張杰：面向世界科技前沿，面向國家產業現代化

——我國研究型大學創建世界一流工科的思考

　　工科實用主義的價值取向決定了它的發展必須與現實需求相結合。工科的學科優勢和研發力量在促進創新型國家建設和產業現代化的過程中具有不可或缺的重要作用。自主研發能力不強是目前我國企業普遍存在的發展瓶頸問題，同時受經濟和科技體制轉軌滯后等多種因素的影響，國內企業對引進技術的消化、吸收和創新效果也相對較差，特別是還沒有把技術引進與自主創新結合起來。因此，我國目前的產業結構仍然是以低端制造業為主。我國目前的國情決定了我國研究型大學的工科不僅要開展面向世界前沿科技和未來產業方向的應用研究，還必須以解決我國工業企業研發過程中的工程、工藝等實際問題為己任，這是現階段我國研究型大學工科發展有別于發達國家大學工科發展的鮮明特點。我國研究型大學的工科也會在面向國家發展戰略，促進我國工業產業現代化的同時，實現跨越式發展，從而加快世界一流大學的建設進程。

　　當今世界，科學技術日新月異，科技進步對創新型國家經濟發展的貢獻率已經高達70%，因此科技創新能力已越來越成為國際綜合國力競爭和一個民族繁榮興旺的決定因素，而研究型大學正是提供可持續發展的創新成果和創新人才的重要基地。

　　經過多年的重點建設，尤其是“211工程”和“985工程”的重點建設，我國研究型大學的科技實力不斷增強，服務社會的能力顯著提升，已經成為基礎研究和高技術領域原始創新的主力軍之一，成為解決國民經濟重大科技問題，實現技術轉移、成果轉化的生力軍。眾所周知，建設一流的理科必須瞄準根本性的科學前沿問題，探索未知世界;文科的發展必須立足自身文化傳統和社會環境，努力構建有重要影響的學派;而工科的發展則既與我國的工業發展現狀密切相關，同時又必須孕育孵化未來的產業革命。因此探討創建世界一流工科的戰略途徑，對推進我國盡早實現產業的現代化自主創新和未來的科技進步，都具有十分重要的意義。

　　一流工科是國家振興的重要支撐

　　1.一流的工科是新興產業的源泉

　　研究型大學的發展推動著國家的工業化、現代化進程。19世紀，在以李比希為代表的德國大學教授們的積極推動下發展起來的化學工業推動了德國的迅速崛起。在現代國際競爭中，能主動采用新科技、新工藝發展新產業的國家往往能在新一輪經濟發展中占據主動地位。如第一次石油危機后，日本放棄了自上世紀50年代中期以來實施的以重工業、化學工業為主干的經濟發展戰略，依托研究型大學和產業研究所的研發力量，以尖端技術行業為核心，以低能耗、高效益為目標的產業發展策略發揮了強大的國際競爭能力，不僅開拓了消費電子產業和微電子產業，還使得日本的家用汽車產業具有與美國和歐洲競爭的獨特優勢，成功完成了從“能源依賴型”經濟向“能源節約型”經濟的轉型，順利渡過第二次石油危機，并在20世紀80年代成為世界經濟發展的新引擎。20世紀90年代初的全球性經濟衰退，使得全球汽車產業和房地產業陷入蕭條，但是美國通過發展信息技術產業異軍突起，隨著網絡經濟尤其是電子商務的興起，掀起了新一輪的全球經濟繁榮，美國也借此穩固了其全球經濟領袖的地位。

　　2.一流的工科是企業發展的戰略伙伴

　　二戰后，美國研究型大學尤其是世界一流新型工科院校的快速發展，與這些大學對經濟、社會、科技等各個領域的服務和貢獻密切相關。以斯坦福大學、加州大學伯克利分校為中心的硅谷和以哈佛大學、麻省理工學院為中心的128公路等科技園區和科技帶催生了眾多的新興企業。大學教授成為這些企業的主要“智庫”。一批批大學畢業生和研究生成為實現園區研究成果轉化和產品研發的生力軍。以硅谷為例，這里聚集了數十萬名工程師，數千家高科技公司;全球100家最大的高科技公司中，有惠普、英特爾、蘋果、思科、雅虎等20多家在此落戶;硅谷吸引了美國1/3的風險投資，年創工業總產值達2000多億美元，成為世界上最大的微電子工業中心。同時硅谷地區經濟與科技的發展又反過來推動了大學的快速發展，增強了斯坦福、伯克利等一批世界一流大學的實力和影響力。由于斯坦福大學與政府全面合作的同時積極與工業界密切合作，迅速發展成為世界一流大學。正如斯坦福大學校長所說：“人們都說沒有斯坦福就沒有硅谷，我還要加一句話，沒有硅谷就沒有一流水平的斯坦福大學。”

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　　我國正處在實現工科跨越式發展的重大機遇期

　　從現在到2020年，是我國創新型國家建設的關鍵期，國家對科技投入將持續加大，產業結構將加速調整，這一切舉措都是為了快速提升企業自主創新能力。所以高校工科的學科優勢和研發力量在促進創新型國家建設和產業現代化過程中的重要作用不可或缺。高校在面向國家發展戰略，促進我國工業產業現代化的同時也可以更快地實現跨越式發展，加速世界一流大學的建設進程。

　　1.新一輪的科技革命呼之欲出

　　上世紀50年代以來，科技水平已經成為影響世界經濟周期最主要的變量之一，也是決定經濟總量的最主要因素。每一次科技革命都會擴大經濟總量，為經濟發展帶來一個黃金發展期。回顧歷史，我們可以發現，經濟繁榮和科技革命存在著峰谷相間的發展規律，每一次經濟危機都孕育著引發下一輪經濟繁榮的新科技。每一次全球性經濟危機后都會出現重大科技創新突破和科技革命。1857年的世界經濟危機引發了以電氣革命為標志的第二次技術革命;1929年的世界經濟危機引發了戰后以電子、航空航天和核能等技術突破為標志的第三次技術革命。這次金融危機以來，各國都面臨著產業結構的重新調整，都在積極尋找新的經濟增長點。

　　目前，世界正處在科技創新突破和科技革命的前夜，一些重要的科學問題和關鍵核心技術發生革命性突破的先兆已日益顯現，即將來臨的技術革命為工科的發展提供了未來發展方向和實際課題。如何抓住當前的機遇加快建設世界一流的工科，對于國內研究型大學的工科發展尤其重要。

　　2.創新型國家建設是我國面向未來的戰略選擇

　　建設創新型國家是我國面向未來的戰略選擇，即把增強自主創新能力作為科學技術發展的戰略基點和調整產業結構、轉變增長方式的中心環節。近年來，我國的經濟社會雖然得到長足進步，但是至今尚未完成工業化的進程，在產業現代化方面與國際先進水平差距甚遠。多項國內外評價均顯示，我國產業的現代化程度僅為世界先進水平的50%左右，據最近發布的《2009年我國工業化報告》顯示，我國15個重點行業的工業現代化指數僅為世界先進國家均值的41.4%，并預測我國還需要30年的時間來完成工業現代化。近年來，我國設立國家重大專項，科技投入持續高速增長，其中國家科技攻關項目和科技產業化環境建設計劃的年均增長率達到40%左右，企業的研發投入也以年均25%的速度增長，且占銷售收入的比例逐年上升。近年來，政府還陸續出臺鋼鐵、汽車、裝備制造、電子信息、紡織、石化、有色金屬、造船輕工、物流等十大產業振興計劃，為工科的發展提供了良好的政策環境和經費支撐。

　　3.經濟增長模式亟待轉變

　　我國必須依靠科技進步來轉變目前資源依賴型的經濟增長模式。目前我國單位資源的產出水平大約只相當于日本的1/20，美國的1/10，德國的1/6;我國生產鋼鐵的單位能耗較國際先進水平高21%，乙烯綜合能耗高70%，供電能耗高23%，水泥綜合能耗強度高44%，大型合成氨能耗高24%;從資源綜合利用率看，我國礦產、木材、鋼鐵、水資源的總回收率和重復利用率比國際先進水平低20個百分點，而我國的勞動生產率則大大低于國際先進水平，僅為發達國家的1/4左右。產業現代化則要求技術集約化、高加工度化，要通過知識創新、技術進步和人力資本投資來提高投入要素質量并實現以較少的要素投入得到較多的產出，同時對環境的污染程度達到最小。許多亟待解決的行業共性關鍵問題為大學工科提供了重要的研究課題和發展機遇。

　　4.企業自主創新的緊迫性日益顯現

　　低廉的勞動力是目前我國企業最顯著的國際競爭優勢，也是過去30年我國經濟快速發展的主要驅動力。我國企業除少數以國內市場為導向的企業已形成區域性品牌外，絕大部分本土缺乏技術競爭力的勞動密集型企業都是在低附加值的環節進行國際代加工。如長三角地區企業中80%以上從事貼牌生產，這些企業外商獲利高達全部利潤的90%以上。如上海市電子計算機制造業銷售利潤率僅為5.1%，每100元銷售收入中上繳稅金只有1.4元。諾貝爾經濟學獎得主克魯格曼認為，中國不靠先進科技和提高效率，缺乏核心競爭力和創新精神的經濟模式是“遲早要進行大規模調整”的。因此，我國本土企業自主創新的緊迫性日益顯現，而我國研究型大學工科的學科優勢和研發力量可以在自主創新能力方面，為本土企業提供有效的支持，促進創新型國家建設和產業現代化的過程。

　　創建世界一流工科的戰略途徑

　　創建世界一流工科既要“頂天”又要“立地”，既要面向國家戰略需求和產業現代化，積極參加企業的自主創新、促進經濟增長模式的加速轉變，又要面向世界科技前沿，瞄準未來產業發展的制高點，推動戰略性新興產業加快發展，迎接未來科學技術革命的早日來臨。

　　1.面向產業現代化是研究型大學工科的歷史使命

　　無論是MIT、斯坦福，還是曼徹斯特大學、東京工業大學，這些以理工科聞名于世的一流大學，在其快速發展階段都得益于其學科的定位，尤其是工科的定位與當時國家戰略方向相吻合。正如美國MIT校長福斯特所說，MIT首先是一所美國大學，我們已經并將繼續為美國作好服務。可以說，為所在國家和民族作出突出貢獻也是世界一流大學的基本特征。

　　工科實用主義的價值取向決定了它的發展必須與現實需求相結合。MIT、斯坦福大學等世界一流的工科院校都因為符合當時國家和產業發展的需求，使得其工科得到快速發展。當今社會科研成果轉化周期越來越短，一項科研成果如果在轉化周期內沒有轉化為生產力，其經濟潛能就會很快衰減為零。據西門子公司統計：西門子公司的產品開發時間每縮短一天可增加0.3%的利潤，縮短5天可增加1.6%的利潤，縮短10天可增加3.5%的利潤，西門子公司僅縮短產品開發周期一項，每年可獲利10億美元。

　　我國創建世界一流工科首先要為國家發展和民族復興作出卓越貢獻。必須結合創新型國家建設，把面向國家的戰略需求放在首位，這是我國一流工科發展的首要任務。要以國家現代化建設的戰略需求為導向，為國家的社會經濟發展服務，在推進我國的工業化進程中強化學校的優勢學科，實現工科的跨越式發展。對于工科來說，面對我國工業化進程所處的階段和大中型企業的研發現狀，不能僅滿足于提出新想法，形成ZL，完成科學研究，發表論文，而更要密切結合到工業關鍵技術的研發過程中去，以科研成果快速轉化為生產力為使命。

　　我國的國情決定了研究型大學的工科不能僅僅面向前沿科技和未來產業方向開展應用研究，還必須面向廣大工礦企業解決工程、工藝等實際問題，這是我國研究型大學工科發展有別于發達國家工科發展的鮮明特點。一方面，自主研發能力不強是我國企業普遍存在的發展瓶頸問題。我國關鍵技術的自給率較低，特別是大中型工業企業主要依賴于技術引進，在設備投資中，進口設備占投資設備購置總額的比重達60%以上，一些高技術含量的關鍵設備基本上依靠進口，對外技術依存度達50%以上，而美國和日本則在5%左右。同時，受經濟體制和科技體制轉軌滯后等多種因素的影響，國內企業對引進技術的消化、吸收和創新效果較差，特別是沒有把技術引進與自主創新結合起來，不斷重復引進導致對國外技術資源的過分依賴，產業技術創新能力并沒有相應增強。企業的研發投入強度也偏低。2007年，我國大中型企業的研發支出僅占銷售收入的0.81%，不足國際平均水平的1/4。自主創新能力不足導致我國大中型企業產品的科技含量低，缺乏國際競爭力和利潤提升的空間，目前我國86.6%的高科技產品出口貿易由外資企業完成，國有企業的高科技產品貿易逆差達到123.4億美元。

　　一方面，高校具有較強的技術開發潛力。2007年高校的發明ZL申請數和授權數分別占國內發明ZL的15%和46%。另一方面，高校雖然每年都產生大量的科技成果，但科研成果成熟度不夠，還需要進行工程化開發和產業化。而我國的企業尚未成為技術創新主體，其工程化開發和產業化能力非常弱，接納高校科研成果的能力較弱。目前企業購買的技術合同只有3.7%來自高校。研究型大學要加速科技成果的轉化，更好地為經濟建設服務，就要建立與地方的科技合作、與企業的合作的機制，使學校的應用性科研更好地面向市場，完成一批對國民經濟發展有較大影響的科研成果。工科的研究重點要不斷向更加前瞻性、基礎性的瓶頸科學技術問題轉移，主動承擔起我國工業企業研發中心的任務，同時要積極幫助企業建立自主研發的系統。在此過程中，在促進我國產業現代化的進程中逐漸實現向世界一流工科的轉變。

　　2.面向國際科技前沿是建設世界一流工科的根本訴求

　　一流的工科必須致力于人類社會未來科技的研究和開發。科技創造財富的前提就是需要將知識轉化成為我們可以使用的技術，這就需要有堅實的工科研究為支撐。相對基于探索自然界基本規律的理科而言，工科的任務則是以解決實際問題為目的的研究。工科的本質是應用，即在圍繞特定目的或目標進行研究的過程中獲取新的知識，將數學、物理學、化學、生物等基礎科學理論發展成為實際運用的形式。工科的價值追求是建設與改造世界，它可以改變人類的工作方式和生活方式，甚至重新塑造世界。

　　回顧科技發展史可以發現，三次科技革命極大地提升了人類改造世界的能力，同時人類的生產方式和生活方式也得到極大的改善。因此，要想建設世界一流的工科，就必須面向國際科技前沿，開展前瞻性的應用研究，即加強對有望成為今后主流應用技術的研究和開發，特別是有關可持續發展的技術(如替代能源、環境修復)、未來產業的核心技術(如納米技術、量子計算機、智能化機器人)，以及影響人類未來生活方式的技術(如智能化高速公路、人造器官、宇宙空間技術)等方面的技術攻關。只有我們的技術能有助于人類實現夢想，有助于世界變得更美好，有助于人民生活得更幸福，它的價值才會得到體現和認同，才有可能建設成為世界一流的工科。

　　總而言之，建設世界一流的工科既要面向國際科技前沿，這是根本;又要積極面向我國產業現代化，將學科發展與國家戰略和社會需求緊密結合，這是目的。大學的工科應該是連接實驗室和企業的橋梁，在大學和企業雙贏的戰略合作中，在中國產業結構的根本轉型中，成為真正的中堅。同時，在推動中國產業結構的根本轉型中，經濟與科技的發展又會推動我國研究型大學的快速發展，大幅度增強研究型大學的實力和影響力，使之迅速發展成為世界一流大學。

　　(作者張杰為中國科學院院士、德國科學院院士、第三世界科學院院士)