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张峥:中国为何始终缺乏原始创新?

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互联网发明极简史战后,计算机被投入商用和科学计算,但都是独立使用,互不相连。事实上,要是单考虑效率,最好的方案是把计算资源堆积在一起,倾力打造一个超极计算机。把超级计算机用网络连起来,有两个动因。第一是“怕”,在冷战的大背景下,一个指挥中心万一被一颗核弹击中,整个系统就瘫痪了;第二是方便分散在各处的研究者合作。这些原因催生了一开始只有四个大计算节点的ARPANet,也催生了两个新领域:计算机网络和分布式系统。90年代左右由美国美国国家科学基金会(NSF)资助的NSFNet取代ARPANet成为主干网,伯克利大学开发的TCP/IP作为标准协议,形成网络效应,接入众多局域网,互联网的“基建”——因特网(Internet)随之逐步成熟、稳定。

但真正让互联网火爆起来的却源自一个古老的应用:文档管理。把文件存放在一层层的文件夹里很简单也最基本,但论文可能互相引用,对研究者不方便。在一篇文章里埋下链接,让用户一键跳转到另一篇相文档,就是超文本。超文本有很长的发展时间,但相对小众,蒂姆·伯纳斯-李1980年在日内瓦的欧洲核子研究组织(CERN)担任独立承包人,也建了一个超文本原型,已方便研究人员分享及更新讯息。

蒂姆·伯纳斯-李之所以被称为“互联网之父”,在于他在1991年提出、实现并规范化了一个回头看几乎理所当然的想法:把超文本网络化:点击链接可以跳转到存放在另一台机器上的文档。这种被网络化的文件,就是我们现在熟知的网页,格式称作HTML。到1995年,微软发布了一个Windows95,这是一个里程碑,因为它支持了TCP/IP,广大的PC用户可以上网了。就这样,因特网+HTML+广大PC用户,万维网终于爆发式增长,大量的网络应用又推动了服务器产业,也发展出搜索引擎、云服务、社交网络等等现象级的新产业。

从“纸上谈兵”的万能图灵机,赫兹的相距最多不过几米的震荡器和天线,发展到上致星链、下致脑机接口、万物互联无往不在,真正是走过了千山万水,包括了有无数个原创,中国在其中的缺席,十分刺眼和醒目。

原始创新是怎样发生的?

面对和欧美原创的巨大差距,这些年有不少人提出要重提上世纪八十年代恢复高考之后的一句流行的口号,“学好数理化,走遍天下都不怕”。这是一个简化也是比喻,但背后藏着一个重要的假设,指数理化这些传统科学才是基础科学。其实,这是对前沿科学不了解的一种体现。

原创之源一定出自基础科学吗?这似乎理所当然——就像熊老师的文章里分析的,错失分子生物学这个新基础研究,让中国科学家丢了二十多年。但有意思的是,例外也不少。马可尼于1909年获得诺奖,而无线电讯号能超远距离传播是因为电离层反射的这个原理,却一直要等到1924年,他之所以敢于走向市场并领先英国的竞争对手,是因为他用简陋的设备打响了楼下的电铃;大语言模型的很多基本工作原理,到现在都还在研究之中,但是大思路并没有问题,也足以引爆市场。在这些粮草未到而车马先行的案例中,基础科学更像是事后诸葛,其作用在于提供更深入的认识,发现可能的优化点,推动下一轮的进步,而每一个进步,都有原创的可能。

科学技术发展到现在,已经从一棵树,成为根脉缠绕、野蛮生长的一片林,而且很多树还在不停的生长;越往上越年轻,越前沿,越不稳定,也是产生新知识最活跃的地方。这个盘根错节、互相勾连的复杂网络,在它的每一个结点的内部也分支庞杂,互相勾连和依赖。

面对这个复杂网络,“基础”二字如果没有指明上下文,不但模糊,甚至无意义。因此,把“0到1”这一截看成基础科学的独有之地,望文生义,过于简单。我经常碰到中国同学数学基本功很扎实,可是计算机科学里的基础却掌握得却不全面,导致做起研究来磕磕绊绊。

从0到1的原创,需要基础科学研究的素质,但不见得必须发端于基础科学。

总体而言,原创需要想象力和行动力的结合,从理论上的“虚用”一步步走向“实用”。一个常见的争议点是,发生原创必须摒弃功利心吗?原创的必要条件是要有用。“有用”很多时候是实用,带动市场来换取更多的资源,却也可以是“虚用”,比如图灵机就是一个概念机,赫兹的实验也只验证了电磁波存在的验证。如果我们讨论原创的动力,言必回避功利心没有必要,因为有无功利心并不重要:把对世界的认识推进一大步,或者大力释放了生产力,都是值得我们认可和尊重的好工作。马可尼就是一个功利心特别重的一个冒险家,爱迪生也是,马斯克更是。即便爱因斯坦,可能很多人不知道他名下有不少专利,其中包括一个无疾而终的冰箱设计。

此外,我们还应该看到运气和时机的重要性,比如海上救援之于无线电,二战之于计算机,网络和超文本之于互联网,数据和算力之于基于深度学习的人工智能……我相信这也适用于其他领域,比如新冠病毒之于mRNA技术。

总的来说,我认为原创从来不会在一个没有用的上下文中发生;新知识的获取、新学科的诞生并不见得因为天天在追问宇宙奥秘是什么,也不见得因为数学大厦里又添了一条新公式。看到有用,看到必须要用,都是原创的源泉;图灵并没有想要去发明图灵机,图灵机只是他去解一个数学问题时不得不需要“顺手”发明的一个工具。

培养下一代的原创能力,

需要什么样的教育?

回到我们一开始的问题,中国为什么没有原创,为什么没法做到从0到1呢?如果自顶向下的推动,我们首先就会遭遇一个“灯下黑”的问题:如果我们承认中国鲜有原创成果,那就找不到有原创经验和经历的专家来咨询。

或许我们可以思考一下从教育的角度来说,需要培养一些什么素质:

批评性思维。这是中国教育的老问题了。一个只奖励标准答案、不鼓励学生去挑战现成答案的教育环境,只可能抹杀而不是催生批评性思维。和这相关的是对权威的盲目崇拜。即便对诺奖得主,正常的评价应该就是“as good as their last work”,学术上绝对平等,没什么不能被挑战。

责任编辑: 李广松  来源:网友推荐 转载请注明作者、出处並保持完整。

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