加强创新突破性研究 抢占科技竞争制高点

□本刊记者 邢 华

记者：在全球健康科技蓬勃发展和我国高度重视面向人民生命健康的科技创新的大背景下，健康科技创新被提升到了新的高度。您能介绍一下健康科技创新的内容吗？

董尔丹：理解健康科技创新，首先要明白三个概念，即科学、技术和工程。

科学是发现，其本质不在于已经认识的真理，而在于探索自然、社会和人类本身，寻求规律的过程和结果，科学创造知识，解决“是什么”“为什么”，是好奇心驱动的自由探索。

技术和科学是孪生，但有非常大的区别。技术是人类为满足生活需要而改造自然的过程中积累的知识、方法和手段，技术创造的方法是解决“做什么”“怎么做”，目标导向非常明确。科学突破常伴随技术发明。例如，显微镜的发明就促进了细胞学说的建立。

科学或者技术要落地，就要造物，那就是工程。工程是一个大集成，是科学的理论、技术的手段、顶层的设计、过程的管理、精湛的工艺、目标的实现，是把没有的东西制造出来，是有目的、有组织地改造客观世界的全部实践活动和过程的总和。具体物化形式表现为创造价值。

健康的促进与发展很大程度依赖于科学技术的进步。曾有学者对Science 杂志1999 年到2012年这13 年间十大科学突破的335 篇文章进行了分析研究。研究发现，大多数科学突破都属于问题驱动且与已有研究相符的渐进性研究，即“从1 到N”的研究；而“从0 到1”的研究很少见，从科学的门类来分，主要为生物学、医学、物理学，从研究类型来分，以基础研究为主。

记者：这是否意味着“从0 到1”的科学研究更重要？

董尔丹：原始创新工作非常重要。2020 年，科技部、发改委、教育部、中科院、国家自然科学基金委员会联合制定并印发了《加强“从0 到1”的基础研究工作方案》。《方案》提出，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，国际竞争向基础研究竞争前移，科学探索不断向宏观扩展、向微观深入，交叉融合汇集不断加速，一些基本科学问题孕育重大科学突破，有望催生新的重大科学思想和科学理论，产生颠覆性技术。所以加强“从0 到1”的基础研究，开辟新领域、提出新理论、发展新方法，取得重大开放性的原始创新成果，才能抢占国际科技竞争的制高点。

值得注意的是，当前我国医学的知识积累和核心技术积累仍显不足，我国在生物医学和医学领域的知识积累与美国和欧盟等国还有一定差距。我国科技论文总量世界第一，中国的生物学和医学论文数则与美国和欧盟总和的数量还有一定的差距，但从趋势看，上述差距在逐渐缩小。从实验室基础研究到重大原始创新突破的转化，时间大约需要15 年到20 年，而知识积累是关键核心技术与重大创新产品的基础，知识积累不足会影响对与人民健康密切相关的核心技术和产品的保障。

董尔丹，康复大学（筹）领导小组副组长、校长，血管稳态与重构全国重点实验室主任，中国工程院院士。主持国家自然科学基金、国家出版基金等多项国家级项目。获何梁何利基金科学与技术进步奖、国华杰出学者奖、中华医学会医学科研管理学会科研管理杰出贡献奖等。

记者：那么，科学研究如何才能做到“从0到1”？

董尔丹：从科学史的角度来讲，偶然性科学发现模式对科技创新的进步起了很大的推动作用。偶然性科学发现模式是指意外的、异常的和战略性数据的观察经验有可能发展出新理论或者扩展现有理论。基于科学发现的原始动机和最终产出，偶然性科学发现大致分为四种类型。

第一类是现有问题，目标导向。问题已经有了，要去解决这个问题。例如，Goodyear 与硫化技术。 Goodyear 为了创造出耐热又耐磨的橡胶，就把橡胶和硫磺加热，发明了汽车轮胎和鞋底用的橡胶。

第二类是现有问题，非目标导向。问题存在，但没人能解决。例如，如何治疗晕车是一个偶然的发现。一个病人到皮肤科门诊看病，病人在复诊的时候跟大夫说吃药后不晕车了。这就是抗晕动症的发现。

第三类是目标导向，意外问题。例如，心脏起搏器的发现。美国布法罗大学一个教授在做心脏实验时，不小心插错了一个元件，产生了脉冲。意外产生了错误，却导致了心脏起搏器的发现。

第四类更离奇，意外问题，非目标导向，完全是无心插柳。例如，一个实验人员做实验时不小心把玻璃烧杯碰掉到地上。高速落下来的玻璃烧杯并没有摔得粉碎，也没有产生飞溅，全部堆在一起，这是什么情况？实验人员发现，原来是之前做实验蒸发后产生了一个看不见的膜。汽车玻璃由此诞生。这是偶然性的发现，产生革命性的变化。

记者：您从事医学工作和研究，您认为，健康科技创新是不是现代科技的前沿？

董尔丹：2019 年，世界著名杂志nature 分析考察了从1868 年至2019 年共150 年科学论文的引用情况和参考文献。分析发现，1868 年，最常见的5 个词分别为“极光”“太阳”“流星”“水”和“地球”，是环境科学的词；而在2019 年，最常见的关键词变成了“细胞”“量子”“DNA”“蛋白质”和“受体”，五分之四的关键词是生命科学和医学科学的范畴。这个数据的统计，回答了现代科技的前沿领域在哪里。