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仇保兴:简论战略科学家的识别、培育和使用

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文/仇保兴 国际欧亚科学院院士,住房和城乡建设部原副部长

习近平总书记在中央人才工作会议中指出:“战略科学家是科学帅才,是国家战略人才力量中的‘关键少数’。”科技革命史表明,正是这些关键少数改变了科学和技术范式,引领了人类的未来。战略科学家是国家战略科技力量的核心,是凝聚一般科学家、发挥集体力量协同攻关的稀缺“公共品”。尤其是当今科技发展已进入一个范式转换的大科学时代,科学研究的复杂性、系统性、协同性显著增强,战略科学家的重要性日益凸显。但战略科学家的个人素质、培育成长途径和如何使用等重大问题尚不清晰,本文结合国内外一些案例分析提出战略科学家识别、培育和使用等方面若干建议。

一、何为战略科学家?

所谓战略科学家,就是能够提出和解决全局性、根本性、前瞻性的科学问题,影响、吸引或带领众多科技工作者协同攻克经济、社会发展和国家安全的重大科技难关,提出科技未来发展方向、发展思路和发展重点并高效组织研究攻关的科学家。20世纪初叶,作为一个小国,丹麦能够成为理论物理学研究的世界中心,尼尔斯·玻尔这位战略科学家的偶然出现是最重要的因素,他凭一己之力创立哥本哈根学派,集结了马克斯·玻恩、维尔纳·海森堡、沃尔夫冈·泡利、保罗·狄拉克等一大批重量级的科学家,玻尔组织团队在与爱因斯坦展开三次大论战中胜出,奠定了量子力学的基础,也让丹麦成为全球物理学研究中心。他最令人瞩目的两位徒子徒孙是海森堡和奥本海默,前者是德国原子弹计划的科学负责人、后者领导美国的原子弹计划(曼哈顿计划)。玻尔本人也担任过曼哈顿计划的顾问。由此可见,大国也未必能自然成为世界科学中心,除非该国能够出现很多像玻尔这样的战略科学家。

从个人素质上讲,战略科学家有四个基本特点:

一是对科学研究的内在激情。战略科学家首要的特征是具有强烈持久的创新激情。一个在科学界流传的趣事是玻尔曾作为丹麦最优秀的足球队员之一,因在激烈的比赛中倚在门柱上思考数学问题而被教练驱逐。对功利主义者而言,创新是为了名利,或为了填补空白、争国内一流、创世界一流,这些都是普通优秀科学家创新创造的外在推动力。而对内在价值的非功利主义者而言,创新是由于一种内在驱动力,而不是为了个人的回报和社会的奖赏,是为了追求真理、改变世界、让民族更强盛、让人类更幸福。这种内在价值是一种心态,一种永不满足于现状的渴望,一种发自内心、不可抑制的激情。北宋思想家张载的“横渠四句”——“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平”,就是自我驱动激情的最好写照。

近期全球瞩目的美国战略科学家埃隆·马斯克在谈到为何要投资赢利渺茫的火星计划时认为:纵观整个人类文明史,你会发现人类文明基本会朝着两个不同的方向发展。要么变成一个居住在多个行星上的文明,走向太空探索星系,要么就永远住在一个行星上,直到最终灭绝于某个天灾人祸。火星是唯一现实的选择,所以我觉得我们应该向这个方向努力,而在我们的认知范围内,这将是地球诞生 45 亿年以来生命首 次有机会走出地球。

二是卓越的独立思考能力。战略科学家具有强大的独立思考能力。心理学家卡罗尔·德韦克的畅销书 《看见成长的自己》描述了两种心智模式——“成长型心智模式”(growth mindset)和“不变型心智模式”(fixed mindset)。所谓不变型心智模式就是用固定的、守旧的思维习惯去思考问题。而战略科学家所拥有的成长型心智模式就是一种开放式的思维习惯,不断拓宽思维范围,想以前没有想过的问题,问之前没有怀疑过的命题。因而他们能够超越前人,实现重大原始创新、突破性创新、颠覆性创新,创立新的学科或开辟学科新的成长点。

当年,邓稼先领导的核研究院理论设计小组,充分解放思想,坚持学术民主,独立自主地确定中子物理、液体力学和高温高压下物理性质这三个研究方向,纠正了苏联提供的爆炸参数,在国力极低的条件下实现了重大突破,提高了中国在世界的影响力,为中国几十年的和平发展赢得了机遇。

战略科学家独立思考能力与其批判思维在当前通用人工智能 AGI日益介入科学研究的今天尤为重要。因为在AGI时代,知识作为共享资源不再稀缺,学习知识不再是人类的专利,AI能更快捷学习生成知识;运用易得的知识解决实际问题的能力更重要;隐形、非共识和独特性知识正在趋向可分享、保真和融合。AI大模型正在驱动着科创活动自动化和加速化,科学家的独立思考能力、批判精神和伦理价值判断越来 越起到主导作用。

三是T型知识结构的通才。战略科学家具有强大的跨界学习能力,并形成了一专多能、相互强化的T型知识结构,使他们能够迅速融会贯通、举一反三,洞察科学前沿与趋势并综合性地解决本学科甚至其他学科的重大问题。马斯克就认为:“科学家应尽可能广泛涉猎各个科目。很多创新发明都是跨学科的成果。我们的知识储备越来越庞大,所以必须能够融会贯通。如果你能把不同领域的知识结合在一起,就有机会创造出超常成果。”

钱学森是我国战略科学家的典范,他不仅是“开放的复杂巨系统及其方法论”的创始人、我国航空航天科技的引路人,而且他的贡献远远不止航空航天领域和物理学,在系统论、控制论、思维科学、科学哲学、地理学、建筑学、城市科学、情报学、艺术科学等领域都有伟大的贡献。

科学史显示,科学成果和活动在一段时间内可能集中出现于一门或几门学科中,犹如“富矿层”,可称为“当采学科”。如果早期这些学科出现卓越科学家、并将资源投入“当采学科”,那么可在该领域产生大批一流成就并涌现很多一流人才。然而,事先很难确认什么是“当采学科”,需要较多的战略科学家在较广的疆域进行探索,及时发现之、并深耕下去。当然,也需要适度投入于众多的小学科和交叉学科,因为科学发展有太多不确定因素,“富矿层”在意想不到的地方突然出现也是很可能的。只有学识广博、具有T型知识结构和交叉学科研究素养的战略科学家才能发现这些“富矿层”。

四是豁达大度的帅才。战略科学家是能率领成百上千科学家攻克科技难点的帅才,首先应具有海纳百川,包容持不同观点甚至与自己科研思路完全相反的科学家,支持和识别观念标新立异可能对自己科技成就具颠覆性影响的科学家,决不是单打独斗、妒贤嫉能、论资排辈和具门户之见的普通科学家。任何一个国家科技界一般都是门派林立,残酷打压不同群体或持不同观点的其他科学家屡见不鲜。哥本哈根学派为何成功?除了巨大的科学声誉,玻尔的性格与品质也是他吸引世界各地青年科学家的重要原因。一是他心胸开放,对世界各地的科学家一视同仁;二是他性格温和、待人宽厚,但在学术问题上执着、刨根问底; 三是他学术品格高尚,乐于做学生和合作者的跳板,如果自己没有重大贡献(参与辩论和论文修改不算重大贡献),不会把名字加在他人的论文上;四是他还非常善于发现人的长处,鼓励学生做自己喜欢的课题。学生们虽戏称玻尔为“教皇”,但在科学辩论中,大家基本上是平等的。

其次,战略科学家需要得到国际同行认可、并具有吸引世界一流(而不是二流、三流)科学家及一流青年才俊纷纷投奔的魅力。他们须具有开放的胸怀、广阔而深远的视野,为青年人创造条件超越自己,不断拓展科学的疆域,而不是把人们捆绑在自己的课题上为自己的声誉添砖加瓦。他们必须有追求科学真谛的渴望、执着和勇气,不惧权威、也不压制他人的挑战。只有让一代超越一代、不断做出一流工作,才能形成重要学派和优势学科,低水平工作的堆砌对科学及其应用意义都不大。

最后,由战略科学家率领的科学研究学派应该是开放的、平等的和包容的团体,而不是封闭的、等级森严的帮派。然而,中华传统文化对人情、关系和等级看得太重,一些学术领导者喜欢招收自己的学生、 近亲繁殖,形成一个封闭的、具有人生依附性质的 “准家族”利益团体。科学家之间也常常过多考虑关系与面子,放松对彼此项目和科学成就评审标准,让科学精神与质量及国家利益受损。诚实较真、不善抬轿、不谙世事的人很容易被各种圈子边缘化。

值得指出的是,以上四个方面能力对于每一个科学家来说常常不是均衡的,而作为战略科学家最为重要的是能海纳百川、兼容并蓄,并能仁慈宽容地唯才是举和提携后辈。一个有价值的例子就是美国杰出的民办研究所——圣塔菲研究所(Santa Fe Institute, 目前已被誉为全球研究复杂性科学的圣地)。首任所长乔治·考温最终辞职时就面临着多个选择,首先是默里·盖尔曼,他是圣塔菲研究所创始人之一、全球知名物理学家和诺贝尔奖得主。无人质疑盖尔曼的智识视野、活力或筹款能力。对于哪些科学问题值得研究,他总有源源不断的创意。他似乎与世界各地的人都有交往,有着令人难以置信的能力,可以将各领域顶尖的人才汇聚在一起。让人担忧的是,其他科学家害怕圣塔菲研究所变成事实上的“盖尔曼研究所”。当盖尔曼在场时,其他人很难有机会发言。一旦他分析了一个问题,他就认为这个问题已经被分析得很彻底了。如果有人不同意他的观点,他倾向于认为他们可能没听见他说的,或者是没理解他的意思。他要么就完全忽视别人的观点要么就倾向于为了更清楚地表达,重复他自己的观点。因此,通过强大的智力和个人魅力,他往往会排挤其他所有的观点。大家都意识到的危险是,圣塔菲研究所可能会成为盖尔曼施展个人热情的工具。盖尔曼一旦成为所长,就会破坏这个充满活力、多元化的社区,尽管他并不是有意的,届时所有真正的原创思想家都会为了保全理智而离开。考温说:“盖尔曼将成为主导一切的教授。他总是认为自己的观点是唯一正确的观点。他总在试图纠正别人”。

而埃德·纳普是比较合适的人选。一是纳普曾参与圣塔菲的早期筹建工作,当时圣塔菲研究所还只是实验室高级研究员之间流传的一个设想;二是纳普总是很愿意尽己所能为研究所帮忙,甚至同意担任两年的董事会主席;三是他曾是华盛顿国家科学基金会的负责人,而后又领导了大学研究协会。这个协会是由72家成员组成的大学联盟,负责管理位于芝加哥郊外的费米国家加速器实验室和美国能源部的新超导超级对撞机项目;四是纳普显然关心圣塔菲研究所以及 它所代表的东西;五是与其他某些候选人不同的是,他对圣塔菲研究所应该做什么或不应该做什么,没有强硬的个人立场。纳普本人也表态:“现在我不是一名理论科学家,我是一名行政管理者。”结果,纳普全票当选圣塔菲第二任所长。

由此可见,许多杰出的科学家本人可能是全球最卓越的科学家之一,甚至在引领科技范式革命方面具有战略成就,但在率领其他科学家协同攻克方面却可能是个失败者。豁达大度之稀缺,是优秀科学家很多,大师级科学家不少,但战略科学家很少之根本原因。

二、如何培育战略科学家?

自我驱动、独立思考、跨界学习和豁达大度的特点,决定了战略科学家的培养不能采取技能人才的培养方式,本质上只能在实践中识别、锻炼和育成。

一是领导团队压担子。战略科学家一般具有组织领导科学家团队进行重大科研攻关任务的成功实践经历。国际上一项对 1990万篇科研论文和210万项专利的作者数量进行的分析表明:几乎所有的学科都有明显的团队化研究趋势。例如,1955年,科学与工程领域的论文几乎有一半都是由一位作者独立完成的。 但到 2000年,只有一位作者的论文数量大幅减少,而由团队发表的论文数量占到了总数的80%。从质量上来看,在自然科学和工程学领域中,用获得1000次以上引用的概率来比较的话,团队发表的论文要比只有一位作者的论文高6.3倍。进入21世纪以来,全球科研团队规模分布有了惊人的变化,出现了明显的长尾,对应着有几百人甚至几千人组成的大团队。小团队有利于颠覆性原创成果,大团队则有利于某项科技快速发展和整体推进。

例如,被誉为现代人类三大科学计划之一的人类基因组计划由美国科学家弗朗西斯·柯林斯等于1985年率先提出,1990年正式启动,美国、英国、德国、 法国、日本、中国等国家数千名科学家参与。到2003年4月14日,人类基因组计划的测序工作基本完成,共计投资 30多亿美元。我国是参与该项目唯 一一个发展中国家。美国人类基因组研究项目负责人柯林斯由于成功组织领导了此项超级大团队科研计划, 2009 年8月17日被奥巴马总统任命并得到美国参议院批准出任美国国立卫生研究院(NIH)院长,直至2021年卸任,共为三位美国总统服务超过12年。

二是创新体制促成长。自从文艺复兴时期英国科学家弗朗西斯·培根提出“知识就是力量”这句经典名句之后,“科技是第一生产力”已被越来越多的人所认可,但仅有少数人真正了解“自由是科技的第一生产力”的真正含义。在新时期,科技界的新突破越来越依赖大团队联合攻关,科研体制和科技成果转化的组织构架等体制创新已越来越成为科技革命的决定性因素。习近平总书记多次强调“要积极为人才松绑”,“要赋予科学家更大技术路线决定权、更大经费支配权、更大资源调度权,放手让他们把才华和能量充分释放出来”。

二战结束不久,时任美国罗斯福总统科技顾问的范内瓦·布什在其著名的报告《科学——无尽的前沿》中写道:“广泛的科学进步源于学者的思想自由及研究自由,他们理应在好奇心的驱使之下探索未知,自主选择研究的方向。”而且根据该报告列出的“五项基本原则”,研究自由在政府任何资助的科学规划中都必须得到保障。在他的极力推动下,1950年美国出台的《国家科学基金会法案》明确规定:联邦政府为国家科学基金会提供持续的资金,但研究课题的选择、研究规划和评估,基本上交由各个学科的研究者来决策。也就是说,缺乏冲破各种条条框框和陈旧观念的能力和本领是难以成为战略科学家的。战略科学家的成长也正是作为创研体制创新者的丰富实践而成熟起来的。

三是跨界合作增能力。美国科学家凯文·凯利于 1995 年出版了被誉为“互联网圣经”的《失控》一书后,于2010年发表了其第四本名著《科技想要什么》,他在该书中指出,在现代社会,“科技体是剧增的知识、组织、复杂度、多样性、知觉、美和结构, 在扩展的同时不断自我改变”,“这种自我加速的现象令人振奋,就像神话中的衔尾蛇,咬住自己的尾巴,把自己翻开来。充满了矛盾,也充满了承诺。的确,不断扩张的科技体,包括其宇宙轨道、永不止息的重要发明、必然性、自行繁殖,从一开始就不受到任何限制,并且召唤我们参与这场无止境的游戏”。当前,科学界的共识是:科学技术借助现代网络日益倍增的联接力量,已进入一个超级大循环的新时代,任何一项科研起点都会站在全球科学家的肩上,任何一项成果都会因网络的瞬间传播能力而被同行认可与质疑,任何一项经证明的科创知识都会被通讯网络编辑进 “百科全书”,经受全球同行的进一步校准或质疑。因而战略科学家与一般研究者不同的是必须具有跨学科、跨行业的科研资源协调能力,除此之外,也就没有任何战略意义了。

作为杰出的战略科学家、美国国防高级研究计划局(DARPA)的创立者,范内瓦·布什在给时任美国总统杜鲁门的报告中写道:“要造就顶级的科学研究者,我们必须先选择一个相对宽泛的范围来对高级人才进行选拔,然后在后续事件和更高层次上不断地进行筛选。没有人能直接从最底层选出顶级人才,因为一个人是否会成为顶级研究者,会受到很多无法衡量的和未知因素的影响。这些因素包括智力和性格、精力和健康、幸福感和精神活力、兴趣和动力,而且谁也不知道还有什么因素会必须包含在这个超级数学演算之中”。

三、如何用好战略科学家?

一是提供决策咨询机会。作为全球第一科技强国的美国,其实力的提升与美国总统科技顾问委员会 (PCAST)设立有关,该机构是1957年苏联人造卫星发射几周后由时任总统艾森豪威尔批准建立的科学顾问委员会的延续,是负责向美国总统和白宫提出科学、技术和创新政策建议的唯一外部顾问机构。美国最近一届拜登政府的 PCAST共有30位成员,其中包括20位美国科学院(NASEM)院士、5位麦克阿瑟天才奖获得者、2位前总统内阁大臣和2位诺贝尔奖获得者。这 30位成员分别是天体物理学和农业、生物化学和计算机工程、生态学和创业、免疫学和纳米技术、神经科学和国家安全以及社科和网络安全等领域的专家。许多科技强国都对科技顶层决策机制进行了改革,建立了由国家元首/政府首脑亲自挂帅的国家科技创新战略决策(议事)机构,以确保能从国家整体利益出发制定统一的科技创新战略规划和政策。例如,美国于2021年重新恢复了总统科学顾问一职,由其兼任科技政策办公室(OSTP)主任,并首次将此职位提升为内阁层级;日本内阁府将综合科学技术会议(CSIP)改组为综合科学技术与创新会议(CSTI), 由内阁总理大臣(首相)牵头,强化科技创新决策“司令部”地位。

21世纪以来,各国政府对科技创新活动的干预显著增强,更加突出国家目标与使命导向,我国具有“举国体制”的优势,高层决策、顶层设计直接影响科技进程甚至国计民生,再加上我国战略科学家数量稀少,更应尽快组建中国国家主席科技顾问委员会,吸收这些杰出的科学家,使他们在决策科学化方面发挥更大的作用。与此同时,建议直辖市和副省级城市也应设立类似机构,促进党和政府科技战略选择和重大决策的科学化。

二是科研活动充分自主。科学家之间(包括师生之间)的学术争论多多益善,不应该用政治和行政力量去选择胜者、封杀另一方。善于公关宣传的科学家很容易吸引眼球、成为行外大众和行政体系追捧的对象,但“网红科学家”的成就未必有重要的科学和应用价值,却容易形成浮夸之风。科学家之间的公开争论可以对冲不实宣传带来的误导,让公众和决策者得到的信息更对称和准确,从而更好地做出判断。

社会应该尽量让科学共同体按其规律运转,减少政治元素和行政干涉。大众和决策者仅凭一些表面的学术指标和知名度,很难评价科学家。科学从来不是 “群众运动”和“权力的游戏”,靠大量人力财力堆砌的论文数和引用率不一定是学术优势的标志,反而很可能形成“伪当采学科”泡沫,这对人类科学发展和所在国都没有益处,不仅会空耗国家科研资源,还可能败坏科学风气、浪费很多年轻人的生命。

范内瓦·布什认为“最好的计划(造就顶级科学家计划)是为各种各样的人和拥有各种各样条件的人提供机会,使他们能够自我提升。这是美国的方式,这就是美国何以为美国(为何强大)的原因。我们认为非常重要的是要营造出一种环境,即在这个国家中,除了能力本身,任何人在智力上的雄心都不会受到任何限制”。他还认为:“为了确保有能力和经验的人可以被指定为基金(美国国家研究基金会)委员和多个专门部门的成员,有关建立基金会的立法中应包含特定授权,以便使基金会委员和各部门成员可以从事私人和有酬工作,无须顾忌任何其他相关的法律法令”。由此可见,除了战略科学家进入国家最高科技政策和基金决策层,并给予充分自由之外,更为重要的是要让习近平总书记在全国科技创新大会上提出的“不要以出成果的名义干涉科学家的研究,不要用死板的制度约束科学家的研究活动”尽快落到实处。

三是不唯身份与年龄。要使战略科学家发挥作用,不仅要破除唯帽子、唯行政级别、身份等多重限制,彻底扭转学优则仕、以仕代学等不良风气,而且还必须淡化唯论文、“帽子”、奖项等资源分配旧模式。例如,1924年罗伯特·奥本海默被任命为曼哈顿计划首席科学家时年仅38岁,而他费尽心力从麻省理工学院招聘的理查德·费曼则是个连博士都未毕业的 24岁小伙子。为挖到费曼,奥本海默破例为费曼患病的未婚妻在附近租用了临时疗养院,还容忍费曼多次剪破铁丝网走捷径看望未婚妻。费曼于1965年获诺贝尔物理学奖。奥本海默成为上千名天才科学家集团的“粘合剂”与“润滑剂”。

由于战略科学家的培养没有捷径,只有不断地“压担子”试错式锻炼才能培育成长。这是因为存在两种类型的科学家:概念型和实践型。概念型科学家利用抽象的原理,通过数学演绎推理进行研究,一般以个体或小团队为主;实践型科学家以归纳法从经验中积累知识并以科学实验加以验证,一般以率领团队集体攻关为主。概念型科学家牛顿、爱因斯坦、海森堡等都是在24~36岁时做出了各自开创性的贡献;而像达尔文、范内瓦·布什、霍兰(复杂适应理论CAS创始人)等实践型科学家他们最伟大的贡献是在48~76岁时做出的。有相当一部分概念型科学家在步入中年后成功转变为实践型科学家,再次在后半生做出巨大成就。由此可见,战略科学家一般年龄都偏大,如按一般行政和科研人员退休年龄来对待,就会错失此类最宝贵的资源。

例如,美国耶鲁大学教授约翰·芬恩在67岁时发表了全新的研究成果,发明了一种电喷雾离子源,但仍被耶鲁大学强制退休,将他请出校园。但有幸的是弗吉尼亚大学为他提供了全套实验室,供他继续研究,在这之后的1984—1989年,他和他的团队顶级研究论文一篇接着一篇发表,并最终创立了电喷雾离子化的质谱分析法,使大分子和蛋白质的测量更快、更准确,促进了癌症诊断和治疗上的许多创新,并使他获得2002年的诺贝尔化学奖。无独有偶,美国科学家约翰·古德诺54岁那一年开始在牛津大学研究“电池”。退休回到美国后,UT大学为他组建实验室和团队,使他能继续研究了30年。在随后的十年内他带领团队完成了数百种锂电池的设计与创新,被誉为“锂电池之父”。2012年时任美国总统奥巴马授予他国家科学奖,2019年在他97岁时,获诺贝尔化学奖。

史实早已昭示:战略科学家只能在“干中成长,干中成熟”。打破各种传统的桎梏,信任、放手、广泛使用战略科学家,不仅是培养多层次高端科技人员的必由之路,也是发挥这批领头羊的作用带领我国科技腾飞的主渠道。

本文由作者向《中国市长》独家供稿