030128二十一世纪科技-约翰·吉本斯博士-第1章

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　　约翰·吉本斯博士，曾任田纳西大学物理教授，美国国会技术评估办公室主任，美国前总统克林顿科技顾问，白宫科技政策办公室主任，同时为国内决策顾问委员会、国家经济理事会和国家安全理事会成员，负责监督国家科技委员会，协调科技政策和整个联邦政府的预算。现任美国国务卿全球事务特别顾问，美国工程院资深院士。

　　内容简介

　　科学知识以及其通过工程科技的应用，是推动经济增长的发动机，它可以使人们能够达到自己的目的，而这些目的通过其他手段是达不到的。它是经济增长的发动机，也是改善生活质量的手段，如我们的健康，我们的环境，我们的安全。但是同时，这种进步也可以引起很多严重的问题，每一种伟大的思想，既有为善的可能性，也有被滥用的可能性，我们应该对科技发展的正反两方面的作用都要保持高度的敏感。美国有一个强大的创造新知识的体制，我们选择最好的思想，最好的人员，最好的机构的体制，是非常有竞争力和创造力的。公平竞争的过程对于选择最好的结果，永远是非常重要的，并且要对成功者有相应的回报。但是，在基础研究方面却不能确定哪个基础研究领域是最有可能成功，因为你无法预测基础科学的未来。基础科学是对未知世界的探索，但是通过经验可以做一般的预测，用于推动知识前沿向前发展的投资，总会给那些投资者带来非常好的回报。新兴的工业是以知识为基础的，它有赖于受过教育并能掌握先进技术的人员，它也依赖于不断的新发现和技术革新，以及新技术迅速地转化为商业产品。我们必须设计非常好的办法，来使新发现跨过横在其和市场之间的障碍。我们对于新的思想能够给我们带来什么，只能做一些猜测。实际上，从科学及工程技术方面的发现，到社会对它的重要性的承认，比如诺贝尔奖，从发现到承认的时间跨度，往往是二十年。今天最具影响力的科技研究进展，是在细胞、分子、原子水平进行的，也就是所谓的纳米科技。实际上纳米科技在许多方面都非常具有发展前景。在纳米科技及其发展方向上，传统的学科之间的差别，已经迅速地被跨学科的合作所抹煞。跨学科的合作已在前沿发现中占有主导地位。所以知道如何跨学科，并以集体而不是以个人来搞研究，变得越来越重要。科学技术方面的突破，对于社会发展会起到至关重要的作用，而明智的利用这些技术更加重要，许多问题，如人口增长、能源系统、全球气侯变化，都需要经过50年或一个世纪，才能有明显的变化，正像一个中国古人所说的，千里之行，始于足下，我们必须在本世纪就要考虑这个问题，并处理这个问题。

　　全文

　　我已有了将近五十年的科技工作生涯，我知道五十年对一个人来说是多么短暂。这确实是很短暂的一段时间，但一个人在五十年的时间中确实能学到一些东西。我希望我在这段时间学到的东西对你们今天来说有所帮助。我学到的第一件事就是科学知识以及其通过工程科技的应用，是推动经济增长的发动机，它可以使人们能够达到自己的目的，而这些目的通过其他手段是达不到的。它是经济增长的发动机，也是改善生活质量的手段，如我们的健康，我们的环境，我们的安全。所以，我们科技界的人士，是帮助全人类创造更美好生活的工具。我把它看作一种使命性的工作。但是同时，这种进步也可以引起很多严重的问题，每一种伟大的思想，既有为善的可能性，也有被滥用的可能性，我们应该对科技发展的正反两方面的作用都要保持高度的敏感。例如信息科技，从手机到电脑，可以大量增加我们的交流和获得信息的能力，例如互联网。但同时这种科技对我们的隐私的概念提出了挑战，也带来了滥用这种获得信息的能力的危险。例如，如果网上有错误的东西，我们的孩子在上网时就不仅会看到好的东西，也会看到那些错误的东西。所以对于科技界人士来说，不但要意识到新科技所带来的机遇，同时也要防止科技在社会发展中被滥用，这是同样重要的。另一个例子是先进的武器。这些武器是在冷战期间被开发的，现在冷战结束了，但是同时，我们和中国、俄罗斯以及其他一些国家一样，面临着控制在冷战期间发展的大规模杀伤武器的问题。在我们进入这个世纪以后，这是我们所面临的一个巨大挑战。我们也知道，先进武器曾经对保护和平起到重要作用，现在却扩散到了某些为了自己的私利益而企图使用它们的人的手中，这是非常具有破坏性的。所以，科技界的人士虽然对社会做出了很大的贡献，但同时也要为这些技术的坏的方面，技术的滥用，负有一定的责任。

　　我想与大家分享一些我对21世纪全球科技战略的一些观点。谈到美国经济，人们可以说美国有很丰富的资源，以及其他条件来使得它达到了它的经济增长。我们有多民族的勤劳的人民，但是许多其他国家也有同样的特点，它们也有丰富的资源和勤劳的人民。美国有一个强大的创造新知识的体制，我们选择最好的思想，最好的人员，最好的机构的体制，是非常有竞争力和创造力的。公平竞争的过程对于选择最好的结果，永远是非常重要的，并且要对成功者有相应的回报。但是，在基础研究方面却不能确定哪个基础研究领域是最有可能成功，因为你无法预测基础科学的未来。基础科学是对未知世界的探索，但是通过经验可以做一般的预测，用于推动知识前沿向前发展的投资，总会给那些投资者带来非常好的回报。在美国我们总是发现，在十年二十年或者三十年之内，在一定的时期内，对于尖端和基础科学技术研究的投入，对于社会每年有高达30％到50％的回报。这种投资的回报率是非常高的，但是我们无法确切地知道哪一种会成功，我们只是可以肯定在这方面确实有非常大的回报。我要给出几个例子，例如光纤，在1966年时，它只是物理学的一个很不起眼的领域中的一个概念，但现在它承担着美国绝大多数的长途通讯。它是很多学科的相互融合而产生的一个有趣的结果。玻璃化工，变频激光，高速电子，以及其他不同的技术，综合起来，才使光纤技术的发展成为可能。从中得到的另一个经验是，从专业中得到知识是很重要的，但是好多专业结合起来，也就是跨学科的工作，也是非常重要的。在这方面，整体往往大于各部分之和。这是在座的科技工作者有机会来做的事情，这是很重要的方法，对于大学来说也是如此。另一个例子，全球卫星定位系统。这是由很多基础研究的交融而产生的，如物理学、软件、通讯技术、高速电子学和空间科学，所有这些结合在一起。它首先是为了军事导航的目的而开发的，现在它在全球商业市场中发展很快，用于航海、航空安全和对于全球生态系统的监控，以分析生态系统的运行机制。全球卫星定位系统具有非常高的精确性，现在在许多新型汽车中，有一个小屏幕，只要你按一下按钮，上面就可以显示一个地图，可以显示你在地图上的精确位置，这都要归功于全球卫星定位系统。另一个例子，恶劣天气预测，这增进了我们对影响天气和气候的种种因素的了解，这种技术来自于空间平台，强大的计算机能力和持续的大气科学研究的结合。它使我们避免了很多生命和财产的损失。

　　新兴的工业是以知识为基础的，它有赖于受过教育并能掌握先进技术的人员，它也依赖于不断的新发现和技术革新，以及新技术迅速地转化为商业产品。我想强调一下，新思想的产生及其向市场产品的快速流动。因为基础发现和新的观念从实验室向市场的流动过程，是一条非常难走的路，因为这是两种不同的活动，有时这种流动并不通畅。在美国我们有时候把它称为死亡之谷，处于以下两者之间，一面是新知识的发现，一面是其作为产品和服务在社会中的应用。我们必须设计非常好的办法，来使新发现跨过横在其和市场之间的障碍。我们对于新的思想能够给我们带来什么，只能做一些猜测。实际上，从科学及工程技术方面的发现，到社会对它的重要性的承认，比如诺贝尔奖，从发现到承认的时间跨度，往往是二十年。需要二十年才能使人们了解一个新发现的实用价值，从而使之获得诺贝尔奖的承认。这也说明我们必须要非常认真地研究一个发现的重要性，直到经过足够长的时间，才能理解它的应用价值。当查尔斯？汤恩斯及其同事发现激光的时候，他们一点想不到他们发明的激光，会在现在的超市中的收款台上，用于检验商品的条形码，他们只是把它当做一种非常有趣的物理现象。我再说一个例子，联邦政府对APPA网的早期投资。这是国防部的一个高科技研究项目，它一开始是一个国家计算机网络，它不但有助于我们的国防工作，也自然而然地给我们带来了国际互联网和万维网。在座的有谁没有用过万维网吗？这很令人吃惊，不是吗？如果没有万维网和手机，我们将如何生活，我真不知道。我另一个例子，是公共资金对于分子生物学、转基因农业和生物医学研究的投资，这催生了多种多样生物工程产业。在美国仅仅这项产业，就提供了十万个就业机会，并有八十亿美元的销售年收入。我们对于科学技术的投资，其非经济学方面的意义，以我的观点，至少也像所谓的市场经济方面的意义一样重大。我们要知道，市场通常只是计算一种发明的全部费用和价值的有限的一部分，但另外还有所谓的非市场价值。例如环境质量，我们也必须考虑。例如生物技术、药物及医疗设备等方面的研究，为我们提供了更健康的生活。环境方面的研究，通过更好的监控、预防和修复技术，给我们提供了更纯净的空气，更清洁的水，更持久耐用的的土地。通过卫星和电脑模拟而形成的监测预报技术，帮助我们挽救了那些由台风、暴风雪及其他极端天气所造成的生命和财产损失。农业方面的研究，生产了丰富的更安全、更健康、更美味的食品。空间科学的研究，使得航空更安全。能源方面的研究，为我们提供了更清洁的能源，并减少我们对煤和石油的依赖。信息和长途通讯技术使在全球范围内进行即时的交流成为可能，对于我来说，用E—mail和中国联系与我和隔壁邻居联系一样方面。这确实令人惊叹。

　　也许今天最具影响力的科技研究进展，是在细胞、分子、原子水平进行的，也就是所谓的纳米科技。实际上纳米科技在许多方面都非常具有发展前景。在纳米科技及其发展方向上，传统的学科之间的差别，已经迅速地被跨学科的合作所抹煞。跨学科的合作已在前沿发现中占有主导地位。所以知道如何跨学科，并以集体而不是以个人来搞研究，变得越来越重要。

　　下面我说一下我的第二个观点，也就是公共和私人投资在研究开发中的作用。我特别强调国家在推动科学技术发展中的作用。首先我们必须要保证对基础科学研究提供非常有力的支持，以推动知识的前沿不断向前拓展。我很高兴的得知，中国科学院的研究经费正在增加。这也反映了一种信心，即对于中国的未来来说，在科技方面的投资，是一项最好的投资。另一个不可替代的作用，是培养一些懂科学懂技术的劳动者。不仅仅是科学家和工程师，而是所有的劳动者，使他们能够更好地用知识武装起来，以应付那种世界。这种教育的另一个好处是可以使人们能够享有一种更丰富的生活，并对于他们生活于其中的世界有一种更好的理解。知识就像一幅美丽的图画，如果你没有知识，就无法欣赏这幅图画，第三个作用是要提供一个市场环境，以鼓励发明和投资。政府的另一个作用，是提供一种建立并维护制度的方法，以保障对环境、生态系统、人类健康和安全的保护，以及对知识产权的保护，例如专利。同时，还要促进互利的科技合作。科技方面的合作是中美关系的一个非常重要的一个方面。我们知道科技方面的合作所带来的好处要远远大于市场意义，例如对于国家安全，公众健康，空气和饮水质量，气候保护，和食品安全，教育和培训以及环境都有重要的意义。但是，正如我所提到的，科技在市场之外同样也能造成一些危险，例如伦理学方面的问题。在美国，这种伦理学方面的问题，已经促使美国总统建立了一个国家生物伦理咨询委员会，以向总统和国会提供建议。这个委员会是由科学家，伦理学家以及其他学者共同组成。这个委员会是为了保证我们能以给社会造成最小的不利影响的方式来利用最新技术。只有国家的研究开发资金才能保证对这些方面问题有足够的重视，因为市场一般对这些市场意义不大，但却非常重要的问题，给予不了足够的重视。绝大部分这方面研究，都需要一些统一的国际标准，所以科技的发展，自然地使我们越来越成为一个全球性的社区，而不是单个的国家。我还想提一下国家的另一个重要作用。国家与私人的合作是非常重要的，可以促进对经济增长起重要作用，并能提供很多劳动就业机会的研究和技术，而这种研究和技术也许就是不能吸引足够的私人投资。私人投资往往是流向能够在几年之内获得回报的领域，但是有很多重要的领域，需要很长时间才能得到回报，这就需要国家资金的投入或合作，因为公共资金不但要考虑这代人的问题，而且要考虑下一代的问题，所以美国政府对于研究开发有专项的投资，对于在那些私人投资不充足的地方，与私人投资在分担费用的基础上进行合作，因为这些投资对于私人投资来说有很高的，难以接受的技术风险。

　　我刚才说过这种投资有很高的回报，我现在多谈一点公私合作问题。有一个重要的原因是，随着时间的发展，在产业中产品的寿命，例如笔记本电脑或者手机，它们的有效寿命变得越来越短。你今天买一个手机，也许几年之内就过时了，并不是因为它不能用了，只是因为它不像新的那么好。所以，产品的生命周期越来越短。这非常重要，因为如果公司必须把注意力集中在两至三年的话，它们就不愿意对于一些长远的项目进行投资。所以在市场中的私人投资公司只会对那些在一两年，两三年就能见效的发明创造，进行投资。如果需要十年的时间，才能开发一种全新的基础技术，例如可再生的能源，这显然不符合私人投资的要求，这就是为什么我们需要这种公私合作。这是我们正在致力解决的问题。我想在此介绍一下美国公私合作方面的经验。美国已经建立了一些公私合作的项目，为了保证这些项目的实施，首先这些项目必须是以市场为驱动，政府和私人共同来设定这个计划，共同决定研究的重要领域。另外，费用要分担，私人资金与政府资金要集中起来，其中私人资金要承担一半或者一半以上。这需要一个模拟的市场测验，以使私人资金可以确定该项目是否太不着边际或无关紧要。所以，市场和虚拟市场测验是非常重要的。另外很重要的是，这个工作必须是有竞争性，而且是以业绩为基础，并且要受到同行的评价，也就是说，它必须要通过同行对它的评估，才能确立这个项目。我等