从作用量原理看模仿型与创新型科技发展模式

    杨文采

    浙江大学地球科学学院，杭州310027

    杨文采，地球物理学家，中国科学院院士。现任浙江大学地球科学学院教授、《地质论评》主编。研究方向为地球物理正反演、地球成像和大陆动力学。

    在分形理论中，大数定理描述了各态遍历规律，表示为系统演化过程中发生事件的特征量γ（如作用量）与事件发生频数N之间的关系满足N =C γ^D（C为比例常数，D 为分维数）。它说明，发生频数极小的重大突发事件，其作用量非常巨大（如外星体撞击地球）；而发生频数极大的波动起伏事件，其作用量极小（如空气分子的布朗运动）。

    对宏观物理系统，有一条描述事件发生的最小作用量原理。根据大数定理和最小作用量原理，系统演化过程中发生的最小作用量的事件一定很多，作用量越大的事件其发生的概率一定越少。但是牵动系统高层次的小概率突发事件不能服从最小作用量原理，而要运用最大的作用量。

    在20世纪，中国流行的模仿型科研模式属于发挥最小作用量原理的研究模式。由于当时中国科技的落后，形成了“从西方文献中选择研究课题，买西方仪器观测数据，在西方期刊中发表论文”的大概率小作用量的模仿型科技发展模式。这种模式在当时对中国科技的发展发挥了促进作用，但是也显现出一些弊端。

    这种模仿型科研模式的项目众多，对项目评价的必要性很大。因此，科技管理部门对科技界施行“五唯”评价，以发表论文的数量、刊物等级和引用率等为主要指标。在这种刚性指标规定下，学生为了毕业而写论文；教师为了晋级与获得科研经费而写论文。于是，全国的SCI论文数目飞长，管理部门的业绩快速显现。虽然科学研究通过最小工作量取得重大发现是不可能的，但是通过最小工作量发表SCI论文是完全可能的。其定量指标只鼓励科技人员为了评优晋级写论文，不鼓励他们去创新科学概念、模式和理论，对国家的科技原始创新事业有明显危害，尤其是对科学理论创新非常不利。

    科学的概念和理论创新是全球技术革命和工业革命的起点，现在中国开始了科技创新的时代，需要培养有追求真理的奉献精神和懂得如何质疑现有理论进行科学认知的创新型人才。中国在建设世界现代化强国时，必须改变模仿型科技发展模式，激发国家的科技创新活力，才能进入世界先进行列。从现代化的历史看，国家的科技创新需要从创新型的教育改革开始；以培养大批创新型人才为目标，探索中国发展创新型世界强国的新思路。

    大数定理表明，小概率事件的原始创新成果的出现要求投入大作用量，这是原始创新要遵循的大作用量原理。科技创新不能完全模仿他人与前人，要独力思考、求知求是。科学认知的指导原则是实事求是、精益求精、开拓尺度、全面系统。创新的科学认知要经过质疑、观测实验、建立模型、建构理论、验证理论等一系列环节，要想通过最小工作量取得重大发现是不可能的。中国需要有一批既爱国勤奋又有理性、童心和超越功利的专家群体，并全力支持他们去科学研究，这样不仅会有大量优秀的论文，对国家的科技原始创新事业也会有明显促进。敢于付出大作用量的科学研究人才，才能形成小概率而大作用的创新成果。

    在第二次世界大战后，美国科学研究的目标不是追求论文世界第一，而是追求科学和力量的世界第一，即在所有科学领域学术水平都领先，目的是维持美国的世界霸权地位。有5000年文明的中国永远不要把追求世界霸权作为进行科学事业的目标，我们从事科学研究的目的是开拓和优化人类可以共享的知识宝库。如果一个国家的文明转向于把科学和教育变成完全实用的工具，智力的提高就会被扭曲与异化，这个国家就很难真正成为世界一流。用实用的态度来对待科技人才，也不可能真正完成新时代科技创新的历史使命。

    今天我们面临的基础科学软弱、原始创新乏力等问题，不能再采取实用主义的科研管理和科技评价政策，人为地制造科技创新的障碍。今天中国高层已经推出“破五唯”的政策导向，对改善科技原始创环境一定能够产生强大的推动。

http://www.kjdb.org/CN/Y2023/V41/I4/1