從衣食住行的發(fā)展看創(chuàng)新

我們知道，現(xiàn)在國家提出來，要把我國建設(shè)成一個(gè)創(chuàng)新型的國家。大家很容易就想到在科學(xué)技術(shù)上要?jiǎng)?chuàng)新。為什么科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新這么重要呢?鄧小平同志講過，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。這第一生產(chǎn)力，就體現(xiàn)在很多科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致新技術(shù)的出現(xiàn)，而新技術(shù)又能導(dǎo)致新產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和成長。下面我會(huì)舉一些例子進(jìn)一步說明。

突破，引導(dǎo)與創(chuàng)新

早些時(shí)候，技術(shù)和科學(xué)的發(fā)展不是那么緊密相關(guān)的。但到了20世紀(jì)就不一樣了，很多新技術(shù)的出現(xiàn)都跟科學(xué)的發(fā)展有關(guān)系。

拿航空來講，人看到鳥能飛，古時(shí)候就有人想要飛，但是始終飛不起來。一直到19世紀(jì)后期，由于力學(xué)的發(fā)展，特別是流體力學(xué)的發(fā)展，人們知道了鳥之所以能夠在天空飛翔的原理。當(dāng)時(shí)還只是一個(gè)大概的原理，后來，流體力學(xué)有了進(jìn)一步的發(fā)展，才有20世紀(jì)航空事業(yè)的發(fā)展。而且，航空發(fā)展中的每一個(gè)新的突破，都需要流體力學(xué)先有新的突破。

比如說，在上個(gè)世紀(jì)20～30年代，流體力學(xué)家就在研究，飛機(jī)最快能不能快過音速。音速大概每小時(shí)1000公里。那時(shí)候雖然已經(jīng)有了飛機(jī)，但飛得很慢，也就是每小時(shí)三四百公里。原來大家認(rèn)為飛機(jī)速度是不可能超過音速的，但后來從科學(xué)上認(rèn)證了是可以超過音速的。于是，在第二次世界大戰(zhàn)之后就出現(xiàn)了超音速飛機(jī)。所以，航空工業(yè)每走一步都有科學(xué)在前面引導(dǎo)。

再比如說，現(xiàn)在幾乎每個(gè)人都用到電子產(chǎn)品，而電子產(chǎn)品中幾乎全都有集成電路。集成電路的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體。我上學(xué)的時(shí)候還不知道有半導(dǎo)體，只知道物體要么是絕緣體，要么是導(dǎo)體。上個(gè)世紀(jì)50年代，人們發(fā)現(xiàn)有半導(dǎo)體，它的導(dǎo)電率是可以控制的。在這個(gè)基礎(chǔ)上，首先有了半導(dǎo)體器件，然后有了集成電路，大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模電路，才有了現(xiàn)在的信息技術(shù)和各種電子產(chǎn)品。由此可見，科學(xué)的發(fā)現(xiàn)有可能使得技術(shù)上有新的突破。因此，現(xiàn)在大家都非常重視科學(xué)技術(shù)。

但是，發(fā)展生產(chǎn)力，不完全是科學(xué)技術(shù)的問題。首先，我們上面講的主要是自然科學(xué)，而實(shí)際上社會(huì)科學(xué)，管理科學(xué)也很重要。

我們現(xiàn)在滿街跑著汽車，可汽車剛問世的時(shí)候是很貴的，只有少數(shù)人能夠買得起。上世紀(jì)20年代，美國的福特想出來一個(gè)改進(jìn)汽車生產(chǎn)的辦法，就是傳輸帶生產(chǎn)的方式。這是生產(chǎn)管理上的一個(gè)突破，于是汽車就可以很便宜地生產(chǎn)出來，讓很多人都買得起了。所以，我們不光要注意自然科學(xué)的創(chuàng)新，社會(huì)科學(xué)，管理科學(xué)等也同樣需要?jiǎng)?chuàng)新。

創(chuàng)新的動(dòng)力

大家也許以為只有科學(xué)家才能創(chuàng)新，這是一個(gè)誤解。首先我要問：創(chuàng)新的動(dòng)力是什么?要讓我來排的話，我把需求放在第一位，然后呢，就是人的好奇心和興趣。

為什么把需求放在第一位呢?我們知道，全世界的考古學(xué)家常能在不同的地方挖出石器。這些石器是被人類加過工的。古代還沒有科學(xué)家，石器也不知道是誰發(fā)明的。但全世界考古的人，在不同的地方都能挖出這類石器，它們都是古人類為了生存創(chuàng)造出來的。

我如果問大家，從古到今什么發(fā)明創(chuàng)造最重要，也許大多數(shù)人都會(huì)回答：牛頓、愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)最重要。但是從某種意義上講，石器的發(fā)明也許是最重要的。因?yàn)榘l(fā)明石器，說明人能夠創(chuàng)造工具，而人跟動(dòng)物的最大區(qū)別就是人能有意識(shí)地制造工具。可以說，人從動(dòng)物變到現(xiàn)代人跨出的最有決定意義的一步，就是開始制造工具。

換句話說，為了生存的需要，在古代幾乎每個(gè)人都在不自覺地創(chuàng)新。反而是到后來生產(chǎn)比較發(fā)達(dá)了，有了分工了，就有一部分人不搞創(chuàng)新了，而只是管理生產(chǎn)。但即使這樣，創(chuàng)新也不完全限于知識(shí)分子。

比如，大家都知道，蒸汽機(jī)的發(fā)明與改進(jìn)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的產(chǎn)生是有決定意義的。而改進(jìn)蒸汽機(jī)的瓦特不是一個(gè)知識(shí)分子，而是個(gè)機(jī)衛(wèi)。美國有史以來發(fā)明東西最多的愛迪生，也沒有讀過大學(xué)。他小時(shí)候就輟學(xué)，送過報(bào)。所以就發(fā)明創(chuàng)造來講，雖然有了分工以后，大部分是知識(shí)分子的事情，但不是知識(shí)分子同樣也有創(chuàng)新的可能，關(guān)鍵是你要有創(chuàng)新的精神并努力地學(xué)習(xí)，能滿足社會(huì)需求。所以，我說需求是創(chuàng)新的首要?jiǎng)恿Α?/p>

需求推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步

為了說明需求推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，這里我想舉一些人的衣食住行發(fā)展的實(shí)例。

衣、食，住、行是人的4個(gè)最基本的生活需求。人活著就要吃飯，要穿衣服，要有地方住，要出去旅行。在食的方面，除了那些奇奇怪怪的東西，比如說有人要吃魚翅、燕窩等等外，現(xiàn)在我們吃的大多數(shù)東西，一兩千年以前就有了，如米，面、豬肉，雞肉或其他家禽、家畜肉等。

也就是說，從吃的方面來講，除了量上不足以外，從質(zhì)上已經(jīng)沒有什么太大的需求了。所以，現(xiàn)在沒有哪個(gè)國家還投巨資來尋找全新的食物。當(dāng)然，還要對(duì)現(xiàn)有食物做一些改良并解決量的問題，但那是另外一個(gè)問題了。

衣服也是這樣，第二次世界大戰(zhàn)后，衣服有了很大的變化。當(dāng)時(shí)由于發(fā)現(xiàn)了很多化纖，有一段時(shí)間化纖發(fā)展得非常快?？墒?，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)后，大家回過頭來，又都喜歡穿天然的纖維了。所以，現(xiàn)在尋求新的天然織物原料的需求并不是太大。

住呢?現(xiàn)在的房子蓋出來要注意節(jié)能，要注意環(huán)保，這些方面有發(fā)展。但總體來講，一個(gè)人的居住面積不可能無限制擴(kuò)展。一般平均每人有幾十平方米就夠了?，F(xiàn)在住的需求，主要是一個(gè)量的問題。質(zhì)上有發(fā)展，但發(fā)展得不是太快。

那么，什么東西發(fā)展快呢?跟“行”有關(guān)的方面發(fā)展很快，在“行”的方面新的社會(huì)需求還很大。

火車在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，大概每小時(shí)跑50公里。那時(shí)候是蒸汽機(jī)車，不夠快。后來就發(fā)展出來更快的了。日本人首先研制出高速列車，時(shí)速200多公里。

現(xiàn)在，中國有時(shí)速300多公里的火車了。上海已經(jīng)建成了世界上第一條商業(yè)運(yùn)行的磁懸浮列車，最高速度可以達(dá)到時(shí)速500公里左右。所以，對(duì)于“行”，大家還是希望越來越快，而且要舒服。這表明，有關(guān)的科學(xué)技術(shù)還在不斷地快速發(fā)展。

從“行”的技術(shù)發(fā)展看需求

下面說說有關(guān)“行”的技術(shù)的發(fā)展。

“行”，陸地上主要靠火車、汽車，水上主要靠船，天上當(dāng)然要靠飛機(jī)。

成型的蒸汽機(jī)出現(xiàn)在1769年，隨后很快就有了蒸汽船，有了火車，有了鐵路。

蒸汽機(jī)車在中國大概10年以前開始停用，在非洲一些國家還在用。蒸汽機(jī)車污染很厲害，而且時(shí)速一般不會(huì)超過100公里不夠快。于是，后來有了內(nèi)燃機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車最快可以達(dá)到時(shí)速200公里。上世紀(jì)60年代有了高速電氣列車，開始的時(shí)候時(shí)速200多公里，現(xiàn)在可以達(dá)到350公里了。北京奧運(yùn)會(huì)前通車的京津城際快速列車，速度在300公里左右。磁懸浮列車時(shí)速可達(dá)到每小時(shí)500公里。

“行”大家自然希望越快越好，縮短在路上的時(shí)間，而且還要坐得越來越舒服?，F(xiàn)在的技術(shù)水平很高了，坐在高速列車上，感覺非常平穩(wěn)。磁懸浮列車雖然快，但太貴，也還要經(jīng)過運(yùn)行的考驗(yàn)。所以，社會(huì)還有新的需求。

再看看汽車，第一輛使用內(nèi)燃機(jī)的汽車，1886年由德國人奔馳發(fā)明，坐在上面的是奔馳的夫人。到了1905年，美國的福特做出了第一輛四輪車，它有4個(gè)輪子。但它用的是駕駛桿，而不是現(xiàn)在的駕駛盤。

四輪車比三輪車復(fù)雜得多，因?yàn)橐寖蓚€(gè)前輪同時(shí)轉(zhuǎn)起來，而且兩個(gè)輪子不能轉(zhuǎn)同一個(gè)角度。比如往左拐，左邊輪子要拐大一點(diǎn)，右邊輪子要拐小一點(diǎn)，這樣，靠里面的輪子轉(zhuǎn)的半徑較小，外面的輪子轉(zhuǎn)的半徑大一點(diǎn)，就協(xié)調(diào)起來了。否則拐起來輪子在地上會(huì)磨得很厲害。這就要求復(fù)雜一點(diǎn)的機(jī)構(gòu)，算是一個(gè)進(jìn)步了。

到了1914年，福特車開始大規(guī)模生產(chǎn)，已經(jīng)有現(xiàn)在汽車的樣子了。到了1926年，就是所謂的轎車了。從1949年到現(xiàn)在，汽車外形沒有本質(zhì)的變化。但是，半個(gè)世紀(jì)以來，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率大概提高了三分之一多點(diǎn)?？紤]到全世界汽車的數(shù)量，由此節(jié)省下來的燃料是十分可觀的?，F(xiàn)在，汽車發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)就是進(jìn)一步提高燃油效率，因?yàn)橛蛢r(jià)越來越高。據(jù)說有可能再提高三分之一，如果做到了，對(duì)全世界將是一個(gè)很大的貢獻(xiàn)。人們同時(shí)也在進(jìn)行其他燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。這些方面的研究顯然是由需求推動(dòng)的。

目前，快的賽車可以達(dá)到每小時(shí)300公里，但是汽車開得快危險(xiǎn)性也很大，所以，種種防止汽車相撞時(shí)對(duì)人造成損傷的各種裝置開發(fā)也很熱。大家不要以為汽車越結(jié)實(shí)，人坐在上面就越安全，不是這樣的。

設(shè)想有一輛汽車，撞在一個(gè)非常堅(jiān)硬的墻上。如果汽車特別結(jié)實(shí)，那就等于說汽車在瞬間就停下來，那坐在里面的人無論如何是承受不了的。因此，為了減輕人所受的損害，反而要讓它的前頭有一定的損壞的可能。

而且，還要專門設(shè)計(jì)，讓它按照一定的規(guī)律損壞，使得汽車撞到墻上的時(shí)候，它的減速不是突然的，而是有一段時(shí)間把它減下來。在這段時(shí)間里，汽車?yán)锩娴臍饽业染涂梢云鹱饔昧恕，F(xiàn)在，對(duì)一般的汽車來講，速度的要求大概已經(jīng)到頂了，因?yàn)樘炝司吞ｋU(xiǎn)了。在這方面也就沒有新的需求了，除非是比賽用的車。

更快，更高，更好

火車，汽車和船的速度都還不夠高，再高就要靠飛機(jī)了。飛機(jī)在1903年才做出第一架。早期的飛機(jī)翅膀蒙皮不是現(xiàn)在的鋁合金板，而是帆布。像這種飛機(jī)，一小時(shí)也就飛150-200公里，很慢。

到1938年第二次世界大戰(zhàn)以前，已經(jīng)有了商用的飛機(jī)，一小時(shí)飛大約300公里。到1 947年，在第二次大戰(zhàn)期間，德國人發(fā)明了噴氣式飛機(jī)，當(dāng)時(shí)是軍用的。第二次大戰(zhàn)以后，就做噴氣式的民用飛機(jī)，它比螺旋槳飛機(jī)快多了。1 949年，英國人造出了第一架噴氣式民航客機(jī)彗星號(hào)，大概可以飛到每小時(shí)七八百公里。

但是，彗星號(hào)飛機(jī)的科學(xué)問題沒有完全解決，飛了若干次后，有的就在空中爆炸了。什么原因呢?就是因?yàn)榛坌翘?hào)飛機(jī)可以飛到7000米的高度，那里的空氣稀薄程度大概相當(dāng)于地面的三分之一。但人是習(xí)慣于生活在地面的，如果要到高原去了會(huì)有高原反應(yīng)。所以，民航機(jī)的機(jī)艙里面，要維持大約0.7個(gè)大氣壓，人坐在里頭才不會(huì)感到不舒服。

當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，里面是O.7個(gè)大氣壓，外面是一個(gè)大氣壓。里面壓力小，所以外面就往里面擠，飛機(jī)要做得能抗壓。而當(dāng)飛機(jī)飛到7000米高空時(shí)，反過來里面有0.7個(gè)大氣壓，外面只有O.3個(gè)大氣壓。飛機(jī)里的氣壓高，機(jī)身就要往外脹，于是飛機(jī)還要抗拉。

飛機(jī)經(jīng)常要起落，循環(huán)到了幾百次以后，就容易出問題了?，F(xiàn)在知道，金屬受的力如果一會(huì)兒是拉，一會(huì)兒是壓，也跟人一樣會(huì)“疲勞”，疲勞的結(jié)果就是金屬要開裂，損壞。彗星號(hào)飛機(jī)之所以在空中爆炸，就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)不知道會(huì)有這個(gè)問題。這就促使做固體力學(xué)研究的人去專門研究疲勞問題。現(xiàn)在，疲勞問題是所有設(shè)計(jì)飛機(jī)的人必須考慮的一個(gè)問題。

近幾十年來，飛機(jī)發(fā)展得越來越快。大概到上個(gè)世紀(jì)70年代，波音737造出來了，現(xiàn)在還在繼續(xù)生產(chǎn)，是全世界同 型號(hào)生產(chǎn)數(shù)量最多的種飛機(jī)。原來，世界上最大的客機(jī)是波音747，它的起飛重量是400多噸，叫以坐四五百人。2007年，又出現(xiàn)了空客380，它的起飛重量是500多噸，正常情況之下坐5OO多人，如果完全改成經(jīng)濟(jì)艙的話，叫以坐800人。

空客380新在什么地方呢7它有約30％的材料不是金屬，是所謂的復(fù)合材料。復(fù)合材料是一種新型材料，它里頭主要是碳纖維，而碳纖維的抗拉能力非常強(qiáng)。同樣粗細(xì)的纖維，鋼的比碳纖維差好幾倍。碳纖維再用 種樹脂把它膠合起來，可以做成各種各樣的形狀，比如說可以做成尾翼，甚至機(jī)身里一些主要的結(jié)構(gòu)都可以用碳纖維結(jié)構(gòu)來做。

曾經(jīng)有過超音速的民航機(jī)，叫協(xié)和號(hào)，可以飛到兩倍音速，但前幾年在巴黎出了一次事故后就停飛了。協(xié)和號(hào)雖然飛得很快，但經(jīng)濟(jì)性很差，票價(jià)貴得很，且耗油量大，噪聲大。超音速飛機(jī)在空中飛過的時(shí)候，在地面會(huì)感到像是發(fā)生了爆炸，窗戶嘣的一下震得很厲害。所以，這種飛機(jī)小許在陸地上空飛，只能是跨洋飛行，兩邊機(jī)場(chǎng)都必須離海岸很近。

據(jù)說，日本和法國現(xiàn)在正考慮聯(lián)合起來，再研制新的超音速客機(jī)。畢竟，速度快總是“行”的一種需求。還有報(bào)道說，美國人正在研究能夠達(dá)到6～10倍音速的飛機(jī)，這樣的話，從中國飛到美國兩小時(shí)就夠了。但這種飛機(jī)即使研制出來，恐怕也只能是軍用，而不可能民用。因?yàn)槊裼蔑w機(jī)必須考慮經(jīng)濟(jì)性。

除了普通的飛機(jī)外，現(xiàn)在還有一種飛機(jī)，它飛得小高，貼在水面，離水面不到10公尺。這種飛機(jī)叫做地效應(yīng)飛機(jī)，貼著水面飛有什么好處呢?就是同樣的速度能產(chǎn)生的升力要大兩倍，而同樣大的飛機(jī)載重量就要大得多。蘇聯(lián)解體之前，西方國家在里海(蘇聯(lián)的個(gè)海)上空探測(cè)到，貼著里海有很人的東西在飛。當(dāng)時(shí)不知道是什么東西，就給它起了個(gè)名字叫里海怪物。

后來，隨著蘇聯(lián)的解體，這些都解密了，就知道那是地效應(yīng)飛機(jī)。有人曾經(jīng)從原理上論證過，估計(jì)地效應(yīng)飛機(jī)有可能做到載重3000噸?？磥恚w機(jī)現(xiàn)在還有很大的發(fā)展前景。

然而，飛機(jī)現(xiàn)在有一個(gè)很大的問題，就是溫室氣體的排放。現(xiàn)在大家都很關(guān)心全球變暖的問題，而飛機(jī)排出來的溫室氣體，占了全部排放的個(gè)不小的比重。所以，怎么減少溫室氣體的排放，對(duì)飛機(jī)的發(fā)展也是一個(gè)迫切需要解決的問題。