陶显芳:从第一颗原子弹的诞生过程,探讨实施技术创新工程的必要性

  一、第一颗原子弹的诞生过程

  1945年7月16日,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的沙漠地区爆炸成功,标志着人类利用原子能的时代的开始。

  世界上第一颗原子弹的研制工程是从1942年8月13日开始的,到1945年7月16日爆炸成功,历时2年11个月,在当年的技术水平相对还比较低的情况下,这不能不算是个奇迹。

  67年前,世界上第一颗原子弹的研制过程,对于我们今天实施技术创新工程,把深圳建设成为全国的技术创新中心,还是具有很大的积极意义。如何提高我们的自主创新能力,我想,通过了解第一颗原子弹的研制过程,一定会给我们带来非常有益的启发。下面就让我们来简单回顾一下原子弹的制造过程,使我们在研制高新技术产品的时候,从中得到更多的启发。

  (1)卢瑟福与原子科学理论

  早在1898年7月,居里夫妇正式宣布了对放射性元素镭和钋发现以后,卢瑟福立即就把注意力转移到问题的另一方面,他想要弄清楚这种天然放射性究竟是什么?1899年,28岁的卢瑟福报道了有关铀射线穿透铅箔的情况,他发现铀射线至少有两种不同的形式,一种是非常容易被吸收的射线,他称之为α射线,另一种是穿透能力比前者强的射线,他称之为β射线,这两种射线都同时伴随有第三种更强的射线,他称之为γ射线;他还发现,γ射线是当前所有已知射线中最强的一种放射性辐射。

  卢瑟福正是运用了α射线这个炮弹,轰击薄的金属箔时,发现了原子核。但他对原子核模型的描述只是建立在质子与电子组成原子的简单结构上,与现在的原子核模型相比,显然是一个错误的认识。但并没有影响他获得1908年诺贝尔奖。

  到了1932年,由卢瑟福的学生查德威克(Chadwik)发现了“中子”以后,才把原子核的结构重新确定下来。

  由于中子不带电荷,它可以接近原子核,并且还可以穿透原子核。中子的发现,使物理学家得到了一个比α射线更有力轰击原子核的炮弹。由此,也使人类利用原子能的梦想成为可能。

  (2)西拉德与“原子反应堆”

  1905年,爱因斯坦提出他的以狭义相对论为基础的著名能量公式:E=MC时,人们只是把它当成人类企盼能源可望而不可及的梦。1913年H.威尔斯(H.G.Wells)竟在他的《The world set Free》一书中预言了一场由英国、法国等国与德国、奥地利等国的世界核大战。世界的主要城市都被原子弹摧毁。尽管威尔斯预言这场战争将在1956年爆发,但它对世界产生的深远影响却一点也不失水准。

  受威尔斯的影响,西拉德(Leo Szilard)在原子核理论的思想指导下,为了实现增加粒子速度以获取轰击核心的能量,于1928年12月17日提出了最早的直线加速器的专利申请。一周后,又提出了回旋加速器的申请。1934年12月,他又提出了同步回旋加速器的专利申请。并在1934年初受到居里夫妇发现的人工放射性的鼓舞下,西拉德又提出了链式核反应专利。在证实了铀裂变可以解放两个以上的中子时,链式核反应的可行性在理论上已经基本解决。

  (3)罗斯福与原子弹研制

  由于担心德国会利用比利时的铀矿,1939年西拉德请与比利时女王比较熟悉的爱因斯坦给女王写信,目的就是尽力阻止德国利用这一战略资源。发信前,他们认为应先通知国务院,这样他们又认识了萨克斯。在萨克斯的提议下,爱因斯坦建议美国总统应优先发展核技术。

  1939年10月17日萨克斯见到了罗斯福总统,由于萨克思并不很熟悉核技术的主要内容,也不善于向外行阐明科学道理,会见中,他喋喋不休,大谈地缘政治等,再加上西拉德所建议的只是要生产一个大块头的快速反应堆,这使谈话的目的变得不清楚,没有引起罗斯福总统的重视。

  1941年10月9日,华盛顿卡纳基学院院长万尼瓦尔.布什工程师,面见罗斯福总统,建议拨款支持科技界,抢先在德国人的前面研制出原子弹。会见只用10分钟,他就拿到了“可以,罗斯福”的批示,就是这一天美国总统终于下令研制原子弹。

  (4)奥本海默与“曼哈顿工程”

  1942年8月13日,根据科学研究发展局主席布希博士的建议,在纽约以东的曼哈顿地区建立了一个研究机构,作为制造原子弹的领导机关,并把原子弹的研制计划命名为“曼哈顿工程”,具体由奥本海墨负责。

  美国人相信德国人已经开始了研制原子弹的计划,这使美国感到他们必须加快速度。曼哈顿工程迅速膨胀到一个投入达20亿美元,雇员超过15万的人大工程,许多项目仅仅在理论上证明可行就匆匆上马。

  曼哈顿工程共有16个工程项目同时执行,其中主要工程是原子反应堆,235个工厂,原子弹试验场等,在参加工程的15万人当中,仅有12个人知道全盘工作计划。

  1942年12月在西拉德等科技人员直接参与下,芝加哥大学的原子反应堆被成功启动,这标志着,人类制造原子弹只是时间问题了。

  1945年8月6日,美国在日本广岛投下了炸响在人群居住地的世界第一颗原子弹。当时奥本海默曾估计会死亡2万多人,然而,在约有30多万人口的广岛,受原子弹爆炸影响而死亡的人数近14万多人。全岛5万余建筑物,67%被摧毁。

  8月9日,美军相继在日本广岛之后又在长崎投下了一颗原子弹,第二天,日本就开始接受投降谈判,之后不久,日本宣布无条件投降。

  二、对我们实施技术创新工程的启发

  前无古人,后无来者,高科技产品对人类社会的影响,再也没有比第一颗原子弹来得这样鲜明、广泛、深刻。它不需要任何宣传和专家评审,但无人不敢认为,第一颗原子弹不是一个高新技术产品。

  下面我们再次对第一颗原子弹诞生过程中的几个关键环节进一步进行总结和分析。

  1、回顾原子弹制造过程我们不难看出,没有16项工程的按时完成,即没有“曼哈顿工程”,也就不会有原子弹,所以人们普遍认为负责这一工程总指挥的奥本海默是原子弹之父。

  2、然而,曼哈顿工程所耗资金20多亿美元,动用了全美国三分之一的电力;在战时的非常时刻,没有罗斯福的决定,原子弹只不过是纸上的中子加速器而已,因此,有人认为,罗斯福才应该是原子弹之父。

  3、但是,没有爱因斯坦的建议和万尼瓦尔.布什的陈述,或者没有西拉德的链式核反应和加速器的专利技术,罗斯福怎么会知道什么是原子弹?所以有人说,爱因斯坦和西拉德才是真正的原子弹之父。

  4、可是,如果没有卢瑟福等人提出的原子核模型,西拉德又怎么会提得出加速器的专利?

  5、再看当时的全世界局势,阻止希特勒在全球的称霸,进行消灭法西斯,结束战争,实现和平,这是人类社会的要求。西拉德提出的抢在德国人前面研制原子弹就是出于这样的考虑,奥本海默精心统筹实现“曼哈顿工程”也是出于这样的考虑,罗斯福决定生产原子弹同样也是出于这样的考虑。可见,社会的要求,人类的呼声才是原子弹产生的主要动力。

  上面5个环节都是第一颗原子弹诞生不可缺少的关键。对于今天我们研制高新技术产品的过程,同样还有非常大的参考价值。根据上面5个环节,我们可以把一个高新技术产品诞生的必要条件简要总结为:

  1、有人提出技术发明;2、技术可行性(专家建议);3、有人愿意投资;4、内行管理;5、产品有市场需求。

  上面5个条件是不言而喻的。用这5个条件就可以检讨我们国家多年来,为什么技术创新工程一直没有走上正路,为什么出现那么多的假的高新技术产品,如,最出名的“汉芯”IC产品。究其原因,就是技术创新工程一直以来都是由政府进行主导,政府既是项目建议人,又是投资人,并且还是市场需求者,一人承担了3个角色,在整个技术创新工程中缺少了最基本的第1、第2项,以及第4项,政府只把技术创新工程当成一项形象工程来建设。

  三、什么时候我们才能建成为创新型国家

  2007年11月25日,胡錦濤总书记在党的十七大报告提出:提高自主创新能力,建设创新型国家。这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键。

  提高自主创新能力,就是提高我们研制高新技术产品的能力。高新技术产品的研制,是一项非常复杂的系统工程,在整个系统工程中,它涉及到很多方方面面,把这些方方面面都联系起来进行有序排列,就形成一个完整的主体工程,缺少了主体工程中的某个环节或步骤,都将使整体工程无法实施,或者把工程项目引向失败。

  我曾经写过一篇《企业才是技术创新的主体》的文章,认为,技术创新的主体应该是企业,而不是政府。

  什么叫技术创新,在本世纪初,日本政府相关部门曾经就未来20年支撑经济发展的要素对企业家作过一次问卷调查。结果显示,占第一位的是技术开发能力,第二位是知识产权。这两个要素共同构成了日本企业在全球竞争中的实力,即:技术创新能力。正是因为这两要素相互存在联系,所以日本政府把它们当成知识财产战略的头等大事来考虑,日本政府在2002年就确立了知识财产立国宏伟构想,陆续出台了《知识财产战略大纲》和《知识财产基本法》,成立了知识财产战略本部。

  相比之下,中国政府在这方面做得就比较差。中国政府在一些高新技术领域虽然也出台过一些优惠或扶植政策,但起到的作用并不大。例如政府支持的IC技术开发,以及AVD、EVD、HDTV等技术项目的开发,都没有使这些项目或参与这些项目的企业得到健康发展,政府的支持反而起到拔苗助长的作用,使人们的思想更加浮躁,急功近利的思想更加急激升华。年初招标,年底就可以获收的思想,只能鼓励企业弄虚作假,谁的台词说得漂亮,谁就胜出擂台,因此,弄虚作假的行为到处横流,龙芯、汉芯、方舟这些IC作品,全都是中国政府重点扶植和支持获收的杰作。

  不过,可喜的是,这几年中国政府的认识也在不断提高,它已经认识到企业技术创新的重要性,并在政策方面对那些技术创新取得较大成绩的企业,比如申请专利的数目比较多的企业给与奖励。但这还不够,因为,企业申请专利数量的多少,并不代表企业技术创新的能力就很强;而技术创新的能力强的企业,不一定申请专利的数量就多。

  根据统计,自从2003年以来,中国企业在国内申请的专利数量每年都成倍地增长,但可惜这些专利大部分属于实用新型专利或外观专利,发明专利不到申请专利总数的20%.而在这些发明专利之中,属于原创性的或系统性质的专利很少。另外,很多企业都把申请专利数量当成是一件企业的美丽外衣,而很少对专利进行实施,真正实施的专利不到3% .而对比之下,日本对专利进行实施的比例高达34%,两者相差十几倍。

  根据日本工业所有权综合情报馆情报流通部提供的资料介绍,2000年在日本保有专利权的100万件专利中,被实施的专利为34万件,而没有实施的为66万件。专利未实施的理由主要包括以下几方面:一是出于防卫目的,占31.5%;二是效果不明显,占20.8%;三是情势变化,占13.1%;四是开发了新技术,占10.1%;五是商品化利益小,占9.5%.

  中国企业对专利进行实施比例低的原因,一个是为了迎合中国政府浮躁、急功近利、以量充好的口味,多拿奖金;另一个原因是企业技术开发投入费用非常少,没有能力实施。

  根据国家统计局最近发布的经济普查主要数据第二号公报显示,我国在一些已经具有一定规模的工业企业中仅一成多开展科技活动,代表企业自主创新能力的研究与试验发展经费仅占企业销售收入的0.56%,而固定资产投入一直在GDP的45%左右。估计要到2020年,中国工业企业的研发投入才会达到GDP的2.5%左右。这个数值与技术先进国家企业在技术研发经费投入方面进行比较,低得可怜。

  在全球研发投入前50家企业中,欧盟(18家)多于美国(17家),日本为12家。这些企业在前50家企业研发投入总额中所占的比例分别是:欧盟企业36%,美国企业35%,日本企业12%.

  企业要进行自主创新,就意味着企业要增大技术研发经费的投入。目前,中国大多数企业,特别是中小型企业,在资金方面基本上只能勉强维持生产,难以拿出再多的钱用于技术开发。并且搞技术开发转化成商品的过程时间非常慢长,风险很大,更没有人愿意把有限的钱用来搞技术开发。因此,政府必须在政策上,以及财力上给与自主创新型企业更多的支持,这样,企业才产生进行自主创新的积极性。

  在这方面日本政府对中小企业的扶植政策就是我们的典范。日本政府为了解决中小企业所面临的困难,大力推进知识财产的利用,日本专利局建立了专利流通促进事业的实施体制,对一些大的专利实施项目,如果个人或企业没有能力实施,日本政府就委托日本著名的早稻田私立大学替他们实施,然后把专利转让给需要技术的企业。

  而我们国家正好相反,政府只支持大型国有企业申请专利,把专利申请费和专利维护费调得高高的,中国人申请专利的费用,特别是维持费比美国人在本国申请专利的费用还要高(美国申请专利只需交申请费,不需交专利维持费),然后政府通过对企业申请专利进行奖励或者补助的方式,把企业申请专利的费用全部免了;而对个人或中小型企业申请的发明专利,由于经济条件有限,并且得不到政府的支持,因此很难实施,最终只好放弃。

  如果中国政府真的也想支持企业的技术创新工作,首先在管理制度方面就要进行创新,多为中小企业办几件好事。比如向日本政府学习,责成某大学或某研究所成立一个专利技术实施机构,把那些没有能力实施的重大发明专利集中起来进行实施,然后把专利技术转让给那些需要技术的企业。这样做,可以加快专利技术的实施和转化,对国家、企业、个人都有好处,并且还可以提高国人申请专利的积极性,不断增强国人的技术创新能力。

  到了我们国家对专利进行实施的比例高达30% 以上的时候,我们再来谈论,我们什么时候可以建设成为创新型国家还不迟。

  陶显芳    2009-6-4

  作者:陶显芳

当前位置:中国报道周刊 » 百家争鸣 » 从第一颗原子弹的诞生过程,探讨实施技术创新工程的必要性 浏览数

发表您的评论