高校教师为什么需要做科研(4):什么是科研、如何成果共享(高校教师做科研的意义)
科研是“科学研究”的简称,更准确的全称是“科学技术研究”,是指人类的一项智力活动,目的是创造和发现新知识,增加人类的知识积累,包括自然、艺术、社会等等;或者使用已有的知识完成创新性成果(新概念、新方法、新解释),达成新的应用。
科研活动的分类有多种,不同的角度可以有不同的分类,例如,按照研究目的,可划分为理论研究、应用研究;按照处理的数据类型,可划分为定性研究、定量研究等等。
1、创新的六个阶段
从科技创新的“全流程”角度出发,可以将创新过程划分为不同的阶段。从一项理论的出现到最终形成商业化产品,需要经历六个阶段:理论研究、基础研究、应用研究、技术研发、产品开发、工艺设计。
理论研究、基础研究、应用研究、技术研发、产品开发、工艺设计是科技创新的全流程,人类在大脑里萌发的原始思想、奇思妙想、原理构想等,经过若干阶段的推进,最终成为服务于社会的成果。这六个阶段的界限有时候并不那么泾渭分明,例如材料学的研究,研究一种新的制备工艺、新的材料配比、新的膜系结构等等,它可以是介于基础研究和应用研究之间的。
我们常说的“科研”,其活动范围可以涵盖全部的六个阶段,并没有狭义地限定在“理论研究”和“基础研究”阶段。不同类型的科研活动,对不同阶段的涉足程度有所不同而已。
科技创新的六个阶段及其主要特性
2、关于技术的成熟度
技术成熟度又称作“技术就绪指数”(TRL,Technology Readiness Index),用于评价一项技术的成熟水平,通常分为九个评价级别,从第一级到第九级,成熟度递次上升。TRL由美国国防部最早提出,后为NASA以及很多美国企业所采用,约翰C. 曼金斯在《美国航空航天局技术就绪水平白皮书》中做了相似描述。我国国家标准(GB/T22900-2009)对科学技术研究成熟度评价给出了更为详细的描述,我们通过对比可以看出中国与美国的关于技术成熟度的对应关系,详见本文的附表。
3、关于成果形式与共享
科研成果的产出,不仅仅只是论文、专著、报告,还包括专利、标准、样机、样品、模型、装置、仪器、产品、外观造型等等。论文专著只是科研收获的一种交流形式,对于可以共享的研究成果,通过论文、专著的形式发表,可以在尽可能广泛的空间和时间范围内交流。
很显然,理论研究和部分基础研究,总是希望在尽可能广泛的范围内分享,这也是“科学无国界”所指向的科研成果的性质。但是,随着创新阶段的继续推进,从创新流程的开始到后端,技术成熟度越来越高,成果共享的程度也会越来越低。甚至有些科技研究工作,从技术研究开始就有了技术保护措施,到应用研究阶段基本上不会将关键技术成果全部公开。到产品开发、工艺设计阶段的阶段,就成了机密信息了,不可被共享。
如果有企业认为“科技无国界”,那么,这样的企业要么天真无暇,要么没有多少拿得出手的核心技术,根本上说,还是企业高层对科技的认识严重不到位。1297年,意大利的地中海西岸城市威尼斯,针对一位药剂师构想的秘方颁布保密法令。从那时候开始,欧洲各国便先后建立了“智慧垄断”的制度——知识产权保护。此后,随着资本主义制度的建立、全球化的快速推进、世界新秩序的逐步形成,“科技无国界”就越来越不现实了。
有兴趣的读者可以阅读以下段落,进一步了解创新的六个阶段的含义。
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理论研究:又称作“纯研究”,发现现象和观察事物本质,它关注的是知识发现、而非实际应用。例如哲学研究、文学研究、数学研究、物理理论,提出新学说、新公理、新定律等等。
基础研究:面向一定的应用背景,研究基础性问题,获得关于事物基本原理的新知识,得出基本理论、解释基本现象,发现新的规律、新的效应、新的模型、新的发展等等。
应用研究:又称作“科学应用研究”,面向应用领域,关注特定的问题,研究工作有一定的预先目标,探索开辟基础研究成果可能的新用途,或者为了达到预定的目标探索应采取的新方法或新用途而进行的创造性研究。
技术研发:又称作“技术应用研究”,关注于某一特定产品的开发,目的是新的科研成果被应用于新产品、新材料、新工艺的生产、实验过程。直接解决改造客观世界中的实际问题,主要针对特定的目的或目标。技术开发与目标产品直接相关,但尚存在需要攻关的技术难题。试验发展、工程开发均属于技术开发的范畴。
产品开发:面向市场需求,运用现有的原理、方法、技术等改进已有产品,或者开发新产品;通过实质性的改进,使其具有新的特征、新的功能或者某些技术指标达到新的水平。通常情况下,产品开发过程中不确定的技术因素占比较低,所采用的原理、理论或者技术都是成熟的,材料、元件、器件、模块等都是可以采购或者有成熟加工工艺保障的。
工艺设计:设计产品批量化生产过程中所涉及的新工艺、新服务等,包括一系列的加工流程、操作规范、仪器设备、工具器材、工装夹具、原料材料、半成品、测试方法等等,包含的是批量生产过程中的几乎全部细节,最后使之成为成品的工作、方法、和技术问题。
等级 | NASA的定义 | 中国国家标准 | ||
定义 | 基础研究 | 应用研究 | 开发研究 | |
1 | 提出基本原理或沿用已有的原理,作为提出应用设想的基础 | 产生新想法并表述成概念性报告 | 发现新用途并形成思路性报告 | 观察到基本原理并形成正式报告 |
2 | 基于基本原理,确定应用设想,但未进行实验支持这些设想 | 被同行确定为一个值得自由探索的方向 | 形成了特定目标的应用方案 | 形成了技术概念或开发方案 |
3 | 试验验证了设想的可行性,无重大原理性技术障碍 | 被组织确定为一个值得探索的具体目标 | 关键功能分析和实验结论成立 | 关键功能分析和实验结论成立 |
4 | 实验验证了关键技术的可行性,部分关键技术达到实际要求 | 实验室环境中仿真结论成立 | 在实验室环境中关键功能仿真结论成立 | 研究室环境中的部件仿真验证 |
5 | 逼真模拟环境中,验证关键技术、大部分功能、性能基本满足实际要求 | 实验室环境中半实物仿真结论成立 | 相关环境中关键功能得到验证 | 相关环境中的部件仿真验证 |
6 | 高逼真度模拟环境验证,关键技术、全部功能及性能满足要求 | 实验室环境中实物功能性指标可测试 | 中试环境中初样性能指标满足要求 | 相关环境中的系统样机演示 |
7 | 接近实际使用环境的工程样机验证,全部功能和技术指标满足要求 | 试验结果与理论相匹配 | 中试环境中正样性能指标满足要求 | 在实际环境中的系统样机试验结论成立 |
8 | 在实际使用环境中测试,状态稳定、无明显问题,全部关键技术指标达到要求 | 论文发表,报告立卷,著作出版 | 正样得到用户认可 | 实际系统完成并通过实际验证 |
9 | 已投入生产,技术指标全部满足要求,具备稳定的生产能力和客户服务能力。 | 论文著作被引用,研究报告被采纳 | 正样品、专有技术、专利技术被转让 | 实际通过任务运行的成功考验,可销售 |
(未完待续)
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