技术创新的关键在选题

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国家智能计算机研究开发中心

  

 

科教兴国的一项关键任务是发展具有自已知识产权的高技术产业,而独占的知识产权只有靠创新的研究才能获得。在技术科学领域,特别是对于飞速发展的信息技术,实现有价值的技术创新关键在于正确的选题。

一、技术创新具有明显的目的性

发展科学技术的任务是认识世界与改造世界。基础科学的宗旨是认识世界,而应用科学的目标是改造世界。在基础科学领域,有许多悬而未决的难题(open problem),人人都在找答案。这一领域的创新主要表现在另辟蹊径,在前人感到“山穷水尽”的地方发现一片“柳暗花明”,其聪明才智主要体现于寻找答案的本事。而应用与工程科学领域的技术创新是为了改造世界,具有非常明显的目的性。因此,技术创新一定要接受应用与市场的检验,只有具有市场竞争力的发明创造才是真正的技术创新。这一论断包含几层意思:一是在没有市场前景的技术上的所谓创新实际上是浪费精力;二是对现有工业标准的小的改进不会被采纳;三是创新的重点要放在尚未形成工业标准的有发展前景的技术上。

当日本人兴高采烈宣传第五代计算机时,一位美国教授在日本召开的第五代机国际会议发出令人深思的质问:“If Prolog is solution, what is the problem?(如果Prolog是解答,请问它要解决的问题是什么?)Prolog是一种逻辑程序设计语言,所谓第五代计算机本质上是执行Prolog语言的专用机。如果对什么应用需要这种专用机还不清楚,花大力气在Prolog机上“创造”又有多大意义。我国的许多科研人员的选题来自国外文献,凡是国外形成热潮的课题过两年延迟以后,在中国一定会加倍热起来。专家系统热潮过去以后,一股神经网络的热潮又席卷全国。国外有多少研究方向,国内差不多也有多少研究方向。很少有人问自已为什么要研究这一课题,许多研究没有Motivation(动机)。不少研究是致力于对人家的答案做一点小的修改,然后争取在会议或学报上发表,或者做一个样机验证一下自已的思想,开一个鉴定会,研究任务就算完成。实际上,在计算机领域(或许对其他技术领域也适用)真正的聪明才智主要不是表现在找答案而是找到最值得解决的问题。只有敢于标新立异,善于发现别人没有涉及而又有重大价值的问题才能做出对本领域有重大贡献的创新。我的一位好朋友李凯可能是我国计算机领域数以万计的留学人员中贡献最大的学者之一,他现在是普林斯顿大学的教授。八十年代中期他在做博士论文期间,抓住了并行计算机可扩展性与容易编程这一必须解决的基本矛盾,在世界上第一次实现了具有统一地址空间的分布式存储计算机,提出了共享虚存计算机的思想。尽管他的解决方案效率不算高,但是他验证了解决这一困难的可行性,为近几年并行机的发展指明了方向。他的博士论文可能是近年来计算机体系结构文献中引用最多的博士论文。CrayKSR等公司、MITStanford等大学近几年都沿着他指出的方向研制并行机。他曾深有体会地对我讲:搞计算机研究需要的聪明与研究物理、数学不一样,有大成就的计算机学者的本领主要是Find Problem(找问题),而不仅仅是Find Solution(找答案)

二、选题正确的关键是对市场与技术趋势的判断

当日本和欧洲学者努力执行五代机计划与Esprit计划时,美国人埋头在进行RISC技术研究。八十年代初日本一些学者预计九十年代计算机主要的应用是逻辑推理,如机器翻译、法律咨询等,欧洲一些学者则认为九十年代应实现计算机自动编程序。事实证明这些学者对市场的判断失误,他们的计划不可能取得预期的效果。我们做任何一项技术创新研究,一定要对计划完成时的市场有正确判断。如果判断失误,不管在研究期间做了多少创新努力,其结果都不会美妙。恰当的选题不仅要正确地分析技术发展趋势,而且要符合国情。要用高技术之箭射我国实际需要之的。往往国际上炒得很热的不一定是我们正确的选择。87年我回国时Prolog机、LISP机还很热,似乎下一代的计算机必须在脱离主流技术的方向“创新”才有出路。我和863计划智能机专家组的同志们一起商量,决定不盲目地跟外国人跑,而应当以RISC与并行处理技术为基础发展多处理机服务器与大规模并行机。我们先后研制成功曙光一号与曙光1000并行机,突破了一系列九十年代计算机关键技术并有所创新,为发展我国高性能计算机打下了基础。当金字号工程在全国蓬勃发展时,我们已有能力提供满足要求的计算机平台。如果当时未做出正确的选题决策,今天的日子将非常难过。

三、我国发展高技术的若干选题原则

所谓选题立项的过程就是什么方面有所为,什么方面有所不为的取舍过程。对宏观决策部门来讲,决定要做什么很难,决定不做什么更难,因为在有限的人力、物力条件下,不果断砍掉一些似乎可做的项目,打算“有所为”的项目也不可能得到应有的支持。

目前正是九五计划立项的关键时刻,不解决好“有所不为”的问题,摊子一大,必然广种薄收。对竞争十分激烈的计算机领域而言,不是我们能做什么,就应上什么项目,也不是什么重要就上什么项目,而是要根据上这个项目“值不值”决定是否立项。也就是说,要根据一个项目的预期成果有没有竞争力,来决定是否立项。所谓项目有新意,是指所提出的目标与技术路线将可能导致后来居上,打开一个缺口,占领一片市场,而不只是提出了与别人不同的解决方案,或所谓填补了国内空白。对高技术研究而言,创新主要表现在拥有自己的知识产权,尤其是专利技术。重大的高技术项目一定要以形成建立在自己知识产权基础上的高新技术产业为目标。在计算机行业中,设计方案、软件程序等都可以看做知识产权,但最反映创新思想、最能获得超额利润的知识产权往往是独创的算法。王选院士曾风趣地指出,北大方正的成功在于“玩了三次数学游戏”,实际上是巧妙地设计了三个与电子印刷有关的算法,并用集成电路实现了这些独创的算法。今后几年计算机厂商在多媒体、Internet网等领域角逐的焦点也在于数据压缩,文件查询等算法设计。遗憾的是我国计算机教育的一个重大失误恰恰在于忽视算法教育。我国计算机软件课程的重点在教学生编程序。有些大学在研究生课程中都开不出一门像样的算法课,书店也几乎找不到高水平的算法设计教课书。要想加强计算机领域的创新,首先要加强算法设计教育。863计划计算机主题九五期间,将要加强算法研究的投入,引导有才华的学者从事创新算法的研究。

四、我国在科技创新方面的几点不足

教育与科研有联系,但功能与要求不同。科研一定要强调创新,培训、跟踪本质上应属于教育的范畴。不少教育科研部门、尤其是一些培养研究生的单位往往混淆这两种功能,把科研工作混同于研究生教育,将自然科学基金或863经费主要用于研究生了解国外的热门研究领域,研究的选题很类似国外著名大学博士课的课程作业,研究结果只起到验证外国学者科研成果的作用。在我们的科研项目中,这种洋人不叫好(上不着天)老百姓也不受益(下不着地)的课题,尚占不少比例。可能的解决的办法是适当增加一部分研究生培养经费(可从863计划,基金计划中划出一部分)明确做为研究生跟踪学习经费,不算承担科研任务。立项的高技术科研项目要对创新提出明确要求。关于工业界的引进与消化属另一类问题,不在此讨论。

基础研究与应用研究是有联系的,这种联系在应用基础研究中反映得十分明显。我国的应用基础研究十分薄弱,使得基础研究与应用研究明显分离。我在美国攻读博士与工作期间写的论文,搞理论的认为是讨论工程问题,搞工程的认为是讨论理论问题。开始我担心两方面的学者都不接受,后来事实证明,只要功夫到家,两方面学者都欢迎,我投的几十篇论文,不论IEEE学报还是国际会议几乎都被接受。我国要切实加强对实际设计有指导意义的应用基础理论的研究。一般来讲,有理论基础的技术创新能获得较高效益。

我国的学者跨学科交流太少,知识面窄,这已成为限制创新思想迸发的一个重要原因。有些领域,如智能接口研究等,还不够开放,几个人的思路决定了一个国家的技术水平。实际上关起门称老大,自以为天下第一,怕在与外国学者交流中让老外摸了底,结果只会拉大我们与国外的差距。

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