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郭开周:科技界重理论轻实践的顽疾何时根除
2009-12-25 来源:科学时报
关键词:科学 实事求是
    编者的话:自从党中央国务院提出建设创新型国家战略目标,以及建立以企业为主体的技术创新体系以来,社会各界,主要是科技界就在不断反思我国科技创新领域存在的深层次问题;而不断见诸媒体的来自于产业领域的主流判断是,如果我们不能尽快提高科技对经济的贡献率,我国在国际间经济竞争中就将长期处于受制于人的尴尬境地,“中国制造”而不是“中国创造”就将永远是中国经济的宿命。
 
    要害究竟在哪里?很多带有使命感的人都在思索这个问题,并试图寻找解决问题的途径。中国科学院电子学研究所研究员郭开周先生就是其中的一位。作为一名至今活跃在一线的老科技工作者,他用自己丰富的实践经历为解答这些问题提供了一些起码可以作为“线索”的重要案例。他的这些思考以及身上的那份紧迫感是值得钦佩的。本报将连续刊登他撰写的3篇文章,以飨读者。
 
    2007年,卫星研究院一个研究所的博士与笔者聊天,谈到“我们是空间大国,怎么样才能发展成空间强国?”笔者是一个普通的科技工作者,一时无法回答。仔细思考后,认为,问题的根本原因在于“文化氛围”。
 
    我国沿革已久的重理论轻实践的氛围仍然顽固地存在
 
    有这样一些笔者亲历的例子:上世纪90年代中期,笔者在中科院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室申请了一个课题,某著名大学的一名教授带着博士生也申请了一个课题。一次开工作汇报会,该教授有名气,首先作报告。他在屏幕上给出了几个外国人的简单公式,就算完事,没有一点实验内容,可见中国某些专家科研作风的一斑。与会的几十位听众是内行,会议由著名光学专家王大珩老院士主持。几个简单公式唬不了谁,大家都很反感。
 
    某著名大学有一个研究所,那里的一位院士很有名气。业内人士对于他们多年来文章写了不少,就是不出实际成果颇有微词。一次会上,有人对所内的科技人员宣布,约有×××万元“省了下来”,希望大家提方案,这笔钱怎么分。
 
    某著名大学有一位院士,非常不重视理论联系实际。笔者曾在我国某最高学术刊物上读到过他的一篇文章,对国外发明的一种电子器件的某一部分进行理论分析(对实际器件的理论分析文章竟然没有实验验证就给予发表!)。当时另一大单位正在研制这种电子器件,看见这篇文章,喜出望外,立即按其理论公式编程计算,发现计算结果与实际测试结果差距巨大——是频段的差距。比如设计频率S波段(3000兆赫兹频段)实际测量为C波段(6000兆赫兹频段)。
 
    在雷达、电子对抗、通信、测控领域,频率是一个很重要的参量。对国外的发明(国外已有初步理论分析)进行理论分析,计算与实际测量之间的误差竟然这么大,理论的水平在哪里?那家研制单位的科研人员说搞理论的这位大专家是不做实验的。
 
    某单位有位电子器件“专家”可以把实际结构的电极反装。经过一系列工序,测试时发现器件性能很差,分析不出原因。找一位有经验的老科技工作者分析。拿出图纸一看,电极的方向设计反了。这位读了很多书的学者还说:“我用计算机设计,指标很高呀!”
 
    我们的一些实际项目经过多年努力,仍然达不到指标。一开始是抱怨国产原材料不好。购买了西方国家材料,研制工作仍然不见大的起色。
 
    这反映出“理论不联系实际”的问题是到了应该认真对待的时候了。
 
    以为理论高于实践而狂傲的作风是不好的
 
    某院士对国内的许多从事实际科研或生产项目的总工程师们十分看不起。他对另一位也不重实际的院士在电话中具体谈到评院士的事,不顾笔者等多人在场,狂妄地称:“那些老总们的理论水平太差!”
 
    一些人既没有发明,也没有参与那些发明的初期理论分析;也没有给出精确的可用于实际设计的理论分析。即他们的工作“上不着天下不着地”。为什么这么狂呢?!
 
    自认理论高尚的人,别人就要考察他的理论水平了。
 
    笔者认为,理论不联系实际的学术风气的影响是巨大的,是非常不好的。笔者过去与张恩虬院士、陈芳允院士、师昌绪院士、王大珩院士有多次接触。他们理论联系实际,知识面很广,令笔者折服。特别是他们谦虚待人的作风,使笔者感触良深。他们和许多别的老前辈实在是科技界应该学习的楷模。
 
    国力最主要的标志之一
    是品种的齐全程度和其质量,
    而不是文章数量
 
    我们目前尚没有科技方面的诺贝尔奖得主。也许不久大陆培养的学者可以在西方某国的硬件和软件环境中有杰出的成就。大陆培养学者,并在大陆的硬件和软件条件下获得诺贝尔奖,则需要加倍努力。
 
    目前在世界范围内,大到宇宙飞船、全球卫星定位系统、原子弹、氢弹,小到手机、手表、电子元器件、各类芯片,这些实际产品,尚没有一项是我们发明的。至于产品,顶尖的质量水平保持者,仍然是西方国家的公司。
 
    进步的速度也可以很快。1867年,日本天皇下令变法(明治维新),日本很快成为东方乃至世界的新兴强国。1894年,中日发生甲午战争,38万平方公里的小国日本,就把当时有1000多万平方公里国土并拥有世界第七、亚洲第一的“北洋舰队”的中国打得惨败,要我们割地、赔款。从1867年到1894年,时间仅仅27年。中国的“洋务运动”比日本还早十几年。分析后深思,观念的陈腐太可怕了。
 
    国力最主要标志之一是产品的品种齐全程度及其质量。在以产品为代表的各个分支学科中,对水平高低的评价是根据实际产品的质量,而不是文章,更不是文章的数量。
 
    如果我们在科技工作中重理论轻实践的风气不改,西方国家里对我们不友好的政治家和公司老板是会给我们一些人发奖章的。因为我们会永远以高价去购买他们那些高附加值的产品,并且长久依赖他们。我们以天文数字的衬衣去换一架波音飞机的日子还会继续。
 
    西方国家技术的最高水平
    在他们的大公司而不在大学   
    笔者在英国和美国参观了多所大学的相关实验室和有关的工艺线。他们大学里有一些好的设备,可是远远比不上大公司的设备。
 
    笔者两次前往British Telecom设在IPSWICH的BTRL出差。BTRL设备的新颖和齐全,令人赞叹不已,比他们大学里的设备强多了。相信美国波音公司、休斯公司等大公司的重要实验室里的设备也比他们大学的设备好得多。
 
    中国人可以进入美国大学读博或进修,可是要进入美国的大公司或参观他们的重要设备是非常困难的。笔者在南加州遇到一位熟人,他1962年从北大毕业,从事行波管研制,定居美国后已宣誓加入美国籍。他想进入行波管的研制公司,未能如愿。美国保密控制很严,从大陆来的,不准进入这方面的行业。他只好补习计算机方面的知识,考上了市政公务员。
 
    就与国力密切联系的产品质量而言,西方大学不代表其水平,代表水平的是一些大公司。大公司庞大的科研团队才是一个国家制造业的中坚力量。在这方面,我们国家一些人的认识陷入了误区。
    
    现在,在美国的华裔科技工作者中,特别在那些因为高素质而被大公司接纳的华裔科技工作者的心目里,中国大陆是重视虚名的地方。
 
    中国一些“大专家”只凭文章多少判断人的水平,可是在公司工作,是不准写文章“泄密”的。因此有真才实学的人,在国内不被看重。
 
    科学讲求实事求是
 
    近读2009年8月报载《美华裔教授破百年物理定律》的文章。麻省理工学院宣布,经过实验证明,1900年,德国物理学家普朗克所创的“黑体辐射定律”在一些情况下,理论计算值与实际测试值的误差达到1000倍之多。
 
    这表明,西方国家的科技界非常重视实验。一百多年以前的基本理论有问题,也要指出来。对大权威的理论并不盲从。目前,那些以普朗克“黑体辐射定律”为基本公式给出的理论分析文章的“理论水平”就值得推敲了。
 
    笔者发现在一些电子器件的理论方面是存在问题的。电磁场理论的形成已有多年的历史,它是微波管(含回旋管)、传输线路(波导、同轴线、螺旋线、耦合腔……)谐振腔等领域的基础理论。近代迅速发展的集成电路,在理论分析中,也采用传统的电磁场理论。在这种理论体系里,金属表面被视为理想导体,即表面的切向电场为零。于是理论分析得以简化,可以推导出一大套公式。在低波段和低功率的场合,这些理论有一定精度,在高波段和高功率的情况下,理论的误差就很大了。
 
    所有文章都称“理想导体是一种近似假设”。但这种假设的近似程度如何?未见到有具体数据报道。尚没有人摈弃这种假设,于是“理想导体”就成了“真理”。
 
    美国一个型号的行波管发生过一个故障,微波功率升到50kW时,管子便损坏。解剖发现是高频电场在导体线路上造成击穿。分析表明,这种情况下,金属表面根本不是“理想导体”。按这样的思路,美国人很快就解决了问题。这说明他们的理论认识是密切联系实际的。(笔者认为,要进行深入的理论分析,应该用到量子力学理论)。
 
    这些都告诉我们,科学是讲实事求是的。在产品研制中,与理论相比,实践永远是第一位的。
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(子妍)
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