科学永远需要创新思维——香山科学会议10年历程与启示 (2003-11-03)
斗转星移。香山科学会议高举科学旗帜走过了10个年头。
10年来,香山科学会议以其出色的科学活动、富于魅力的科学主题和独具特色的运作机制,已成为在国内学术界享有声誉的一个常设性的高层次学术会议组织。它对繁荣我国的科学事业,加强科技界的联系,影响国家有关部委制定科学政策和立项等,正在产生重要影响。
一幅壮美的科学画卷
300多年来,科学巨匠们已把科学殿堂构筑在一个很高的层次上,“经典科学似乎已近于功德圆满……但每每这个时候总有一些事情出了差错,于是方案必须扩大,待探索的疆域又变得宽广无际”(尼科里斯和普利高津,1984)。香山科学会议10年来的科学活动与科学实践表明,不会有“科学的终结”,但需要创新思维;而创新思维只有在碰撞中才能闪光。
我们亲历了香山科学会议举办过的200余次学术讨论会议。期间,共有老中青科学家8306人次参加香山科学会议,其中两院院士1189人次,国外学者243人次。在众多的与会专家学者中,来自全国高等院校的学者占32%,来自各研究院所的研究人员占59%,还有9%的与会专家来自管理部门及产业界等。
回眸香山科学会议的10年科学活动与实践,我们深深感到,这10年科学历程,是我国科学家一步一步走出来的,是用他们艰辛的创造性科学活动的结晶铺就而成的,犹如我国科学家凭借香山科学会议这一舞台描绘出的一幅壮美的科学画卷。
在科学画卷的每一页,都展现着我国科学家如何不断拓展自身的科学视野,以锐敏的目光多角度地审视国际科学前沿最新进展,探讨那些事关国计民生的重大问题,以及事关人类自身与自然环境协调发展的重要科学和高技术前沿。
在科学画卷的每一页,都记录着他们在缜密、理性、热烈的学术交流中,如何执著地剖析和确定关键的科学技术问题及解决途径,探索新方向和孕育的新生长点,展望和预测科学技术的发展趋势和可能的发展机遇。
创新思维在碰撞中闪光
经济一体化、信息化以及知识经济的浪潮席卷全球,对一个国家的发展和社会进步产生着深刻的影响。我国科学家凭借对科学发展趋势以及国家需求的敏感和洞察,通过一个个具有魅力的科学主题,并以其多样性和挑战性,吸引科学家把注意力和兴趣投向最有希望、最重要的科学前沿问题,特别是学科交叉的前沿问题,激励同仁以广泛的科学视角和理念关注科学未来。
科学家在多学科交叉的学术交流氛围中,不断拓展科学视野,在思想碰撞中激发火花,涌生新的学术思路和科学理念。10年来,香山科学会议的学术活动和科学实践启示人们,创新思维在碰撞中闪光。
1.生命科学在世界各个发达国家无一例外地被视为优先发展领域,生命科学前沿问题当然为我国科技界所关注。
在多学科广泛渗透、融汇的推动下,生命科学在生命起源、生物进化和人类健康的各个领域、在宏观和微观层面、在最基本和最复杂的两个端向拓展着自己的发展空间。
分子生物学的飞速兴起和广泛渗透,使其已成为生物学主流学科。对人类基因组及后基因组计划、结构生物学、生物信息学、脱氧核酸RNA、糖生物学与糖工程、活性氨基酸、光合作用等前沿领域的探讨正在深刻影响生物学纵深发展的进程和格局,展现出巨大发展空间。基因组计划以及延展的相关研究领域影响着21世纪的医学发展战略,生物技术与基因工程的迅速发展则迫使人们思考未来的"生命论理学难题"。
神经生物学是现代生物学的又一热点。人类脑计划和神经信息学受到关注。分子和细胞神经生物学、脑功能、脑功能疾病、脑的复杂性、意识与脑、遗传语文、脑的高级功能与智能潜力开发等研讨会,表明分子生物学与神经生物学的结合已成为神经生物学的前沿,从"认识脑-保护脑-开发脑"的角度出发,科学家已提出"脑科学计划"的研究框架,期待21世纪初可能出现的重大突破。
细胞学说是现代生物学的理论基础之一。细胞的重大生命活动是生命科学极为活跃的领域。生物膜研究、细胞凋亡、细胞信号转导以及染色体周期动态结构等前沿热点,是研究和控制动植物和人类生老病死的关键基础。许多深层次问题尚悬而未决,中国科学家面临机遇。
生物学与可持续发展相关的研究在近年日益受到重视。全球变化中的生物学、光合作用、植物发育调控的分子机理、生物多样性、植物生理生态过程模拟、植物抗病分子机理与基因工程、植物发育调控的分子机理、动植物数量遗传与育种、中国生态区评价,以及生态适应与进化的分子机理等成为生态学关注的热点,并紧密联系社会可持续发展问题,开拓可能的应用前景。
社会发展应以人为本。科学家从国情出发,不仅十分关注面向21世纪的中国传统医学和中医药科学技术的发展战略问题,也十分重视新的医疗技术的发展与人类健康问题。骨质疏松病、老年痴症致病机理与防治以及中国老年学研究若干重大问题和对策;经络研究、营养与健康及社会发展、低氧与健康、免疫学和医学发展、基因治疗研究与开发;PeT的医学应用、重离子束治癌、生物医学光子学与医学成像若干前沿问题、海洛因成瘾神经机理及其防治、遏制艾滋病流行的策略等,都成为重要的会议主题。
中国数字化虚拟人体的科技问题的深入探讨充分显示,利用信息技术可以实现人体从微观到宏观的结构和机能的数字化、可视化,最终达到人体的整体精确模拟,这将对医学生物学及人体相关学科的发展造成难以估量的影响。
在非常的情况下,科学家依然坚持召开了“sars”病毒与严重的急性呼吸道综合征和“sars”病毒预防与控制两次学术讨论会,对sars病毒特点及其流行特征、sars预防控制中的经验、教训等问题从科学层面上进行了阶段性总结、分析和交流,并探讨突发性公共卫生事件的对策。
2.我国科学家注意到物质世界研究在广度和深度上的迅猛发展,及时地将最最微小的基本粒子到囊括一切的宇宙的各个层次的物质结构作为研究对象。
本世纪初出现了两个理论突破,相对论成为物理学的经典之作,而量子论则开启了微观世界的序幕。它们的问世以及同技术科学的密切联系不断推进着科学前沿,并引发出当今和未来的技术革命。
物质科学是以物理学和化学为基础的多学科体系。物质世界研究在广度和深度上的迅猛发展,包含最最微小的基本粒子到囊括一切的宇宙的各个层次的物质结构都成为物质科学的研究对象。在大尺度上延拓为宏观层次上的地球科学、空间科学和天文学等;在向微观物质层次进军中,探索更高层次的复杂的物质结构及其相关的技术方法和应用。
物理学继续保持主导学科的地位。我国科学家洞察和把握在凝聚态物质、光子学、中子科学、微重力、强磁场科学和技术、超短超强激光场物理、超常热物理、巨磁电阻效应、超导研究、高压科学、低温物理、核磁共振与应用等领域的科学挑战和发展机会,推动着多学科间的广泛交叉融合。以跨世纪的天体物理学的视角,探讨向物理学基本原理挑战的一些前沿问题。关于生命科学中的理论物理问题、生命科学中的热物理问题的讨论,显示物理学界对生命科学的极大兴趣、关注以及可能的作为。复杂物质系统提出了许多超越传统的科学挑战,微观模拟及计算物理研究是应对的重要方法。
化学在多学科融合中开拓发展空间。科学家对飞秒化学、原子团簇、超分子体系、高分子化学、纳米化学、化学键的选择性加工、催化材料、分析化学等前沿热点极为关注。关于物质转化过程中多尺度效应、过程工程中的复杂系统的思考和探索,以及绿色化学与可持续发展概念的建立和资源利用生态化和生态工业系统的理念的提出,以及对未来15年化学发展面临的挑战的深入思考,表明科学家确信必须强化同其它学科的广泛渗透来拓展化学的发展空间。结构多样性及分子多样性、复杂化学体系是未来重要发展方向。理论化学和化学生物学可能成为新的突破口。
材料科学迅速兴起,前沿热点方兴未艾。经济发展和国防建设是推动材料科学进步的基础动力。"材料科学若干前沿"研讨会着眼于21世纪,深入分析现状与未来,指出新型高性能无机材料、复合材料、生物与仿生材料、智能材料、纳米材料等将极具发展前景。生物医用材料、光电子晶体材料、光信息存储材料、超导材料、最佳材料与工艺的计算机模拟、新材料集成芯片方法等在专题讨论中备受关注。材料成形加工技术与科学的深入讨论有益于我国21世纪制造业的更新换代。材料集成组合方法是发现和优化新材料的全新手段。DNA芯片的研讨开启了我国一个崭新的领域。超常热物理问题将是材料科学面临的热点和难点。
3."发展是硬道理",其核心是在理论研究的基础上,形成技术创新动力,进而发展为技术工程,物化在相关的生产过程里,使国家在激烈竞争中立于不败之地。
高新技术与技术工程是未来产业的基础,是综合国力的重要体现。科学家正在把更多注意力投向那些事关国计民生和国防安全的重大工程技术领域。努力把基础研究的点滴成果,较以往更加快捷地融入应用,以形成技术原创动力,不断推进着科学前沿,并促进当今和未来的技术革命。
控制论与科学技术的研讨会表明:技术构思层出不穷,科技进展屡有突破。2l世纪自动化技术仍将是高技术前沿,继续是推进新技术革命的核心力量。扩大控制理论的应用范围,适应2l世纪的社会需求将是不可避免的发展趋势。会议以此方式作为对控制论诞生50周年、对曾为此做出过重大贡献的维纳、钱学森等杰出科学家的一次缅怀和纪念。
科学家关注人类对信息的需求以及信息量的与日俱增,大力在探索我们怎样步入信息时代。中国高速信息网对策、网络综合化发展方向、中文信息管理技术、光信息存储技术、量子通讯与量子计算等研讨会为此进行了深入思考。专家强调发展"高性能计算技术"是国家行为,首先要有国家的战略决心。
复杂物质系统微观模拟、单个原子分子测控科学与技术、极细微尺度研究的新技术、DNA芯片,以及PeT、TSM、核磁共振仪及其应用等主题研讨表明,复杂、细微、精细物质测控、模拟技术正在展示巨大应用前景。"面向21世纪的微机电MeMS系统技术"将引发未来机械制造的革命。"遥科学与机器人"可能对科学与社会带来惊人变化。
空间科学受到科学界的特别关注。作为大国,必须从长计议,大力发展"面向21世纪的空间科学与探测技术"。卫星导航星载原子钟与同步技术、高超声速技术持续发展战略、世界空间天文台及紫外天文学、空间安全的重大基础问题等科学主题讨论了面临的科学技术问题,审视了我国的发展机遇。我国载人航天飞行的快速发展,使科学家把注意力投向了空间生命科学和空间生物技术。
交通和能源是实现现代化的关键环节。高速铁路技术发展战略、电动车产业关键技术、航空发动机、空中交通技术等研讨会,从国情出发研讨对策。解决加速器驱动洁净能源系统、燃料电池、新型能源材料等的关键问题为人们所关注,这有利于改善我国的能源结构。钢铁制造业需要在新理念下重构,钢铁制造流程的解析-集成优化研讨会提出了新思路。
4.地球是人类赖以繁衍、生存的家园。然而,地球各圈层间的相互作用和人类活动正在危及人类与自然生态环境的协调与发展。人类是否应当反思,维护我们的家园?
"地球科学前沿"的研讨拓展了科学家的视野。科学家以"地球系统"的视角重新审视地球的形成演化,关注全球构造与固体地球多圈层相互作用,及其对矿产资源、生物进化、环境与灾害的深刻影响,也关注全球变化与人类健康及社会可持续发展。
岩石圈和深部、表层系统和全球变化、日地系统和成矿作用是未来的重要研究领域。地球构造及动力学、地球内部流体、大陆动力学与科学钻探、日地系统研究前沿与趋势,以及活动构造、环境与自然灾害等研讨会有力推动着我国在此领域的研究进展。人类起源和灵长类进化、生物进化的新理论与新方法的讨论展示我国在此领域未来可能的重大进展。
生物演化历史上和泛大陆时期的重大事件、地史重大转折期的环境变化、多信息的古地理重建等问题的讨论,是了解地球演化历史并为同现代全球变化对比提供框架背景的基础。通过对全球变化、未来全球变化的适应与可持续发展,全球变化与中国水循环、面向生态的水资源合理配置与调控,以及东亚大陆环境变化与科学钻探的讨论,专家学者呼吁:全球变化对人类社会可能造成巨大威胁,应未雨绸缪,积极适应。
超大型矿床是重要的基础研究,而石油强化开采中的重大科学技术问题、深部高应力下资源开采与地下工程等主题则涉及矿产资源开发的未来技术走向。天然气水合物可能成为未来极具前景的接替能源。“21世纪西南水利开发与水利工程”主题前瞻性地探讨了未来在西南地区大规模跨江调水的可能性。
环境污染物质造成的环境恶化日益危及人类健康。“化学定时炸弹”、可吸入颗粒物、环境与健康基础研究等研讨会促进了地球化学、预防医学与工程技术的结合,携手对付挑战。对经济快速发展地区环境质量演变、河口海岸环境变异、有害赤潮、湖泊富营养化等严峻局面的关注,体现了科学家对环境日益恶化的忧虑。
科学家十分关注可持续农业问题,以系列讨论会的方式讨论了我国西北干旱区和热带亚热带可持续发展农业、西部大开发中的林草植被建设问题,研讨了信息农业、生态农业的发展机遇、挑战与对策。走向21世纪的中国蓝色农业则把目光投向海洋的未来发展。
在地理信息系统基础上,"地球信息科学"的出现,可能会为未来的"数字地球"构筑起坚实的理论、方法基础。由此引发出在地球信息资源与西部大开发、社会信息化与人地关系等学术讨论中的新思路。
21世纪的城市与工业安全工程、中国燃烧的关键问题、火灾科学的新理论及洁净、智能防治技术,以及城市消防安全科学技术等研讨会表明,城市发展与安全已成为面临的紧迫问题。
5.随着计算机和现代科学技术的迅猛发展,数学在来自数学内部动力和来自外部世界强烈需求的驱使下不断拓宽自身的发展空间。
以“现代科学与数学”为主题的讨论,以及其他主题的学术交流充分显示,数学与信息科学、生命科学、材料科学、环境科学和能源科学相互交叉渗透的在明显加快。数学与其它科学的交叉已是数学发展的重要特征之一。
数学在许多自然科学和技术工程问题上可以大有所为,诸如:图像处理、计算机视觉与听觉;量子计算-对公开密钥体制的挑战;脑工作数学描述;DNA序列基因的解读;理论化学和计算化学的计算求解;液晶、微磁、超导基本方程;随机介质中波的传播;浮游生物与洋流;石油勘探中的数值方法等。数学界已深刻认识到,要放眼现代科学技术发展的潮流,积极主动地寻找合适的交叉点和可以合作的伙伴,使这种交叉与合作长期坚持下去。
6.复杂性科学正在成为一门崭新的21世纪科学,将深刻影响人们以新的思维方式认识周围世界。
对开放复杂系统方法论、开放复杂巨系统的理论与实践以及脑的复杂性、基因组信息结构的复杂性、地学中的非线性与复杂性的深入分析讨论,人们发现,事物和过程往往处在一个复杂的动态变化的系统之中,整体并不等于组份之和,也不遵从叠加原理,一定的宏观行为是在复杂系统中微观组件的非线性相互作用下而自发涌现突现的,呈现一种奇异的自组织特性。正是这一动力学特性成为生物进化、科学创新、经济发展、社会进步的内在依据。
"逆问题研究"给人们提供了另一种新的思考问题的方式和解决问题的途径。逆问题往往呈现"病态"特点,逆命题以其提出方式的多样性,使人们可在命题、方法或结果三个方面有更多目标选择和科学创新机会。
7.战略研究、管理科学以及科学政策受到特别关注
香山科学会议初期曾组织科学家对我国基础科学和高新技术发展战略进行了多次研讨,推动了各个学科间的交叉渗透,关注学科交叉的前沿课题。
科学家对我国的科学政策、基础科学和高新技术发展战略进行了多次研讨,特别着力于推动国家科学发展战略和科学政策的调整,促进企业重建和战略管理,加强科学数据共享,以及迎接WTO背景下我国技术研发的机遇和挑战。
朱镕基总理提出"管理科学、兴国之道",足见管理科学在国家发展中的重要地位。管理科学的若干重要问题与学科前沿的研讨,促使管理科学必须高瞻远瞩,审视新历史条件下肩负的使命以及自身的未来发展。
企业重构与战略管理的研讨对当前国企改革很有裨益。企业重建(Businss rocss Reengineering,缩写BPR)是一种核心的战略措施,以业务流程为主要对象,以提高效能为主要目标,以综合集成为主要手段,对企业进行系统集成以达到整体优化。这对企业的组织结构、管理系统和企业文化都会产生深远的影响。
香山科学会议多年来富有成效的科学活动与实践,不仅对繁荣我国科学技术事业,而且对国家制定科学方针政策、确定发展规划和遴选重大科技目标都发挥了重要作用。在"863"、"973"规划实施项目中,有相当部分的项目在香山科学会议进行过深入的学术讨论。
积累科学资本,创造科学储备,生产科学财富
每当我们翻阅《香山科学会议简报》和《香山科学会议情况反映》,重温历次学术交流的讨论记录和专家学者的建议、呼吁的时候,那些精彩的学术交流情景总会令人激动不已。
这10年,我国科学家在这片沃土上辛勤耕耘不止,播撒科学种子,已在我国广阔的疆土上生根、发芽;他们涌现的新的科学理念和科学知识,如百川汇聚,蓄势待机而发。香山科学会议虽小,但执著追求、艰苦探索的科学空间是无限的。他们"在经历了过去完全隔离的状态以后,突然间彼此遭遇,产生蔚为壮观的进展"(普利高津)。
美国V.布什博士在其《科学-没有止境的前沿》著作中说:"基础研究导致新知识。它提供科学资本,它创造储备,知识的实际应用必须从中提取。"科学家在香山科学会议上10年来的学术活动与实践充分表明,他们确实在积累科学资本,创造科学储备,生产科学财富。在香山科学会议创办10周年的今天,仔细掂量科学家的科学劳动成果,这笔财富显得多么弥足珍贵啊!
卧薪求索矢志不移
周光召院士曾期望:“国家需要的创新,不是跟在人家后面做一点补充的创新,而是要振奋中国民族精神的、能在世界科学历史写上一笔的创新”。许多科学家留下肺腑衷言:“对基础科学研究部署的超前性,科学家的科学敏感性,复杂科技问题的思路,对于科学发展极为重要(田长霖外籍院士)”;“这种学科间和观念间的‘碰撞’,必将填补中国科学传统的贫乏,逐渐积累新的科学传统陈能宽院士”……这些富含爱国主义和科学哲理的教诲让我们深受鼓舞。
他们的诚挚指导实际上指明了香山科学会议应持之以恒坚持的方向和锲而不舍追求的目标。
战斗正未有穷期。香山科学会议以弘扬科学精神、促进科技创新为己任,卧薪求索,矢志不移。植根学界广袤沃野,尽纳奇思妙想;荟萃群贤自由交锋,敢与日月争辉。从初创至今10年,绵延200余期,似涓涓溪流,在汇聚涌动,如棵棵苗松,在扎根成长。功夫不负有心人。假以时日,必掀学海之惊涛,必成参天之大树。
香山科学会议还很年轻,任重而道远。新的努力将表明,香山科学会议不会辜负国家领导及科技界志士仁人的殷切期望。
(赵生才)(文章来源:科学新闻)
责任编辑:1