王東京:創新是一連串事件(上)

美國經濟學家費雪1930年出版的《利息理論》,開篇說“收入是一連串事件”。我動筆寫這篇文章忽然想到了費雪,於是改兩個字,就用這句話做題目。創新確實是一個複雜的過程,不過我不打算對具體的創新過程作分析,而重點討論基礎研究和科技創新的關係。

眾所周知,基礎研究的目的是發現規律(定律或定理),而且我們還知道,規律只能利用,不能創新,更不能人為地創造。比如“圓周率”,古希臘數學家阿基米德最初計算出圓周率近似於3.14,而中國南北朝數學家祖沖之將其精確到了小數點後7位。可無論圓周率如何精確,皆屬於發現而不是發明,因為即便今天科學家沒有發現它,圓周率也客觀存在。

與基礎研究不同,科技創新則屬於發明。顧名思義,發明是指以前沒有的技術(產品),而現在創造出來了。比如第一次技術革命,發明了蒸汽機;第二次技術革命,發明了電;第三次技術革命,發明了互聯網。這三項技術(產品)皆是從無到有,假若沒有人發明,就不存在。從這個意義上說,科技發明屬於創新。

於是問題也就來了,基礎研究既然是發現(規律)而不屬於創新,中央為何要強調重視基礎研究呢?或者問:基礎研究與科技創新到底是何關係?簡單地回答,基礎研究是科技創新的基石。就好比一棵果樹,基礎研究是樹的根系,科技創新是樹上結的果子。一棵果樹要是沒有根系,當然不可能結出果子來。

舉大家熟悉的例子。200多年前,人們造船皆是采用木材,可到19世紀初蒸汽動力船出現後,英國企業家威爾森試圖用鋼鐵代替木材造船。當時很多人認為,鋼鐵的密度大於水的密度,讓鋼鐵漂浮在水上無異於異想天開,是發神經。可威爾森卻自信滿滿,經過反復試驗,最後成功地造出了人類第一艘鐵殼船。

威爾森何來這種自信?其實,他的自信來自阿基米德的“浮力定律”。該定律說,物體沈入液體中所受到的浮力,等於它排開液體的重量。也就是說,只要讓船在水中受到的浮力足夠大,它就能在水上漂浮。威爾森正是懂得了這個原理,所以堅信只要設計好船體的形狀,就不會因為鋼的密度大於水的密度而下沈。


再一個例子,是美國萊特兄弟造飛機。萊特兄弟從小就有造飛機的夢想,可在當時很多人看來,要讓比空氣重的物體在空氣中飛行是根本不可能做到的事情。1896年,他倆開始在基蒂霍克沙丘上空進行載人滑翔機試驗,經過無數次失敗後,終於夢想變成了現實。1903年12月17日,他們制造的第一架“飛行者1號”,在美國北卡羅萊納州試飛成功。

萊特兄弟之所以屢敗屢試,其底氣也是兩個定理:一是“流體連續性定理”。即流體通過粗細不同的管道,同一時間內流體質量相等而流速會不同。以水為例,當河道較寬時,流速會較慢,河道較窄時,流速則會較快;另一個是“伯努利定理”,即空氣的流速與壓強成反比。根據上面兩個定理,如果讓飛機機翼的上部呈凸面形,底部呈平面形,上部空氣流速快,壓強相對小;底部空氣流速慢,壓強相對大,這樣當飛機滑行達到一定速度就能飛起來。(續)

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