中国科学院原院长、中国科学院院士白春礼
他认为,当前,基础研究前沿呈现不断向宏观拓展、向微观深入的趋势和特征。向宏观拓展是追寻宇宙起源演化的脚步。宏观宇宙学的研究焦点主要是“两暗一黑三起源”,其中“两暗”是指暗物质、暗能量;“一黑”是指黑洞;“三起源”是指宇宙起源、天体起源和宇宙生命起源。这些方面一旦取得重大突破,就将使人类对宇宙的认识实现重大飞跃,可能引发新的物理学革命。向微观深入是探究物质世界和生命的终极奥秘。对微观粒子及其新物态的研究不断深入,粒子标准模型取得了巨大成功,探索超出标准模型的新物理已成为当今物理学界最重要的目标之一。
四是进一步完善基础研究绩效评价体系。基础研究是长期潜心钻研的高级思维活动,往往具有周期长、难度大,高风险、高回报等特点,要进一步完善与之相适应的保障、评价和激励机制,尊重学科和领域差异性,尊重不同学科人才的成长规律,让‘板凳甘坐十年冷’的专注得到更多支持和奖励。
六是要弘扬科学家精神,加强科技创新人才培养。新时代要继承发扬以国家民族命运为己任的爱国主义精神和以爱国主义为底色的科学家精神,把自己的科学追求融入到国家现代化建设的伟大事业中。同时要适应学科交叉融合发展趋势,推动基础学科领域和信息、生物、材料等前沿领域的跨学科联合培养,造就一大批有发展潜力、有创新思维、有全球视野,能够引领未来科技发展的青年科技人才。
以下为部分发言实录:
各位来宾,女士们、先生们:
大家上午好。很高兴参加今年的《财经》年会,和各界人士一道展望2022年全球和中国经济、社会、科技发展趋势,共同探讨大变局时代中国与全球发展的机遇和挑战。
当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,科学探索加速演进,学科交叉融合更加紧密,一些基本科学问题孕育重大突破。从历史上看,基础研究在历次科学革命和工业革命中都发挥了先导作用,基础研究的重大理论突破引发了科学革命,推动了技术革命和产业变革,进而影响和改变了世界发展的历史和格局。
党中央、国务院高度重视基础研究工作。习近平总书记多次对加强基础研究作出重要指示批示,强调基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关,是科技自立自强的必然要求,是我们从未知到已知、从不确定性到确定性的必然选择,为加强基础研究指明了战略方向,提供了根本遵循。
因此,准确把握基础研究的内涵、前沿发展态势及新规律新特点,对于推进科技自立自强,建设世界科技强国具有重要意义。我今天的报告,围绕基础研究谈几点认识和思考,与大家交流探讨。
一、基础研究的内涵及其前沿发展态势
关于基础研究的概念和内涵,1945年,美国人范内瓦·布什发布《科学—无尽的前沿》,将基础研究描绘为没有明确应用背景、以好奇心所驱动的科学研究。布什认为基础研究导致新知识,最终不可避免地导致新的应用,因此是技术进步的先行者,并提出了“基础研究—应用研究—产品开发—生产经营”的科学研究线性模型。布什的报告深刻地影响了美国乃至世界各国科学技术政策的制定和国家科技战略目标的方向,报告中提到的由政府设立国家科学基金来资助科学研究这一举措,有力地促进了基础研究的全面发展。它使得美国迅速摆脱对于欧洲基础研究以及科研人才的依赖,一定程度上成就了美国今日的科技强国地位。当然,布什的报告也存在一定争议和讨论,主要是对基础研究不考虑实用目的、基础研究与应用研究分离以及线性模型观点的争议。
诺贝尔奖获得者李政道先生,曾作过一首打油诗“基础科学清如水,应用科学生游鱼,产品科学鱼市场,三者缺一不可。以没有水就没有鱼也就没有鱼市场来说明基础科学的地位。
当前,基础研究前沿呈现不断向宏观拓展、向微观深入的趋势和特征。向宏观拓展:追寻宇宙起源演化的脚步;宏观宇宙学的研究焦点主要是“两暗一黑三起源”,其中“两暗”是指暗物质、暗能量;“一黑”是指黑洞;“三起源”是指宇宙起源、天体起源和宇宙生命起源。这些方面一旦取得重大突破,就将使人类对宇宙的认识实现重大飞跃,可能引发新的物理学革命。
此外,随着探测技术的发展,对深海深空深地等未知区域的探索,也成为当前基础科学研究的热点。近年来,我国在这些领域取得巨大进展。
我这里举1个深海科学探测的例子,2020年11月10号,中科院作为主要单位参与研制的中国首艘万米级载人潜水器“奋斗者号”下潜深度达到10909米,在马里亚纳海沟成功坐底,再一次刷新了中国载人深潜纪录。“奋斗者号”关键技术和设备的国产化率已达到96%以上。载人舱、浮力材料、锂电池、推进器、海水泵、机械手、液压系统、声学通信、水下定位、控制软件等十大关键部件都实现了国产,且性能可靠。从科学角度看,探索深海能够帮助人类深入了解海洋的奥秘、地球的奥秘;水深超过2000米的深海,占据地球表面的3/5,海底还是距离地球内部最近的地方,大陆地壳平均35Km厚,大洋地壳则为7Km,揭示板块运动的规律、窥探地球内部的真相等,都要到深海底部进行探索;深海科学研究也有望在药物研发等方面取得重大突破。
习近平总书记在今年的两院院士大会和中国科协十大上指出,“基础研究要勇于探索、突出原创,推进对宇宙演化、意识本质、物质结构、生命起源等的探索和发现,拓展认识自然的边界,开辟新的认知疆域。基础研究更要应用牵引、突破瓶颈,从经济社会发展和国家安全面临的实际问题中凝练科学问题,弄通‘卡脖子’技术的基础理论和技术原理”。
二是学科交叉成为基础研究重大突破的方向,学科均衡协调发展是实现重点跨越的科学基础。当代科技发展日新月异,研究对象的复杂性不断增强,现代科学研究领域不断细分和融合,许多学科之间的边界变得越来越模糊。以学科为单位的研究正在突破彼此的边界,各学科正在以科技前沿问题为导向重新聚合,学科间交叉融合、相互渗透的趋势日益明显。据统计,21世纪以来的诺贝尔奖成果中,具有学科交叉研究特征的占比达到40%以上,特别是诺贝尔化学奖,2001年以来的获奖成果中约三分之二具有学科交叉特征,因而也被戏称为“诺贝尔理综奖”。比如2017年诺贝尔化学奖颁给开发冷冻电镜技术的三位物理学家,被网上评价为“一个发给了物理学家的诺贝尔化学奖,奖励他们帮助了生物学家”。
三是基础研究的组织化程度越来越高,重大理论发现和科学突破越来越依赖于重大科技基础设施等科研条件的支撑。重大科技基础设施成为做出重大原创成果、实现关键核心技术突破、抢占科技竞争制高点的利器,也是全面体现国家综合实力和科技创新能力的重要标志。据统计,20世纪以来诺贝尔物理学奖中有20余项是依托重大科技基础设施取得的。100多年来诺贝尔物理学奖的成果,大概1950年以前,只有1项是来自于重大科技基础设施的。到1970年以后,就有超过40%是来自于重大科技基础设施,比如天文望远镜、科学卫星、加速器等。到了1990年以后,这个比例高达48%,近20年来,国际上用同步辐射研究蛋白质大分子结构的成果大约平均每3年就获得1次诺贝尔奖。
三、加强基础研究,是推进科技自立自强的必然要求
习近平总书记深刻指出,我国面临的很多“卡脖子”技术问题,根子是基础理论研究跟不上,源头和底层的东西没有搞清楚。基础研究阶段形成基础理论、申请基本性专利、确定技术路线,完成这条思路的技术和工艺就是核心技术。因此,加强基础研究,从根子上掌握关键核心技术,是科技自立自强的必然要求。我们一定要加强基础学科建设,强化学科深度交叉融合,从经济社会发展的重大需求中发现重大科学问题,从科学原理、问题、方法上集中进行攻关,为创新提供源源不断的源头活水。
下面我就如何加强基础研究,推进科技自立自强谈一些思考和体会。
一是鼓励自由探索,通过自由探索产出从无到有、“从0到1”的原创性成果。加强“从0到1”的基础研究,开辟新领域、提出新理论、发展新方法,取得重大开创性的原始创新成果,是国际科技竞争的制高点。2018年出台的《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》提出,突出原始创新,促进融通发展。2020年,科技部、发改委、教育部、中科院、自然科学基金委联合印发《加强“从0到1”基础研究工作方案》。近年来,我国陆续取得一些原创性成果,但离实现科技自立自强的要求,仍存在一定差距。
以上,我对加强基础研究,推进科技自立自强做了一些初步探讨。加强基础研究是事关我国发展全局的战略性问题,认真学习贯彻习近平总书记和中央领导同志关于基础研究的重要指示批示精神,持之以恒加强基础研究,努力产出一批具有世界影响的重大原创成果,突破一批满足国家战略需求的关键科学问题和核心技术,培养一批基础研究领军人才和优秀青年人才,才能充分发挥基础研究对科技创新的源头供给和引领作用。我相信,科技界将与社会各界一道,锐意进取、开拓创新,加快实现科技自立自强,为现代化国家建设提供更有力的科技支撑。