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    吳樂斌:科技創新的動力、模式及其體系

    發布日期:2023-03-06    來源:  瀏覽次數:685
    核心提示:吳樂斌:科技創新的動力、模式及其體系


    2023221日,中科院創投董事長吳樂斌先生受邀在國家發改委創新驅動發展中心作交流報告。報告從三個層面,對科技創新的動力、模式、體系進行了全面且詳實地闡述。

    01科技創新的兩個動力

    縱觀人類的科學發展史,可劃分為三個階段:

    古代科學:從遠古時期到1687年,古代科學的發源地和中心是希臘。

    近代科學:以1687年牛頓的《自然哲學的數學原理》出版為標志。這本書使得數學進入到自然科學的各個學科,使科學進入細化分科和量化階段,從而誕生了近代科學。

    《自然哲學的數學原理》是在歐幾里得的《幾何原本》基礎上推演出來的,《幾何原本》是其母體。那么《幾何原本》進入中國是什么時候呢?最早是利瑪竇和徐光啟兩人合作翻譯,完成前六卷后,徐光啟因父親去世回家丁憂,待丁憂結束后利瑪竇已離開中國,翻譯工作終止了。等到清朝后期的李善蘭才接續完成后面九卷的翻譯。但是翻譯完成后也沒什么人看或者說沒幾個人可以讀懂,被束之高閣。而西方在近代科學誕生即第一次科學革命后緊接著發生了第一次產業革命,科學革命和產業革命造就了堅船利炮,當堅船利炮打開中國大門時,《幾何原本》和《自然哲學的數學原理》還在中國沉睡于塵埃之中。

    上個世紀末,我曾在《自然辯證法通訊》發表一篇文章,名為《試論中國近代衰落的根本原因》,提出中國近代衰弱的開始時間不是1840年,而是500年前。

    當代科學:當代科學誕生兩個標志性事件——1900年普朗克提出量子理論和1905年愛因斯坦提出相對論。

    跟大家分享兩組數據:

    據英國科學博物館的學者Jack Challoner的統計,從舊石器時代(250萬年前)到公元2008年之間產生了1001項改變世界的重大發明,其中中國有30項,占3%。這30項全部出現在1500年之前,占1500年前全球163項重大發明的18.4%,其中最后一項是1498年明孝宗朱祐樘發明的牙刷,這也是明代唯一的一項重大發明。在1500年之后500多年,全世界838項重大發明中,沒有一項來自中國。

    張維迎教授引用美國加州大學伯克利分校經濟學家德?。?span>J. Bradford Delong)的研究指出,在人類歷史上,從舊石器時代到公元2000年的250萬年間,人類花了99.4%的時間,世界人均GDP達到了90國際元(這是按照1990年國際購買力核定的一個財富度量單位)。然后,又花了0.59%的時間,到公元1750年,世界人均GDP翻了一番,達到180國際元。從1750年開始,到2000年,即在0.01%的時間內,世界的人均GDP增加了37倍,達到6600國際元。換句話說,人類97%的財富,是在過去250——也就是人類歷史0.01%的時間里創造的。如果把德隆的研究畫成坐標圖可以看到,從250萬年前至今,在99.99%的時間里,世界人均GDP基本沒什么變化。但在過去的250年中,突然有了一個幾乎是垂直上升的增長。由此可形象地看出,科技創新推動了社會經濟加速發展,而社會經濟的快速發展特別是現代企業制度的誕生又反作用于科技發展,強力推動了科技發展。

    縱觀古代、近代、當代科技發展史,推動科技創新的動力是什么呢?第四任中科院院長周光召先生有一個觀點——“科學發展二動力說,意思是科學發展有兩個動力:一個由探索未知世界的好奇心驅動,這在古代科學、近代科學中表現尤為突出;另一個是由社會經濟發展的需求驅動,這在當代科學中表現尤為突出。如果做一個定性表述,以科技創新動力為縱坐標,以科技發展時代為橫坐標,那么好奇動力和需求動力的交叉點便是產業革命的時點。這兩個動力的疊加對科技產生強大的作用,促使科技越來越快地向前發展。

    我注意到,世界科技發展的五個蘋果,可以生動地說明這兩個驅動力的作用和其間的聯系。

    第一個蘋果:夏娃的蘋果

    《圣經》中描述,上帝用了六天時間創造天地萬物,第六天創造了人——亞當和夏娃,一切都很美好。亞當和夏娃生活在伊甸園里,上帝對亞當和夏娃說你們吃什么都可以,但是不能吃伊甸園中間蘋果樹上的蘋果,那是禁果。如果你們吃了禁果,你們就能辨別善惡,就會死。后來,夏娃受蛇的哄誘,偷食了禁果,并也讓亞當食用。二人遂被耶和華逐出伊甸園,成為人類的祖先。從此,人必須滿臉流汗才能糊口,只有勤勞才能求生,而且有生有死。

    這是人類的第一個蘋果——好奇心。

    好奇心是什么?是人類求知的本能,是人類原裝的智慧,是科學的原動力。在好奇心的驅動下,人類的智者們不計后果、不計得失,不斷地探索未知世界,逐步形成了一項專門的社會活動——科學??茖W,從17世紀開始成為獨立的專業。

    第二個蘋果:牛頓的蘋果

    1642年的1225日(儒略歷),一個偉大的科學家誕生在英國的林肯郡。他的名字叫牛頓(Isaac Newton,1643-1727)。1665年的秋天,牛頓為了躲避瘟疫從劍橋回到了他的鄉村莊園。一天,他看到蘋果掉到地上,蘋果為什么掉到地上而不是去其他的地方?這個問題讓他陷入沉思。

    1687年,他把他的思想和研究所得寫成《自然哲學的數學原理》?!对怼逢U述了力學三大定律和萬有引力定律。楊振寧先生指出,這本書的出版,代表著一個時代的開始,代表著近代科學的誕生。為什么這么說?因為從此之后數學(或計算)進入自然科學的各個學科,各個學科由此而迭代更新。有了近代科學,才有了此后的工業革命。

    在《自然哲學的數學原理》問世前后的16601730年期間,英國成為了世界科學的中心。隨著力學等近代科學的發展與成熟,人們逐漸將注意力轉移到了熱力學,熱力學的發展直接地促成了以蒸汽機的誕生為標志的機械產業革命。17601830年,以機械技術和冶煉技術為核心的第一次產業革命在英國產生并傳播開去。

    第三個蘋果:圖靈的蘋果

    電影《模仿游戲》中的圖靈與圖靈機

    195467日,一個偉大的生命以一種特殊的方式結束了——圖靈(Alan Mathison Turing,1912-1954),在自己的臥室里咬了一口蘸了氰化鉀的蘋果而自殺。圖靈的一生,最偉大的貢獻是把計算和機器聯系到一起。

    1928年,德國數學家希爾伯特(David Hilbert,1862-1943)繼1900年第二屆國際數學大會提出23個問題后又提出三大問題:第一,數學是完備的嗎?第二,數學是相容的嗎?第三,數學是可判定的嗎?圖靈聆聽了希爾伯特的報告,興奮不已。一次報告改變了他的人生,他的人生改變了世界。

    希爾伯特的前兩個問題被哥德爾(Kurt Godel,1906-1978)回答了,并提出了不完全性定律。1935年后,圖靈開始回答第三個問題。他寫成論文《論可計算數及其在判定問題上的應用》,并受打字機啟發發明了圖靈機(即圖靈在戰時服務的機構于1943年研制成功的CO-LOSSUS“巨人機)。

    1939年秋,圖靈臨危受命,隨后專門設計、建造了世界上的第一臺軍用計算機——圖靈機,成功破解了德軍號稱不可被破解Enigma密碼。后來,圖靈機在軍事和國防建設中得到廣泛應用。

    1950年,圖靈發表論文《計算機器與智能》(Computing Machinery and Intelligence),提出著名的圖靈測試,指出如果第三者無法辨別人類與機器反應的差別,則可以論斷該機器具備人工智能。這為人工智能科學奠定了基礎。

    第四個蘋果:喬布斯的蘋果

    197641日,史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs,1955-2011)、斯蒂夫·沃茲尼亞克和羅·韋恩三人創立了美國蘋果電腦公司。據稱,之所以將公司取名為蘋果,是因為喬布斯和同事在商量公司名稱時正好路過蘋果農場,所以用被咬了一口的蘋果作為公司的標識。也有人認為,喬布斯崇拜圖靈,用被咬了一口的蘋果作為公司的標識來紀念圖靈。但不管怎么說,第四個家喻戶曉的蘋果出現了,它有什么意義?

    蘋果公司在30年間推出的一系列產品改變了所有產業:

    MAC,引發了家用電腦革命并普及了圖形用戶界面。

    iPhone,把移動電話變成了數字平臺,變成了通訊、音樂、照片、視頻、網絡設備。

    App Store, 生成新的內容創造產業,連接各行各業,打通各行各業。

    iTunes商店,讓音樂產業重獲新生。

    iPod,改變了我們消費音樂的方式。

    iPad,推出平板計算技術,為數字報紙、雜志、書籍和視頻提供了平臺。

    iCould,使計算機不再擔任管理我們內容的中心角色,并讓我們的電子設備無縫同步。

    《玩具總動員》和其他皮克斯大片,開創了數字景象的奇跡。

    事實證明,第四個蘋果開啟了一個時代,使計算無所不在、無時不在的時代。第四個蘋果是由強大的社會需求拉動的。

    第五個蘋果:計算生命與生命計算

    第五個蘋果在哪里?

    人類文明進程的脈絡從古希臘人根號2計算到牛頓《自然哲學的數學原理》,再到圖靈把計算與機器聯系起來,香農把計算和信息聯系起來。我認為下一個里程碑是計算與生命聯系起來,特別是與認知聯系起來,計算解析生命,計算干預生命,計算產生生命。

    畢達哥拉斯學派認為:萬物皆數也。因為數是萬物之,對自然現象的解釋只有通過數字才能得出。數字是抽象概念,而事物是實際存在的,但計算和數據的相互依存、相互促進,必然會模糊物理世界與虛擬世界的界限。

    一方面,當計算復雜到一定程度的時候,結構功能范疇可能會出現異化,衍生出非一一對應的功能,甚至超越或者失控,然后出現生命的現象,比如偶有發生的機器人殺人事件,日本出現的情感機器人。當前很熱的ChatGPT,可以比人掌握更多的知識,回答問題和咨詢問題的能力也比人更強。另一方面,20世紀50年代以來,生命科學的重要進展是用物理和化學的方法解析了生命。我個人認為,在未來,用數字來解析生命將是重要的科技發展方向,比如,現在用OpenAI預測蛋白質結構。我們中科院有個團隊在研究機器識別表情的技術,中國醫學科學院腫瘤醫院在進行為腫瘤病人畫像的研究,如果兩者結合起來,完全有可能實現看相算病。也就是說,計算足夠復雜時會出現生命,生命也完全可以變成數據,即生命計算,計算生命。

    02創新的模式

    科學家這個詞在1840年才出現,也就是說1840年前后,科學才作為社會分工而出現。在此之前所有的科學的發明創造,絕大部分都是在好奇心驅動下的業余行為。到了當代科學時代,科技走進社會,與經濟之間的相互作用急劇增加,激發了彼此的活力,極大促進了各自的發展。

    現在,基礎研究越來越難。很難讓一個科學家個體在沒有大型裝備的條件下看蘋果落地就產生重大的發現,這樣的機會很少,幾乎沒有了?,F在社會發展的節奏也很快,靈魂趕不上腳步,讓科學家仰望星空的時間也不多,往往被考核趕著走。所以,國家重視基礎研究是非常及時非常必要的?;A研究,第一重要的是人才,牛頓是不可替代的,愛因斯坦是不可替代的,因此重要的是我們如何發現那些天才,然后給他一個寬松的環境。

    接下來講講科技創新的模式。

    1. PI

    我在中科院生物物理所當副所長時,正是中國科技體制改革的重要時期。中國科學院在實施知識創新工程,當時我牽頭制定了《中科院生物物理所制度匯編》,主持起草了研究所章程,起草了生物物理所的PI管理辦法,走在全國研究院所科技體制改革的前列。

    全世界科技創新活力和實力最強的當屬美國,美國的大學和研究院所主要采用PI制。PI的全稱是Principal Investigator(首席研究員),以一個PI為核心組成研究組,適度配備人力、裝備、資金等資源,開展研究活動。對PI實行Tenure Track管理,研究人員在完成博士后的研究經歷后通過競聘進入助理教授崗位,開始擔任PI,組建獨立的研究組,在完成一個或最多兩個任期進行國際同行的評議后,評議結果不理想的PI將被要求離開工作崗位,獲得同行好評的就可晉升副教授而進入終身教授序列。

    PI制的優點是及時釋放年輕科學家的創造活力,不足是不利于任務性科學難題的協作研究。自由探索類基礎研究非常適合PI制。

    2. 主任負責制

    歐洲、日本、前蘇聯和我國在上個世紀的研究院所和大學基本采用室(系)主任負責制,即一個研究室在主任的領導下,進行包括人力、設備儀器、資金等科研資源的配置。這種模式的缺點是容易出現論資排輩,壓制年輕人,創新活力不足,優點是便于開展大課題的協作研究,比較適合應用研究工作。

    3. 新型研發機構

    新型研發機構是我國在科技體制改革中誕生的一類科研機構,其性質可以是事業、企業和民非機構,主要從事社會經濟發展需求導向類的研究和開發活動。企業性質的新型研發機構可以簡單理解為研究型公司或公司型研究機構。

    1949年成立的弗朗霍夫應用研究促進協會(Fraunhofer-Gesellschaft )是民辦、公助的非營利科研機構,主要面向產業界提供技術和產品開發服務,是目前德國乃至歐洲最具活力的共性技術研發機構之一。弗朗霍夫模式已成為將科學研究與產業發展有機對接的典范,在全球共性技術應用研究落地、獨立法人結構特征、多主體共同合作、廣泛創新網絡等方面極具典型和代表。

    在當前深化科技體制改革的時代背景下,新型研發機構非常重要,是科技領域新型舉國體制的抓手。研究型公司的最佳股東結構應該是至少包括政府科研機構、投資基金和科學家群體。我們已經在廣東地區做積極地探索。

    4. 創新聯合體

    創新聯合體是我國最近出現的一種創新性的機制,主要是指由創新資源整合能力強的領軍企業或機構牽頭,聯合相關領域核心科研機構、高校以及產業鏈上下游企業、金融機構等共同參與組建的技術創新組織,是創新鏈、資本鏈、產業鏈三鏈融合的鏈網結構。

    2021528日,習總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上的講話中指出:要發揮企業出題者作用,推進重點項目協同和研發活動一體化,加快構建龍頭企業牽頭、高校院所支撐、各創新主體相互協同的創新聯合體,發展高效強大的共性技術供給體系,提高科技成果轉移轉化成效。

    近幾年,很多地方政府都出臺了創新聯合體的管理辦法。我們中科院創投的直投企業長光華芯,也在蘇州牽頭成立了蘇州市高功率半導體激光創新聯合體,經過半年多的運營,取得了很好的效果。

    03科技創新體系

    科技成果轉化,一直被業界稱為死亡之谷。從一個專利或實驗室的成果,到批量定型生產,這中間存在超高死亡率。要打通知識和資本之間的層層阻礙,需要從科學家(PI)的知本(IP)海洋到資本(IPO)的海洋間修通一條運河,我把它表述為運河生態體系。

    首先,什么是可轉化的科技成果?我認為至少要具備以下四個條件。

    第一,要有明確的市場定位??萍汲晒枰卮?span>“解決市場的什么問題,這個問題可以簡單表述為三個字——新、精、廉。

    新:產品是不是市場上沒有的。技術創新主要三個類型:集成性創新、繼承性創新、顛覆性創新。

    精:產品的質量是不是優于別人?質量是立足之本。

    廉:產品是不是比別人更加便宜,且便宜20%以上。

    第二,原理或方法要符合基本的科學原理。上個世紀末,特異功能現象在全國鬧得沸沸揚揚,當時,我聽時任中國科學院院長周光召先生說了一句話:違背基本科學原理的東西我從來不看、不聽、不信。他的這句話讓我一直受用至今??匆粋€技術的時候,必須遵循前人公認的基本原理。

    市場上時有違背科學原理的技術出現,有些甚至受到投資者追捧。比如上世紀末在我國的水變油事件,以及在美國頗受關注的滴血驗癌事件。滴血驗癌,只需要1-2滴血,利用革命性驗血設備,4小時就能檢驗出300多項身體指標,受到了諸多投資人關注,現在卻證實其所謂顛覆性的血檢技術是徹頭徹尾的騙局。該公司市值曾高達90億美元,創始人伊麗莎白·霍姆斯(Elizabeth Holmes)個人身價也曾超40億美元,最終卻以欺詐罪被判處有期徒刑11年零3個月。

    第三,技術具備良好的可重復性(CV值)。在產品質量指標中,科技企業需特別關注產品或技術的變異系數CV值。CV值就是產品的基本穩定性。

    第四,具備行業準入資質??萍汲晒枰邆湫袠I的準入資質,特別是某些行業必須具備專門的許可資質。技術、產品跟行業的門檻格格不入的成果,應及時放棄。在具有準入資質要求的行業,沒有獲證意識的項目是十分危險的。

    我們再看,從IP(知識產權)到IPO(資本市場)之間的運河體系是怎樣構成的?

    一是投資平臺,包括戰略直投和基金投資,我們通常稱之為雙輪驅動。我在任國科控股董事長期間,把國科控股作為雙輪驅動的平臺,開展了戰略性直投,同時,布局四大基金管理公司,全面推動科技成果轉化和科技企業發展。

    二是科技保險。我國每年的科技研發投入,除了基礎研究不需要科技保險以外,其他都需要科技保險來做對沖。創新是充滿不確定性的高風險行為,而且是為整個社會、整個人類服務的,所以大家有必要分散風險、共擔風險??萍急kU是一種全要素、全方位、全過程的保險,是推進創業投資、提升自主創新能力的有力保障?,F在行業內有兩個誤解:一是有些保險公司認為科技保險是小眾市場;二是有些保險公司都在說自己有科技保險,但名不符實。世界上科技保險做得最好的國家是以色列。因此,科技行業亟需中國自己的真正科技保險。

    三是科技銀行。這其中的典型代表是硅谷銀行。我自己的體會是投貸聯動好學,投貸服三位一體不好學??萍紕摌I需要真正懂得科技的銀行,需要能夠提供貼身、量身的服務。

    四是直接融資平臺(IPO)。這幾年來,中科院的一些企業陸續登陸科創板,這是對科技創新巨大的推動,讓科技人員看到了更多的希望。債權資本向股權資本的轉移是人類社會發展的巨大進步,科技創新只有政府的資金是沒有活力的,而債權資本難以對口,只有股權資本才是源頭活水。

    五是兩鏈嫁接聯盟。主要指創新鏈和產業鏈的嫁接,聯盟是創新體系建設的重要措施,有助于推動技術創新和進步。

    六是雙創平臺或科創服務平臺。國家在推動雙創,但是怎樣做好雙創也是一門學問,很重要的一點是要通過雙創平臺上提供全方位一站式的服務,保障科技創業者能夠專心科研和創業。

    七是人才創業和成長的平臺。其中包括三大類,分別是實驗室與產業園的共享平臺、完善人才的激勵及約束機制、加強建設創業創新人才培訓與交流平臺。

    八是產業智庫。我在任國科控股董事長時,就通過在北美、歐洲等地通過靈活、經濟的辦事處等方式,布局信息搜集網點,搜集宏觀經濟、行業狀況、技術進展、企業信息和并購意愿等,為國科控股的全球布局、全球合作以及技術和人才引進服務?,F在,中科院創投建立了一支專業專職的行研隊伍,同時也會舉辦或參加一些行業會議以加深交流,實時了解行業動態。

    九是知識產權平臺。主要關注兩方面:一是知識產權的申請,一是知識產權的經營。目前存在的問題是院所只重視專利的數量,對質量不夠重視;只重視專利的申請,不重視對專利的運營。因此,中科院創投正在做中科院優秀項目的數據庫,目前已經儲備了超過3000多個,并且持續更新中。同時,依托技術路線圖精準聚焦中科院科技成果轉化,為價值投資提供路線支撐。




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