一、科技創新的本質、過程和特征

關于科技創新，目前國內學界主要有以下六種定義：①科技創新引進和大力開發了新產品和新工藝；②科技創新是科技創新成果的首次商業化應用；③科技創新過程包括了許多環節，如創新產品設計的發明與構思、生產和商業化等；④科技創新是從創新產品的出現到推廣的整個過程；⑤科技創新是以全新的技術帶來盡可能大的經濟效益，并獲得最大的商業利潤；⑥科技創新是對原來生產要素的重新組合。科技創新的內容主要包括：資源的有效開發和利用，新的產品、新的技術、新的生產工藝以及新的需求的發現和其對市場的占領。

1．科技創新的本質

人們在許多情況下習慣于把科學與技術聯在一起使用，總稱為“科學技術”。這說明科學與技術之間存在著非常密切的內在聯系，但其實，科學與技術是兩個既有區別又有聯系的概念。科學是客觀事物本質和規律的揭示，是如實地反映事物本質和規律的理論體系；技術是人類在認識自然和改造自然的過程中積累起來的，它是人類改造自然的勞動手段、工藝流程和方式方法的總和。因此，科學創新和技術創新也是兩個內涵不同的概念。科學創新以認識自然規律為主要目標，其創新成果可能對人類生活產生革命性的重大作用。技術創新則利用已有規律改造世界，其創新成果可直接提高人類生活質量和認知能力。二者關系是：科學創新為技術創新奠定理論基礎和依據，或提供理論指導和前提；技術創新則是科學創新成果的應用或沿著應用方向的延伸，同時，技術創新也為科學創新提供了更高水平的手段或工具。

科技創新涵蓋了科學創新和技術創新兩方面，是指新科技的提出和對舊科技的創造性改造，是科技體系發展和進步的起點，也是科技不斷滿足社會需求和自身發展需要的根本手段。在本質上，科技創新是人有意識、有目的的創造性活動，它通過人與自然、人與社會、人與自我的關系反映著人類關系的本質。

科技創新的模式有很多種，基于創新模式的不同，可以將科技創新劃分成各種類型。如果依據創新所借助的主要力量不同來劃分，可以分為技術主導型創新與科研促進型創新；依據創新對象不同來劃分，可以分為產品創新與工藝創新；依據創新的組織活動不同來劃分，可以分為獨立創新與合作創新；依據創新的來源與技術途徑不同來劃分，可以分為模仿創新、自主創新和消化、吸收再創新。

2．科技創新的過程

從科技創新的過程來看，它是一個圍繞問題進行創造性研究而漸進地趨近科技目標的過程。當代哲學家懷特海曾對科技創新的過程進行過描述：“真正的發現方法猶如飛機的飛行。它從特殊的觀察基地起飛；繼而飛翔在想象性概括的稀薄空氣之中；最后重新降落在由理性的解釋使之更為敏銳的新觀察之上。”一般來說，科技創新是由“問題—構思—檢驗以及伴隨檢驗而對方案的完善和優化”等階段構成的，具體而言，包括提出問題、方案構思和方案檢驗等三個階段。

（1）提出問題階段

科技創新從問題開始，問題就是人們意識到了的矛盾和疑難。社會需求是科技發展的根本動力，也是科技創新的根本動力。社會需求一旦被人們所意識，在一定的知識基礎和社會環境條件下，它就會轉化為科技目標。科技目標和現有科技的矛盾，實現科技目標的種種困難，構成了問題的基礎。

但是，并非研究中遇到的任何問題都能導向科技創新。從創新的視角來看，可以把研究中的問題分為兩類：一類是能夠很好地進行定義從而具有明確的程式性解決方法的問題；另一類是不能被很好地定義，因而沒有明確的程式性解決方法的難題。第一類問題是常規性問題，根據已有的理論和程式加以解決即可。第二類問題則超越了現有科技理論的解釋范圍，是在現有科技條件下無法予以解決的問題。這類問題我們稱之為“創新性難題”，因為它們是需要通過科技創新才能解決的問題。科技創新研究所要探索解決的正是這類“創新性難題”。概括地講，有待解決的創新性難題大致可分為三種類型：一是開創型的創新性難題，對這類問題的研究和解決將會開創出人類活動的新領域，或引領和實現人類新的社會生產和生活方式。二是改進型的科技創新問題，這類問題旨在改進人類生產生活領域的某些方面，以達到更好的效果。這類問題往往在第一類問題初步解決以后隨之產生。三是綜合型的科技創新問題，這類創新性研究所關注的目標是，如何把某個領域取得的創新性科技成果運用到其外的其他領域，而使之獲得創造性發展。

不僅于此，問題主要來源于對社會需求的準確把握和對科技目標的深刻理解。科技的社會需求可大體分為直接社會需求、間接社會需求和潛在社會需求三種類型。只有把最直接、最現實、最緊迫的社會需求作為提出問題的根據，科技問題才能提得深刻、合理和有直接價值。而提出對科技創新有直接啟發作用的科技問題則更依賴于對科技目標的正確理解。科技目標是人們對科技的一種具體要求，它表現為科技創新的指標體系、具體功能、整體特征和原理結構，它是社會需求轉化為新科技的中介和橋梁，因而是科技創新的起點。而對科技目標的正確理解，可以把握這些目標的理論基礎、物質條件和經驗素材，從而才有可能針對科技的具體創新方向提出十分新穎和具有獨創性的問題，才有助于對科技創新的總目標進行分解，并由此提出一系列具體的科技創新問題。所以，對科技目標的正確理解亦是科技問題的重要來源。總之，科技問題產生于對科技背景的深層分析和理解，它的提出是對原有科技所涉及的手段和途徑、方式和程序、經驗和理論進行全面思索和系統分析的結果，它集中概括了科技本身所存在的疑難、需求和發展方向，是對舊科技的一種詰難和質疑，對新科技的一種追求和向往。科技問題的本質就表現為：它是已知與未知的統一，是目標和手段的統一，是新科技和舊科技的統一。從科技問題向前看，是我們對所需科技的無知或不知的表現。但從它向后看，它又是人們對科技深入研究的標志。問題是科技創新的靈魂，它從質疑的角度揭示著科技目標實現的條件和途徑。科技創新從問題開始。一部新舊科技的交替興衰史就是不斷提出有關科技問題的歷史，是人們對問題的認識不斷展開和深入的歷史。

（2）方案構思階段

問題提出后，科技創新就進入了方案構思階段。方案構思階段的主要任務，是提出解決問題的科技方案。科技創造學的研究表明，在科技創造的構思階段，創造者的心理活動和思維過程一般可區分為如下幾個小階段：圍繞問題，了解創新的基本方向和待創造對象的本質；發散思維，尋找創新的各種素材、媒介和模型；信息處理，萌發一個初步的方案框架；集中思維，精化方案框架。

科技的創新和其他知識的創新一樣，在方案的構思階段，始終貫穿著兩對矛盾，一是分化和整合過程，二是證實和否證過程。正是這兩對矛盾的推動和展開，才使科技的創新從科技目標轉化為科技構思方案，從較為籠統、模糊的方案轉化為較為具體、清晰的方案，從零散的、部分的方案轉化為系統的整體的方案。

在方案構思中，思維的分化和整合是交替出現、互為條件的。沒有思維的整合，一切構思的素材和基礎知識就不可能形成一個統一的整體性的東西，構思過程就無法獲得一個堅實的基礎，而思維的分化也就“無思可分”。但如果沒有思維上的分化過程，對各種構思素材的識辨就會發生障礙，整合起來的材料也勢必變為空洞素材的羅列和堆積，在這種情況下，構思只能是空洞的方案和籠統的設想。大量的創新案例證實，分化和整合的有機統一，是方案構思獲得成功的基本條件。在這種有機統一中，思維的分化過程把創新的對象、已經提出的科技目標，細分為一系列小的、更具體的目標，一步一步地細分下去，直到達到這樣一個極限：這些小目標可以用現有的條件和素材來實現，能用已有的知識和手段給予解決。分化思維中，思維對科技目標的細分有多種類型，但最根本的有結構分化、功能分化和條件分化三種。結構分化是指思維對科技目標的結構進行層層設想式的剖析，這種設想式的剖析是先設想被創新的對象應有某種結構。在科技創新中，科技結構亦即科技的構成、組合等，結構的各部分又應有什么結構，一直這樣“剖”下去，總能達到這樣一個界限：這些結構已經很清楚、很熟悉，似乎就在眼前，早已有之。其他類型的分化也是照此進行。分化思維在達到極限后，整合思維過程又把這些被步步分解、層層剖析了的目標逐一整合起來，形成一個被理解了的、具體化了的科技原型。整合過程類似于用磚石壘房，它把被思維細分了的東西，按照科技目標的總要求，一層一層地構建、搭接和組合起來。當整合的結果和科技目標大體一致時，整體方案就明朗化了。

方案構思過程又是證實和否證的統一。在構思過程中，創新主體會不斷提出一些新的設想，并對它的根據、效果和實施條件給予自覺不自覺的檢驗。被證明為可行，就成了下一個設想的出發點或整個構思方案的一部分。有的設想經不起推斷、追究，因而被推翻，這就構成了思想上的否證。否證在方案構思中具有特殊的意義。那些科技創新的大家，常把否證當成創造的主要手段。在方案構思中，科技目標構成一種過濾器，它把那些不適用的方案濾去，只留下那些相對來說“美好”的東西。這說明，構思過程中證實與否證這對矛盾是圍繞著科技目標展開的，是為逼近這個目標而交替進行的。正是在這對矛盾的推動下，人們有關新科技的構思愈來愈接近目標，愈來愈確實、可靠，最后，終于構思出一系列完全成立的方案。這時，科技創新就進入了方案檢驗和優化階段。

（3）方案檢驗階段

科技創新過程中的方案檢驗，是通過邏輯的或實踐的手段，對具體科技構思進行檢核和驗證的過程。科技方案的檢驗按其形式有邏輯檢驗、實驗檢驗和實踐檢驗。檢驗是科技創新活動的重要環節，它的基本功能是確定科技的功能和正誤；確定它與有關科技的關系；揭示被檢驗科技的發展潛力和應用前景。構思方案的檢驗應區分不同情況使用不同手段，但總的看來，檢驗是綜合進行的，單純只用一種形式的檢驗是不可能的，實驗檢驗是根本和基礎，而邏輯檢驗又是最為常規的思想武器，無論在哪個科技層次上，作為檢驗，本質上都是實踐檢驗和邏輯檢驗的統一，是二者的綜合運用。邏輯檢驗是科學地測度被檢測對象的本質關系的基本手段。因為實驗或生活結果是客觀的，它究竟是什么，要通過邏輯把客觀事實轉化為科學事實才能明了。只有科學事實——通過科學而認識的事實才具有檢驗和判決的效果。邏輯檢驗如要可靠，其必要條件是它所運用的邏輯手段、背景知識和思想材料，需是準確無誤的，這就只能求助于實踐檢驗并建立在實驗檢驗的基礎上。檢驗過程實際上是邏輯檢驗和實踐檢驗的統一，二者互為條件、互為基礎、相互補充、互相推動。實踐檢驗靠邏輯檢驗來設計、實施和處理結果，實踐檢驗又構成邏輯檢驗的最后基礎和對照的尺度。實踐檢驗是邏輯檢驗的現實化和物質化，而邏輯檢驗只不過是實踐檢驗的抽象化和形式化。

檢驗又是過程和結果的統一。所謂檢驗過程，包括檢驗借以出發的理論基礎和邏輯手段，包括檢驗的實施過程和效果觀察、結果處理等。所謂檢驗的結果，是指檢驗最終得出的客觀后果和實際效應。檢驗既不可能僅僅依據結果，也不能一味追究其實施過程，而應二者合參，全面考慮。過程和結果的統一，要求結果和過程的聯系要有必然性，即要求能夠互為證明；要求結果中包括過程的主要環節和主要方面；要求過程的各個環節和因素始終指向結果。為此，在實施檢驗的過程中，首先要對過程的各個環節、各種因素進行盡可能的簡化、精化，使之全部成為可控制的東西。同時，對檢驗的結果要實施“因子”分解，即系統查明得出這一結果的可能的全部根源因素。爾后，把分解了的結果因子和實施過程的各環節、各因素一一對照，作為一個事物的兩個方面來分析處理。問題的難點就在于，對于大多數科技，尤其是政治領域和社會領域的科技，條件的嚴格控制和結果因子的徹底分解是難以做到的。這時，人們常常通過主要條件和環節的控制，通過結果的重復性和變動趨勢的統一性去判斷過程和結果的可靠性。檢驗過程的最后結果實質上是全部檢驗過程、各種因素、各個環節的綜合。從歷時的關系看，檢驗的各個環節是前后相續、依次展開的，檢驗中所涉及的各種因素是在各個環節上發揮著不同的作用的，而結果卻只是這個時序軸上的一個“駐點”，這就是檢驗過程的時序結構圖。但從結果的現存狀態看，結果是一種后果和關系，它首先揭示和記錄了檢驗過程各因素之間、各環節之間的相互作用和影響，揭示和記錄了檢驗過程的全部歷程和它與外界有關過程的本質聯系，因而，結果只不過是歷時結構的壓縮和“翻錄”。結果絕不是只具單一關系的一種抽象物，在其深層結構上，它是多種關系的統一。正因如此，檢驗中，以客觀事實和效果為根本內容的檢驗結果，才有對科技構思方案的客觀評判和驗證效力。構思方案經檢驗和優化處理后，一個新科技就隨之誕生了。

任何科技創新都體現著科學知識從產生到轉化為現實生產力的過程，只有通過這樣的過程才能實現科技創新。科技創新是人類財富增長的不竭源泉，是生產力發展的巨大動力。從歷史上看，在社會不同的經濟發展階段，科學技術的創新都一直推動著經濟的發展，引起生產力的深刻變化和人類社會的巨大進步。18世紀60年代開始的以蒸汽機的廣泛應用為標志的第一次技術革命，使人類邁向蒸汽機時代。19世紀40年代開始的以電力的廣泛應用為主要標志的第二次技術革命，使人類邁向電氣化時代。在20世紀初期開始的以無線電技術及原子能的使用為標志的第三次技術革命，使人類邁向電子時代。當今世界正經歷著一場以信息技術、生物技術為代表的新技術革命，信息技術和生物技術及其產業的普遍應用和發展，正在把世界推進到一個新時代。科技革命和生產力發展的歷史表明，依靠科技創新促進生產力的迅速發展是一條普遍規律。

3．科技創新的特征

有學者指出，從世界范圍來看，現代科技創新具有以下十大發展趨勢和特點：①科技創新成為世界規模的強大潮流。②知識資源成為科技創新的第一要素，傳統的生產要素（勞動力、土地、資本）已逐漸失去主導地位。③前沿科技成為創新競爭的主要焦點。高新技術群中的前沿科技是世界矚目的制高點。在當前一代和未來幾代之間的科技發展戰略中蘊藏著大量的機遇，一些國家和跨國公司正把主攻方向瞄準到微電子—光電子—生物電子，細胞工程—基因技術—生命科學，核能—氫能—太陽能，高磁材料與超導材料—納米材料，空間提純—微重力成型—太空基站，海水淡化—海洋油氣開發—深海采掘等前沿領域，攻占這些科技高地已成為科技創新的主要特點。④科技成果成為創新的常用形式。⑤研究、發展、生產成為完整創新鏈的必需環節。完整的創新過程應包括研究、發展和生產三大環節，創新的完整表述是RDP。⑥技術協調成為重大創新的必要前提。具有規模性應用的重大科技創新項目，在開發前期必須對技術體制、技術標準規范進行廣泛協調，避免形成多種制式、多種目標、多種規范之間的壁壘，防止因缺乏協調使創新開發和成果應用的成本大大增加。全球運行的因特網通信協議，堪稱技術協調范例；而高清晰度電視開發前期則由于未能充分協調技術體制和標準，導致一些國家和公司嚴重失誤。⑦可持續發展成為創新的基礎使命。⑧公司并購成為重組創新能力的有效途徑。⑨風險資金成為支撐創新的金融支柱。⑩創新戰略成為引導國家發展的重要指針。

本書依據當代科技活動的規律和特點，提出科技創新的四個特征。

第一，解決問題的交叉性與復雜綜合性。

當代科技既高度分化又高度綜合，科技發展呈現了交叉、密集、整體化，因而科技創新是一個綜合的社會系統工程。首先，從科技創新主體來看，科技創新所涉及的學科專業知識背景或知識結構，具有交叉性或滲透性。不論是在自然科學的各個學科之間以及技術的各種專業之間，還是在自然科學與技術之間，不論是在社會科學的各個學科之間，還是在科學技術與社會科學之間，不論是在數學與科學技術及社會科學之間，還是在系統論、控制論、信息論與各門具體學科專業之間，都在廣度上和深度上發生和進行著交叉和滲透。其次，科技創新所依賴的對象和手段具有復雜性和綜合性。科技創新的對象，不論是在廣度和深度上，還是在目標和任務上都是極其復雜的。因此從事科技創新需要綜合地運用各種手段和工具，其中，既包括各種物質技術手段和不同學科專業的理論工具，也包括形象思維、抽象思維和靈感思維等思維工具和數學工具，否則，難以取得科技創新的進展和成果。再次，科技創新所運行的內部因素與外部環境具有密集性。科技創新的運行，是其內部因素與外部環境高度密集、綜合作用的過程與結果。內部因素主要包括科技人才、知識工具（理論工具）、技術手段和資金等，外部環境主要包括相關的方針、政策、制度、法律、法規、教育和文化等。最后，從科技創新的社會條件來看，科技創新方向需要直接面向市場并密切關注市場變化的形勢，科技創新項目需要得到社會科研力量的大力支持，且彼此需要積極互動，科技創新活動需要各級政府部門大力扶持并為之營造寬松適宜的環境，企業的科技創新系統需要全面考慮政治、經濟、文化、資源、能源等各個方面的影響因素，有時甚至需要將更多的企業以至不同國別的企業聯合起來集聚資源，從而開展更大規模乃至國際合作的科技創新活動。

第二，探索結果的高收益與高風險并存性。

當代科技既高收益又高風險，科技發展充滿了不確定性，因而科技創新必須要有敢于面對挫折和失敗、勇于探索和攀登科技高峰的無畏勇氣。首先，科技創新指向未知領域和未有領域，在通向未知、未有領域的征途中，沒有固定不變的具體的模式和經驗可循，沒有現成的平坦的道路可走，只有依靠科技創新人員反復地進行探尋和摸索，才有可能開拓出達到科技創新目標的道路和途徑。而且，面對高收益的牽引，成功固然可喜，但失敗往往多于成功或失敗的可能性往往大于成功的可能性。即使成功，往往也是在更多的失敗者的工作和教訓的基礎上取得的。其次，就科技創新的過程來看，從科學知識到技術知識，從技術知識到科技發明成果，從科技發明成果到生產企業，從生產企業到最終消費者，科技創新過程在自然因素和社會因素以及各種信息約束和突變因素的干擾下，存在著很大的不確定性，會有各種風險不期而至。科學技術在造福人類的同時加劇了人類對自然界的消極影響，加大了人類危害自身生存的可能性。科技發展和應用引發科技風險，即吉登斯提出的“人造風險”。“我們所面對的最令人不安的威脅是那種‘人造風險’，它們來源于科學與技術的不受限制的推進。科學理應使世界的可預測性增強，但與此同時，科學已造成新的不確定性——其中許多具有全球性，對這些捉摸不定的因素，我們基本上無法用以往的經驗來消除。”例如，生物多樣性的喪失，土地日益沙化，酸雨毒霧劇增，等等。再次，科技創新的成果會使企業在競爭過程中有明顯高于對手的競爭優勢，這種優勢使企業可以持續地占有巨大的市場份額，以不斷地保持高收益。但是在市場競爭活動過程中，風險總是與收益相伴而生，且有著大體相同的發展方向，也就是說高收益總是與高風險并存。

第三，科技創新的靈魂是高度的智能性。

當代科技創新，從其實質和靈魂上來說，是一種高度的智能性活動或智力性活動，智力通常也稱為智能，主要由觀察能力、記憶能力、思維能力、抽象能力和操作能力所構成。從一定的意義上說，科技創新的過程，也就是充分地運用和發揮科技創新人才的智力功能的過程。從科技創新過程中的各個具體環節來說，不論是科學、技術問題的發現和提出以及科學實驗和技術試驗的設計和進行，還是新的科學假說的提出和新的技術方案的構想及其驗證等，都需要科技創新人才充分地發揮和運用各種智力因素的功能。

第四，科技創新成果轉化為生產力的周期越來越短。

從20世紀40年代開始，不僅科技產出量增多，而且科技創新成果轉化不斷加速，科技產品廣泛普及。以航天技術、基因技術、納米技術、人工生殖技術為代表的新技術群與新產業群的出現，標志著科技創新進入一個前所未有的密集創新時代，成為經濟發展的推動力之一。原始創新的地位日益突出，科學和技術之間的界限逐漸難以區分，科技創新成果從發現、發明到實際應用日益加快。例如，18世紀，蒸汽機從發明到應用花了80年的時間。在19世紀，電動機從發明到應用共用了65年，電話用了56年，無線電用了35年，真空管用了31年，電磁波通信用了26年；而到了20世紀，這種時間間隔大大縮短了，如雷達從發明到應用花了15年，噴氣發動機用了14年，電視用了12年，尼龍用了11年，集成電路僅僅用了2年時間就得到應用，紅寶石激光器從發明到應用則不到1年時間。科技成果加速轉化為應用的原因是多方面的。在經濟方面，人類為了獲得更多的利益而縮短研發周期，加速創新成果應用。在軍事方面，為了贏得戰爭的勝利而不斷地開發與應用新武器。1939年，物理學家從理論上證明了原子核裂變的可能性與可行性；二戰因素促使人類1945年引爆第一顆原子彈。而這僅用了6年時間。

由于當前科技創新成果轉化不斷地加速，因而我國要實現跨越發展，就必須消除科研界的“零減”現象。在2016年召開的全國科技創新大會上，上海紐約大學終身教授、國家“千人計劃”專家、微軟亞洲研究院前副院長張崢在接受《文匯報》記者采訪時說：“單單以今年的人工智能熱為例，對于我國的學界和工業界來說，最重要的啟示就是要認清自己目前的站位：‘零減’。”所謂的“零減”，是指我們科技發展水平與國際最發達水平的差距也許為零，但是從長遠來看卻是在很長一段時期內都會落后。張崢認為：“中國的科技界不單單是人工智能領域，在其他很多研究領域如果不重視‘零減’現象，那么在短期內解決這一問題會很難，而且很可能錯失發展的黃金時期。”“零減”緣于總是在跟風。“零減”現象緣于我們總是處于跟風狀態，而不是更超前地來對待科學問題。“以我熟悉的人工智能為例，在國際上，人工智能的研究在過去幾年處于井噴狀態，但是在中國真正熱起來也只不過是在今年。”張崢說，“那些論文甚至其中的代碼經常在尚未被正式會議接受之前就開源發布”。也正是因為我們總是在跟跑，所以要領先真的很難。而且，真正有用的技術經常會先申請專利保護，跟得越快，被“請君入甕”的可能性也就越大。2016年3月，谷歌的深度學習技術戰勝了人類棋手，不久后，中國的人工智能領域專家就宣稱可以挑戰谷歌的深度學習。但是僅僅幾天時間，谷歌的深度學習部門就又宣布，他們的人工智能又學會一項“新本領”——可以自學并且正在“自我訓練”包括德州撲克在內的兩種撲克游戲。這就像外行們還在嘲笑“阿爾法狗”打麻將肯定不行的時候，它已經通過深度學習在練習德州撲克了。“雖然此次深度學習是自己克隆出4個同樣的‘阿爾法狗’一起打德州撲克，沿用的仍是同一游戲策略情況下的機器自我學習，并沒有人類在牌桌上復雜的合縱策略。但這顯然是對于深度學習技術的一次很大的拓展。”張崢說，“阿爾法狗不斷學習的新本領其實和我們大多數日常生活都沒有太大關系，因為無論是圍棋還是德州撲克，解空間是封閉的，而生活的場景是鮮活和開放的。國外人工智能領域的科學家對于技術的不斷深入和拓展，反襯的是我們學術界的落后。”