為1985年中國十大科技成就;1986年,華光Ⅲ型系統獲第14屆日內瓦國際發明展覽會金獎;1987年,《經濟日報》率先購進華光Ⅲ型照排系統,所屬印刷廠賣掉鉛字,成為中國第一個廢除鉛排作業的印刷廠?!督洕請蟆酚〕隽耸澜缟系谝粡埐捎糜嬎銠C組版、整版輸出的中文報紙。采用專門超大規模集成芯片的華光Ⅳ型系統研制成功后,在全國印刷系統迅速推廣應用,被譽為繼畢昇活字印刷術后中國印刷技術的第二次革命,王選榮獲國家科技進步一等獎。1992年,王選遴選為中國科學院院士。1995年,中文電子出版系統再次被評為中國十大科技成就,獲國家科技進步一等獎。2002年,王選榮獲第二屆國家最高科學技術獎。

王選首創漢字激光照排系統的艱辛曲折歷程,是人類科技原創史上的精彩案例,也是中國式科技原創不可或缺的一條重要路徑。王選是具有科技哲學與科技史眼光的杰出科學家,在總結自己的成功經驗時強調了如下幾點:“好的數學基礎,強的動手能力和第一線實踐經驗,再加上洞察力和創造性等因素,就有可能取得出色的成就?!盵11]133事實上,漢字激光照排系統的首創過程,能為后人總結科技原創經驗提供更多豐富的信息,無論是科技工作者,還是科技管理人員都可從中得到更多的教益。1975年11月,在照排系統方案論證會上,盡管王選代表北京大學提出了領先世界的高倍率信息壓縮技術及漢字點陣還原技術,并有北大技術人員用計算機作出演示,“但那些守舊頭腦仍認為北大的方案只是一種離奇的幻想。王選的方案竟然遭到淘汰”[12]。而“748”工程項目及經費則花落北京出版局與北京新華印刷廠。

發人深省的是,王選這個在北京大學長期病休的邊緣化的小助教,出人意料地創造了科技奇跡。對此,王選自己的理解耐人尋味:“我的編制在無線電系,但我是‘吃勞?!牟√?,沒人管我,也沒有什么雜事,可以集中全部精力來完善總體方案?!盵10]97王選可算是立足有閑崗位,充分利用時間與所提供的條件,奮力訓練提升自己,并抓住機遇,創造科技奇跡的奇人??萍荚瓌撐枧_上,實在有太多出人意料的奇人奇跡。

2013年,諾貝爾化學獎得主M.萊維特曾來中國訪問,提出了基礎研究創新常是“意料之外的發現,是沒有辦法預測的”見解,并提出了小團隊的建議,“我們需要小的團隊……應該2個人組隊或3個人組隊,最多不超過5個人組隊,做你們想做的任何研究,做最瘋狂的研究”[13]。這說明了王選模式在某種程度上具有普遍性,至少在一類原始創新領域(如基礎理論研究與技術原創)有普適性。

中國當代由個人或小團隊作出的重要科技創新,雖不多見,也非罕見。在印刷技術領域,北京大學一位長期處于邊緣化的數學老師王選曾獨辟蹊徑,超越國際印刷技術走過的照相排版—光機照排—陰極射線照排—激光照排的發展路線,設計并實現了漢字印刷技術從照相排版直接跳躍到第4代激光照排的技術路徑,不僅勝過了國內多家實力雄厚、團隊龐大的研發機構,而且擊敗了不少國際競爭對手。在數學研究領域,華東師范大學物理系畢業后分配到包頭當中學老師的陸家羲開創并奠基了中國的組合數學研究,填補了中國現代數學的一個空白。數學家與教育家張景中院士,北京大學數學科班出身,曾在新疆生產建設兵團農二師二十一團管后勤?!斑@是個較為輕松的工作。張景中便有了更多時間去思考數學問題。他記得華羅庚在《積分的近似計算》一書中講過巴芒(蘇聯數學家)計算臺形體積的公式。這公式不便計算,并且對簡單形體不能給出精確值。經過一番琢磨,張景中提出了另一個消除這些缺點的公式,并將結果整理成論文,投給了《數學的實踐與認識》雜志?!盵14]王選、陸家羲、張景中三人皆在遠離創新平臺的崗位上,單槍匹馬地跨界作出了重要科技創新。

最近,習近平主席在《求是》雜志的《加強基礎研究 實現高水平科技自立自強》一文中指出,“要塑造有利于基礎研究的創新生態”,并提出了“切實推進科教融匯,……培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體”[15]。這是提升中國科技原創力的一個有戰略意義的思想。近來,有人提出了“為什么中國不能首先誕生ChatGPT等大模型”的質疑[16]。到北京參加“首屆國際基礎科學大會”的德國國家工程院院士、德國漢堡大學信息學科系教授張建偉,即從科教融匯的視角表達了意見?!拔覀兊娜瞬胚x拔,以高考分數為最重要的指標,偏功利化。到了大學可以轉換方式,讓興趣型的學生變得越來越多、功利型的學生變得越來越少,鼓勵他們探索并允許失敗,讓他們可以長時間摸索??蒲蟹矫?,要減少硬性的KPI式的考核,允許科學家坐‘冷板凳’、十年磨一劍,允許失敗,才有可能取得ChatGPT這樣的重大突破?!盵17]這一見解不失為促進科教融匯,提升中國基礎研究原創動力的一家之言。

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