Tuesday 16 August 2011

高铁意外的科研启示

http://www.nanyang.com.my/node/376049?tid=490

数星期前在中国温州的高速火车意外酿成36人死亡,而震惊全球。当局在第一时间归咎被撞列车被雷击中故障,过后才承认人为错误,引起不少人不满。

意外事故后还牵扯出种种的设计、建造以及规划问题仍然为人诟病。

对于雄心勃勃想要向出口高铁技术的中国来说是重大打击,更让一直自称最先进、最快、最安全的高铁“中国制造”蒙上更深一层的阴影。

不少人从经济与政治角度分析此意外事故,然而笔者却认为,它的发生源自中国科研问题,值得我们进一步探讨。

高速火车发展由德国早在第一次世界大战前就已经开始。

第二次世界大战后,欧洲各国与日本政府出自于政治与经济因素,竞相投入资源在有关高速火车的研发工作。其当时的重点是要在最短的时间内,将大量人群高速运送到其他城市。

在美国,由于战后重点着重航空与大道运输,高速火车相反的并未获得重视。

从开始的柴油引擎改进到最先进的磁电推动系统,从最基本的原理研究开始到最后上路,欧洲与日本用了最少20年的时间学习与累积经验,让每一代的高铁技术都大幅度跳跃。

在过去数十年,日本、法国与德国一直是高铁技术的佼佼者。最快火车速度似乎是成了高铁技术的最高标准。

研发基础能量不足

中国迟至2004年才从日本川崎公司引起高铁技术建筑。随后再与欧洲其他公司合作和进行技术转移,最后在外国技术的基础上改进,再自行申请专利权,虽然这些做法引起外国公司
的抗议与不满,中国仍然坚持开发自主权。

在温州高铁意外后,这些外国公司都认为意外事故的起因可疑。其中日本川崎公司更是一针见血的说明中国在高铁技术上只是改进,而研发基础能量不足是导致这起意外的最大因素。

换句话说,中国虽然自行申请高铁的技术专利权,但是由于时效关系,这些技术都是在外国技术的基础上加以改进,而并非像国外

高铁研发公司一样,一点一滴的累积技术资料和经验,掌握最基本的知识才加以应用。例如京沪高铁开跑时,便曾经在五天内发生三宗电供故障导致高铁停跑。

事实上,不仅中国面对缺乏科技基础研究,世界上不少新兴或是发展中国家,包括我国都面临同样问题。

政府所颁发的科研基金过于注重在近期有成绩,或是有商业价值的科研项目,却忽略了基础科学的重要性。

必须注重基础科学

不管是最近高教部或是科学工艺部所颁发的科研项目,最重要的一格评估项目便是研究项目是否与政府的经济转型计划挂钩。

所谓的基础科学是指学问,也就是最基本的原理。要把任何技术运用在应用科学之前,应该深入了解其最基本原理,才能进一步的发展原理与扩充其运用。

其中笔者经常向学生提出的例子就是牛顿三大力学原则。这三大力学原则几乎括含了世界上所有物理运作,从普通建筑直至火箭发射。

但是为何西方国家科研人员能够从牛顿原理中发展出火箭,而东方国家却未能?

这主要是西方国家的教育制度并未过于注重花俏与走捷径的教学,相反地极度重视基础原理的了解和运用。

同样的,直到今天,在美国的绝大多数科研拨款,仍然是注重基础原理与探测式的实验研究用于验证原理。

绝大多数的科研报告除了报道成果以外,还注重理论上的解释与证实,谨慎态度往往比起其他国家的科研人员有过之而无不及。

美国在科研实力上远远领先世界最主要原因就是注重基础科学的重要性。

由此可见,要在科研成功并没有捷径!

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