內容簡介
本書首先探討了科技發展的動力、創新型人才應具備的素質及其培養途徑、科技創新的思維模式、新技術開發與新產品研製的思路和方法，進而討論了專利技術研發、科研團隊建設、科技創新與環境保護的關係等問題。最後，對未來50年科技發展的熱點作了展望。本書適合科技工作者、高等院校學生閱讀，也可作為相關課程的參考教材。
本書獲第二屆世界華人科普獎目錄
第一章 引言：科技發展的動力
1.1 社會需求：科技發展的第一動力
1.1.1 回眸歷史：社會需求促動著科技發展
1.1.2 古代社會：國家需求與民間需求
1.1.3 現代社會：廣義的民生需求
1.2 實踐與思辨：科技發展的內在動力
1.2.1 基於實踐的科學路徑
1.2.2 基於思辨的科學路徑
1.2.3 實踐與思辨的相互促進
1.3 支持系統：科技發展的催化動力
1.3.1 社會心態
1.3.2 國家投入
1.3.3 教育水準
第二章 創新型人才應具備的素質及其培養途徑
2.1 好奇心
2.1.1 好奇心的培養
2.1.2 好奇心的延續
2.2 實踐的精神
2.2.1 實踐精神的典範
2.2.2 實踐能力的內涵
2.2.3 實踐能力的培養
2.2.4 走向社會的大舞台
2.3 思辨的能力
2.3.1 思辨能力的內涵
2.3.2 關於當代教育的思考
2.3.3 思辨能力的培養
2.3.4 邏輯思維與形象思維
2.4 傲然獨立的個性
2.4.1 不迷信權威
2.4.2 不隨波逐流
2.5學者風範
2.5.1 一絲不苟
2.5.2 百折不撓
2.5.3 博學真知
2.5.4 虛懷若谷
2.5.5 團隊精神
2.6 人文情懷
2.6.1 注重以人為本
2.6.2 提高人文素養
第三章 科技創新的思維模式
3.1 創新思維的著眼點
3.1.1 由總體到局部
3.1.2 由局部到總體
3.1.3 由實際需求到尋求解決方案
3.1.4 由發明或發現到尋求實際套用
3.2 類比式思維與聯想式思維
3.2.1 類比式思維
3.2.2 聯想式思維
3.2.3 類比式思維與聯想式思維的關係
3.3 跨越式思維
3.3.1 簡單例子
3.3.2 相反相成
3.3.3 另闢蹊徑
3.3.4 克服思維定勢
3.4 科學思維的縝密性與前瞻性
3.4.1 縝密性
3.4.2 前瞻性
3.5 常用的具體思維方法
3.5.1 運籌學的方法
3.5.2 短板理論
3.5.3 黃金分割
第四章 新技術開發與新產品研製
4.1 新技術開發的基本方法
4.1.1 文獻查閱
4.1.2 選題與研究方案的制定
4.1.3 認真觀察實驗現象
4.1.4 實驗數據的認定
4.1.5 創新技術的“生長點”
4.1.6 新技術的改進與完善
4.2 新產品研製的基本思路
4.2.1 完美設計與有瑕疵設計的對比
4.2.2 功能的提高與結構的簡化
4.2.3 使用的便捷性
4.2.4 產品的“自最佳化”
4.2.5 安全性的考量
4.2.6 新產品研發過程中應注意的問題
4.2.7 新產品開發的廣闊空間
第五章 關於專利技術研發
5.1 專利技術研發概論
5.1.1 專利技術的定位與特徵
5.1.2 新穎性、創造性和實用性
5.1.3 科研單位與企業對專利的不同需求
5.1.4 關注專利技術的研發過程
5.1.5 專利技術的品位與價值
5.2 專利技術研發思路與方法
5.2.1 發明與發現
5.2.2 新穎性、創造性產生的途徑
5.2.3 實用性怎樣落實
5.2.4 申請專利時機的選擇
5.3 關於專利領域的若干誤區
5.3.1 為申請專利而申請專利
5.3.2 片面追求新穎性
5.3.3 把論文直接轉化為專利申請書
5.3.4 認為專利技術就是先進技術
5.3.5 某些專利對於侵權行為難以查證
第六章 科技創新若干問題的探討
6.1 關於科研團隊建設
6.1.1 重點實驗室：科技創新的活力平台
6.1.2 學術帶頭人：科技創新的領軍人物
6.1.3 不同層次人才梯隊的合理組成
6.2 科技創新與科技“維穩”
6.2.1 創新與“維穩”的關係
6.2.2 維穩型人才
6.2.3 “維穩”創意之一
6.2.4 “維穩”創意之二
6.3 科技領域其他有待討論的問題
6.3.1 科技領域的泡沫現象
6.3.2 關於著作權的思考
6.3.3 SCI的作用與誤區
6.3.4 科技蛋糕怎樣切：學科劃分小議
6.3.5 科學隨想
6.3.6 歸來兮，人文精神
第七章 無擾論：人與自然關係的思考
7.1 無擾論：保持人與自然的和諧
7.1.1“無擾論”的基本論點
7.1.2 “無擾論”的思想淵源
7.2 擾亂、破壞自然平衡帶來嚴重後果
7.2.1 破壞自然平衡導致鏈鎖式擴展
7.2.2 對於環境保護問題的“不同見解”
7.3 每個人都應該成為環境的“無擾者”
7.3.1 出行：讓我們成為現代的徐霞客
7.3.2 居住：房子是愈大愈好嗎
7.3.3 飲食：美味佳肴帶給我們什麼
7.3.4 服裝：我們已經很困難了
7.4 節約資源、保護環境與發展經濟的關係
7.4.1 趨向節儉是自然規律和社會發展的需求
7.4.2 企業界的“責任關懷”
7.4.3 倡導節儉並不會導致消費萎縮
第八章 未來50年科技發展熱點展望
8.1 預防保健系統工程
8.1.1 治未病：把醫學的關注點適度前移
8.1.2 注重基因學科研究
8.1.3 健康生活方式的科學指導
8.1.4 注重心理健康
8.1.5 食品、環境安全
8.1.6 健康狀況監控關口提前
8.1.7 “中間狀態”的調節：亞健康與亞臨床
8.1.8 預防保健系統工程的運作模式
8.2 老人生活自動化扶助體系
8.2.1 巨大的社會需求
8.2.2 老人生活自動化扶助體系的分類與分級
8.2.3 生活能自理老人的生活自動化系統
8.2.4 生活不能自理老人的自動護理系統
8.3 後資訊時代：信息的簡約化
8.3.1 資訊時代發展簡史
8.3.2 信息化社會的四大構成要素
8.3.3 信息化社會存在的問題
8.3.4 信息的簡約化與精粹化
8.4 未來科技發展的其他熱點
8.4.1 虛擬實景技術：新奇的生活感受
8.4.2 無排水洗衣機：家庭的節水先鋒
8.4.3 家用檢測裝置：百姓的自我防護
8.5 結束語：迎接新一輪技術革命的浪潮
後記
內容選讀
《科技創新思路與方法：兼議未來50年科技發展熱點》一書以“社會需求是科技發展的第一動力”為主線，探討了創新型人才應具備的素質及其培養途徑、科技創新的思維模式、新技術開發與新產品研製的思路和方法等問題，對環境保護、食品安全、老齡化等問題給予了密切關注，該書內容選讀如下：
社會需求是科技發展的第一動力
科學技術的發展，是多層面複雜因素互動作用的結果。因而，關於科技發展的動力，也很難用簡單的文字來加以闡釋。不過，我們仍然可以從科技進步的歷史進程中，找到推動科技發展的主要因素。
歷史的進程表明，科學技術的發展與社會需求密切相關。
我國古代經濟主要是農業經濟，與農業相關的學科，如天文學、農學、地學等，都率先得到發展。譬如，我國古代天文學的發展，與制訂曆法關係密切，而制訂曆法正是為了滿足農業生產適時耕作的需求。此外，封建帝王為了祭祀之所需，也要求制訂精準的曆法。我國的天文學在商代已經初創；到漢代，張衡提出“渾天說”，設計渾天儀，天文學的發展達到了相當高的水平。
中國古代四大發明中，造紙和印刷術的發明滿足了文化載錄與傳播的需求，指南針的發明為旅行和航海提供了條件，火藥的發明順應了軍隊裝備的需求。
將視線轉向西方。西方國家在實現工業化的進程中，急需能源、動力、通訊等支撐條件。在這樣的社會需求背景下，電工學、電磁學等科學領域得到迅速發展。1831年，法拉第發現電磁感應現象，確定電磁感應基本定律，成為現代電工學的基礎。1873年，麥克斯韋建立了電磁場的基本方程，得出電磁過程在空間以光速傳播的論斷，奠定了電磁學的基礎。
在當今的資訊時代，信息技術獲得日新月異的飛速發展，也是由於信息社會對信息技術的極度依賴和廣泛需求使然。
新能源開發研究受到高度重視，是由於傳統能源日漸枯竭，以及環境保護的迫切需求。
……
綜上所述，社會需求是科技發展的第一動力，這是毋庸置疑的事實。
現代社會生產方式先進，國家重視科技進步，使科學技術獲得了突飛猛進的發展。在現代，社會對於科技發展的需求可以細分為國家需求、企業需求和民生需求。
（1）國家需求與企業需求
由於科學技術水平對於國家的強盛及企業的生存具有舉足輕重的意義，所以，國家和企業對於科技發展都有迫切的需求。國家對於科技的需求，首先體現在科技發展的規劃上。國家通過制定科技發展規劃，推動科技發展的進程，把握科技發展的方向。對企業（特別是大型企業）來說，也需要根據企業發展的預期目標，制訂出發展計畫。這些，都會對科技發展起重要的導向作用。
為保障國家和企業對科技發展的需求，國家和企業（主要是大型企業）都會有可觀的經費投入。
（2）民生需求
除了國家需求和企業需求之外，應該看到，民生需求也是科技發展的重要動力。民眾是許多科技成果（如手機、電腦）的最終消費者，要為這些科技產品買單，同時為科技成果提供廣闊的市場。比爾·蓋茨和賈伯斯都清醒地覺悟到這一點，所以他們才取得了巨大的成功。
從另一個角度看，作為納稅人，民眾也是許多科研項目（特別是國家項目）經費的實際買單者，他們當然有充分的理由期望這些科研成果滿足民生需求。這是納稅人應有的權利。
科技發展與民生息息相關。科技進步帶來的好處，民眾是受益者，可使百姓的生活品位蒸蒸日上；而科技產物的濫用（譬如瘦肉精、三聚氰胺奶粉）或者異化（譬如工業廢棄物造成的污染），民眾也是首當其衝的受害者。僅以核電為例：車諾比核電站爆炸的悲劇、福島核電站事故的陰影，都是驚醒世人的警報。
我國政府的科技發展政策歷來很重視民生需求。在國家資助的科研項目中，有許多是直接或間接為民生需求服務的。企業開展的科研工作，也有許多是直接或間接滿足民生需求的。國家科技發展政策對於民生需求的關注，還體現在科技獎勵的頒發上。以國家最高科技獎為例，獲得國家最高科技獎的袁隆平院士在雜交水稻研究中取得的卓越成就，在解決國人吃飯的問題上功莫大焉；另一位獲得國家最高科技獎的師昌緒院士是材料科學領域的泰斗，為推動材料科學的發展做出了傑出貢獻。這二位科學家從事的研究都與民生需求密切相關。
（3）廣義的民生需求
如前所述，社會需求可以細分為國家需求、企業需求和民生需求。而在國家需求和企業需求中，所設立的許多科研項目是直接或間接為民生服務的。這樣，直接的民生需求加上國家需求、企業需求中直接或間接為民生服務的部分，就構成了廣義的民生需求。
社會需求是科技發展的第一動力，而廣義的民生需求應在其中占據重要的份額。這樣的解讀，就較為完整了。如果科技工作者皆能以此為共識，則是國計民生之大幸，亦是科技事業之大幸。
——選自《科技創新思路與方法：兼議未來50年科技發展熱點》一書第一章
科技進步應為解決養老難題作貢獻
下面探討令萬眾矚目的養老問題，試看科技進步能夠為解決養老問題作出哪些貢獻。
據2012年5月28日《健康報》載文報導，我國現有失能和半失能老人3300萬人，而到本世紀中葉，我國的失能和半失能老人將達到1億人。
除了這1億失能和半失能老人之外，還有數以億計的生活能夠基本自理的老人，他們的養老問題也同樣需要關注。
怎樣解決這個問題呢？除了建立完備的社會保障體系之外，人們也有理由寄希望於科技進步。通過科技進步，應能在一定程度上解決養老需求問題。筆者在此提出一個解決方案：其核心內容是建立“老人生活自動化扶助體系”，實現老人一部分生活過程的自動化，或者輔助老人的生活。
關於“老人生活自動化扶助體系”的構想，可以看作是家用電器和設施的延伸。最近幾十年來，許多家用電器進入了人們的生活，譬如洗衣機、微波爐、電飯煲等，減輕了家務勞動；電視機、電話、寬頻網路等，豐富和方便了家庭生活。按照這一思路，完全可以設計出適合於老年人的一些設備和裝置，使老年人能夠輕而易舉地滿足日常生活的一些基本需求，這就是老人生活自動化扶助體系。
老人生活自動化扶助體系的開發，應根據老人的身體狀況加以分類和分級。筆者認為，從總體上可以分為A、B兩大類別：
A類是生活自動化系統，適用於生活能夠自理或部分自理的老人；B類是自動護理系統，適用於生活不能自理的老人。A、B兩大類又可以進一步細分出不同等級。
A類（生活自動化系統）可分為A-1級和A-2級：
A-1級：適用於生活能夠自理的老人，是一些能夠由老人自己操縱的設備，必要時可由家人提供協助。
A-2級：適用於生活能夠部分自理的老人，是大部分由老人自己操縱，小部分由家人或家庭服務員協助操縱的設備。
B類（自動護理系統）可分為B-1級和B-2級：
B-1級：適用於生活不能自理，但意識清晰的老人，設備大部分由家人或護理人員操縱，一小部分可由老人自己操控。
B-2級：適用於生活完全不能自理、且意識不清晰的老人，設備完全由家人或護理人員操控。
對於生活能自理或部分自理的老人，A類的生活自動化系統的裝置可以代替（或部分代替）家庭服務員的工作，使老人的生活輕鬆、舒適、便捷、愉快。
對於生活不能自理的老人，B類的自動護理系統的裝置可以使老人的生活起居更為舒適，同時減輕護理人員的工作負擔，提高其工作效率，使一位護理人員能夠照看更多的老人，從而解決護理人員人數不足的問題，還能提高其收入水平。
談到用生活自動化或自動護理裝置來代替（或部分代替）家庭服務員或護理人員，人們恐怕首先想到的是機器人。用一個人形的機器人來代替家庭服務員，這種想法很美妙，但一時還難以實現，而且也不一定有這個必要。譬如在發明洗衣機時，並沒有考慮製造一個人形的機器人坐在洗衣盆邊上洗衣服。老人的生活自動化扶助體系也是如此，是一系列適合老人需求、能輔助老人生活的自動化裝置。
——選自《科技創新思路與方法：兼議未來50年科技發展熱點》一書第八章
後資訊時代：信息的簡約化
在資訊時代，我們接觸的信息量大大增加，而人體感受、認知和記憶信息的生理功能並沒有增加，我們仍然只有一雙眼睛、一對耳朵、一個大腦，如何能夠欣然地接受如此眾多的信息呢？如果人們想要活得輕鬆、舒適一些，那么，信息減負就是必然的需求。
筆者認為，在今後的幾十年，特別是信息化社會趨於成熟，並進入“後資訊時代”的時候，信息的簡約化將是大勢所趨。
簡約化，是科技發展史上許多有識之士的共識。宋代著名學者沈括在《夢溪筆談》一書中討論數學方法時，提出了“見簡即用，見繁即變，不膠一法”的見解，這也是數學發展史上各種運算方法演變所循的基本原則。看看電腦從台式機到筆記本，再到平板電腦的嬗變，也體現了簡約化的理念。
在資訊時代，微博的出現與風行是人們追求簡約化的一個非常鮮明的意向表達。人們對於冗長的部落格已經厭倦，對於部落格的傳播方式也不再認可。而微博的簡潔表述與快捷傳輸極大地滿足了人們的需求，這正是簡約化的需求。
信息簡約化勢在必行，恰如箭在弦上，不得不發。而信息簡約化的實施則需要有全方位、多層次的舉措。試列舉如下：
（1）從源頭上防止垃圾信息的產生
如前所述，大量的垃圾信息污染了信息資源，妨礙了人們對於信息資源的有效利用。信息的簡約化應該首先從清除垃圾信息，特別是從源頭上防止垃圾信息的產生入手。
怎樣從源頭上防止垃圾信息的產生，是需要認真想辦法解決的。如同單靠先進的農業技術提高糧食產量不能解決人口爆炸問題一樣，單靠先進的信息採集、傳輸和搜尋技術，也不能從根本上解決信息爆炸問題。在人口問題上，人類社會早就明智地選擇了少生優生的政策。在信息領域，信息的最佳化生成和擇優處理恐怕也已勢在必行。這就需要建立信息的準入制度，適當提高信息準入的門檻。
（2）信息的質量評估、篩查與刪除
在網路上有大量毫無價值的垃圾信息，還有許多信息是重複的，這些信息擠占著寶貴的網路空間。如何對網上信息的質量作出評估，對垃圾信息進行篩查與刪除，是信息簡約化的重要工作。
也有一些信息，在它們產生的時候並不是垃圾信息，但由於時過境遷，這些信息已經失效了，蛻化成了垃圾信息。這樣的信息如何處理，也值得研究。
同時要認識到，人們對於信息的需求是不同的。在一些人看來毫無價值的信息，在另一些人那裡可能卻是有用的。為此，應該對信息進行合理而有效的分類，使不同人群的需求都得到滿足。
（3）建立優質化的信息網路
在儘可能排除垃圾信息的同時，要積極培育優質信息，努力實現信息資源的精粹化。信息的簡約化與精粹化是相得益彰的。
在網際網路上已經有了一些有益的嘗試。譬如“百度百科”等百科類信息，就是在向公眾提供精粹化的信息。“百度百科”有幾個特點，其一是包羅萬象、內容廣泛；其二是內容較為精粹，有一定的資料價值；其三是編輯修改的功能向社會開放，經過反覆修改的內容會更加完善。這樣的網路信息構建模式恰是體現了簡約化與精粹化的趨勢，是產生優質信息的“孵化器”。
實現信息的優質化，還可以在信息的獲取方式上做一些改變。目前，人們在網路獲取信息通常是免費的，而網路運營的收入則主要是廣告。於是，就導致了網路上廣告的泛濫。試想，如果能夠改變一下獲取信息的方式，向信息的獲取者收取少量費用，而信息的提供者則要負責提供真實、可靠、權威的信息，這對於信息的簡約化與精粹化無疑將是大大的促進。把“買單者”由廣告發布者變為信息需求者，有助於使網路成為優質信息的一統天下。
（4）電子信息與紙質信息的互動互補
儘管網際網路和電子出版物的迅速發展對於紙質出版物構成了強力的衝擊，但是，以紙質出版物為載體的紙質信息至少在目前仍是人類社會信息資源的重要組成部分。
電子信息與紙質信息各有其優勢。電子信息的主要優勢是容量巨大，而且得天獨厚，有極為便捷的瀏覽和檢索功能。電子信息比較適合於泛讀，紙質信息的優勢則在於精讀。電子信息以電腦為載體，而電腦的局限性就在於它只有一個螢幕，會帶來某些不便。人們可能已經習慣於電子閱讀方式，但這並不意味著它的缺陷消失了。紙質出版物的每一頁則都相當於一個“螢幕”，這恰是紙質信息的優勢之一。
筆者認為，不要太急於讓網際網路和電子出版物取代紙質出版物，而要適當致力於電子信息與紙質信息的互動互補。紙質出版物要努力推出精品，在信息產品的簡約化和精粹化方面起到獨當一面的作用，這也是瀕於危境的紙質出版物的自我救贖之舉。電子信息則要充分利用紙質信息的某些固有優勢，實現互動互補。當然，紙質出版物也要適應網際網路時代的特色，改變自己的運作模式，拓展自己的運作空間。在這方面，有大量的研究工作可做。
如前所述，信息資源是人類可以利用的重大資源之一，而且具有寶貴的可再生性。對於信息資源最大限度的利用，是信息社會面臨的重大課題，也是信息社會得以發展的重大機遇。
——選自《科技創新思路與方法：兼議未來50年科技發展熱點》一書第八章
節儉：絕不僅僅是一種道義範疇的美德
中國有個成語：“竭澤而漁”。在現代社會，竭澤而漁的事情並不罕見。最典型的例子就是石油。自然界在數百萬年至數億年的歲月里形成的石油資源，人類只用了區區幾十年，就幾乎開採、使用殆盡了。與此同時，大量溫室氣體被排向地球的大氣層。自然界形成平衡的速度，與人類破壞平衡的速度，相差太懸殊了！
這種“竭澤而漁”的做法，再也不應該繼續下去了。與“竭澤而漁”相反，讓我們大力提倡節儉。
趨向於節儉，是自然界具有普遍意義的規律。如果我們觀察自然界，可以得到許多啟迪。譬如，蜂巢是六邊形的，最為節省“建築”用材；肥皂泡是球形的，是用最少“材料”獲得的最大體積。
自然界是如此，人類社會更是如此。老子和孔子都崇尚儉樸。節儉的風氣在人類社會流傳了幾千年，絕不僅僅是一種道義範疇的美德，而是社會發展的現實需求，是人與自然共存的現實選擇。節儉的風氣同時還是一種健康的心態，是有益於健康的生活方式。
當理性的消費、健康的生活與環保觀念融為一體，成為一種習慣的思維模式的時候，就會有愈來愈多的人從被動地關注環保轉向主動地關心環保，從首先考慮既得的、個體的利益，轉而更多地關心長遠的、整體的利益，熱心環保者的隊伍就會壯大起來，而危害環境的行為將成為眾矢之的。
——選自《科技創新思路與方法：兼議未來50年科技發展熱點》一書第七章
