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台下十年功

时间:2023-08-22 百科知识 版权反馈
【摘要】:Chapter7 台下十年功如何成为创新的常胜军?我们忘记,台上那一分钟完美的演出绝不是偶然,而是台下那十年苦功的积累。一位朋友冷冷地回答:“台上一分钟,台下十年功啊!”我突然想到,那么台湾大学这个科研团队是如何进行台下的十年功,才会有“台上一分钟”的科研成果呢?凯斯西储大学更是神经医学领域的顶尖学府,产出了多位诺贝尔奖得主。

Chapter7 台下十年功

如何成为创新的常胜军?

成就顶尖,道理其实不难了解,只是我们总是看不到问题的本质。我们忘记,台上那一分钟完美的演出绝不是偶然,而是台下那十年苦功的积累。

立志成为顶尖团队[1]

顶尖,是很多人、很多组织努力的目标。从小,长辈期盼我们成为顶尖人才;长大后,进入职场,公司说要成为顶尖企业。进入学术界,大学也奋力成为顶尖大学,教学要顶尖,研究也要顶尖。好像,只要用喊的,而且喊得很大声,每个人、每个企业、每个大学就都可以变得很“顶尖”。

但是,大家似乎忘了,顶尖是要付出代价的。你对着镜子喊一千次,你还是不会拥有金城武的外表,林志玲也不会成为你的女朋友。而且,就算你看过几场奥林匹克的游泳比赛,那也并不代表你的泳技就会变好。

这个案例源自一次偶然的邂逅。当时,我遇到一位台湾政治大学科技管理研究所的博士生,他正在研究一个台湾大学的科研团队。他想要了解这个团队为什么那么厉害,每年能够产出那么多优质的学术文章,研究又能够化为科研专利,造福人群。我们当时对此案还没什么感觉,只知道大家都说那是个“顶尖研究团队”。后来,我们开始研究这个科研团队,进行为期两年的田野工作。我们一直找不到更好的诠释方法,只好边写、边改、边调查。田野调查过程中,我收获很多,但是写不出感觉,觉得有点对不起这个科研团队,特别是有点愧对于团队主持人李世光老师的大力支持。

不过,有一次我看了太阳马戏团的表演,对于杂耍与艺术竟然可以结合得如此完美惊叹不已。我毫不犹豫地认为,“太阳”不但是个顶尖马戏团,更是顶尖剧团。我在称赞“太阳”的同时,突然想到,这种表演能否复制呢?

一位朋友冷冷地回答:“台上一分钟,台下十年功啊!”

我突然想到,那么台湾大学这个科研团队是如何进行台下的十年功,才会有“台上一分钟”的科研成果呢?这一转念,改变了我们的研究方向。

随着更多的田野调查,我们开始了解到三件事:第一,把很多聪明的人放在一起,不一定会产出顶尖研究;第二,每个成功研究者背后,都有一套独特的栽培方式,不为外人道,有时就算知道了也不一定有用;第三,很复杂的学术成果通常来自很简单的创新机制。

因为故事太精彩,也太长了,所以我们决定从三个教授有趣的科研生涯来解读成为“顶尖”科学家的过程。我们想了解的是,这个顶尖科研团队的“台下十年功”是如何练出来的。先来看看无线纳米生医团队的惊人表现。

轰动世界的病毒崩

2009年7月21日,“无线纳米生医团队”举办“病毒崩”成果发布会,被记者团团围住。台湾大学李世光教授是研究计划的总主持人,正向记者说明手上的喷剂。它可以对抗肠病毒、金黄色葡萄球菌以及H1N1流感病毒。这瓶小小喷剂的技术转移金额是1500万元新台币,对跨国制药公司来说只是一笔小金额,但比台湾大专院校每年的技转金高出30倍。

自2003年成立以来,无线纳米生医团队几乎每两个月就产出一个专利,每一个月就发表4篇优质国际学术论文。2003年的“抗煞一号”(对抗SARS病毒的外用喷剂)与2009年的“病毒崩”更是这个团队的突破性成果。另外,治疗下背痛的电刺激芯片、倒车雷达、纸喇叭等创新成果,统统是这个团队交出的成绩单。

研发速度快、专利技转金额高、论文发表影响力大、研究经费充裕,是无线纳米生医团队的四大特色。在研发速度上,一般研究型大学多重视纯理论研究,大多是渐进式的技术改良,研究少有“速度”可言。无线纳米生医团队却一再以突破性创新凸显这个实验室质量兼具的研发实力。

2003年推出的“抗煞一号”震惊全世界,从研发到技转只有短短21天。2009年的“病毒崩”更是超越国外科研机构,在第一时间完成研发成果产业化。在技转金额上,台湾的大专院校每年平均只有50万到100万元新台币的技转金。无线纳米生医团队每年的技转金额约为300万元新台币,有些单一研究案如“抗煞一号”的技转金则突破千万。

在专利论文发表上,短短6年时间,无线纳米生医团队申请了64个专利,发表了300篇以上的优质学术论文,这让许多一流大学的科研团队望尘莫及。

2003年,第二位主角,台湾大学电机工程学系研究所吕学士教授的论文发表在“国际固态电子电路学术会议”,使他一夜成名。2005年,“抗煞一号”药剂也成为国际顶尖期刊《细胞微生物》(Cellular M icrobiology)的封面故事。

起初,这个顶尖团队由三个台湾大学的科研实验室组成[2]。这三个实验室包括:林启万教授主持的“医用微传感器系统实验室”,吕学士教授主持的“射频集成电路实验室”,以及李世光教授主持的“无线纳米机电实验室”。这三个实验室是“无线纳米生医团队”成军的主体。许多人揣测,这个团队之所以如此顶尖,是因为这三位教授都是留美优异学者,研究人员都是台湾大学的高材生。

不对啊!难道有优秀的科研人员就可以“自然地”产出顶尖研究成果吗?

令更多人好奇的是,为何这些教授在限制颇多的台湾科研环境下,仍能做出媲美国外实验室的顶尖研发成果?如果这些实验室没有特殊的运作机制,怎么可能栽培出优异的科研人员、怎么让研究计划运行顺畅、又怎么让复杂的高科技研究持续不辍?这三位计划主持人是如何经营各自的实验室的?顶尖团队究竟是如何打造而成的?

这些问题常常被许多人问起,但是连李世光教授与团队核心成员自己也想知道答案。在探索这些问题前,我们得先追溯这三位教授的留学生涯。

凯斯神经实验室

从成功大学到阳明大学,一路苦读出身的林启万来到美国俄亥俄州的第一学府——凯斯西储大学(Case Western Reserve University)。凯斯西储大学以医学工程和生命科学闻名,地处美国五大湖之一的伊利湖南畔,位于俄亥俄州克里夫兰市(Cleveland)。知名的心脏移植权威,克里夫兰医院就是凯斯西储大学的邻居。凯斯西储大学更是神经医学领域的顶尖学府,产出了多位诺贝尔奖得主。

只身来到凯斯西储大学的第一个学期,林启万就用了三分之二的经费。指导教授要求他先通过博士班资格考试,并参与后续的传感器技术研发。这使生物医学专业背景的林启万有了工程实务经验。后来,他的指导教授自行创业,林启万因缘际会转往凯斯西储大学知名的“神经实验室”(Neuron Lab),展开为期两年的跨领域学习。

凯斯神经实验室采用师徒制的培育方式。研究核心是从生化角度分析中风时神经细胞的变化,是前瞻性研究。这个实验室有8位计划主持人、10位研究助理,团队中有内外科神经专家,并兼顾基础科学与临床医学研究。这个实验室采取开放式布置(Open Lab),不用隔间,提供宽敞的研究空间,让各具专长的研究生随时进行跨领域交流。

指导教授与研究生的沟通非常密切。研究生每天来做实验,师生经常在走廊上或咖啡厅里谈起研究进度。这种密切交流让林启万得以掌握最新的神经科学专业知识。跨领域学习,让林启万深入了解了人体内的神经系统。

凯斯神经实验室是神经细胞领域的权威,获得美国国家卫生研究院的长期经费支持。邻近的克里夫兰医院提供田野,让研究生能将理论与实际结合。上有国家级研究机构的经费资助,下有完备的医疗体系支持,凯斯神经实验室在美国成为医学工程与生命科学的顶尖研究中心。当林启万收拾行囊返台时,台湾大学正好成立医学工程研究中心。这个中心就成为了林启万发挥才能的第一个舞台。

1993年刚返回台湾时,林启万担任台湾大学医学院“医学工程研究中心”的研究员。当时,这个研究中心定位不明确,“研究员”在学校的教学体制中的定位也不清楚,研究资源也匮乏。中心只有两位研究员共享一个8平方米大的实验室。艰苦熬过6个年头,台湾大学医学工程学研究所在1999年正式成立。成为教授后,林启万的研究范畴也由神经科学量测,拓展到远程医疗照护领域。他借此契机成立“医用微传感器系统实验室”,约有30位硕博士研究生加入。

林启万培育研究生的方式就是:时时见面谈研究。他风趣地说:“我要求学生每天都要来实验室报到,这样才能常常交换研究心得。有问题马上问,才能推得动研究。我的办公室与研究生们就隔一面墙,他们可以不时跑过来聊。想到点子时,我也会马上过去告诉他们我的想法。经常性的知识交换可以缩小研究落差。我和学生聊研究时,也会从他们回答问题的方式、接纳不同观点的态度,评估他们到底懂了没有。”

林启万还要求学生走出实验室,到医院吸取临床经验。例如,新光医院麻醉科主治医师温永锐会协助指导学生神经传导系统的临床研究,中兴医院疼痛中心主任医师林木炼则协助指导学生下背痛电刺激的研究。这群医学工程研究中心的研究生由此吸取了实务经验。林启万教授还鼓励研究生完成博士学程后,到国外实验室进行博士后研究,吸收国际经验。

除研究外,林启万也重视学生的团队合作能力。他面试时特别会看研究生的“运动履历”。例如,学生若长期打篮球,可能代表他有一定的耐力,在研究过程中受挫时比较能坚持。每周五傍晚,林启万会邀请实验室成员一起到篮球场上竞技,借此机会观察研究生的潜质。

不过,林启万最苦恼的是科研后勤体系。行政人员每两年就会流动,新进人员晋用时,薪资拖很久才会下来,然后要再花数月重新了解行政流程。另外,机器设备采购受到政府采购法令限制,需要寻找数家厂商比价。大规模采购案必须以公开招标方式进行,往往影响到研究进度。有些仪器设备还必须通过国内代理商才能购买,咨商协调的程序漫长,若能在一个月拿到设备就算快的了。

在台湾,生医工程属于高风险的科学研究,投资者意愿多不大。除了“国科会”的经费外,要取得业界资源并不容易。林启万为规划长程研究主轴,必须混搭各种研究资源。例如,林启万引入新光医院、中兴医院的临床研究资源,结合吕学士在无线传输的科研专长,开启了“电刺激芯片”的研究。林启万还想办法引进国外的医疗仪器检验标准,架构专属实验室,加速传感器的检验时间。

从争取研究经费、建立策略合作到采购仪器设备、加速发表,这些工作都是科学家在学术研究外,必须额外费心完成的事。

康奈尔次微米实验室

“那是一个量产诺贝尔奖的创意工厂!”这是吕学士对美国康奈尔大学的第一印象。1985年9月,刚从台湾大学电机研究所硕士毕业的吕学士满怀壮志来到康奈尔大学。坐落于纽约州中部小镇伊萨卡的康乃尔大学和这个风光明媚的小镇连为一体,四万多名居民中有一半是大学的师生或员工。

不过,在康奈尔大学的“次微米实验室”里作研究,可一点都不浪漫。伊斯门教授(L.F.Eastman)是美国的WASP(White Anglo‐Saxon Protestant,指白人、盎格鲁-撒克逊的新教徒,是美国社会的贵族)。在他主持的次微米实验室里,团队成员会自然形成分组对抗赛,不眠不休地挑战“摩尔定律”,要让晶体管变得更小更快。

刚开始,吕学士总以为把变量厘清,逐一进行实验,就能找到晶体管变小变快的方法。但是,他观察到研究人员不常踏入无尘室做实验,却花很多时间思考晶体管的基本理论,努力“诠释问题”。

例如,一个影响电路放大倍率的问题,可能的变因有数十个。如何抽丝剥茧,快速找到关键原因,则需要纯熟掌握电路基础理论。吕学士恍然大悟,原来到国外求学并不是单纯追求最新的科学知识,而是在学习如何诠释基础理论,探索问题症结。

在这个研究室里,只有几位核心博士生可以与伊斯门教授面对面讨论,一般硕士生不容易见到他。此外,在次微米实验室,伊斯门教授设有专属的无尘室,可以随时拿着设计图去压片制作,不用与其他研究室学生一样,要排队等着公用无尘室。在日常运作中,有行政人员负责设备采购与报账事宜,研究人员不需要额外负担行政工作。伊斯门教授希望行政工作不要瓜分掉研究生的实验时间。他给博士生每年5万美元的奖学金,让他们能留在实验室里专心研究,而不用为了生活到餐馆里兼差洗盘子。

伊斯门教授为了维持实验室运作,透支了研究经费,只好向学校预支计划款项。然而到1986年年底,他的实验室资金周转不灵。来年1月,实验室被断水断电,宣告倒闭。措手不及的30多位研究生,有的争取到楼下的公用实验室持续进行研究,有的另寻指导老师。吕学士幸运地遇到一位日本来访学者。这位日本学者提供吕学士每月1000美元的津贴,帮助他进行电子量测,吕学士因而得以顺利完成硕士学位。

正当吕学士准备学成返国之际,他遇到一位正准备去新学校任教的学长。由于吕学士在次微米实验室表现突出,学长建议他继续到明尼苏达大学深造。当时刚好有一位从IBM退休的科学家马歇尔·内森(Marshall Nathan)前往明尼苏达大学任教。内森教授当时急需懂得芯片制作的研究生。吕学士与内森教授一拍即合,他顺利取得奖学金,前往明尼苏达进修博士学位。

相较于伊斯门教授的名仕作风,内森教授比较务实。即使是遇到考试,内森教授还是要求吕学士每天必须到实验室。在一次研究工作中,吕学士听不懂低温实验材料“styrofoam”(泡沫聚苯乙烯)的意思。内森教授冷静地告诉吕学士,研究生有问题要自己想办法解决,不是一直制造问题。

吕学士苦笑着回忆:“当然,我从此就一切靠自己。以后到老师那里的都是好消息。后来,我老师还狐疑地问,怎么我很久都没来烦他。我跟他说,当然一切没问题,因为所有困难我都自己悄悄克服了啊。”

吕学士也要带学弟学妹作研究。这个实验室没有壁垒分明的科学竞技,更像个研究家庭。除吕学士外,另外5位博士生也各有特色。在这个“家庭式”实验室中,内森教授与研究生互动密切,指导频繁。在博士毕业前一个暑假,内森教授安排吕学士前往IBM最大的华生研究中心(Watson Research Laboratory)实习,体验顶尖研发团队的工作,并锻炼英文。两年半后,吕学士顺利毕业。

1991年,吕学士再度回到母校台湾大学,他有了不一样的视野。优秀的研究成果使他很快评上教授。吕学士教授心中燃起一个“创新工厂”的念头,于是创立了“射频集成电路实验室”。他评估,台湾的企业就数集成电路芯片制造方面最能与全世界其他企业竞争。

2005年以后,台湾笔记本电脑在全球市场占有率已达八成。除了产业面有丰富资源外,更有政策面的支持。1993年1月,新竹科学园区设立“芯片设计制作中心”(Chip Implementation Center,CIC),提供集成电路芯片设计的软件服务,也让学校免费测试芯片。

2002年,国际固态电路研讨会(ISSCC)[3]宣布台湾地区获选的论文数在全球排名敬陪末座。许多媒体戏称台湾“被ISSCC三振出局”。这个消息震撼了吕学士,他发现台湾有最优异的集成电路设计环境。需要封装时,可以寻求日月光、硅品支持;要制作集成电路时,有台积电、联电帮忙。政府也投入了大量资源在芯片研发上。但是,这个台湾电子业的创新引擎,在最重要的学术战场上竟然表现平凡。

吕学士教授猛然惊觉:创新的螺丝钉松了!这群一路被呵护长大的研究生,有创新思维却没有创新行动力。没有行动力,就没有优质研究。吕学士决定祭出铁腕政策,以高纪律重新启动创新引擎。

要落实研发纪律并不容易。身为所长,吕学士先进行思想教育,试着改变研究生率性而为的习性。每一位电子所新生在开学第一天,都会收到《M IT创意工厂》这本书。书中描述麻省理工学院高纪律的学习历程。吕学士要学生知道,创新绝不是放荡不羁。他还在电子所外不断播放台湾在ISSCC的论文排名纪录,以激励这群研究生。

每两个月,他就寄出一封电子“家书”给学生,宣示挑战世界第一的企图。他以2008年在北京奥运会获得八面金牌的菲尔普斯的名言“征服世界”来激励学生;他又以1630年美国拓荒英雄威廉·布拉德福德(W illiam Bradford)的名言“勇者无惧”鼓励学生勇于开创;他更以爱因斯坦的座右铭“以思考为乐趣”鼓励学生乐于思考问题。

接着,吕学士教授展开“新生活运动”。他要求研究生到实验室开会不准迟到。开会迟到一次,若没有事前通知或无特殊事由,就取消当月奖助学金。他认为“没有问题,就不会思辨”。吕学士规定研究生于每场演讲必须准备五个问题。学生可以依演讲主题决定发问场次。主动提问的前两名学生,可以获得面值为300元新台币的图书礼券。专题演讲进行中,学生不准带手机、不准开计算机。

吕学士认为:“要让同学学会如何一起招待远来的客人、专心聆听演讲,这是身为科学家最基本的礼貌。”

这些让人闻之生惧的规定,在无形中提升了学生的实力。准时上课、举手发言,让研究生学会动口整理思绪。每周开会、追踪进度,让研究生学会自己掌握进度。天天到实验室报到,让做实验变成反射动作。这些研究例规,日复一日地让研究生学会动手、动口、动脑,让他们的态度由被动转为主动,由厌烦变为乐在其中。2009年,电子所让台湾地区在ISSCC的论文数一下子攀升到全球第三名。

参加ISSCC时,各地顶尖高手不但要写出论文,更要拿出芯片设计的半成品一较高下。在此之前,若未能早一步申请专利保护,智慧财产恐会无端流失。因此,除了论文发表之外,吕学士还要求研究生学习撰写专利说明书,将实际研究成果转化为商品专利。2009年,他开发出一套国际专利检索系统,协助学生与高科技业者布局全球专利地图。

除论文与专利外,吕学士还积极将研发成果商品化。他鼓励学生自己筹组团队,参加每年由台湾工银集团举办的创业竞赛,以及旺宏金硅奖等活动。“东市买骏马,西市买鞍鞯,南市买辔头,北市买长鞭。”吕学士笑着说,这样学生才能学会自主解决问题,将课堂上的理论落实为商品。

除了将研发成果应用在计算机、手机上之外,吕学士更将芯片设计带往生医检测市场。当昂贵的生医检测可以用半导体来实现时,意味着“生医电子平民化”的时代已经来临。2009年11月,吕学士与林启万共同推出的电刺激芯片,是一项结合生医与半导体的具有划时代意义的解决方案。从此以后,它高居健保给付第四位,让病人苦恼不已的下背痛问题不再需要定期开刀。医生用10元新台币硬币大小的植入式芯片,通过体外传电器,如iPod、手机等随身电子用品,就能启动体内的止痛芯片。

IBM埃玛登研发中心

李世光从台湾大学土木系毕业后,就前往美国康奈尔大学进修硕博士学位。在此之前,李世光在台湾地区就已经有十多篇论文发表于国际期刊。他一到康奈尔,中国留学生的圈子里就流传着“有一位天才来了”。这位天才在康奈尔短短三年又八个月的时间里,一口气念完硕博士学程。第一年,他以优异成绩取得康奈尔的全额奖学金。第二年以后,他获得IBM的奖学金。在当时,IBM赞助全美300个优秀学生每个月1000美元的奖学金,不需负担任何义务,同时捐给该系所5万美元的管理经费。

不过,由于研究主题过于冷门,李世光很难参与团队讨论。他在康奈尔常常躲在实验室墙角里研究压电材料,分析人造卫星的运作原理。有一次,指导教授穆恩在研讨会里提出一个解不出的问题。李世光心里突然想到光学量测方法,那是他冷门研究的心得。

两天后,他画了一个实验蓝图给指导教授。姆尔教授顿时眼睛一亮,认定这个量测法也许可解开该领域的旷世难题,于是要李世光完成这个研究。李世光先潇洒地回台湾完成终身大事。一个多月后,他回到康奈尔实验室,找来一堆奇怪的设备,拼拼凑凑做起实验。两个月后,他完成了一个混沌运动研究,论文一投稿,两天后立即被期刊接受。

李世光马上又回头去研究冷门的人造卫星结构震动。三年后,实验室邀请知名动力学专家前来康奈尔演讲。演讲人在参观实验室时,发现这个躲在角落里默默做了三年多实验的年轻人,竟然可以在30秒内解答人造卫星运动里最复杂的量测问题。李世光回忆说着:“我后来发现,任何重要的议题,只要30秒内说不清楚的,就不重要。”

毕业后,李世光前往IBM位于加利福尼亚州圣荷塞的艾曼登研发中心(Almaden Research Center)担任研究员。那是IBM全球规模第二大的研发中心。该中心在20世纪80年代研发出关系型数据库的概念,更在2007年6月设立云端运算中心。这个研究中心在计算机科技、物理材料等科学领域都有惊人成就。

在IBM任职期间,李世光每年都有专利发明产出,每月加薪幅度是1%,成就惊人。李世光微笑着说:“IBM艾曼登研发中心的竞争压力很大。所有研究人员每年都会被排名,从第1名排到第3000名。这样的排名会让你清楚知道自己的位置在哪里。如果你没有定出研究主轴,无法主动和别人合作,是不可能排在前50名的。如果研究员不能自己找出独特又有用的研究问题,很快就会被淘汰出局。”

比别人更认真一点

1995年,李世光受邀回到台湾大学应用力学研究所任教,他与张培仁(同所教授)一起合组微机电系统实验室。当时,台湾的科研环境尚不鼓励研究团队,因为这会让人质疑科学家独立研究的能力。不过,李世光与张培仁早已察觉国际科研版图正快速变化,工程领域已经跨足医学领域。前瞻性的创新都必须靠跨域整合,单兵作战无法与国际级的研发团队竞争。

李世光决定筹组跨域团队,以IBM为标杆,立下团队使命:对学术没有影响力,不做;对台湾没有贡献,不做。1999年,有微纳米机电系统背景的台湾大学教授黄荣山加入团队,林启万与吕学士也相继加入,于是形成了“无线纳米生医团队”的雏形。

李世光认为,科学创新有两大基础:一是将实务问题转化为理论议题;另一个是将理论转为可用的系统。他要求入门弟子要会直接向国外设备商采购仪器。他认为,学会采购仪器,就学会制定仪器规格,也就学会重新组装设备。这样,学生便可以自己调整仪器,进行任何高难度实验。

李世光语重心长地说:“我们是做系统的人,如果连仪器设备规格都不懂,如何成为做系统的科学家?你必须自己查数据、定规格、直接和国际设备大厂下单,去学杀价、学采购。这样你才会知道系统设备的成本在哪里,顺便可以练习一下英文。”

李世光不要学生多念书,而是要学生认真练“基本功”,学习将实务问题重新定义为理论问题。在指导过程中,李世光常用浅显的例子帮学生锻炼基本功。他常以“倒车雷达”举例。工程人员会研究倒车雷达的定位问题,量测车身距离(1.5公尺或2.5公尺)。李世光教授却要学生从科学原理出发重新定义问题。

倒车雷达有一个压电片,以汽车电子机端传出超音波,让压电片产生瞬间震动,阻力要越小越好,才容易把超音波传导出去。但是,接收回来的超音波,阻力却要越大越好,才能测量汽车与墙壁之间的距离。通过这番讨论,李世光要学生由基础力学的角度、超音波传导原理,思考一个上亿元新台币产值的工程问题。然后,他再要求研究生分拆系统组件,将原理落实为应用。

另一个培训重点是跨实验室交流。李世光和无线纳米生医团队的几位主持人达成共识,让绩优学生到对方实验室去学习仪器操作。他会派研究生学习不同实验室的专业语言,形成对话基础,设法将医院里的大型量测仪器,缩小为50元新台币硬币大小的感测传输芯片。例如,理学院研究生对量测体内发炎指数的“电化学反应”,就与医学与工程背景的研究生对氧化还原的“电化学反应”有不同的解读。

这种跨域合作背后有一个隐性动机,李世光解释:“一开始,双方会各自表述、鸡同鸭讲一阵子,有时还会长达半年以上对不上话,影响到芯片制作进度。但是,通过跨实验室的合作,学生会学着走出自己的知识领域,跟不同科学背景的人沟通,发展出相互交流的语言。这样一来,他们以后合作时就会比较有默契。研究生也会理解不同专业设备的设计原理,甚至学会怎么样拆解对方的仪器。这种跨域交流没有魔法,只有想办法。”

李世光也要求研究生持续参与国际学术社群,而且必须向第一级的学术会议投稿。他自筹经费,支持研究生参加国际学术会议。在出国前,研究生要经过特训。他要求学生在月会上一再预演发表演说以及回应问题。他规定学生在出国前规划好要参与的学术活动议程,以及向国际学者请益的题目。

李世光幽默地说:“最好的培训方式就是把学生丢下海,让他自己去学游泳。等到他快淹死之前再拉他一把。国际学术圈是很挑剔的,问题问得不好,回答的方式不佳,人家就会说,我们这个团队退步了,而且消息传得很快。我要研究生知道,我们这个团队在国际上是很有名的,学生出国演讲这件事很重要,绝对不能丢团队的脸!所以,你一定要比别人更认真一点。”

有效运作研究团队必须佐以后勤支持。李世光设了4位专业行政秘书,负责安排会议行程与行政报账庶务,她们更管理项目执行,逐一检视计划书里的工作项目。计划结束时,她们协助完成年度报告,后勤工作完全不用研究人员操心。

李世光也集合硕士生组成“生活伦理委员会”,设置经理8位,由硕士班一年级的学生担任,每个月定期开会,为期一年,于来年交接给下一届学弟学妹。这个委员会负责采购作业、零件管理、财务出纳、人事甄选等事宜。李世光教授要学生在第一年亲身体验如何管理实验室。

实验室有60多名硕博士研究人员。要进团队不容易,新进研究生必须由所有实验室成员票选,依得票决定是否录取。李世光说明其背后的原因:“我们实验室就像一个家,新成员要进来,当然需要全家人同意。这样,新人进来后也才能取得多数人的认同。也因此,我们在征选新学生时,经常出现十多个研究生抢一个名额的盛况。”

李世光还有一个实验室管理秘诀,那就是“并行研发”作业。许多实验室都了解将发明转化为专利很重要。但多数实验室都是等研发完成后,才开始找专利工程师帮忙申请。这样的做法不但旷日废时,而且往往研究成果出来后,才知道误踩专利地雷,不得以只好再花时间进行专利回避设计。

李世光本身拥有80多个专利,熟稔国际专利布局。他设置了“知识工程师”一职,并亲自培养。在研发进行之前,知识工程师须做好专利分析。研发案启动前就可以避免侵犯专利,也可以找到影响力大的研究领域。研究案一展开,知识工程师就同步进行专利地图分析,启动专利申请程序。2003年“抗煞一号”从研发到商品化,短短21天内完成技转,便是知识工程师的功劳。

李世光半开玩笑地说:“因为你稍一不小心,IP(Intellectual Property,知识产权)就被别人注册了。再多一点‘不小心’,我们的下一代就要去当劳工了。”

为组建一个顶尖研发团队,李世光特别重视三件事:设定独特研究主题、储备研究资源以及栽培研究人才。为设定独特研究主题,团队核心成员要积极参与国际顶尖学术社群,追踪国际科研新兴议题。2002年,团队便抓住鼓励发展远程医疗照护的契机,为团队争取到6年期高达1. 5亿元新台币的研究经费。

最后,顶尖人才也要有顶尖的福利才会安心做研究。一般大学里的助理教授,一个月扣掉劳健保费用,所剩无几。若扣除房贷、保险费、小孩保姆费用与各项生活开销,许多助理教授每个月就只能当个“月光族”。一位助理教授即使申请到70万元新台币的项目,也只能以低薪养活研究生与支付实验室的日常开销。

因此,许多助理教授在前三年不得不加入与自己研究主轴不相关的计划,或是兼差赚取外快。不务正业的结果是,大学内的助理教授离自己的研究主题越来越远。到后来,不但难有好的学术论文发表,没有专利产出,更没有充裕的研究资源,薪水收入更是少得可怜,只能哀哀兴叹。

在李世光的研究团队里,资深教授会带领助理教授专心做研究。助理教授没仪器,可以借资深教授的设备。助理教授不必烦恼研究经费不足,因为团队有经费。助理教授也不必忧虑升职称等问题,因为专心做研究,论文发表能量自然源源不绝。

在这个团队里,每个计划主持人一年新增的研究案至少在5件以上,另外还有来自产业委托的研究案,这部分资金可弹性用于采购昂贵仪器与补助出国经费。团队成员间的计划可以彼此支持,更让资金能整体充分运用。例如,无线纳米生医团队与台懋创投合作的电刺激感测芯片,和福华电子合作的动物检疫,以及和百奥生物科技合作的肝硬化先期检测系统,都为团队带来研究资源。

助理教授除了大学基本薪资、研究计划主持费,还有产学合作与专利智财收入。比起单打独斗的学术新兵,团队内助理教授的生活相对宽裕,而且充满自信。一位团队的年轻助理教授幽默地说:“以前逢年过节,亲友都会笑我对台湾经济贡献度太低,觉得我辛辛苦苦读到博士,收入却比电子工厂的工程师还低,让我听了很不是滋味。现在他们都不会再笑我是个穷书生了。我现在的收入不比美国实验室的科学家低。”

平凡与超凡的界线

一个平凡的研究团队比超凡的研究团队差在哪里?这个问题有时代性意义。台湾这些年来推动顶尖大学计划,一心想要各个大学一夜之间变顶尖,要每位教授的研究在蓦然回首时变卓越。但是一年多来,我们近身观察这几个卓越科学家后,心中感慨甚多。总结起来,我们得到一个心得:要成为“顶尖”学者实在不容易。

要成为顶尖学者到底有多么不容易?首先,要“专心”做研究实在太难了。你必须要有教练教你对的方法去“刻意练习”。这是美国记者柯文(Geoff Colvin)总结前人研究的结论。[4]柯文归纳,在各行各业中,出类拔萃的人才都是靠刻意练习基本功,而不是傻傻地练招式。顶尖人才一开始都不顶尖,但他们通过刻意练习,一点一滴地建构自己的知识体系。这与我们的观察很契合。

林启万、吕学士、李世光三位教授各有一套独到门规来培育研究生。这些门规也与他们在美国所受的训练息息相关。林启万由凯斯神经实验室体会到开放的重要。他要求学生每日来练功,并不时在走廊上切磋。研究生每天被问、每天犯错、每天重做实验,能力自然会日益增强。与教授每三个月才见一次面,见面谈不到三句话的研究生,与林启万的学生4年下来实力自然有天壤之别。

吕学士受犹太教授影响较深,做事严谨、实事求是。他的门规森严,日日要求学生提问,时时要求学生遵守纪律。他更安排学生参与大小战役,为的是培训出一支学术御林军,常常思辨,时时作战。学生的研究实力自然不同凡响。

李世光出自IBM实验室,那是媒体敬称为“猎犬”的研究中心。他带回台湾的是IBM的专业管理模式。他要学生去国外锻炼,要学生自己到国外买仪器,要学生到别人的实验室去修理机台。每个学生都会动手修机器,到国际会议上可侃侃而谈,知道哪些人是科学社群中的佼佼者而见贤思齐。这样培育出的科学家,创新的能量自然可以厚积薄发于研究之中。

这三个实验室都建立了“刻意栽培”的制度,使创新者能够有刻意练习的机会,持续地磨炼出研究实力。这三位主持人看的不是一年、两年的培训,而是长期栽培。他们让有潜力的学生启动十年刻意练习的基础,那是1万小时的磨炼,是成为顶尖学者的必经过程。这种刻意栽培的机制不论在台湾或在其他地方,都是稀有的。

其次,这三个实验室建构了一套支持基础架构(Supporting Infrastructure)。[5]外行人会认为,只要给研究人员一笔经费,创新自然会产生。但是,给钱不一定会成就顶尖研究。要产生优质研究,研究人员要能专心一致,所以要有人处理行政,要有人在旁边打气,要有人去找经费。这道理不难理解,就像造了一组高速列车,但是铁轨铺得歪歪斜斜的,火车跑起来自然颠簸难行。这也像是买了一座漂亮的电灯,却找不到插座;或找到了插座,却没电。

铁轨、插座、电力系统,就是支持基础架构,是让创新活动得以顺利进行的机制。这些支持体系存在的时候不易察觉,但没有的时候会感受到不便。例如,你申请到一个研究案,钱也拨下来了,但是要等3个月才能用这笔钱。你派助理去搜集数据,但来回车资需要300元新台币。助理申请代垫款,会计室说这也要3个月才会下来,于是你只好自己先掏腰包给助理,但是你自己的代垫款已经快累积到10万元新台币了。账都乱了,而且因为项目太多,已经弄不清楚到底垫出了多少钱。然后研究助理告诉你,下次不帮你出差了,除非先拿到钱。

又例如,你需要赶研究进度,有部仪器非买不可,但是学校规定要先招标、议价,填一堆表格,等三个月后才可以买。你干脆去向学长借,打电话找人,花了两天。找到了人,学长却说仪器送修中,下周就可以好。你耐心等了一周,搭一小时的公交车到学长的实验室,终于用到仪器了。但是这时,你已经忘了原来的研究构想。

这就是没有支持基础架构的结果。

反观本案中三个实验室,他们都很注重有长期的行政助理分担工作。长期就有经验,有经验就能传承、累积知识。有丰富的行政知识,运作起来就会有效率,研究人员要什么有什么,也不用凡事都要等上“3个月”。更为前瞻者像李世光,还培育知识工程师帮研究员处理专利申请工作。伟大的科学家背后一定有一组默默耕耘的支持团队。

最后,计划要能持久,人要能留得住,研究才能顶尖。但是,你不可能要一个聪明的人,努力地为研究奉献,却没法子养活家人。在台湾,学术界的薪资偏低,而且奖励分配制度也无法反映真正研究实力,导致一些有研究实力的人只好跳槽到业界。如此,他们都去做应用型研究,就没人做基础性研究,科研体系早晚会空洞化,应用型研究也会遇到瓶颈。

这样的制度会孕育出顶尖的研究吗?这个问题值得深思。

我记得李世光老师曾语重心长地说:“一流的研究问题给三流的研究员来做,会做出三流的研究成果。可是三流的研究问题到了一流研究员手中,却可以成就一流的研究成果。

成就顶尖,道理其实不难了解,只是我们总是看不到问题的本质。我们忘记,台上那完美一分钟的演出绝不是偶然,而是台下那十年苦功的积累。当我们深入了解研究者如何比别人更认真地去修炼那台下十年功,就可以看见“顶尖”背后的创新脉络。

不用追求顶尖,先认真练好基本功

重点一:顶尖就是不要因盲目追求无意义的“顶尖”,如发表论文的数量,而忘了花时间去练基本功。顶尖的研究是独到的研究,是唯一,不是第一。研究员不是业务员,不能用最终绩效指标来衡量成果。顶尖研究是探索未知的知识,不是重复生产已知的知识;是追求原创的作品,不是仿冒的山寨产品。顶尖团队不会用学术发表量作为绩效考核的依据,而是以优质发表引导学术识别,长期孕育研究员对问题的敏感度。

重点二:好的研究来自好的研究者。优质的研究者需要长期的刻意栽培,约1万小时的基本功磨炼。顶尖团队要将基本功融入组织例规,让研究人员不断地练习归纳与推理的能力,逐渐地深入某一个专业,养成敏锐的思辨能力,对不疑处有疑,可以将现象转化为研究问题。

重点三:顶尖团队需要完善的支持基础架构。经验老到的行政助理、熟稔的项目经理、动作快的知识工程师都是支持体系中不可或缺的配角,他们使研究人员能专心投入研发创新。

【注释】

[1]本案共同作者为欧素华,目前任教于台湾东吴大学企管系。素华花了将近两年的时间深入这个团队,本案例部分素材取自她的博士论文。

[2]其他实验室在此先不介绍,将于本案另一专书中说明。

[3]全名是:IEEE International Solid‐State Circuits Conference,该会议素有芯片设计奥林匹克之誉。

[4]杰夫·柯文,《我比别人更认真:刻意练习让自己发光》,周宜芳译,天下文化2009年版。

[5]有学者认为,知识创造必须搭配特定的组织原则才会有效。参见:Lee,G.K.,&Cole,R.E.(2003).From a firm‐based to a community‐based model of know ledge creation:The case of the Linux Kernel Development.Organization Science,14(6):633‐649.

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