日本的科学与技术


 
 
    一、日本的科技立国
 
    70年代,石油危机后出现的经济滞涨形势迫使日本财界和政界寻求发展经济的新出路。当时日本的科技水平已跃居世界前茅,并由技术进口国转为技术出口国,已到了必须走自主开发技术之路的时候了。进入80年代以后,为了适应以微电子技术为中心的新技术革命蓬勃兴起的新形势,日本提出了科学技术立国的发展战略。
    这一发展战略最初反映在通产省产业结构审议会在1980年制定的《80年代通商产业政策构想》和日本政府科技厅1981年的《科学技术白皮书》上,而在1983年日本政府发表的《80年代经济社会的展望和方针》中得到进一步明确。
    日本科技立国的主要内容是:
    1.鉴于日本在科学技术的大部分领域已达到世界先进水平,再用技术引进的方法来推进经济发展已不大可能,今后要把科技政策由引进技术为主转向自主开发为主,充实基础研究,建立加强国内和国际协作的开放型的科研体制。
    2.大力开发尖端科学技术,重点放在微电子技术、光导技术、新型材料技术、生物工程技术、能源技术、宇宙开发技术和海洋开发技术上,以推进知识密集型产业的发展。
    3.建立官民学的协作体制,增加政府对科学研究和教育的投资,大力扶植和支持民间的技术开发能力,加强对技术突破型人才的培养。
    科技立国战略一经提出后,日本的科学技术取得了突飞猛进的发展。
 
    二、日本科技发展的特点
                
    从某种意义上可以说,没有日本过去多年重视发展科学技术,就不会有今天的经济大国日本。目前,日本不仅已成为举世公认的科技大国,而且科技对经济发展的贡献也越来越大。
    1960~1973年,日本的经济增长率为10.9%,其中科技进步对经济增长的贡献为41.3%;1969 ~ 1984年, 日本经济增长率为5.9%,其中科技进步对经济增长的贡献为58.7%;近年来这一比重又增至65%。
    回顾日本战后50年的科技发展,大体上可分为5个阶段:
    第一阶段,从第二次世界大战结束到50年代。这一阶段,发展科技主要是为了保证日本的生存,并为恢复经济和国家自立做准备。
    第二阶段,是指60年代。这一阶段,发展科技主要是为了促进经济高速增长,扩大社会经济基础。
    第三阶段,是指70年代。这一阶段,发展科技主要是为了消除经济高速增长带来的不利影响,提高产品质量,增强日本产品在国际市场的竞争能力,适应急剧变化的世界经济形势。
    第四阶段,是指80年代。这一阶段,发展科技主要是为了解决日本和世界面临的新问题。在重视创造性的科学技术的同时,把科学技术的重点转向了基础研究。
    第五阶段,是指90年代。这一阶段,发展科技主要是为了使日本的技术在世界处于领先地位,迎接下世纪的挑战。该阶段,日本主要是发展以信息技术为中心的高新技术,重点研究和开发新材料、生物工程和宇宙科学等学科。
    战后,日本加强科学技术的研究和开发工作,并通过引进、消化、应用、改造、创新技术,使日本的科技水平有了很大提高,科技研究和开发力量越来越雄厚,一些领域和项目已达到世界先进水平。
    日本科学技术发展的主要特点是:
    1.科技开发投入大
    日本的科技开发投入大,并保持较高的增长率。1960年科技研究费为1 844亿美元,1970年为11 958亿美元,1980年为4 6838亿美元,1990年为12.836万亿美元,比1960年增长63倍。
60年代,日本的研究费用只相当于美国的11.2%、 苏联的
23%,到80年代初已增加到相当于美国的1/3,苏联的97%。
    90年代,日本泡沫经济破灭后,经济复苏乏力,日元急剧升值,在严峻的经济形势下,科技研究费在1992年和1993年有所减少,从1994年又开始回升。1996年度政府预算案中的科技预算额为2.6721万亿日元,比上年增长6.9%,是过去5年中最高的。
    为了迎接21世纪,1996年年初,日本政府做出了在5年内日本科学技术预算将翻一番的计划。2000年日本年度科技预算将达到4.3万亿日元,该预算几乎相当于现行科技预算的两倍,并将占国内生产总值的1%。要实现该目标,科技预算额必须确保每年两位数的增长率。
    2.开发性研究比重高
    从日本研究经费的性质构成看,日本公司等方面1993年度的情况是:基础研究6.7%,应用研究21.4%,开发研究71.9%。
    但是,值得注意的是日本近几年来注意到了基础研究的不足,在新制定的科技发展计划中强调加强基础研究,以缩小在这方面与欧美国家的差距。
    日本政府把产业技术转化作为科技立国的主要措施,责成科技和工业部门制定一系列的计划和政策,这不仅保证了国内重要产业技术的转化效果,而且有效地促使企业广泛吸收和消化国际先进技术,使日本成为世界上最大的产业技术转化国家之一。这也是日本产品技术不断更新,企业始终保持活力的一个重要原因。
    日本的技术利用率位于世界前列,其许多技术产品始终处于国际领先地位。日本企业旺盛的科研开发,是经济保持稳定和长期发展的主要动力。日本企业界对技术特别敏感,舍得在技术设备更新上花本钱,通过对生产设备大量投资来改进产品质量,以产品开发为着眼点对研究开发持续投入巨资,使日本企业的科技日趋成熟,产品始终保持强劲的竞争力。
    1995年日本对半导体行业投资超过1万亿日元,1996年对半导体行业投资的增长趋势还在继续。例如,夏普公司1996年计划在半导体开发上投资1 100亿日元。日本企业为了适应消费水平提高的要求,还大胆地推行产品淘汰制,缩短产品寿命,加快市场流通。 
    3.民间科技研究开发投入高
    日本科技开发的另一显著特点是,民间科技研究开发比重高。日本民间科技研究开发的比重约占日本科技开发总费用的80%。
    从民间研究费占国民生产总值的比重看,1960年为0.83%,1970年为1.19%,1980年为1.41%,1990年为2.32%。但是最近几年由于经济萧条,日本民间科技研究开发的热情有所减退。
    4.注重国际联手研究开发
    研究与开发的国际联手不仅可以解决研制经费的不足,减少重复劳动,还可形成科技合力,加快研究速度,提高经济效益。
    据《日本经济新闻》报道,日本日立公司、三菱电器公司最近与美国得克萨斯仪表公司就联合开发1 000兆位动态随机存取存储器(DRAM)达成协议。开发1 000兆位动态随机存取存储器约耗资10亿美元资金。两国三方的合作可减轻开发资金的负担,并共享开发成果与专利。得克萨斯仪表公司和日本日立公司自1988年以来,联合开发了16兆位、64兆位和256兆位动态随机存取存储器。随着开发高集成化和高速化的半导体芯片的费用不断增加,两家公司联合三菱电器公司参与开发。三家公司计划在两年内突破1000兆位动态随机存取存储器的技术难关,并计划在1999年实现产品化。
    1997年年初,三菱电机公司与美国通用机器公司(IBM)又达成协议,将在网络计算机方面展开广泛合作。IBM负责网络计算机的开发研制,三菱负责网络计算机终端设备的生产制造。三菱电机公司的目的是在1997年在日本推出采用它的商标的网络计算机,其价格在5~10万日元(411~822美元),这将是传统计算机价格的1/3。
    5.注重实施大型研究计划
    抓住大型关键性项目集中财力、人力实施,是日本科技发展的又一特点。日本科技厅把提出基本计划的1996年称为“基本计划元年”,为了实现科技立国,相继提出“综合地球科学”、“开发超级钢铁材料”、“脑的研究”等大型研究计划。并集中有关省厅、大学和企业,从1997年开始共同实施这些研究计划:
    专门建立地球变动预测新领域研究中心,召集国内外研究人员作为流动研究员,10年的事业费高达1.4万亿日元。在金属研究所内设立新领域结构材料研究中心,除该研究所的研究人员外还邀请有关研究人员参加组成150人的研究团,投资1 000亿日元;为了使日本的脑科学研究在世界领先,科技厅把它作为1997年度科技预算的重点,计划每年投入1 000亿日元的研究费,计划总投资额约2万亿日元。
    6.科技人才比重高、素质好
    日本的科研人员1996年为3.2万,1970年为17.2万,1980年为30.3万,1994年增至56.8万,相当于1960年的17倍多,约占人口总数的0.45%。从其研究人员在其总人口中所占比重来看,日本仅次于美国和德国。
    日本特别注意科技人才的培养,硕士、博士获得者人数不断增长。1987年获硕士学位的有17 160人,获博士学位的有8 756人,但在5年后的1992年,获硕士、博士学位的人数分别增加到23 588人(增长37.5%)和10 851人(增长23.9%)。理工科的硕士学位和工科的博士学位增长最快。
    7.重视在国外申请专利
    1992年日本在国外申请专利12.9万项,其中向美国申请的专利所占比重最高,达31.2%。向德国、英国、法国、韩国申请专利所占比重分别为11.2%、10%、8.7%、5.2%。
    1992年,日本人的专利申请在美国、法国、英国、德国的专利申请中所占的比重分别为21.5%、13.7%、12.9%、12.6%。
    8.发表论文越来越多。
    1991年在世界主要科学论文杂志上发表的论文篇数中,美国所占比例为35.1%,其次是日本为8.5%,英国为7.5%,德国为6.8%,前苏联为6.7%。同1981年相比可以看出,在主要国家中惟有日本的这一比率比原来增加了,日本在世界上发表论文的篇数从第5位跃居第2位。从各领域的论文篇数看,日本在化学、物理以及工艺学领域所占比率较高,说明日本在这些领域的研究相对活跃。
                             
    三、令人羡慕的科技成就
   
    经过艰苦卓绝的努力,日本在科学技术领域取得了令人羡慕的成就。
    1.以微电子技术为中心的开发型产业体系已初步建立,微电子技术已普及到开发、设计、生产、运输、通讯、商业和文化教育等各个领域。
    仅生产机器人的厂家就有300多个,月产机器人2 000多台。越来越多的机器人做人们难以从事的工作,生产全面自动化已为期不远了。
    日本正着手研制具有推理能力的第5代机器人。
    2.在光导纤维、光传递机器、光通讯系统等光导技术研究开发方面,取得重大进展,已处于世界领先地位。
    日本的光通讯技术是在1980年日本电报电话公司茨城研究所研制成功100公里无中继光通信技术后,进入实用阶段的。到1985年,光产业的产值就达到了9 000亿日元。
    3.新型材料的开发已取得重大进展。
    日本正在研制精密陶瓷、炭素纤维、耐磨耐热绝缘塑料等新型材料,并取得重大进展。1985年新材料产值就已为1.3万亿日元。
    4.在生物工程方面也取得了可喜的进展
    在研究开发遗传分子的替换、细胞融合、生命基因复活等技术方面,也取得了可喜的进展。
    1985年,在筑波国际科学博览会上展出的一株结出12 000个果实的西红柿,就是生物工程的研究成果。
 
    四、“产、官、学”三结合的研究开发体系
 
    企业、政府、学界三结合的研究开发体系有力地促进了日本科技立国方针的实施。1994年6月日本通产省在一份科技立国报告中,强调指出,“新技术立国”的主角是国内“产、官、学”三者的有效结合。
    1995年1月,村山首相在国会施政演说中,也提出要通过“产、官、学”三者的有效结合,全力实现“科学技术创造立国”。
    1.科学技术会议统帅“产、官、学”三结合
    1959年成立的科学技术会议是日本的最高科技政策审议机构,也是日本首相的科技政策咨询班子。科技大政方针、科技战略目标、重要科技政策皆出于它手。
    首先,科学技术会议的人员组成就是“产、官、学”三结合的典范。
    首相挂帅,大藏及文部大臣、经济企划厅及科技厅长官挑梁,产业、学术、金融界的头面人物参加。科学技术会议下设综合计划、研究目标、能源科技、地球科技、生命科学、发展振兴和学术联络等7个部会。
    其次,科学技术会议直接抓“产、官、学”三结合活动。
    1989年,科学技术会议提出了《关于搞活国立试验研究机构的中长期远景》咨询报告,并成立了产学官协作恳谈会,专议“产、官、学”结合大计。
    2.政府机关带头抓“产、官、学”三结合
    日本政府除了通过科学技术会议统帅“产、官、学”三结合外,还通过出资、技术指导、技术转让等方式组织“产、官、学”结合。
    由科技厅出资,网罗企业、大学等机构的研究人员对重大科研项目进行联合功关。
    通产省经常把引进或开发的技术转让给民间企业;
    农林水产省多次对农业技术开发予以指导。
    北九州市长亲自组织智能工厂自动化研究会,促进中小企业与学术界的联合。
    有一次宫城县水库净水管道渗漏,政府便请东北大学专家教授一起研究对策。当发现漏水原因之一是由于杂散电流腐蚀造成时,政府又请当地企业研制AC检查装置,以迅速及时地查明具体渗漏位置,使问题得到了妥善的解决。
    3.企业积极参与“产、官、学”三结合
    日本企业在积极研制开发新产品的过程中,特别注重与科研院所建立协作关系。
    日本电器公司(NEC)为促进科技成果的转化,专门设立了新产品研制基地──事业场。除自己研制开发下一代新产品外,还积极依靠其他研究所和大专院校共同攻关。
    东陶机器公司为了给产学结合提供场所,专门建立了研究开发中心。
    4.产学联合研究机构是“产、官、学”三结合的重要载体
    早在1987年日本就开始建立产学联合研究机构,目前日本已在近30座国立大学内建立了产学联合研究中心:
    在神户大学设立了“共同研究开发中心”,在东京农工大学设立了“共同研究开发中心”,在名古屋大学设立了“尖端技术共同开发中心”,在京都工艺纤维大学设立了“地区共同研究中心”等。在中心内设有专职教师和公用研究设备,除进行联合研究与委托研究外,还接受企业技术咨询,开展技术培训。
    有的国立大学还成立了产学合作办公室,从事提供信息、产学协调和筹集资金等工作。
    日本学术振兴会通过综合研究联络会议和产学合作研究委员会,推进社会与学术携手合作事业。
    综合研究联络会议由学会和第一线研究人员20人组成,对有发展前途的研究领域及课题进行综合摸底调查,并在此基础上成立了人体染色体和核聚变研究开发委员会。
    产学合作研究委员会目前已有150多个,主要研究超导、无结晶合金、等离子材料科学、文字与声音的人工智能处理等课题。
    5.制度保障“产、官、学”三结合
    行之有效的产学结合制度有力地保障了“产、官、学”三结合体制的顺利实施。目前由文部省监督实施的产学结合制度主要有:
    国立大学与民间联合研究制度。该制度始于1982年,研究项目达1 255个,扩大21倍;研究人员达1 800人,扩大26倍;研究经费达49.5亿日元,扩大6倍。截至1991年3月已联合申请专利198项。联合研究专利由双方共同申报,共同享有,并享有优先使用权。
    大学接受委托研究项目制度。这项制度始于1970年,1990年时接受委托项目达2 203项,年末结算额为51.7亿日元。1992年接受科研资助额达113.4亿日元。根据研究交流法规定,接受民间人士资助委托研究而取得的国有专利权,可将该项专利的一半转让与委托者。
    大学接受企业研究人员制度。国立大学接受企业技术及研究人员,作为代培研究员,给予研究生院一级的指导。仅此一项各大学在1992年就接受企业出资约4亿日元,接受代培研究人员1304人和私费研修人员175人。
    各界赞助奖学金制度。这是大学以自主学术研究和奖学为目的,从民间企业等接受资金的制度。仅1992年就接受赞助捐款482亿日元,相当于10年前的3.7倍。
    企业赞助讲座、资助研究部门制度。用企业赞助金在大学开设赞助讲座和赞助研究部门。每期约2至5年,内容一般根据赞助单位要求决定。目前最受欢迎的是电子和医学等高技术领域。例如,日本电器公司出资请东京大学为其开设电脑、通信讲座;东洋水产公司请东京大学为其开设海洋生物工程讲座;新日铁公司请该大学开设新材料讲座等。此项制度始于1987年。到1991年10月,已在14座大学开设了这种讲座,建立了15个研究部门和2个跨学校研究机构。
    官民特定研究制度于1986年由科技厅创立。该制度规定科技厅的研究所接受民间研究人才,共用本研究所的设备和仪器,同时允许民间研究人员带入必要的设备。联合研究的专利官民双方共有共享。
    1994年12月,日本政府科研最高协调机构科学技术会议,向村山首相提交了两份有关日本21世纪科技发展方向的指导性文件:《关于尖端基础科学技术的研究开发基本方针》、《关于确保科技人才的基本方针》。其中提出了日本今后10年的重点研究领域和177项重要研究开发课题,旨在基础研究领域赶超欧美,为日本经济常胜不衰增加后劲。
    据日本科技厅估计,要完成这些科技项目,日本政府和民间将投资1.2万亿日元。