生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展史范文
時(shí)間:2023-12-21 17:38:00
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篇1
20世紀(jì)60年代,美國(guó)一些著名大學(xué)先后開(kāi)啟了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè),相繼啟動(dòng)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。美國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程教育特點(diǎn)是在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需求驅(qū)動(dòng)建立起來(lái)的具有其自身特性,且反映了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的前沿特征。各個(gè)學(xué)校的本科教育課程雖然具有自己的特色,但在課程設(shè)置上大致可以分為科學(xué)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、關(guān)注領(lǐng)域課程、設(shè)計(jì)課程、人文與社會(huì)科學(xué)課程、專業(yè)選修課程及其他選修課程等六類(lèi)。不同學(xué)校本科課程的主要差異體現(xiàn)在專業(yè)選修課程及其他選修課程的設(shè)置上,各個(gè)學(xué)校根據(jù)自身的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究方向和研究水平特點(diǎn)開(kāi)設(shè)一些相應(yīng)的選修課程,并培養(yǎng)學(xué)生在相應(yīng)方向上的研究探索實(shí)踐能力。這是美國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程本科教育的基本特點(diǎn)。
我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育起步于20世紀(jì)80年代,主要發(fā)源于著名工科院校的信息技術(shù)類(lèi)專業(yè)和力學(xué)專業(yè),進(jìn)而逐漸形成的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育,后來(lái),一些醫(yī)學(xué)院校在醫(yī)學(xué)物理和醫(yī)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上相繼開(kāi)展了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育,于是在我國(guó)基本上形成了這樣兩種類(lèi)型的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科。上述兩類(lèi)院校的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)發(fā)展模式各具側(cè)重,遵循了共同的學(xué)科基礎(chǔ),在培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的應(yīng)用層面上有顯著特點(diǎn)。相對(duì)來(lái)說(shuō),工科院校的生物醫(yī)學(xué)工程培養(yǎng)模式注重工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)和功能拓展,醫(yī)科院校則注重醫(yī)學(xué)與工程結(jié)合、工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的綜合應(yīng)用。
1.中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展思路
生物醫(yī)學(xué)工程是一種交叉學(xué)科,交叉的學(xué)科基礎(chǔ)及其融合的緊密程度決定了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展水平,交叉的學(xué)科發(fā)展推動(dòng)著生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展,并且使得生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究領(lǐng)域變得十分廣泛,而且處在不斷發(fā)展之中。
1.1 學(xué)科發(fā)展軌跡
在中國(guó),基于電子信息工程發(fā)展而來(lái)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科,主要包括生物醫(yī)學(xué)儀器、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理、生物醫(yī)學(xué)信息計(jì)算分析、生物醫(yī)學(xué)成像及圖像處理分析、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建模與仿真、臨床治療與康復(fù)的工程優(yōu)化方法、手術(shù)規(guī)劃圖像仿真以及圖像導(dǎo)引手術(shù)及放療優(yōu)化等;有基于力學(xué)發(fā)展而來(lái)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科,主要包括生物流體力學(xué)、生物固體力學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、計(jì)算生物力學(xué)和微觀尺度的細(xì)胞生物力學(xué)等;基于化學(xué)材料工程發(fā)展而來(lái)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科,主要包括生物材料學(xué)、組織工程與人工器官、物理因子的生物化學(xué)效應(yīng)等。
1.2 學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)
作為交叉學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科,其發(fā)展的關(guān)鍵在于交叉學(xué)科間的交叉融合。構(gòu)建一種良好的交叉結(jié)構(gòu),對(duì)推動(dòng)交叉學(xué)科的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。約翰霍普金斯大學(xué)對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程這樣的交叉學(xué)科的描述有一個(gè)形象的說(shuō)法:交叉學(xué)科如同在不同學(xué)科之間建立起連接橋梁,如果在河兩岸沒(méi)有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),橋是無(wú)法建立好的,對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程這樣一座建立在兩個(gè)不同學(xué)科之間的橋來(lái)說(shuō),它的發(fā)展要求具有堅(jiān)實(shí)的交叉學(xué)科基礎(chǔ)和交叉學(xué)科緊密融合深度。那么在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科構(gòu)建良好的交叉結(jié)構(gòu),需要選取具有理論支撐和技術(shù)支撐的主干學(xué)科進(jìn)行交叉,凝練學(xué)科方向,不能大而全,過(guò)于寬泛。
目前,醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像技術(shù)具有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景,應(yīng)該成為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的重點(diǎn)發(fā)展方向。醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備能有力推動(dòng)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。醫(yī)療儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備是現(xiàn)代醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)中的主流產(chǎn)品,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著主導(dǎo)和引領(lǐng)作用。其發(fā)展水平已成為一個(gè)國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力與水平的重要標(biāo)志之一。產(chǎn)業(yè)化驅(qū)動(dòng)也是學(xué)科發(fā)展的一種動(dòng)力,也為學(xué)生未來(lái)職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)?;卺t(yī)療衛(wèi)生健康事業(yè)的需求和生命科學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì),生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科應(yīng)大力促進(jìn)醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像方法的學(xué)科建設(shè),從而提升整個(gè)學(xué)科的發(fā)展水平。
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)離不開(kāi)一流的學(xué)術(shù)研究和學(xué)術(shù)成果的應(yīng)用。一流的學(xué)術(shù)研究不但能提升學(xué)科的發(fā)展水平,而且能開(kāi)拓學(xué)科縱深發(fā)展,產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)科服務(wù)社會(huì)發(fā)展的能力。學(xué)術(shù)研究的前瞻性和創(chuàng)新性將確保學(xué)科建設(shè)的發(fā)展動(dòng)力和趨勢(shì)以及學(xué)科發(fā)展的活力。
交叉學(xué)科往往具有不同程度的可替代性??商娲猿潭仍礁撸徊鎸W(xué)科存在的必要性就越小。如何減小生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科可替代性的程度是需要深入思考的,是需要提升學(xué)科的特異性的。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的學(xué)術(shù)研究主要包括應(yīng)用理論研究和理論應(yīng)用研究,應(yīng)用理論研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域所需要解決的科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)展新理論、新方法的研究。理論應(yīng)用研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域所需要解決的科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題,借助理工科的相關(guān)理論和方法開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。應(yīng)用理論研究是理論驅(qū)動(dòng)型的學(xué)術(shù)研究,理論應(yīng)用研究是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型的學(xué)術(shù)研究。理論驅(qū)動(dòng)型和應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科學(xué)術(shù)研究的兩種主要模式。理工科大學(xué)具有良好的理論創(chuàng)新基礎(chǔ)和強(qiáng)大的交叉的學(xué)科背景,開(kāi)展理論驅(qū)動(dòng)型研究具有自身優(yōu)勢(shì)。醫(yī)學(xué)院校具有豐富的醫(yī)學(xué)資源,面臨著大量需要應(yīng)用理工知識(shí)解決的醫(yī)學(xué)問(wèn)題,開(kāi)展應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型研究,將很好地實(shí)現(xiàn)與醫(yī)學(xué)的應(yīng)用融合,具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值,有力推進(jìn)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。各自的學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)將有利于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特色發(fā)展,從而增強(qiáng)其不可替代的程度,實(shí)現(xiàn)學(xué)科可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。
1.3 學(xué)科體系
作為一級(jí)學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程,包含學(xué)科的理論體系和技術(shù)體系,且該體系離不開(kāi)所交叉的學(xué)科的理論體系和技術(shù)體系的支撐,此外生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科理論體系和技術(shù)體系既要有學(xué)科自身的特色,又要具有可持續(xù)發(fā)展和一定程度上的不可替代性,這樣學(xué)科才會(huì)有旺盛的生命力。要面向醫(yī)療衛(wèi)生、生物科學(xué)所涉及的重大、重要技術(shù)理論問(wèn)題及基礎(chǔ)應(yīng)用開(kāi)展學(xué)術(shù)研究。實(shí)現(xiàn)良好的學(xué)術(shù)研究定位,形成自己的理論體系和技術(shù)體系。
2.大數(shù)據(jù)時(shí)代的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展
守正創(chuàng)新是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的必由之路,人類(lèi)已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代,所謂大數(shù)據(jù)(bigdata),或稱海量數(shù)據(jù),是指由于數(shù)據(jù)容量太龐大和數(shù)據(jù)來(lái)源過(guò)于復(fù)雜,無(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)工具軟件對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行獲取、管理、存儲(chǔ)、檢索、共享、傳輸、挖掘和分析處理的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)具有“4V”特征:①數(shù)據(jù)容量(volume)大;②數(shù)據(jù)種類(lèi)(variety)多,常常具有不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)來(lái)源;③動(dòng)態(tài)變化快,如各種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),非平穩(wěn)數(shù)據(jù),時(shí)效性要求高;④科學(xué)價(jià)值(value)大,盡管目前利用率低,卻常常蘊(yùn)藏著新知識(shí)和重要特征價(jià)值或具有重要預(yù)測(cè)價(jià)值。大數(shù)據(jù)是需要新的分析處理模式才能挖掘分析出其蘊(yùn)藏的重要特征信息[6。
人體生老病死的生命過(guò)程就是一個(gè)不斷涌現(xiàn)的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)生源,這種源源不斷的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的檢測(cè)、處理與分析,將給生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。模式識(shí)別、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展將帶動(dòng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進(jìn)步。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)廣泛涉及人類(lèi)醫(yī)療衛(wèi)生健康相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域:臨床醫(yī)療、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、公共衛(wèi)生、醫(yī)藥研發(fā)、臨床工程、心里、行為與情緒、人類(lèi)遺傳學(xué)與組學(xué)、基因和蛋白質(zhì)組學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、健康網(wǎng)絡(luò)信息等,可謂包羅萬(wàn)象,紛繁復(fù)雜。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏了種種有科學(xué)價(jià)值的信息,研究有效的大數(shù)據(jù)挖掘的新理論、新技術(shù)和新方法,對(duì)生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和融合計(jì)算分析,充分挖掘生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中的信息關(guān)聯(lián)和特征關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)空間映射關(guān)聯(lián),既能為疾病的預(yù)防、發(fā)生發(fā)展、診斷和治療康復(fù)提供系統(tǒng)化的全新的認(rèn)識(shí),有利于深入疾病機(jī)理研究分析,開(kāi)展個(gè)性化診療。還可以通過(guò)整合系統(tǒng)生物學(xué)與臨床數(shù)據(jù),更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)個(gè)體患病風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)后,有針對(duì)性地實(shí)施預(yù)防和治療。
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科所面臨的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)主要包括多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、多種類(lèi)醫(yī)學(xué)信號(hào)數(shù)據(jù)以及基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息數(shù)據(jù)。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景,從三個(gè)方面應(yīng)用將推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展。
(1)開(kāi)展多模態(tài)影像大數(shù)據(jù)計(jì)算分析。醫(yī)學(xué)影像學(xué)科的發(fā)展從早期看得到,到看得清,目前的看得準(zhǔn),未來(lái)的趨勢(shì)是看得早。只有看得準(zhǔn)和看得早才有利于臨床早期干預(yù),提高治療預(yù)期。醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)計(jì)算分析在影像診斷、手術(shù)計(jì)劃、圖像導(dǎo)引、遠(yuǎn)程醫(yī)療和病程跟蹤將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
建立新的醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)計(jì)算分析模型和數(shù)值計(jì)算方法,挖掘多模態(tài)影像數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)和特征關(guān)聯(lián),將會(huì)提供強(qiáng)有力的影像診斷分析手段,極大地推動(dòng)影像技術(shù)的發(fā)展,具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)價(jià)值。
(2)開(kāi)展多種類(lèi)醫(yī)學(xué)信號(hào)大數(shù)據(jù)計(jì)算分析。醫(yī)學(xué)信號(hào)大多直接產(chǎn)生于生理和病理過(guò)程中的信號(hào),能在不同層面上表達(dá)生理和病理相關(guān)機(jī)制特征。融合多種醫(yī)學(xué)信號(hào)的大數(shù)據(jù)計(jì)算分析,能對(duì)生理病理過(guò)程進(jìn)行更好更全面的闡釋,不僅能深入了解生理病理的狀態(tài)特征和過(guò)程特征,而且能實(shí)現(xiàn)個(gè)體健康監(jiān)測(cè)和管理??梢院芎玫亻_(kāi)展回顧性研究和前瞻性研究,推進(jìn)系統(tǒng)化的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的多種醫(yī)學(xué)信號(hào)數(shù)據(jù)的特征挖掘及特征關(guān)聯(lián)計(jì)算分析。大數(shù)據(jù)挖掘能夠增加準(zhǔn)確度和發(fā)現(xiàn)弱關(guān)聯(lián)的能力,能更好地認(rèn)識(shí)生理病理現(xiàn)象和本質(zhì)。
(3)開(kāi)展基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息大數(shù)據(jù)計(jì)算分析?;蚪M學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和比較基因組學(xué)的不斷發(fā)展涌現(xiàn)了海量的需要計(jì)算分析的生物信息數(shù)據(jù),已進(jìn)入計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)的時(shí)代。開(kāi)展生物信息大數(shù)據(jù)計(jì)算分析,可以拓展組學(xué)研究及不同組學(xué)間的關(guān)聯(lián)研究。從環(huán)境交互、個(gè)體生活方式、心里行為等暴露組學(xué),至細(xì)胞分子水平上的基因組學(xué)、表觀組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、基因蛋白質(zhì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),再到人類(lèi)健康和疾病狀態(tài)的表型組學(xué)等不同層面不同方向上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的關(guān)聯(lián)計(jì)算分析,可以全面闡述生命過(guò)程機(jī)制,挖掘生命過(guò)程特征及關(guān)聯(lián)特征。
3.結(jié)論
篇2
[關(guān)鍵詞] 現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系形成發(fā)展
根據(jù)關(guān)于事物是不斷向前發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看,現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系的形成正是有人類(lèi)社會(huì)以來(lái)醫(yī)療活動(dòng)中所形成的人際關(guān)系不斷完善的結(jié)果。在“醫(yī)院人際關(guān)系”這一稱謂前冠以“現(xiàn)代”二字,不僅表明了這一過(guò)程的不斷延續(xù)直到今天,也包含了其本身仍在發(fā)展變化的深刻寓意。
一、現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系的形成與發(fā)展
醫(yī)院人際關(guān)系的形成與發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程,它的形成與發(fā)展是受生產(chǎn)力水平和醫(yī)學(xué)科技的影響和制約的,與整個(gè)自然科學(xué)與哲學(xué)思想的發(fā)展有密切的聯(lián)系。從古至今,從東方到西方,經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由面到立體多維的醫(yī)院人際關(guān)系,期間大體上可以分為以下四個(gè)發(fā)展階段。
1.原始醫(yī)學(xué)的人際關(guān)系
原始醫(yī)學(xué)在人類(lèi)社會(huì)醫(yī)學(xué)發(fā)展史上占據(jù)了漫長(zhǎng)的時(shí)間,包括有早期的圖騰幻想醫(yī)學(xué)及其晚期的巫術(shù)醫(yī)學(xué)。原始人類(lèi)為了生存和減輕痛苦,研究各種動(dòng)物、植物、礦物對(duì)生物體的利害特征,或通過(guò)自己的經(jīng)驗(yàn)判斷,或通過(guò)畜養(yǎng)動(dòng)物身上觀察某些植物的療效來(lái)尋找治病的方法,如某些植物有毒,某些植物能治療或減輕疾病,原始人類(lèi)知道用砭石、棘刺、骨針作為外科手術(shù)工具,用于取出異物、開(kāi)放膿腫、施行放血術(shù)。盡管這些做法仍是原始人類(lèi)保護(hù)生命的本能,但在原始思維指導(dǎo)下的原始人類(lèi)通過(guò)觀察、思索,再加上把原始的經(jīng)驗(yàn)積累起來(lái),使無(wú)意識(shí)的動(dòng)物本能逐漸過(guò)渡到有意識(shí)的人類(lèi)原始醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)的積累。雖然這一時(shí)期醫(yī)療活動(dòng)的人際關(guān)系非常簡(jiǎn)單,沒(méi)有醫(yī)業(yè)分工,人際關(guān)系主要體現(xiàn)在自救、互救,更沒(méi)有形成過(guò)固定的醫(yī)生與患者的關(guān)系,但正是基于這種原始的互相幫助才得以使其在惡劣的條件下求得生存。
2.古代醫(yī)學(xué)的人際關(guān)系
古代醫(yī)學(xué)的最大進(jìn)步體現(xiàn)在醫(yī)學(xué)逐漸地成為一種獨(dú)立的職業(yè),并且出現(xiàn)了醫(yī)業(yè)分工,像我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期公元前5世紀(jì)名醫(yī)扁鵲,秦漢時(shí)期名醫(yī)張仲景,東漢末年外科杰出名醫(yī)華佗。古代時(shí)期,個(gè)體醫(yī)療是醫(yī)療的主要形式,醫(yī)者主要多為個(gè)體行醫(yī)。許多醫(yī)生游歷鄉(xiāng)間為民治病,當(dāng)然,很多醫(yī)者屬于“座門(mén)等患”的“座堂”先生。古代醫(yī)學(xué)主要是經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué),醫(yī)療活動(dòng)中的人際關(guān)系主要體現(xiàn)在醫(yī)生與病人之間的關(guān)系,醫(yī)生通過(guò)為病人治病而謀生,病人為治病而求助于醫(yī)生,是相對(duì)平等的供求交換關(guān)系。古代時(shí)期醫(yī)院萌芽已出現(xiàn),公元前7世紀(jì),春秋時(shí)代在各國(guó)都城設(shè)立殘廢院,在公元2年漢朝建立最早的收容傳染病的隔離院,東漢時(shí)建立了軍醫(yī)院叫“庵蘆”,元代軍醫(yī)院叫“安樂(lè)堂”。這一時(shí)期醫(yī)院的人際關(guān)系也只是較以往相對(duì)復(fù)雜些,獨(dú)立個(gè)體行醫(yī)仍是當(dāng)時(shí)條件下醫(yī)療的主要形式,這些醫(yī)者間少有往來(lái),多是通過(guò)口口相傳、著書(shū)立說(shuō)為人所知。
3.近代醫(yī)院的人際關(guān)系
近代醫(yī)學(xué)開(kāi)始于“文藝復(fù)興”之后,歐洲在16,17世紀(jì)步入封建社會(huì)后期,由于手工業(yè)工廠的出現(xiàn),生產(chǎn)力的發(fā)展,封建關(guān)系瓦解,從而推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,也促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展,使醫(yī)學(xué)擺脫了僧侶的統(tǒng)治,克服了唯心主義的束縛,使醫(yī)學(xué)的發(fā)展與當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)更相結(jié)合。近代醫(yī)學(xué)一個(gè)最顯著的特征是其建立在分析實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,近代實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)的標(biāo)志就是近代醫(yī)院的產(chǎn)生,近代醫(yī)院成為社會(huì)醫(yī)療的主要形式。[1]盡管同一時(shí)期還有大量個(gè)體醫(yī)療的存在,但無(wú)論從醫(yī)療技術(shù)水平,醫(yī)療能力和物質(zhì)條件來(lái)說(shuō),醫(yī)院都處于領(lǐng)先地位,個(gè)體醫(yī)療從此退居輔助、邊緣地位。近代醫(yī)院為適應(yīng)近代實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了專科分工,醫(yī)護(hù)分工,醫(yī)技分工,集體協(xié)作醫(yī)療。盡管分科、分工不細(xì),但這些分工與集體協(xié)作仍是近代醫(yī)院基本特征。
近代醫(yī)院人際關(guān)系開(kāi)始走向復(fù)雜,主要有醫(yī)生與患者之間的關(guān)系、醫(yī)生與護(hù)士之間的關(guān)系,醫(yī)生與醫(yī)生之間的關(guān)系,醫(yī)生與醫(yī)技人員之間的關(guān)系。醫(yī)生與患者之間的關(guān)系是近代醫(yī)院人際關(guān)系中的主要關(guān)系,醫(yī)患關(guān)系既有“主仆關(guān)系”,又有“平等合作”的關(guān)系,人際關(guān)系既有集體協(xié)作的關(guān)系,又有同行競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。這一點(diǎn),前些年曾有一部膾炙人口的電視劇《神醫(yī)喜來(lái)樂(lè)》,就集中鮮明地塑造了晚清末期宮廷、民間醫(yī)者之間醫(yī)德醫(yī)術(shù)的矛盾對(duì)立乃至大時(shí)代背景下中外醫(yī)者之間的智慧的交叉與碰撞。
4.現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系
20世紀(jì)中期后特別是近三十年來(lái),由于電子、核子、計(jì)算機(jī)等最新自然科學(xué)領(lǐng)域的重大突破,大量高新技術(shù)滲入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了現(xiàn)代化的技術(shù)手段,并且為醫(yī)學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),使醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)向宏觀和微觀兩個(gè)方面飛速發(fā)展。多學(xué)科的互相滲透,促使醫(yī)學(xué)也產(chǎn)生了眾多新興學(xué)科:如分子生物學(xué)、現(xiàn)代免疫學(xué)、遺傳工程、病理生物學(xué)、生物物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等。進(jìn)入現(xiàn)代醫(yī)學(xué)階段,醫(yī)學(xué)迅速發(fā)展。本世紀(jì)70年代,歐美等工業(yè)、科技先進(jìn)國(guó)家率先進(jìn)入現(xiàn)代醫(yī)院發(fā)展階段。這是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)、文化發(fā)展的必然結(jié)果。時(shí)至今日,這股大潮已席卷全球。雖然現(xiàn)代醫(yī)院的發(fā)展還不夠全面和充分,遠(yuǎn)未到終點(diǎn),但這一切都昭示了現(xiàn)代醫(yī)院發(fā)展的趨勢(shì)?,F(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系呈現(xiàn)出立體多維的結(jié)構(gòu)體系。人際交往劇增,人際關(guān)系復(fù)雜多樣,聯(lián)系廣泛,呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀,并有多向合作、互相交流溝通的特點(diǎn)。人際關(guān)系還有國(guó)際化趨勢(shì)、法規(guī)化趨勢(shì)。人際關(guān)系多種類(lèi)型并存,多種形式同在。
二、現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式由近代傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)模式向現(xiàn)代生物、心理、社會(huì)醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變,醫(yī)學(xué)科學(xué)呈現(xiàn)出六個(gè)方面的特點(diǎn):(1)醫(yī)學(xué)發(fā)展的高速化,發(fā)明與應(yīng)用周期明顯縮短,知識(shí)更新加快;(2)醫(yī)學(xué)學(xué)科既高度分化又高度綜合,使一些醫(yī)學(xué)體系呈現(xiàn)立體多維網(wǎng)絡(luò)化;(3)微觀與宏觀研究?jī)杉?jí)并進(jìn),醫(yī)學(xué)科學(xué)社會(huì)化趨勢(shì)明顯加大;(4)大量新技術(shù),如計(jì)算機(jī)信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué),醫(yī)學(xué)研究科學(xué)化;(5)重視社會(huì)因素,心理因素對(duì)人健康與疾病的影響。醫(yī)學(xué)工作者不僅重視人體微觀低層次內(nèi)環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡,而且重視整體性,如精神與軀體的平衡;(6)醫(yī)學(xué)科學(xué)國(guó)際化的趨勢(shì)。醫(yī)學(xué)科學(xué)研究打破國(guó)界,醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)相互引進(jìn)?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)院的發(fā)展,使現(xiàn)代醫(yī)院的人際關(guān)系形成了明顯的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),概括起來(lái)主要有以下五點(diǎn):
在現(xiàn)代醫(yī)院發(fā)展過(guò)程中,由于醫(yī)務(wù)人員在醫(yī)療行為中始終占據(jù)主導(dǎo)地位,并且醫(yī)院分科精細(xì),醫(yī)務(wù)人員分工專一,醫(yī)療活動(dòng)必須在集體協(xié)作之下共同完成,這就需要醫(yī)務(wù)人員之間要“避免相妒,凡事求真,言必由衷;應(yīng)謙恭有禮地相處,不可任意批評(píng),更不能再患者或其家屬面前”起爭(zhēng)執(zhí)?,F(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系呈現(xiàn)出明顯的特點(diǎn)和趨勢(shì),主要有以下四點(diǎn):
1.多維聯(lián)系趨勢(shì)
由于醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,分科分工精細(xì),病人從診斷到治療藥經(jīng)過(guò)許多科室,許多醫(yī)務(wù)人員。因此,病人要得到及時(shí)的診治,從心理上和行為上要與多方發(fā)生聯(lián)系,希望得到各方面的“關(guān)照”。醫(yī)務(wù)人員越來(lái)越懂得重視社會(huì)、心理因素對(duì)健康和疾病的影響,注意接觸病人,同病人主動(dòng)建立聯(lián)系,以加強(qiáng)心理治療。因此,病人與醫(yī)生都主動(dòng)建立多維聯(lián)系和進(jìn)行信息、心理的交流,心靈的溝通。
2.經(jīng)濟(jì)關(guān)系強(qiáng)化趨勢(shì)
現(xiàn)代醫(yī)院既講社會(huì)效益,也講經(jīng)濟(jì)效益;現(xiàn)代醫(yī)院既講管理,也講經(jīng)營(yíng);現(xiàn)代醫(yī)生既講奉獻(xiàn),也必須追求個(gè)人價(jià)值和經(jīng)濟(jì)利益。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,醫(yī)患雙方始終存在著經(jīng)濟(jì)關(guān)系,這是不可避免的。正是由于患者具有病人和消費(fèi)者的雙重角色,醫(yī)務(wù)人員通常也具有醫(yī)者和經(jīng)營(yíng)者的雙重身份,因此,近年來(lái)醫(yī)患之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系在不斷強(qiáng)化,隨之而來(lái)的就是大到整個(gè)醫(yī)療衛(wèi)生體系,小到每個(gè)醫(yī)療科室內(nèi)部的利益合理分配問(wèn)題。
3.法規(guī)化趨勢(shì)
傳統(tǒng)醫(yī)院人際關(guān)系,很大程度上是靠倫理道德規(guī)范維系的,通過(guò)人的內(nèi)心信念、傳統(tǒng)習(xí)俗和社會(huì)輿論來(lái)調(diào)節(jié)、約束人際關(guān)系。在現(xiàn)代社會(huì),單靠倫理準(zhǔn)則來(lái)規(guī)范約束醫(yī)務(wù)人員彼此之間的行為顯然是不夠的,即便單靠行政管理也是不完整的。因此,對(duì)現(xiàn)代醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員彼此間權(quán)益、地位關(guān)系的立法,不妨成為一種構(gòu)想,并且在條件成熟的情況下促使之成為維護(hù)人際關(guān)系正常發(fā)展的制度和重要手段。
4.國(guó)際化趨勢(shì)
由于現(xiàn)代各國(guó)都擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放,國(guó)際間交流不斷擴(kuò)大,醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)打破國(guó)界,各國(guó)醫(yī)務(wù)人員之間相互交流、接觸日趨增多,而這種交流在某種意義上代表著醫(yī)學(xué)發(fā)展的高端水平和未來(lái)的趨勢(shì)。相信在未來(lái),不僅一個(gè)國(guó)家內(nèi)部的醫(yī)務(wù)人員可以在本國(guó)內(nèi)跨地區(qū)行醫(yī),亦可以實(shí)現(xiàn)各國(guó)醫(yī)務(wù)人員間的跨國(guó)行醫(yī),從而實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的醫(yī)療人才、資源互補(bǔ),而不再只限于學(xué)術(shù)上的交流。因此,現(xiàn)代醫(yī)院醫(yī)生必須適應(yīng)人際關(guān)系的國(guó)際化趨勢(shì)。
通過(guò)深入挖掘現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系的演變發(fā)展進(jìn)程以及綜合概述現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系的特點(diǎn),我們可以發(fā)現(xiàn)其中包含著對(duì)我們現(xiàn)代醫(yī)院建設(shè)的深刻意義?,F(xiàn)今,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系的綜合研究相對(duì)較少,既往的研究也局限于某些特定專業(yè)立場(chǎng)。例如管理人員對(duì)醫(yī)患關(guān)系矛盾沖突根源進(jìn)行深入挖掘,護(hù)理專業(yè)學(xué)者從維護(hù)護(hù)理工作人員權(quán)益出發(fā)對(duì)醫(yī)護(hù)間各種現(xiàn)象研究較多,醫(yī)院行政管理人員對(duì)其與臨床間關(guān)系研究較多……當(dāng)然,這些都不乏正面積極的作用,但我們更需要能夠站在一個(gè)全面統(tǒng)籌的高度對(duì)現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系作整體、深入、權(quán)威的把握,才能對(duì)現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系有一個(gè)全面、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),真正理順現(xiàn)代醫(yī)療活動(dòng)中所衍生的各項(xiàng)人際關(guān)系,以便更好地服務(wù)于現(xiàn)代醫(yī)院發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。
參考文獻(xiàn):
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[2]王志杰:現(xiàn)代醫(yī)院人際關(guān)系學(xué)[M].北京:學(xué)苑出版社,1998.5:8
篇3
有一類(lèi)具有共同演化特征的產(chǎn)業(yè)在19世紀(jì)末逐漸形成,并在二戰(zhàn)后導(dǎo)致了全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的巨大變化,而進(jìn)入21世紀(jì),這類(lèi)產(chǎn)業(yè)逐漸成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的新引擎。這類(lèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與科學(xué)進(jìn)步有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,將其稱之為“基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)”?;诳茖W(xué)的產(chǎn)業(yè)可能推動(dòng)整個(gè)經(jīng)濟(jì)范式的改變,這充分體現(xiàn)在19世紀(jì)現(xiàn)代電氣工業(yè)與化工業(yè)及20世紀(jì)半導(dǎo)體對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)范式的改造。而21世紀(jì)生物化學(xué)、生物醫(yī)藥、新能源、新材料等產(chǎn)業(yè)的影響初見(jiàn)端倪,逐漸成為國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),也成為各國(guó)政府所密切關(guān)注的產(chǎn)業(yè)。改革開(kāi)放三十多年來(lái),我國(guó)在水利工程、機(jī)床制造、家電業(yè)等基于技術(shù)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域取得了很大成就,但主要是基于產(chǎn)品和工藝技術(shù)、工程技術(shù)的改良。而在基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,盡管我國(guó)在政策、投資、研發(fā)、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等方面都進(jìn)行了諸多努力,但發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)于我國(guó)始終保持著較為穩(wěn)定、強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)在上述產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的趕超存在諸多困難,在于沒(méi)有厘清基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)其獨(dú)特的現(xiàn)象和發(fā)展規(guī)律。本文通過(guò)訪談劍橋大學(xué)工程系石墨烯中心以及北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院心血管科的研究人員獲得一手資料,結(jié)合二手?jǐn)?shù)據(jù)分析心電圖和石墨烯兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,分析并提出了基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)“積淀—突破—爆炸式增長(zhǎng)”的發(fā)展模式以及該模式中的三類(lèi)關(guān)系,即科學(xué)與技術(shù)的Z字形互動(dòng)關(guān)系、核心產(chǎn)品與衍生產(chǎn)品的關(guān)系以及形成主導(dǎo)設(shè)計(jì)后本產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的融合。
1文獻(xiàn)回顧與分析框架
1.1基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)概念的界定基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)有其一系列獨(dú)特的發(fā)展規(guī)律。如科學(xué)在該類(lèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中始終起著關(guān)鍵作用,是每一次產(chǎn)業(yè)根本性進(jìn)步的發(fā)端;經(jīng)歷長(zhǎng)期的基礎(chǔ)科學(xué)研究的積淀,往往出現(xiàn)科學(xué)上的根本性突破,引發(fā)爆炸性的科研浪潮,形成平臺(tái),支撐科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展;當(dāng)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)形成及核心產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定性后,技術(shù)往往與其他產(chǎn)業(yè)技術(shù)融合或向多個(gè)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散。上述基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)進(jìn)步現(xiàn)象用現(xiàn)有的六代創(chuàng)新模型都難以解釋。由于這六代模型形成時(shí)的商業(yè)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)環(huán)境與現(xiàn)代有很大差異,導(dǎo)致其并沒(méi)有洞察這種新發(fā)展范式的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)六代創(chuàng)新模型的總結(jié)發(fā)現(xiàn),后三代創(chuàng)新模型側(cè)重于關(guān)注創(chuàng)新的組織模式,前三代模型更多地關(guān)注創(chuàng)新的原始動(dòng)力。然而由于20世紀(jì)50年代到80年代的經(jīng)濟(jì)環(huán)境,學(xué)者們并沒(méi)有關(guān)注科學(xué)作為一種重要的創(chuàng)新原始動(dòng)力對(duì)創(chuàng)新的獨(dú)特影響(如表1所示)。自20世紀(jì)70年代起,學(xué)者們開(kāi)始專注這類(lèi)基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)。Gibbons和Johnston首次提出了“基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)”這個(gè)概念,認(rèn)為有一類(lèi)產(chǎn)業(yè),相對(duì)于其他產(chǎn)業(yè),其技術(shù)創(chuàng)新明顯更加依賴于科學(xué)進(jìn)步。Nelson和Winter在其《經(jīng)濟(jì)演化理論》一書(shū)中對(duì)不同產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行了實(shí)證研究,提出了兩類(lèi)技術(shù)體制,即“基于科學(xué)的技術(shù)體制”和“積累性的技術(shù)體制”。他們認(rèn)為在前者產(chǎn)業(yè)中,技術(shù)創(chuàng)新的原始動(dòng)力是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的外生變量,如大學(xué)基礎(chǔ)科研的突破;而后者產(chǎn)業(yè)中,技術(shù)創(chuàng)新更多地依靠產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的技術(shù)積累。其他學(xué)者們也發(fā)現(xiàn)了這類(lèi)產(chǎn)業(yè)的特性,并對(duì)其進(jìn)行了研究。在總結(jié)上述學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,本文將產(chǎn)業(yè)分為兩類(lèi):基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè):產(chǎn)業(yè)發(fā)展強(qiáng)烈地依賴于科學(xué)研究,產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)進(jìn)步普遍地、一貫地、強(qiáng)烈地依賴于科學(xué)新發(fā)現(xiàn)。典型產(chǎn)業(yè)如生物化學(xué)、制藥業(yè)、有機(jī)化學(xué)、化妝品業(yè)等?;诩夹g(shù)的產(chǎn)業(yè):產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)科學(xué)研究依賴性弱,該產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)為技術(shù)自身的演化,也就是由已有技術(shù)的突破、改進(jìn)、組合、調(diào)整、變形而形成的新技術(shù)。典型產(chǎn)業(yè)如水利工程、道路橋梁建設(shè)、家具業(yè)、印刷業(yè)等。前人對(duì)上述兩類(lèi)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行了描述,在此基礎(chǔ)上分別將基于科學(xué)和基于技術(shù)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)總結(jié)如下?;诳茖W(xué)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn):(1)創(chuàng)新顯著地來(lái)源于科學(xué)研究成果。(2)創(chuàng)新源往往來(lái)自企業(yè)外部,多為公共研究部門(mén)。大學(xué)和研究所參與創(chuàng)新的程度很高,產(chǎn)學(xué)研是最典型的創(chuàng)新模式。產(chǎn)品和工藝等創(chuàng)新的本質(zhì)是將科學(xué)新發(fā)現(xiàn)商業(yè)化。(3)企業(yè)與公共研究部門(mén)保持密切聯(lián)系來(lái)獲得外部知識(shí)成為創(chuàng)新成功的關(guān)鍵要素。(4)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)豐富,科學(xué)上的進(jìn)步創(chuàng)造了一系列的潛在產(chǎn)品。(5)R&D投入強(qiáng)度很高。(6)在這類(lèi)產(chǎn)業(yè)—科學(xué)關(guān)聯(lián)中,往往是產(chǎn)業(yè)與其所基于的科學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域發(fā)展都不成熟。例如生物醫(yī)藥業(yè),該產(chǎn)業(yè)處于成長(zhǎng)期,所基于的科學(xué)領(lǐng)域——生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)也處于快速發(fā)展時(shí)期,不斷有新的研究發(fā)現(xiàn)[11]?;诩夹g(shù)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn):(1)創(chuàng)新是技術(shù)本身的發(fā)展或工程活動(dòng)的結(jié)果。(2)企業(yè)創(chuàng)新能力主要來(lái)源于組織內(nèi)部積累性的學(xué)習(xí)過(guò)程。(3)創(chuàng)新成功的關(guān)鍵要素在于本企業(yè)的技術(shù)投入、技術(shù)積累以及對(duì)各種技術(shù)知識(shí)和能力要素的整合。(4)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的增長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)定。(5)R&D投入強(qiáng)度相對(duì)較低。(6)在這類(lèi)產(chǎn)業(yè)—科學(xué)關(guān)聯(lián)中,往往是產(chǎn)業(yè)處于成長(zhǎng)期或成熟期,而相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展比較成熟。如公路、鐵路橋梁工程、船舶制造、機(jī)床制造等工程領(lǐng)域,對(duì)應(yīng)的機(jī)械原理、工程學(xué)等相對(duì)成熟、穩(wěn)定,在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有突破性的新發(fā)展。
1.2基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的分析框架經(jīng)典的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式分析一般重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)和市場(chǎng)(或產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè))兩個(gè)維度的演化問(wèn)題。技術(shù)維度的分析主要涉及Dosi的技術(shù)范式和技術(shù)軌道理論,Christensen、Kim等人提出了技術(shù)成長(zhǎng)曲線理論以及Galvin、Probert總結(jié)的技術(shù)路線圖工具。市場(chǎng)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)層面主要涉及Vernon的產(chǎn)品生命周期理論、Abernathy和Utterback的A-U模型以及Gort和klepper的產(chǎn)業(yè)生命周期理論。由于本文的研究對(duì)象——基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)其發(fā)展強(qiáng)烈地依賴于科學(xué)研究,產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)進(jìn)步普遍地、一貫地、強(qiáng)烈地依賴于科學(xué)新發(fā)現(xiàn),本文將科學(xué)作為一個(gè)維度來(lái)分析該類(lèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與科研的關(guān)系。同時(shí),通過(guò)初步的數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)存在普遍的產(chǎn)業(yè)融合現(xiàn)象,為了研究產(chǎn)業(yè)融合問(wèn)題,本文將相關(guān)產(chǎn)業(yè)設(shè)為一個(gè)與科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)平行的維度進(jìn)行分析。
1.2.1分析的維度科學(xué):重點(diǎn)關(guān)注重大的科研事件,剖析科研事件之間的聯(lián)系,如核心科學(xué)突破與科學(xué)進(jìn)步之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)以及對(duì)技術(shù)發(fā)展的影響。技術(shù):關(guān)注技術(shù)突破的典型事件,技術(shù)突破之間的關(guān)系,技術(shù)突破對(duì)科學(xué)的影響,以及技術(shù)突破對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響,如技術(shù)興起對(duì)產(chǎn)業(yè)興起的影響,主導(dǎo)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響等。產(chǎn)業(yè):關(guān)注早期市場(chǎng)需求的形成、早期產(chǎn)品的形成、何時(shí)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化并出現(xiàn)專利、核心產(chǎn)品與衍生產(chǎn)品等典型產(chǎn)業(yè)發(fā)展事件。其他產(chǎn)業(yè):關(guān)注相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)對(duì)所研究的產(chǎn)業(yè)的影響,分析產(chǎn)業(yè)融合問(wèn)題。
1.2.2關(guān)注的指標(biāo)時(shí)間及順序:需要關(guān)注關(guān)鍵事件的發(fā)生時(shí)間及順序,例如技術(shù)、產(chǎn)業(yè)興起的時(shí)間節(jié)點(diǎn),科研積淀、核心科學(xué)突破、主導(dǎo)設(shè)計(jì)確立、產(chǎn)業(yè)融合發(fā)生的時(shí)間區(qū)間,以及發(fā)生的先后次序。通過(guò)時(shí)間順序初步推斷事件間的因果關(guān)系。維度間的關(guān)系:關(guān)注4個(gè)維度的相互關(guān)系。在基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)這個(gè)分析背景下,在整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)中,重點(diǎn)關(guān)注科學(xué)與技術(shù)之間是什么關(guān)系,技術(shù)如何影響產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)間的融合又產(chǎn)生什么影響等。
2基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展案例
2.1研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源考慮到“基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)”這個(gè)研究課題尚未形成成熟的理論體系,本文選取心電圖產(chǎn)業(yè)和石墨烯產(chǎn)業(yè)進(jìn)行探索性案例研究,通過(guò)歸納法進(jìn)行理論構(gòu)建。選取心電圖和石墨烯兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的原因在于這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)是典型的基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè),心電圖的發(fā)明和石墨烯的成功制備分別獲得了1924年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)和2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都持續(xù)地高度依賴于科學(xué)研究。本文通過(guò)對(duì)心電圖和石墨烯兩個(gè)案例的研究,探討基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式。案例資料數(shù)據(jù)來(lái)源:(1)科學(xué)論文:主要涉及心電圖、石墨烯技術(shù)路徑方面的文獻(xiàn)。(2)圖書(shū):關(guān)于心電圖、石墨發(fā)展史的圖書(shū)。(3)訪談:分別對(duì)北大醫(yī)學(xué)院心血管內(nèi)科、劍橋大學(xué)工程系石墨烯中心的研究人員進(jìn)行了訪談,收集了一手?jǐn)?shù)據(jù)。心電圖領(lǐng)域的訪談主要涉及心電圖科研成果、技術(shù)、產(chǎn)品的關(guān)系以及在臨床上的應(yīng)用等。劍橋大學(xué)工程系石墨烯中心在全球石墨烯研究處于領(lǐng)先地位,筆者對(duì)該中心的幾名研究人員進(jìn)行了訪談,主要涉及石墨烯基礎(chǔ)科研發(fā)展之間的關(guān)系以及石墨烯的應(yīng)用前景。
2.2心電圖產(chǎn)業(yè)案例概況本文梳理了心電圖領(lǐng)域科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)4個(gè)層面在發(fā)展歷史上的重大事件,厘清了各個(gè)事件之間的邏輯關(guān)系,總結(jié)為表2,并根據(jù)表2總結(jié)了心電圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑(見(jiàn)圖1)。心電圖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以分為早期基礎(chǔ)科研、心電圖興起和近現(xiàn)代心電圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展三個(gè)時(shí)期。第一時(shí)期(17世紀(jì)—18世紀(jì)):電的利用,電對(duì)生物體組織的影響的觀察以及生物電的發(fā)現(xiàn)。17世紀(jì)初,物理學(xué)家Gilbert、Browne等發(fā)現(xiàn)了靜電的存在,在此之后,各種靜電計(jì)不斷被發(fā)明出來(lái)。在靜電計(jì)的幫助下,18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)中葉的一個(gè)世紀(jì)里,Bancroft、Walsh、Sowdon、Galvani、Kite、Nobili等學(xué)者陸續(xù)發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了生物電的存在,并通過(guò)解剖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了生物電與肌肉、神經(jīng)和部分器官(特別是心臟)機(jī)能之間的聯(lián)系。第二時(shí)期(1800—1895):為了檢測(cè)出心電,驗(yàn)電設(shè)備不斷改進(jìn),機(jī)器靈敏度不斷提高。在19世紀(jì)一個(gè)世紀(jì)里,Oerste、Schweigger、Nobi-li、Thompson、Arsonval、Deprez等學(xué)者不斷推動(dòng)著驗(yàn)電設(shè)備的進(jìn)步。1858年Thompson發(fā)明了鏡式電流計(jì)。1872年Lippmann發(fā)明了毛細(xì)管電位計(jì)。由于驗(yàn)電設(shè)備越來(lái)越靈敏,新的心電現(xiàn)象得以觀察,很多猜想得到了驗(yàn)證。1850年,Hoffa證明了電流會(huì)導(dǎo)致心顫。1856年Koelliker和Muller利用電流表證明了每一次心跳都伴隨著電流變化。1875年Caton制成了第一份有明確記載的心電圖記錄。1885年Einthoven首次從體表記錄到心電波形。1887年Waller通過(guò)毛細(xì)管靜電計(jì)記錄下歷史上第一個(gè)人類(lèi)的心電圖,證明了人類(lèi)心臟跳動(dòng)伴隨著有規(guī)律的電流變化并提出“心電圖(electrocardiogram)”一詞。1890年Burch通過(guò)數(shù)學(xué)方法,將毛細(xì)管靜電計(jì)記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形。第三時(shí)期(1895至今):第一個(gè)精確心電圖問(wèn)世,心電圖逐漸產(chǎn)業(yè)化為一種醫(yī)療工具。1895年Einthoven利用改良后的靜電計(jì)和1890年Burch改良的數(shù)據(jù)—圖像算法,檢測(cè)到人類(lèi)心電5種波形:P、Q、R、S和T,成為現(xiàn)代心電治療的基礎(chǔ)。1903年,Einthoven開(kāi)始與劍橋科學(xué)儀器公司商討弧線電流計(jì)的商業(yè)化生產(chǎn)。1906年,通過(guò)心電圖儀(以弦線電流計(jì)為基礎(chǔ))測(cè)度的正常和異常心電圖,Ein-thoven首次系統(tǒng)地論述了許多心電醫(yī)學(xué)現(xiàn)象如:左、右心房、心室肥厚時(shí),U波,QRS波,室性早搏,室性二聯(lián)律,心房撲動(dòng)和完全性心臟傳導(dǎo)阻滯等。自此,有了心電圖儀和通過(guò)5種波形表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)正常心電圖,形成了現(xiàn)代心臟醫(yī)療和設(shè)備創(chuàng)新的基本邏輯:醫(yī)學(xué)家們逐步形成某類(lèi)心臟疾病的心電圖確診標(biāo)準(zhǔn)—測(cè)度心電圖—與正常心電圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)某類(lèi)波形的異?!碾姼深A(yù)儀器—臨床治療。遵循這種基本邏輯,20世紀(jì)初至今,左、右心房、心室肥厚時(shí),U波、QRS波、室性早搏、室性二聯(lián)律、房顫、心絞痛、梗死、心動(dòng)過(guò)速等越來(lái)越多的心臟疾病被發(fā)現(xiàn)并形成確診的心電圖標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),心電圖儀在一個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里也越來(lái)越先進(jìn),并與其他電路技術(shù)、無(wú)線技術(shù)結(jié)合,如1978年晶體管應(yīng)用于心電圖儀。另外,起搏器、除顫器等心電干預(yù)設(shè)備得以問(wèn)世并不斷改良,越來(lái)越輕薄,并可植入人體。1924年,Einthoven因發(fā)現(xiàn)心電圖機(jī)制獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
2.3石墨烯產(chǎn)業(yè)案例概況與心電圖產(chǎn)業(yè)的分析類(lèi)似,本文梳理了石墨烯領(lǐng)域科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)4個(gè)層面在發(fā)展歷史上的重大事件,厘清了各個(gè)事件之間的邏輯關(guān)系,總結(jié)為表3,并根據(jù)表3總結(jié)了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑(見(jiàn)圖2)。與心電圖產(chǎn)業(yè)不同,石墨烯產(chǎn)業(yè)興起于2004年,發(fā)展時(shí)間短但產(chǎn)業(yè)化速度快,科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)3個(gè)層次間的時(shí)滯不如心電圖產(chǎn)業(yè)那樣明顯。另外,由于材料產(chǎn)業(yè)本身的特點(diǎn),石墨烯產(chǎn)業(yè)與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)十分密切。石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以分為早期基礎(chǔ)科研、實(shí)驗(yàn)室石墨烯制備、石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展3個(gè)時(shí)期。第一時(shí)期(1859—2004):石墨結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的早期研究,及石墨薄片的分離方法探索。1859年,英國(guó)化學(xué)家Brodie發(fā)現(xiàn)了氧化石墨具有層狀結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)初,X射線晶體學(xué)創(chuàng)立以來(lái),石墨薄片的研究開(kāi)始興起,科學(xué)家們努力嘗試觀察并分離更薄的石墨薄片。另一方面,也有很多科學(xué)家認(rèn)為石墨烯是不可能在常溫下存在的。1918年,Kohlschütter和Haenni通過(guò)粉末衍射法發(fā)現(xiàn)了石墨氧化物薄片(graphiteoxidepaper)的性質(zhì)。1924年,通過(guò)單晶衍射法發(fā)現(xiàn)了石墨氧化物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。1934年,Peierls提出準(zhǔn)二維晶體材料由于其本身的熱力學(xué)不穩(wěn)定性,在室溫環(huán)境下會(huì)迅速分解或拆解。關(guān)于石墨烯存在的可能性,科學(xué)界一直有爭(zhēng)論。1947年,Wallace率先開(kāi)始研究石墨烯的性質(zhì),這是對(duì)石墨三維電子性質(zhì)探索的開(kāi)始。在這期間,Semenoff、DeVincenzo和Mele提出了無(wú)質(zhì)量狄拉克方程,提出狄拉克點(diǎn)導(dǎo)致量子霍爾效應(yīng)(石墨烯的特性之一是存在常溫量子霍爾效應(yīng))。隨著電子級(jí)顯微技術(shù)的發(fā)展以及分離萃取技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們提取出的石墨薄片越來(lái)越薄。1948年,Ruess和Vogt發(fā)表了最早用透射電子顯微鏡拍攝的少層石墨(層數(shù)在3~10層之間的石墨)圖像。隨后,電子顯微鏡觀察到單層石墨。1966年,Mermin和Wagner提出Mermin-Wagner理論,證明不可能存在二維晶體材料。因此,作為二維晶體材料的石墨烯只是作為研究碳質(zhì)材料的理論模型,一直未受到廣泛關(guān)注。然而對(duì)石墨薄片的研究熱情依然沒(méi)有減退,20世紀(jì)70年代,對(duì)單層碳原子石墨平面材料的關(guān)注超過(guò)了其他材料,這期間對(duì)石墨的研究主要依靠透射電子顯微鏡。1990年,開(kāi)始嘗試微機(jī)械分離法制作石墨薄片,但到2004年前,薄度一直在50~100層以上。2002年,出現(xiàn)最早的石墨薄片生產(chǎn)技術(shù)專利,叫做“納米級(jí)石墨薄片”。這是最早的石墨薄片大規(guī)模生產(chǎn)的專利。第二時(shí)期(2004—2005):成功分離單層碳原子石墨層,即石墨烯。2004年,Geim和Novoselov首次成功從石墨中分離出了單層碳原子石墨層,即石墨烯。由于上述提取技術(shù),石墨烯的光、電、熱傳導(dǎo)、機(jī)械、生物化學(xué)、化學(xué)傳感等一系列優(yōu)良性質(zhì)得以直接觀察。2005年,Kim和Zhang證實(shí)了石墨烯的準(zhǔn)粒子(quasiparti-cle)是無(wú)質(zhì)量迪拉克費(fèi)米子(diracfermion),引起一股研究石墨烯的熱潮。自此,眾多科學(xué)家投身于石墨烯的研究。第三時(shí)期(2005至今):石墨烯的各種特性被發(fā)現(xiàn),科學(xué)成果激發(fā)了許多技術(shù)創(chuàng)新,產(chǎn)業(yè)化迅猛發(fā)展。由于成功實(shí)現(xiàn)了石墨烯的制備,大大促進(jìn)了科學(xué)研究的進(jìn)度,石墨烯在光、電、熱傳導(dǎo)、機(jī)械、生物化學(xué)、化學(xué)傳感等多方面的多種優(yōu)良特性在9年的時(shí)間里不斷被發(fā)現(xiàn)。如室溫量子霍爾效應(yīng)、室溫高載流子遷移率、高光電轉(zhuǎn)換效率、石墨烯薄片與單層氦鍵合形成絕緣的石墨烷、超高等效熱導(dǎo)率和超低界面熱阻等。同時(shí),在9年的時(shí)間里,石墨烯的制備方法也有了改善,從最初的昂貴且產(chǎn)量小的機(jī)械剝離法到SiC熱解外延生長(zhǎng)法、氧化石墨還原法以及目前最常用的化學(xué)沉降法,成本不斷降低,產(chǎn)量不斷提升??茖W(xué)領(lǐng)域,石墨烯的各種優(yōu)良特性激發(fā)了一系列的技術(shù)創(chuàng)新,形成了石墨烯包裝材料、石墨烯單分子傳感器、石墨烯高頻電路、石墨烯鋰電池、石墨烯薄膜等。這些技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)了海水淡化、DNA測(cè)序、飛機(jī)材料、包裝材料、醫(yī)用傳感器、電子產(chǎn)品、光通訊系統(tǒng)、防彈衣等領(lǐng)域的發(fā)展。Geim和Novoselov因成功制備石墨烯獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
3對(duì)案例的討論——基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式
3.1基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)中科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)互動(dòng)三角形基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)遵循積淀—突破—爆炸式增長(zhǎng)的發(fā)展模式。圖3描述了這種發(fā)展模式中科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)的互動(dòng)關(guān)系以及技術(shù)興起、產(chǎn)業(yè)興起、產(chǎn)業(yè)融合的現(xiàn)有順序和科學(xué)重大突破、核心產(chǎn)品主導(dǎo)設(shè)計(jì)幾個(gè)重要節(jié)點(diǎn)形成的時(shí)間區(qū)間。產(chǎn)業(yè)發(fā)展中這種互動(dòng)系統(tǒng)依次經(jīng)歷技術(shù)的興起、產(chǎn)業(yè)的興起和與其他產(chǎn)業(yè)的融合幾個(gè)階段,形成了一個(gè)科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)的互動(dòng)三角形。在科學(xué)的重大突破之前,有一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的科研積淀。在這個(gè)時(shí)期,技術(shù)和產(chǎn)業(yè)層面比較平靜。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的科研積淀,科學(xué)研究產(chǎn)生重大突破,形成科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展爆炸式的進(jìn)步,并形成一個(gè)發(fā)展的平臺(tái),支持相關(guān)的創(chuàng)新??茖W(xué)的重大突破后產(chǎn)業(yè)開(kāi)始逐漸形成。產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)一定的發(fā)展形成核心產(chǎn)品的主導(dǎo)設(shè)計(jì)。而與其他產(chǎn)業(yè)的融合往往出現(xiàn)在核心產(chǎn)品的主導(dǎo)設(shè)計(jì)形成以后。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中,科學(xué)研究往往是每一項(xiàng)新進(jìn)步的發(fā)端,是整個(gè)發(fā)展的原動(dòng)力。上述科學(xué)研究的重大突破,根本性地提升了科學(xué)研究進(jìn)步、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展速率,使得整個(gè)領(lǐng)域的圖景發(fā)生根本性變化。例如人類(lèi)心電5種波形的發(fā)現(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)的確定就是心電圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)“爆炸點(diǎn)”。人類(lèi)將電療應(yīng)用于臨床用了將近3個(gè)世紀(jì)的時(shí)間,而早搏,二聯(lián)律,房顫,心絞痛,梗死,心動(dòng)過(guò)速等一系列心臟疾病的診斷和治療方法應(yīng)用于臨床一共經(jīng)歷了不到一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。總的來(lái)看,在爆炸點(diǎn)之前該領(lǐng)域科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都相對(duì)平靜,而爆炸點(diǎn)之后,形成了三方面的變化:科學(xué)層面,基于人類(lèi)心電標(biāo)準(zhǔn)波形和心電圖儀器的進(jìn)步,上述很多心臟疾病得以研究。技術(shù)層面,心電標(biāo)準(zhǔn)的形成大大促進(jìn)了心電圖儀的進(jìn)步,同時(shí)發(fā)端于對(duì)各種疾病的科學(xué)研究,對(duì)應(yīng)的起搏器、除顫器等設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。產(chǎn)業(yè)層面,各種儀器設(shè)備越來(lái)越便攜和便宜,產(chǎn)業(yè)化程度不斷提高。再如,石墨烯領(lǐng)域“爆炸點(diǎn)”以前的平靜和以后的活躍程度對(duì)比更加顯著。人類(lèi)分離石墨烯的嘗試經(jīng)歷了150年的時(shí)間,而之后石墨烯迅猛發(fā)展并滲透到各個(gè)領(lǐng)域僅僅用了10年的時(shí)間。在“爆炸點(diǎn)”之后,科學(xué)層面,石墨烯各個(gè)方面的性質(zhì)研究速度增長(zhǎng)迅速,新研究成果的公布需要按月衡量。這種速度的暴漲也是因?yàn)槭┑某晒Ψ蛛x吸引了眾多其他相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)工作者進(jìn)入該領(lǐng)域。技術(shù)層面,各類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)在10年的時(shí)間里迅速發(fā)展。產(chǎn)業(yè)層面,石墨烯向海水淡化、DNA測(cè)序、包裝運(yùn)輸、通訊、電子等產(chǎn)業(yè)的滲透蓄勢(shì)待發(fā)。圖3說(shuō)明的科研核心角色、核心與衍生創(chuàng)新的關(guān)系、與其他產(chǎn)業(yè)的融合以及科學(xué)與技術(shù)的Z字形互動(dòng)關(guān)系將在下面中進(jìn)行論述。這種互動(dòng)三角形在心電圖產(chǎn)業(yè)中表現(xiàn)十分典型,但在石墨烯產(chǎn)業(yè)中表現(xiàn)不很明顯。主要是由于石墨烯產(chǎn)業(yè)興起僅僅十幾年的時(shí)間,整體的三角形互動(dòng)模式還未完全顯現(xiàn)。
3.2科研在基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的角色本文發(fā)現(xiàn)在基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,科學(xué)研究自始至終處于核心地位。這種科研在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心角色并不能被經(jīng)典產(chǎn)業(yè)演化理論所解釋。Ver-non將產(chǎn)品生命周期劃分為導(dǎo)入期、成熟期和標(biāo)準(zhǔn)化期3個(gè)階段。20世紀(jì)70年代,Abernathy和Utter-back提出了A-U模型,討論了產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新的關(guān)系,并將產(chǎn)品的創(chuàng)新過(guò)程分為流動(dòng)、過(guò)度和確定3個(gè)階段。Gort和Klepper提出了G-K模型,論述了產(chǎn)品的主導(dǎo)設(shè)計(jì)。他們按廠商數(shù)目對(duì)產(chǎn)品生命周期進(jìn)行劃分,提出引入、大量進(jìn)入、穩(wěn)定、大量退出(淘汰)和成熟等5個(gè)階段。Phaal提出了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學(xué)—技術(shù)—應(yīng)用—市場(chǎng)(S-T-A-M)的轉(zhuǎn)化,認(rèn)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的S曲線上,隨時(shí)間推移產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心遵循科學(xué)—技術(shù)—應(yīng)用—市場(chǎng)的轉(zhuǎn)化路徑。Christensen、Kim等人提出了技術(shù)成長(zhǎng)曲線,認(rèn)為技術(shù)的發(fā)展遵循S型路徑成長(zhǎng)。Dos(i1982)等學(xué)者提出了技術(shù)范式和技術(shù)軌道的概念。上述理論的一個(gè)共同特點(diǎn)是認(rèn)為在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期科學(xué)研究極其活躍,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,隨后科學(xué)研發(fā)頻率和規(guī)模下降,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心要素向技術(shù)因素、工藝因素和市場(chǎng)因素轉(zhuǎn)移。然而上述產(chǎn)業(yè)演化及創(chuàng)新理論都未能解釋本文發(fā)現(xiàn)的這一現(xiàn)象,即在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,科學(xué)自始至終處于核心和引領(lǐng)地位。例如心電圖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中,科學(xué)研究一直是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原始動(dòng)力,是每一次進(jìn)步的發(fā)端。第一時(shí)期基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步階段,觀察電對(duì)生物體組織的影響以及發(fā)現(xiàn)生物電,特別是心電成為心電圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。正是這些基礎(chǔ)科學(xué)的積淀,逐漸催生了心電圖產(chǎn)業(yè)。這一階段科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)也推動(dòng)了技術(shù)層面各種驗(yàn)電設(shè)備的早期發(fā)展。第二時(shí)期心電圖產(chǎn)業(yè)開(kāi)始形成的直接原因在于實(shí)驗(yàn)室首次成功繪制了人類(lèi)心電圖。由于前一時(shí)期對(duì)生物電的長(zhǎng)期科研積淀,人們對(duì)生物電有了充分的了解并認(rèn)可臨床的電療方法,實(shí)驗(yàn)室心電圖的成功發(fā)現(xiàn)使人們看到了它的臨床價(jià)值。因?yàn)橹皩?duì)心臟的電療處于“誤打誤撞”碰運(yùn)氣的狀態(tài),并沒(méi)有原理上的指導(dǎo),電療使病情加重甚至使病人加速死亡的現(xiàn)象十分常見(jiàn)。心電圖的出現(xiàn)無(wú)疑成為了電療的“眼睛”,從此電療結(jié)束了誤打誤撞的發(fā)展階段。實(shí)驗(yàn)室心電圖的發(fā)現(xiàn)很快促成了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。到了第三時(shí)期,心電圖產(chǎn)業(yè)的幾乎所有發(fā)展都來(lái)源于Einthoven發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)心電的5種波形。這5種波形至今依然是心臟疾病診療的基礎(chǔ)。即自從人類(lèi)心臟正常波形發(fā)現(xiàn)后,所有的產(chǎn)業(yè)發(fā)展都遵循這樣的模式。心臟異常臨床表現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)心電圖與標(biāo)準(zhǔn)心電圖的差異、研究干預(yù)原理和方法、干預(yù)儀器的發(fā)明及生產(chǎn)制造、二聯(lián)律、心肌梗塞、心絞痛等心臟疾病的診斷和治療都是以人類(lèi)心電5種波形為基礎(chǔ)的。再如石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在最初的基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步階段,發(fā)現(xiàn)石墨的層狀結(jié)構(gòu)、觀察并分離石墨薄片成為石墨烯成功提取的基礎(chǔ)。第二階段,實(shí)驗(yàn)室成功分離出單原子層石墨薄片,即石墨烯,成為該產(chǎn)業(yè)興起的直接原因。第三階段,由于之前對(duì)石墨烯的研究處于“猜想”階段,進(jìn)展緩慢。實(shí)驗(yàn)室中成功提取了石墨烯,使得它成為研究者能夠拿在手中的“實(shí)實(shí)在在”的研究對(duì)象,對(duì)石墨烯的研究發(fā)展速度迅速提升。對(duì)石墨烯光、電、熱、機(jī)械、化學(xué)傳感等一系列優(yōu)良性質(zhì)的研究都來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室的石墨烯提取技術(shù)。在這一階段,產(chǎn)業(yè)開(kāi)始形成,但精密光學(xué)儀器、石墨烯薄膜、包裝材料、納米器件、光感材料、電路器件等一系列石墨烯相關(guān)技術(shù)發(fā)展以及在醫(yī)療器械、光通訊、電子產(chǎn)品、武器、包裝等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展都基于科學(xué)層面實(shí)驗(yàn)室中對(duì)石墨烯各種性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和原理的研究。
3.3基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)中的核心創(chuàng)新與衍生創(chuàng)新基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)中,核心的科學(xué)突破形成核心產(chǎn)品,而一系列周邊的技術(shù)進(jìn)步會(huì)形成產(chǎn)品系列。例如,核心的心電驗(yàn)電技術(shù)和人類(lèi)5種波形的標(biāo)準(zhǔn)確立形成了該產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)品心電圖儀,用于各種心臟疾病的診斷?;谙嗤男碾娀驹恚纬闪诵呐K起搏器,通過(guò)脈沖發(fā)生器發(fā)放由電池提供能量的電脈沖,刺激心臟跳動(dòng);形成了心臟除顫器,通過(guò)較強(qiáng)電脈沖恢復(fù)竇性心律,治療心律不齊;形成了可以24小時(shí)監(jiān)護(hù)的便攜心電圖儀等儀器。石墨烯產(chǎn)業(yè)也有類(lèi)似的現(xiàn)象。由于科學(xué)上石墨烯分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)了石墨烯材料的制備。這個(gè)核心產(chǎn)品形成了用于海水淡化的石墨烯薄膜、用于DNA測(cè)序的石墨烯薄膜,形成了用于包裝、防彈衣、飛機(jī)材料等表面材料,形成了用于各種電路的電路材料等。
3.4基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段可能產(chǎn)生產(chǎn)業(yè)融合。上述兩個(gè)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展到一定階段都出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)融合。對(duì)于心電圖產(chǎn)業(yè),當(dāng)科學(xué)領(lǐng)域形成標(biāo)準(zhǔn)、核心技術(shù)成熟,產(chǎn)業(yè)層面出現(xiàn)主導(dǎo)設(shè)計(jì)之后,發(fā)生了3次與其他產(chǎn)業(yè)的融合,根本性地提高了心電圖儀的性能。第一次融合發(fā)生在20世紀(jì)30年代,電子管應(yīng)用于心電圖,取代了龐大易壞的弦線式電流計(jì)心電圖。第二次融合發(fā)生在20世紀(jì)50年代到80年代,晶體管取代了電子管,將靜態(tài)心電圖拓展為動(dòng)態(tài)心電圖,發(fā)展了三維向量心電圖,性能提高的同時(shí),心電圖儀的體積大大減小了。第三次融合發(fā)生在20世紀(jì)80年代,大規(guī)模的專用集成電路和計(jì)算機(jī)芯片應(yīng)用于心電圖,同時(shí)CPU和軟件支持使得心電圖智能程度大大提高,實(shí)現(xiàn)了12導(dǎo)聯(lián)同步描計(jì),能對(duì)心電波形數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、回放、編輯、打印和傳輸。另外,無(wú)線技術(shù)也應(yīng)用于心電圖儀,1999年心電圖實(shí)現(xiàn)了與無(wú)線技術(shù)結(jié)合,有助于組織專家會(huì)診。2005年,丹麥心臟病專家通過(guò)無(wú)線技術(shù)把心電圖數(shù)據(jù)從救護(hù)車(chē)傳送到醫(yī)生的電腦上,節(jié)省了搶救時(shí)間。而石墨烯作為材料領(lǐng)域的創(chuàng)新與其他產(chǎn)業(yè)的融合體現(xiàn)了材料領(lǐng)域的特性,能夠快速向多領(lǐng)域滲透。石墨烯本身也存在很多其他材料沒(méi)有的特別之處,在光、電、熱、化學(xué)傳感、生物、機(jī)械等幾個(gè)方面都有優(yōu)良特性,導(dǎo)致石墨烯材料在醫(yī)學(xué)儀器、過(guò)濾膜、包裝材料、電路、武器、光通訊、飛行材料、電池等很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。
3.5科學(xué)與技術(shù)的“Z”字形互動(dòng)基于科學(xué)的產(chǎn)業(yè)中,本文還發(fā)現(xiàn)了科學(xué)與技術(shù)的“Z”字形互動(dòng)關(guān)系。即科學(xué)研究明確原理促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展,同時(shí),科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展需要技術(shù)上的支持,形成了技術(shù)需求。技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步支持和推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展。例如在心電圖領(lǐng)域,各種驗(yàn)電設(shè)備的基本原理來(lái)源于對(duì)電的研究。同時(shí),為觀測(cè)生物電,科學(xué)對(duì)技術(shù)的需求催生了無(wú)定向電流表的發(fā)明,使得生物電得以觀察。為了觀測(cè)心電,需要更精確的驗(yàn)電設(shè)備,產(chǎn)生了新的技術(shù)需求,推動(dòng)了毛細(xì)靜電計(jì)的發(fā)明,使得心電得以觀測(cè)。為了繪制心電圖,需要進(jìn)一步增加驗(yàn)電精度,于是發(fā)明了弧線電流計(jì),成功繪制了心電圖??茖W(xué)與技術(shù)遵循的上述關(guān)系,如果以時(shí)間作為橫軸,發(fā)現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系箭頭形成了一系列的“Z”字。石墨烯產(chǎn)業(yè)也有類(lèi)似的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)室首次成功分離石墨烯為石墨烯的制備提供了理論依據(jù),但物理剝離法無(wú)法應(yīng)用于大規(guī)模制備。于是在技術(shù)層面出現(xiàn)了SiC熱解外延生長(zhǎng)法、氧化石墨還原法及目前最常用的化學(xué)沉降法,為科學(xué)研究提供了更多的材料。
4理論思考與啟示