基础教育和基础研究

数学家、物理学家对宇宙和未知领域的探索，为人类带来了全新的视野和方法。牛顿在力学、光学以及和莱布尼茨共同在微积分领域的开创性贡献，打开了近代自然科学研究的大门。无数科学家在基础研究领域的创新与突破，推动了两百多年来的工业化进程。现代产业的根本在基础研究力学和热学基础理论进步，推动了蒸汽机、内燃机的发明。蒸汽机的灵感，来源于高压锅。经过100多年的改良，蒸汽机从原型到规模应用，开启了工业革命。又经过上百年的探索，内燃机为现代交通工具装上了强劲的心脏。电磁学为电力的应用提供了理论依据，电动机和发电机的发明，使电力走向实用，电灯的出现，点亮了一个全新的产业。而交流电系统的诞生，使电力的远距离传输与大规模应用成为可能。第二次工业革命蓬勃兴起，人类进入电气化时代。数学与物理的接力突破，奠定了无线通信的理论基础。麦克斯韦用四个方程组，推测了电磁波的存在并且以光速传播。赫兹用实验击发和探测到电磁波，证实了麦克斯维的猜想。马可尼从赫兹实验发现商机，拉开了无线通信产业的大幕。电力机车比内燃机车诞生更早，跑得更快，1903年的试验中就跑出了200公里的时速。工业强国纷纷投入高铁工程技术研究，日本第一个实现了高铁商用。中国高铁通过引进先进技术，不断改进创新，创造了轨道交通史上的世界奇迹。现代计算机无比强大的功能，起源于最基础、最简单的数学规则。二进制定义了最基本的计算语言，布尔代数实现了数理逻辑运算，而冯·诺依曼提出的存储程序原理，为现代计算机的结构奠定了基础。以计算机、信息通信、空间技术、原子能等为代表的第三次工业革命，正式开启。空气动力学的演进，是航空航天产业起飞的关键。“伯努利原理”使人们认识到不同速度的流体所蕴含的力学特性。茹科夫斯基提出“升力定理”，为飞机装上了理论的翅膀。吴仲华的“三元流动理论”，为现代航空涡轮发动机的设计方法提供了理论依据。科学的发展都是站在巨人肩膀上的进步。爱因斯坦用质能方程揭开了质量与能量的关系，迈特纳用实验证明了爱因斯坦的预言。化学家对放射性物质的研究，物理学家建设可控核反应堆，共同推开了原子能产业的大门。没有信息论的建立，人类就无法进入数字世界。“香农定理”为信息通信产业奠定了理论基础。集成电路的发明，让IT产业进入“摩尔定律”时代。而通用操作系统是计算机的共同语言，软件产业开始蓬勃发展。人类对光的探索从未止步。丁达尔发现了光的全反射原理，电话的发明者贝尔，利用太阳光作为光源，打通了第一个光电话。高锟提出在电话网络中用光代替电流、玻璃纤维代替导线的构思，直接推动了光通信产业的诞生。今天，光通信已成为网络基础设施，支撑起信息社会的海量数据传输。科学家用数学模型模拟人脑神经活动。图灵为人工智能科学提供了开创性的构想。深度学习理论的进步，使人工智能领域迎来了新的发展浪潮。机器人能不能思考？这个严肃的哲学命题还没有准确的答案，但第四次工业革命已经拉开序幕，智能社会正在到来。科学的进步，往往是对经典理论的批判。相对论突破了牛顿力学的局限，量子理论又打开了一个全新的世界，让人们认识到微观粒子独特的运动规律。而量子计算的构想，正在为人类带来超强的计算能力。孟德尔从豌豆杂交实验中，推测生物的性状是由遗传因子控制的。1900年，“孟德尔定律”被三位科学家同时证实。DNA双螺旋结构的发现，标志着分子生物学的诞生。漫长的基因解码之路，只是人类生命之谜破解的开始。华大基因汪建说，自己要活到120岁。基因科学的持续进步，让我们对生命有了全新的认识和更多的期待。基础研究的历史，是成千上万优秀人才的协奏曲。爱因斯坦、普朗克、玻尔等无数科学家的研究，改变了人类的思维与观念，也奠定了现代产业的理论基础。基础研究的根本在于教育基础研究的突破，往往需要上百年，数代人的共同努力，需要有天才的灵感闪现，更需要大量科学家、能工巧匠的持续创新。基础研究的根本在于教育，要形成英雄“倍”出的人才黑土地。教育是立国之本，教育是最廉价的国防，今天的教育，将决定科技、产业、国家的未来。科学家往往也是教育家，他们传承科学知识，更传承科研精神。袁隆平、李小文、屠呦呦等科学家们数十年如一日，踏踏实实搞科研，板凳甘坐十年冷，这种精神，是这个时代最好的教科书。大学不仅培养人才，也培育创新的土壤。在广袤的农场中建校的斯坦福大学，仅收取象征性的租金把土地租给校友创业，这些年轻的创新英雄，在前沿科技领域夜以继日地奋斗，把一片果园变成了“不眠的硅谷”。英雄不问出处，大学不仅培养博士、硕士、学士，也包容多样化的人才。瓦特是格拉斯哥大学的仪器修理工，他从学校一台纽科门蒸汽机的修理起步，开始改变世界。在抗战如此艰难的岁月，西南联大、武汉大学、南京大学等高校师生们时刻准备着报效祖国。西迁到乐山的武汉大学师生，在宗祠里仍在讨论原子核物理。南京大学的教工们在战火纷飞中，赶着1000多头稀缺品种牲畜，西行2000多公里抵达重庆，保存了珍贵的科研资源。职业教育为产业发展培养了源源不断的“现代工匠”。双元制职业教育体系，是高质量德国制造的“秘密武器”。完成初中教育后，瑞士70%的学生选择职业教育，他们造就了著名的“瑞士制造”。基础教育的关键在教师基础教育是人才成长的起点，中小学是一个人品格、思维、习惯形成的决定时期，青少年基础素质培养的根本在于教师。一个国家的强盛，是在小学教师的讲台上完成的。少年强，则国强。1870年普法战争胜利后，老毛奇元帅说：“普鲁士的小学教师赢得了萨德瓦战役。”威灵顿公爵认为，“滑铁卢的胜利是在伊顿公学的操场上决定的。”少年时期体魄、意志、毅力的培养，成年后将升华为他们对社会和国家的责任感与荣誉感。

未来网北京5月27日电（记者 李盈盈）近日，华为创始人兼CEO任正非在接受央视《面对面》栏目的专访时再次强调教育，他说：“中美贸易的根本问题是科教。我关心教育不是关心华为，而是关心我们国家，如果不是重视教育，我们会重返贫穷。”截图自@央视新闻这个社会最终要走向人工智能任正非表示，在华为的生产线上，基本上没有人的，20秒钟一部手机，从无到有基本上没有什么人。未来几百条、上千条的生产线完全是自动化的，从我们公司的索引，可以放大来看这个国家，国家也要走向这一步，否则国家没有竞争力的。央视专访任正非视频截图一个国家强大的基础是什么？有硬件基础，比如说铁路、公路、交通设施、城市建设、自来水各种环节的硬件设施，但硬件设施是没有灵魂的，“灵魂在于文化、哲学、教育，在于人类文化素质。”任正非说。而在人工智能的背后有座统计学的大山，此前任正非接受采访时多次表示，“人工智能说的再玄妙，其基础也是数学。”他表示，统计学很重要！国外计算机统计学就是人工智能。我们往往不重视统计学，有些人把它当成小儿科扔到一边，也没有大师。教育是一切的基础任正非呼吁提高教师的待遇，让优秀的人报师范学校，愿意当老师：“再穷也不能穷教师，只有用最优秀的人培养更优秀的人，国家才有未来。”任正非强调，“如果教师的待遇不高，优秀的人不愿当老师，就会出现‘马太效应’，我们的教育只会越来越差。”他讲了二战时的德国和日本的故事。德国因为不投降，最后被炸得片瓦未存。日本也受到了强烈轰炸，大量的工业基础被摧毁。但是，没过多少年，德国就振兴了，所有房子都修复得跟过去一样。日本的经济也快速恢复，这都得益于他们的人才、得益于他们的教育，这点是最主要的。对于华为而言，之所以能在中美贸易摩擦中，岿然不动，雄心勃勃，也得益于他的人才储备。在任正非看来，芯片研发光靠砸钱不行，要砸物理学家、数学家、脑科学专家等科学家。在华为工作的人才至少有700名数学家、800多名物理学家、120多名化学家、六七千名基础研究的专家。“今天大家看到华为有很多成功，其实成功很重要的一点是外国科学家。因此，我们国家要和西方竞技，唯有踏踏实实用五、六十年或者百年时间振兴教育。”不过，任正非认为，从事基础理论研究的人需要耐得住寂寞，坐冷板凳。与基础理论研究相提并论的是基础教育，为此，他个人出资，请权威专家做中国基础教育状况的调查研究，并以他个人名义向贵州省捐助了上千台钢琴。“不要满嘴数理化，应全面发展，奠定良好的文化基础。”投资教育就是投资未来任正非认为“中美贸易的根本问题是科教。”中国将来和美国竞赛，唯有提高教育，没有其他路。他表示，铁路、公路、交通设施、城市建设、自来水等硬件设施是一个国家强大的基础，而硬件是没有灵魂的，灵魂在于文化、哲学、教育，在于人类文化素质。任正非一辈子与教师无缘，却心系教育。他的父母在贵州最偏僻的少数民族地区任乡村教师，父母叮嘱他们“今生今世不准做老师”，但是，任正非却一直心心念念教育事业，替党和政府“瞎操心”。用任正非的话说，“老师是人类灵魂的工程师，没有老师，怎么办？社会怎么发展？”任正非表示，再穷也要给未来投资。“这个时代对一个国家来说，重心是要发展教育，主要是基础教育，特别是农村的基础教育。没有良好的基础教育，就难有有作为的基础研究。”对于我国而言，如果不从基础教育尤其是农村基础教育抓起，国家不可能强大。“未来20-30年，人类一定要爆发巨大的革命。如果我们投资教育，从现在抓农村基础教育，20-30年后，农村的孩子都是硕士博士，在国家在创新领域拼搏，这是事关国家前途和命运，这才是未来。”这是任正非的理想。为了强大我国的教育，任正非还个人出资，请中央党校、中国基础教育课题组的专家做中国农村九年义务教育的状况调查，分析乡村的贫困学生的学习途径，为国家教育政策的出台提供调查样本。任正非说，“（孩子）是祖国的未来、国家的未来，教师们担负着给花朵浇水。我们都不给花朵浇水，没有使命感，花枯萎了，不就一个乔布斯少掉了吗？”

来源：科学大院（ID：kexuedayuan）作者：王贻芳近几年，“基础科学”被提得越来越多，不仅国务院发布了《关于全面加强基础科学研究的若干意见》，华为、阿里、腾讯等知名企业也纷纷加大了对基础科学研究的投入。（图片来源：央视、澎湃等网络截图）随着中国载人飞船、月球探测、量子通信等科技成果的逐渐显现，很多人逐渐认识到加强基础科学研究对国家发展的重大意义。当然，对基础科学缺乏了解、认为其没什么实际用处的也大有人在。中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平？我们耗时耗力研究基础科学真的值得吗？大院er就此专访了中国科学院院士、中国科学院高能物理所所长王贻芳。中国科学院院士、中科院高能物理所所长王贻芳（图片来源：必应图库）王贻芳院士是首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家，2012年，他领导的大亚湾反应堆中微子实验发现新的中微子振荡模式，被《科学》杂志列为当年全球十大科学突破。本文根据访谈内容综合整理。中国曾因不重视基础科学吃了大亏什么是基础科学？我认为基础科学应该具有三方面的特征：1.有一定的规律性，反映了自然界的基本规律；2.不能直接应用到实际中，但是它是解决实际问题的基本原理，比如牛顿力学并不能教你怎么盖房子，这是土木工程需要解决的问题，但是牛顿力学是土木工程的基础；3.基础科学内部还有层次性，比如很多领域里虽然有独有的基础研究，但是都离不开数学，所以数学在基础研究里更为基础。（图片来源：veer图库）很多人经常问“基础科学看起来离我们生活非常远，好像没什么实际用处”，这种想法有些急功近利。我们无法说出某个方程、某个定律有什么具体的用途，但是整个科学体系是自洽的，基础研究就像盖房子所需的一块块砖头，虽然你不知道某一块砖有什么用，但如果把这块砖抽掉，房子就会坍塌。包括物理学在内的基础研究是为了让我们认识自然界，如果我们不了解自然，就没有办法发展和利用它。换句话说，基础研究是社会发展的最根本动力。当然，这些是不能即刻带来经济效益的。它带来的更多是短时间不能见效的东西，包括科研水平的提高，即创新能力的提高、人才的培养、对技术的推动和发展等。中国古代虽有四大发明、也有 “勾股定理”等发现，但我们只停在了“发现”阶段，并没有进一步发展出抽象的、纯粹的科学。而早在古希腊时期，西方就出现了几何学、逻辑学等科学，然后通过逻辑推理发展出一整套科学体系。鸦片战争失败后，中国打开大门向西方学习，引进了大量西方技术，购买枪炮，但北洋舰队还是在甲午战争中失败了，为什么?如果没有掌握科学规律，人们就不能举一反三，只能单纯就事论事，那么就永远摆脱不了落后的命运。当时我们只认为学习西方的技术才是有用的，而没有把西方的科学体系引进到中国来。相比之下，日本在明治维新时期不仅买枪、买炮，同时还引进了西方的科学，比中国早几十年建立起了完整的科学体系，以至于中国很多科学名词都是从日本传来的。所以从根本上来说，科学应该是主干，技术是主干上发展出来的枝叶，没有科学只去做技术，最终可能什么也得不到。基础科学水平提升 欧美国家的崛起回看世界历史，欧美国家的崛起也无不与其基础科学水平的提高有关。没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础，两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的，必须要有热力学理论的支撑。不把电磁学搞清楚，也不可能有电的应用，如果你去问麦克斯韦他的电磁学方程有什么用，他可能没法想到我们今天享受的科技成就与此有关，包括电和电器都是他奠定的基础。拿高能物理领域来说，在研究过程中产生过很多意想不到的新技术。比如上一代美国最大的加速器“Tevatron”，给我们带来了超导磁铁技术的突破与普及，现在，医院临床所用核磁共振设备中就采用了超导磁铁。Tevatron粒子加速器（图片来源：必应图库）还有伴随我们生活的万维网，很少有人知道，它是谁发明的，实际上万维网也是在高能物理研究过程中产生的。1989年，欧洲的物理学家建设了大型强子对撞机来寻找希格斯粒子，而科学家之间需要相互交流大量的数据和程序，这成为了一个重大的问题。过去，交流依靠的是美国军方发明的E-mail（电子邮件），显然它已经不能满足科学家频繁交流的需求了，于是，欧洲核子研究中心的计算机科学家Tim·Berners-Lee开发出了世界上第一个网页浏览器，架设了第一个网页服务器，推动了万维网的产生，促进了互联网应用的迅速发展。欧洲核子研究中心（图片来源：https://news.cnblogs.com/n/180532/）不仅如此，基础科学还给西方带来了科学的方法论。科学的方法论有两个：一是逻辑推理，二是归纳。古希腊以来，人们总结出一整套推理的方法，而弗朗西斯·培根之后又有了实证科学，西方的科学体系就是建立在归纳推理以及实证等根本支柱上。目前，在我国社会缺乏科学的方法论，所以经常会出现一些违背科学的言论与事件。比如很多人相信各种“大师”们的言论，却没有用科学的思维问一下是不是真的合理、有没有证据支持。如果能通过发展基础科学，让更多人掌握科学的方法论，整个社会将更进一步。除此之外，还有很重要的一点是，基础科学研究是文明的一部分。国家经济发展起来并有一定的基础后，就会发展艺术、音乐、文学以及科学，人们这时就会仰望天空，探索世界是怎么回事、宇宙的根本构成，我们为什么来、将来到什么地方去？这些探索让我们永远有动力追求未知。中国的基础科学在世界上是什么水平？1. 怎么评价一个国家基础科学水平的高低呢？基础科学研究的重要性就体现在它对整个科学领域的影响，一个国家有影响力的基础研究成果越多，这个国家的基础科学水平就越高。如何判断基础研究的成果有没有影响力？看看我们的教科书就会明白。无论学的是数学、物理还是化学，无论是在中学、大学还是研究生阶段，教科书里都会写到一些用科学家名字命名的基础研究成果，这些就是最经典的基础研究，它们会永远流传下去，比如，现代物理学绕不开爱因斯坦的相对论，不可能不用量子力学。当然，还有一些研究成果是被论文引用较多的，虽然也有较强的影响力，但跟写进教科书相比还是差点。到目前为止，我国已有的这些重大科学成果能够写进教科书的几乎没有。2. 中国古往今来的基础科学的水平前面也提到，中国古代没有建立起基础科学的体系，所以中国的基础科学基本就是从“零”开始，经过多年努力，中国的科技水平如今已经在世界高科技领域占有一席之地了。但因为起步较晚，中国基础科学研究跟欧美的发达国家还存在一定差距，教科书中也很少有用中国人名字命名的公式、定理等。近几年有媒体报道说，在国际上，中国的科技论文被引用数排到了第二。这是科技进步的反映，毕竟30多年前中国在国际上有一定影响力的基础科学研究很少，现在能被国际同行认可并引用，算是跨越了一个很大台阶。我们国家善于集中力量办大事，所以我们能够看到某个领域突然冒头，但总体看来依旧是薄弱的。像高能物理领域，其中北京正负电子对撞机，大亚湾中微子实验、江门中微子实验这些成绩，无论是科学还是技术的，使得我们基本上站在国际的平均水平。但我们还要清醒地认识到，中国基础科学研究还有很长的路要走，我们只是某个项目在国际上取得了领先的地位，但若要说整个高能物理，从规模和人员上，我们跟国际上还有相当差距。我们国家必须产生更多的重大成果，而不仅仅是一般成果，这才是质的转变！而质的转变不可能一蹴而就，必然要经历这样一个路径：从几乎为“零”开始到出现大批一般成果，然后才是重大成果。3. 怎样实现从“零”到有的转变呢？首先要摆正心态，不能急功近利，更不能揠苗助长。基础科学具有规律性，需要经过几代、十几代甚至几十代人的共同努力，我们要遵循其发展规律。很多搞基础科学研究的科学家，随着年龄增长可能很难再出新成果，这就需要下一代人才的继续接力。值得开心的是，现在中国做基础科学研究的人才队伍更加壮大，国际交流更加密切，与老一辈科学家相比，年轻一代科学家在国际上的影响力有了很大提升。其次就是人才，基础科学的发展离不开人才。人才怎么来呢？先从教育开始。一所好大学一定有非常强的基础科学实力，无论清华、北大等国内名校，还是国外名校，都是如此。很多大学实力不强，说到底还是基础研究能力不足。很多大学老师只会教学生基本的知识，但有了知识并不代表就有创新能力，创新需要有方法并在实践中锻炼，大学老师不但要教给学生知识，更重要的是教授方法并给学生“练”的机会，知识会过时，但方法永远不会！对于基础科学，最需要的就是培养学生“从无到有”的方法论，要让他们学会做前人未做过的事，这跟培养工程师的思路是不一样的。基础科学承担的任务基本处在“无人区”，都是需要思考别人没解决的问题。有了更多掌握“从无到有”方法论的人，我们社会的整体创新性才能提高。除此之外，基础科学发展也离不开国家的经费投入。在我国的研发经费里面，基础研究的经费比例偏低，只占5%左右，其中包括基础性研究和应用基础研究，和美国相比，我们国家过去三十年真正用于基础科学研究的经费实在是少的可怜。现在我国一些重点研究所、重点大学的基础研究经费已经能达到国际水平，而在10多年前，这可能连发达国家的十分之一都不到，40多年前，大概只有发达国家的百分之一。用别人百分之一的钱，还要做得比别人好，这根本不可能。所以，之前的很多年，我国的基础科学研究落后于发达国家，而现在5%的水平，只能够维持跟跑世界先进水平，但如果我国有未来引领基础科学研究的雄心，就必须加大经费投入。只有大幅度增加基础研究的投入，才能在根本上解决这个问题。到了我们成为了能够产生科学知识、而不只是消费西方产生的科学知识的时候，我们的原始性创新、颠覆性创新，就会源源不断地产生出来了。均衡支持基础研究 发展大科学装置谈到经费投入，很多人可能会问：基础研究领域众多，对国家来说，怎么判断在哪些项目上投得多一点，哪些投得少一点？其实最基本的原则就是要均衡支持，不能因为某个领域是冷门就不支持，某个领域是热门就死命支持，从而影响了全面发展。对于一个国家特别是大国来说，在基础科学方面一定要均衡发展，每个领域都要得到持续的支持。经费投入的研究很复杂，一般需要政府管理部门进行非常精准的专门研究，组织各领域的专家进行研讨，参照国际做法及整个国家基础科学发展的历史来敲定。而均衡支持要注意两个问题。一是不要以“是否有用”来判断。基础科学的领域，一个都不能废弃。20多年前，没人会想到统计学这样一门学科会对今天的人工智能发展起到大作用，如果当时觉得没用就不发展统计学，那今天别人都在发展人工智能时，我们就傻眼了。还有很多年前，有些人认为动物学、植物学是“死掉的科学”，但现在的基因科学都跟这些学科有关。热点过段时间后可能就过时了，盲目地集中投入研究资金也会造成过剩。二是不能盲目跟风。现在美国一大半的科研经费都用于生命科学的研究，超过一半的院士都在从事生命科学研究，所以有的人觉得我们也应该大力发展生命科学，而不是发展物质科学。（图片来源：人民网）这种想法存在很大问题。在基础科学研究方面，国外已经走过的路，我们是很难避开或绕过去的。虽然美国现在大部分的精力在做生命科学，但他们是从探索物质科学的路上走过来的，如果我们跳过了物质科学阶段，直接参与到生命科学的竞争中，就会带来一个很严重的结果：只能买国外的仪器设备。无论哪个学科，研究过程中都离不开各种仪器。这些仪器的基础是物质科学。而我国目前各种科学仪器主要依靠进口，反映了物质科学研究水平及人才不足的缺陷，需要大大加强。为什么物质科学的研究会跟仪器设备有关系呢？在美国，很多仪器设备是商业公司研制出来的。在研制仪器的过程当中需要两个条件，一个是需求，一个是人才。这其中人才尤为重要，但仪器创新方面的人才，学校是很难培养，必须要在科学仪器设备的研制过程中培养。而进行物质科学研究，关注自研设备包括大科学装置的建设，就是培养设备研制人才的一种最好途径。从上世纪五十年代开始，美国就开始研制大科学装置，如今五六十年过去了，在这个过程中孵化了很多仪器设备企业，比如说著名的示波器公司LeCroy（力科），其创始人LeCroy之前是一位高能物理的工程师，长期研发高能物理专用的读出电子学。最后他成立了自己的公司，专注于高速和复杂信号测试设备。现在世界上最好的仪器设备都是国外企业做的，所以他们研究生命科学的条件很优越。但我们中国很多实验室的设备基本都是进口的，说明我们物质科学的基础还很薄弱。如果我们只做生命科学的研究，就要大量进口仪器设备，导致资金外流，对国内的工业发展并无助益，同时还会受制于人。所以中国现在应该大力发展物质科学，特别要关注自研设备，包括大科学装置（注：大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成，建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动，实现重要科学技术目标的大型设施），我们需要在技术和科学目标上都领先的大科学装置，而不是跟随美国的脚步。北京正负电子对撞机（图片来源：https://ke.sogou.com/v224241.htm）大科学装置中的基础科学专用装置，比如我国的正负电子对撞机、聚变堆、专用空间科学卫星、天文望远镜等，具有确定的科学目标，应用范围广泛，投入规模大，技术先进，可以产出重大成果，对学科发展具有重大的引领和带动作用，还有一些溢出效应如重大技术的积累、突破和推广应用，国际合作与技术引进，关键技术人才的培养，企业技术水平与研发能力的提高等，因此在国家创新体系的建设中占有突出的位置。基础科学的竞争也是国力的竞争基础科学的竞争也是国力的竞争，这在高能物理领域表现得尤为明显。单就高能物理领域来说，与发达国家相比，我们总体上处于“并跑”和“跟跑”的水平，与美国、欧洲、日本等相比都有一定的差距。这一点从研究人数对比上也能看出来，我们的研究人员人数与美国相比大概只是其十分之一，跟欧洲比大概是其五分之一，跟日本比可能是其二分之一到三分之一。美国的大科学装置总体来说是从上世纪50年代开始建设，高峰在2000年左右，这50多年的投入、建设、运行等，给他们带来了巨大收益，很多非常重要的技术成果在社会上得到了广泛应用。跟他们相比，我们的北京正负电子对撞机起步较晚，技术上也不是国际领先，基本上是采用国际已有的成熟技术。可以想象，一个科学上、技术上不是最领先的装置，自然在技术的辐射能力方面会有相当的限制。20世纪80年代，建设中的北京正负电子对撞机（图片来源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420228.shtm）所以，如果要想有所谓国际领先的、重大的技术突破，能够辐射到社会、对国民经济有重大作用，科学装置本身必须是先进的、别人没有的，否则早就被别人辐射完了。我们希望未来有一个高能物理的装置走在欧美前面，这也是我们提出建立“超级对撞机”的原因。如果最终建成，其规模将数倍于目前世界上最大、能量最高的粒子对撞机——建于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机LHC，科学目标和技术创新性自然可以实现。（图源片来：中青在线）2012年希格斯粒子的发现，是国际高能物理发展的转折点，使我们有可能规划这样一个加速器。这是科学上的时机，技术上的时机，也是国家经济实力发展的时机。二十年前，这样大规模的装置想都不敢想，更不可能有钱来做。高能物理这个系统比较庞大，要想做到国际领先首先要有高远的科学目标，这样的目标很多国家都有，但是都会面临重重困难。所以接下来比拼的就是实现这些目标的能力，这里面至少会涉及二三十个技术门类，最后哪怕有一个螺丝钉没拧好，整个系统就可能出问题。加速器转起来还要放探测器，就像显微镜的镜头一样，可以看到整个过程，从而进行数据分析，所以又有人工智能、大数据、计算机、网络等领域参与进来，更不用说背后还有财务、计划、管理、采购等一整套的后勤保障系统。要把整个团队凝合起来，奔向同一个目标，这是包含成百上千人的“团队作战”，这种规模的科学研究体现的就是国力。建这样一个大型设备，能培养出机械、电子、真空、微波等各个领域的创新人才，这里面会有大批科学家、工程师解决大量的技术需求，这些需求很多都是从未出现的，如果能解决，这些人才就是“从无到有”的创新人才。所有的技术发明和科学成果，最先发现的人肯定是有一定的优势。如果只是享受别人的成果，那你就是一个“土豪”，既不能得到大家尊重，也不会很好地掌握知识，也很容易就被别人逐出圈外，夺走财富。而掌握了最前沿的基础科学知识，自然就会有最前沿的技术，从而成为引领全球科技发展的大国。

共青团中央有态度 有温度 全网青年都在关注近几年，“基础科学”被提得越来越多，不仅国务院发布了《关于全面加强基础科学研究的若干意见》，各企业也纷纷加大了对基础科学研究的投入。（图片来源：央视、澎湃等网络截图）随着中国载人飞船、月球探测、量子通信等科技成果的逐渐显现，很多人逐渐认识到加强基础科学研究对国家发展的重大意义。当然，对基础科学缺乏了解、认为其没什么实际用处的也大有人在。中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平？我们耗时耗力研究基础科学真的值得吗？我们就此专访了中国科学院院士、中国科学院高能物理所所长王贻芳。中国科学院院士、中科院高能物理所所长王贻芳（图片来源：必应图库）王贻芳院士是首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家，2012年，他领导的大亚湾反应堆中微子实验发现新的中微子振荡模式，被《科学》杂志列为当年全球十大科学突破。（本文根据访谈内容综合整理。）中国曾因不重视基础科学吃了大亏什么是基础科学？我认为基础科学应该具有三方面的特征：1.有一定的规律性，反映了自然界的基本规律；2.不能直接应用到实际中，但是它是解决实际问题的基本原理，比如牛顿力学并不能教你怎么盖房子，这是土木工程需要解决的问题，但是牛顿力学是土木工程的基础；3.基础科学内部还有层次性，比如很多领域里虽然有独有的基础研究，但是都离不开数学，所以数学在基础研究里更为基础。（图片来源：veer图库）很多人经常问“基础科学看起来离我们生活非常远，好像没什么实际用处”，这种想法有些急功近利。我们无法说出某个方程、某个定律有什么具体的用途，但是整个科学体系是自洽的，基础研究就像盖房子所需的一块块砖头，虽然你不知道某一块砖有什么用，但如果把这块砖抽掉，房子就会坍塌。包括物理学在内的基础研究是为了让我们认识自然界，如果我们不了解自然，就没有办法发展和利用它。换句话说，基础研究是社会发展的最根本动力。当然，这些是不能即刻带来经济效益的。它带来的更多是短时间不能见效的东西，包括科研水平的提高，即创新能力的提高、人才的培养、对技术的推动和发展等。中国古代虽有四大发明、也有 “勾股定理”等发现，但我们只停在了“发现”阶段，并没有进一步发展出抽象的、纯粹的科学。鸦片战争失败后，中国打开大门向西方学习，引进了大量西方技术，购买枪炮，但北洋舰队还是在甲午战争中失败了，为什么?如果没有掌握科学规律，人们就不能举一反三，只能单纯就事论事，那么就永远摆脱不了落后的命运。当时我们只认为学习西方的技术才是有用的，而没有把科学体系引进到中国来。相比之下，日本在明治维新时期不仅买枪、买炮，同时还引进了西方的科学，比中国早几十年建立起了完整的科学体系，以至于中国很多科学名词都是从日本传来的。所以从根本上来说，科学应该是主干，技术是主干上发展出来的枝叶，没有科学只去做技术，最终可能什么也得不到。基础科学水平提升 欧美国家的崛起回看世界历史，欧美国家的崛起也无不与其基础科学水平的提高有关。没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础，两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的，必须要有热力学理论的支撑。不把电磁学搞清楚，也不可能有电的应用，如果你去问麦克斯韦他的电磁学方程有什么用，他可能没法想到我们今天享受的科技成就与此有关，包括电和电器都是他奠定的基础。拿高能物理领域来说，在研究过程中产生过很多意想不到的新技术。比如上一代美国最大的加速器“Tevatron”，给我们带来了超导磁铁技术的突破与普及，现在，医院临床所用核磁共振设备中就采用了超导磁铁。Tevatron粒子加速器（图片来源：必应图库）还有伴随我们生活的万维网，很少有人知道，它是谁发明的，实际上万维网也是在高能物理研究过程中产生的。1989年，欧洲的物理学家建设了大型强子对撞机来寻找希格斯粒子，而科学家之间需要相互交流大量的数据和程序，这成为了一个重大的问题。过去，交流依靠的是美国军方发明的E-mail（电子邮件），显然它已经不能满足科学家频繁交流的需求了，于是，欧洲核子研究中心的计算机科学家Tim·Berners-Lee开发出了世界上第一个网页浏览器，架设了第一个网页服务器，推动了万维网的产生，促进了互联网应用的迅速发展。欧洲核子研究中心（图片来源：https://news.cnblogs.com/n/180532/）不仅如此，基础科学还带来了科学的方法论。科学的方法论有两个：一是逻辑推理，二是归纳。古希腊以来，人们总结出一整套推理的方法，而弗朗西斯培根之后又有了实证科学，科学体系就是建立在归纳推理以及实证等根本支柱上。目前，在我国经常会出现一些违背科学的言论与事件。比如很多人相信各种“大师”们的言论，却没有用科学的思维问一下是不是真的合理、有没有证据支持。如果能通过发展基础科学，让更多人掌握科学的方法论，整个社会将更进一步。除此之外，还有很重要的一点是，基础科学研究是文明的一部分。国家经济发展起来并有一定的基础后，就会发展艺术、音乐、文学以及科学，人们这时就会仰望天空，探索世界是怎么回事、宇宙的根本构成，我们为什么来、将来到什么地方去？这些探索让我们永远有动力追求未知。中国的基础科学在世界上是什么水平？1.怎么评价一个国家基础科学水平的高低呢？基础科学研究的重要性就体现在它对整个科学领域的影响，一个国家有影响力的基础研究成果越多，这个国家的基础科学水平就越高。如何判断基础研究的成果有没有影响力？看看我们的教科书就会明白。无论学的是数学、物理还是化学，无论是在中学、大学还是研究生阶段，教科书里都会写到一些用科学家名字命名的基础研究成果，这些就是最经典的基础研究，它们会永远流传下去，比如，现代物理学绕不开爱因斯坦的相对论，不可能不用量子力学。当然，还有一些研究成果是被论文引用较多的，虽然也有较强的影响力，但跟写进教科书相比还是差点。到目前为止，我国已有的这些重大科学成果能够写进教科书的几乎没有。2. 中国古往今来的基础科学的水平前面也提到，中国古代没有建立起基础科学的体系，所以中国的基础科学基本就是从“零”开始，经过多年努力，中国的科技水平如今已经在世界高科技领域占有一席之地了。但因为起步较晚，中国基础科学研究跟欧美的发达国家还存在一定差距，教科书中也很少有用中国人名字命名的公式、定理等。近几年有媒体报道说，在国际上，中国的科技论文被引用数排到了第二。这是科技进步的反映，毕竟30多年前中国在国际上有一定影响力的基础科学研究很少，现在能被国际同行认可并引用，算是跨越了一个很大台阶。我们国家善于集中力量办大事，所以我们能够看到某个领域突然冒头，但总体看来依旧是薄弱的。像高能物理领域，其中北京正负电子对撞机，大亚湾中微子实验、江门中微子实验这些成绩，无论是科学还是技术的，使得我们基本上站在国际的平均水平。中国基础科学研究还有很长的路要走，我们只是某个项目在国际上取得了领先的地位，但若要说整个高能物理，从规模和人员上，我们跟国际上还有相当差距。我们国家必须产生更多的重大成果，而不仅仅是一般成果，这才是质的转变！而质的转变不可能一蹴而就，必然要经历这样一个路径：从几乎为“零”开始到出现大批一般成果，然后才是重大成果。3. 怎样实现从“零”到有的转变呢？首先要摆正心态，不能急功近利，更不能揠苗助长。基础科学具有规律性，需要经过几代、十几代甚至几十代人的共同努力，我们要遵循其发展规律。很多搞基础科学研究的科学家，随着年龄增长可能很难再出新成果，这就需要下一代人才的继续接力。值得开心的是，现在中国做基础科学研究的人才队伍更加壮大，国际交流更加密切，与老一辈科学家相比，年轻一代科学家在国际上的影响力有了很大提升。其次就是人才，基础科学的发展离不开人才。人才怎么来呢？先从教育开始。一所好大学一定有非常强的基础科学实力，无论清华、北大等国内名校，还是国外名校，都是如此。很多大学实力不强，说到底还是基础研究能力不足。很多大学老师只会教学生基本的知识，但有了知识并不代表就有创新能力，创新需要有方法并在实践中锻炼，大学老师不但要教给学生知识，更重要的是教授方法并给学生“练”的机会，知识会过时，但方法永远不会！对于基础科学，最需要的就是培养学生“从无到有”的方法论，要让他们学会做前人未做过的事，这跟培养工程师的思路是不一样的。基础科学承担的任务基本处在“无人区”，都是需要思考别人没解决的问题。有了更多掌握“从无到有”方法论的人，我们社会的整体创新性才能提高。除此之外，基础科学发展也离不开国家的经费投入。在我国的研发经费里面，基础研究的经费比例偏低，只占5%左右，其中包括基础性研究和应用基础研究，和美国相比，我们国家过去三十年真正用于基础科学研究的经费实在是少的可怜。现在我国一些重点研究所、重点大学的基础研究经费已经能达到国际水平，而在10多年前，这可能连发达国家的十分之一都不到，40多年前，大概只有发达国家的百分之一。用别人百分之一的钱，还要做得比别人好，这根本不可能。所以，之前的很多年，我国的基础科学研究落后于发达国家，而现在5%的水平，只能够维持跟跑世界先进水平，但如果我国有未来引领基础科学研究的雄心，就必须加大经费投入。只有大幅度增加基础研究的投入，才能在根本上解决这个问题。到了我们成为了能够产生科学知识、而不只是消费西方产生的科学知识的时候，我们的原始性创新、颠覆性创新，就会源源不断地产生出来了。均衡支持基础研究 发展大科学装置谈到经费投入，很多人可能会问：基础研究领域众多，对国家来说，怎么判断在哪些项目上投得多一点，哪些投得少一点？其实最基本的原则就是要均衡支持，不能因为某个领域是冷门就不支持，某个领域是热门就死命支持，从而影响了全面发展。对于一个国家特别是大国来说，在基础科学方面一定要均衡发展，每个领域都要得到持续的支持。经费投入的研究很复杂，一般需要政府管理部门进行非常精准的专门研究，组织各领域的专家进行研讨，参照国际做法及整个国家基础科学发展的历史来敲定。而均衡支持要注意两个问题。一是不要以“是否有用”来判断。基础科学的领域，一个都不能废弃。20多年前，没人会想到统计学这样一门学科会对今天的人工智能发展起到大作用，如果当时觉得没用就不发展统计学，那今天别人都在发展人工智能时，我们就傻眼了。还有很多年前，有些人认为动物学、植物学是“死掉的科学”，但现在的基因科学都跟这些学科有关。热点过段时间后可能就过时了，盲目地集中投入研究资金也会造成过剩。二是不能盲目跟风。现在美国一大半的科研经费都用于生命科学的研究，超过一半的院士都在从事生命科学研究，所以有的人觉得我们也应该大力发展生命科学，而不是发展物质科学。（图片来源：人民网）这种想法存在很大问题。在基础科学研究方面，国外已经走过的路，我们是很难避开或绕过去的。虽然美国现在大部分的精力在做生命科学，但他们是从探索物质科学的路上走过来的，如果我们跳过了物质科学阶段，直接参与到生命科学的竞争中，就会带来一个很严重的结果：只能买国外的仪器设备。无论哪个学科，研究过程中都离不开各种仪器。这些仪器的基础是物质科学。而我国目前各种科学仪器主要依靠进口，反映了物质科学研究水平及人才不足的缺陷，需要大大加强。为什么物质科学的研究会跟仪器设备有关系呢？在美国，很多仪器设备是商业公司研制出来的。在研制仪器的过程当中需要两个条件，一个是需求，一个是人才。这其中人才尤为重要，但仪器创新方面的人才，学校是很难培养，必须要在科学仪器设备的研制过程中培养。而进行物质科学研究，关注自研设备包括大科学装置的建设，就是培养设备研制人才的一种最好途径。从上世纪五十年代开始，美国就开始研制大科学装置，如今五六十年过去了，在这个过程中孵化了很多仪器设备企业，比如说著名的示波器公司LeCroy（力科），其创始人LeCroy之前是一位高能物理的工程师，长期研发高能物理专用的读出电子学。最后他成立了自己的公司，专注于高速和复杂信号测试设备。现在世界上最好的仪器设备都是国外企业做的，所以他们研究生命科学的条件很优越。但我们中国很多实验室的设备基本都是进口的，说明我们物质科学的基础还很薄弱。如果我们只做生命科学的研究，就要大量进口仪器设备，导致资金外流，对国内的工业发展并无助益，同时还会受制于人。所以中国现在应该大力发展物质科学，特别要关注自研设备，包括大科学装置（注：大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成，建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动，实现重要科学技术目标的大型设施），我们需要在技术和科学目标上都领先的大科学装置，而不是跟随美国的脚步。北京正负电子对撞机（图片来源：https://ke.sogou.com/v224241.htm）大科学装置中的基础科学专用装置，比如我国的正负电子对撞机、聚变堆、专用空间科学卫星、天文望远镜等，具有确定的科学目标，应用范围广泛，投入规模大，技术先进，可以产出重大成果，对学科发展具有重大的引领和带动作用，还有一些溢出效应如重大技术的积累、突破和推广应用，国际合作与技术引进，关键技术人才的培养，企业技术水平与研发能力的提高等，因此在国家创新体系的建设中占有突出的位置。基础科学的竞争也是国力的竞争基础科学的竞争也是国力的竞争，这在高能物理领域表现得尤为明显。单就高能物理领域来说，与发达国家相比，我们总体上处于“并跑”和“跟跑”的水平，与美国、欧洲、日本等相比都有一定的差距。这一点从研究人数对比上也能看出来，我们的研究人员人数与美国相比大概只是其十分之一，跟欧洲比大概是其五分之一，跟日本比可能是其二分之一到三分之一。美国的大科学装置总体来说是从上世纪50年代开始建设，高峰在2000年左右，这50多年的投入、建设、运行等，给他们带来了巨大收益，很多非常重要的技术成果在社会上得到了广泛应用。跟他们相比，我们的北京正负电子对撞机起步较晚，技术上也不是国际领先，基本上是采用国际已有的成熟技术。可以想象，一个科学上、技术上不是最领先的装置，自然在技术的辐射能力方面会有相当的限制。20世纪80年代，建设中的北京正负电子对撞机（图片来源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420228.shtm）所以，如果要想有所谓国际领先的、重大的技术突破，能够辐射到社会、对国民经济有重大作用，科学装置本身必须是先进的、别人没有的，否则早就被别人辐射完了。我们希望未来有一个高能物理的装置走在欧美前面，这也是我们提出建立“超级对撞机”的原因。如果最终建成，其规模将数倍于目前世界上最大、能量最高的粒子对撞机——建于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机LHC，科学目标和技术创新性自然可以实现。（图源片来：中青在线）2012年希格斯粒子的发现，是国际高能物理发展的转折点，使我们有可能规划这样一个加速器。这是科学上的时机，技术上的时机，也是国家经济实力发展的时机。二十年前，这样大规模的装置想都不敢想，更不可能有钱来做。高能物理这个系统比较庞大，要想做到国际领先首先要有高远的科学目标，这样的目标很多国家都有，但是都会面临重重困难。所以接下来比拼的就是实现这些目标的能力，这里面至少会涉及二三十个技术门类，最后哪怕有一个螺丝钉没拧好，整个系统就可能出问题。加速器转起来还要放探测器，就像显微镜的镜头一样，可以看到整个过程，从而进行数据分析，所以又有人工智能、大数据、计算机、网络等领域参与进来，更不用说背后还有财务、计划、管理、采购等一整套的后勤保障系统。要把整个团队凝合起来，奔向同一个目标，这是包含成百上千人的“团队作战”，这种规模的科学研究体现的就是国力。建这样一个大型设备，能培养出机械、电子、真空、微波等各个领域的创新人才，这里面会有大批科学家、工程师解决大量的技术需求，这些需求很多都是从未出现的，如果能解决，这些人才就是“从无到有”的创新人才。所有的技术发明和科学成果，最先发现的人肯定是有一定的优势。如果只是享受别人的成果，那你就是一个“土豪”，既不能得到大家尊重，也不会很好地掌握知识，也很容易就被别人逐出圈外，夺走财富。而掌握了最前沿的基础科学知识，自然就会有最前沿的技术，从而成为引领全球科技发展的大国。

在刚刚结束的2020年中央经济工作会议上，“强化国家战略科技力量”成为明年要重点抓好的首项任务。其中“抓紧制定实施基础研究十年行动方案，重点布局一批基础学科研究中心”的表述，更是把“基础学科研究”放在了重中之重的位置。这不禁让笔者联想到，华为董事长任正非这两年奔走多地、反复强调的观点——要重视基础科学研究和基础科学教育。早在美国制裁华为之初，华为内部就有共识“只有长期重视基础研究，才有工业的强大。”后来任正非走访多所国内顶级大学，他跟大学校长们直抒胸臆“大学只要深耕基础学科，其他的事交给我”。众所周知，华为特别舍得为研发投入重金——近十年的研发费用超过6000亿人民币。在这些费用当中，30%投向了基础研究。华为在全世界拥有在职的数学家700多人，物理学家800多人，化学家120多人。在某次采访中，任正非直言不讳：“这30年，其实我们真正的突破是数学，手机系统设备是以数学为中心的。”基础科学有几个特点：第一，孕育原始创新，反映了自然界的基本规律或者某种基本原理，例如牛顿力学；第二，看起来好像没什么用处，不是那种能直接拿来赚钱的知识，所以兴趣和好奇心非常重要；第三，需要耐得住寂寞的人，因为基础研究领域的突破很难，不确定性很大，很多人终其一生有可能碌碌无为。我国的基础研究处于什么水平呢？一般说来，评价一项基础研究的影响力，只要看看世界各国的基础学科教材即可。每门学科的教科书都会提到用科学家名字命名的基础研究成果。中国现有的科研成果，能写到教科书里的基本没有。不过看核心论文引用次数的话，中国的基础科学研究进步还是挺明显的，已经是全球第二或第三的位置。但与美国相比，差距还比较大。高等学校本应是开展基础研究的主体之一，但中国高等学校在整个科研布局中更加偏重研发活动的中后端。从2020年开始，教育主管部门推出“強基计划”，重点在数学、物理、化学、生物及历史、哲学、古文字学等相关专业招生，选拔培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生。这种人才培养方式的改变是个好现象，最终效果有待评估。受当前技术水平所限和短期利益驱使，中国多数企业忽视研发周期较长而收益不稳定的基础研究。2016年，中国企业基础研究经费支出占中国基础研究经费总支出的比重仅为3.2%，远低于美国（25.8%）、日本（46.7%）和韩国（57.7%）。十四五规划中提到“鼓励企业加大研发投入，对企业投入基础研究实行税收优惠”，加上部分高科技企业这两年被欧美发达国家“卡脖子”，或许能吸引更多企业关注基础研究。我国这两年被欧美发达国家在科技上“卡脖子”，特别强调“自主创新”“创新驱动”。而创新需要基础研究的支撑。以往基础研究资源配置的模式已不适应经济社会现阶段的发展需要，亟待改变。首先，由于基础研究本身具有长期性、高风险性和正外部性等特征，政府应提高基础研究投入的比重，确保基础研究经费投入增幅高于其他类型研发支出增幅。其二，基础研究往往是政府资助的项目。按照“谁出资、谁拥有” 的原则， 研发的成果与发明人无关，这导致大量科研成果闲置浪费，科研人员积极性不高。可参考美国《杜拜法案》的设计，让大学、研究机构能够享有政府资助科研成果的专利权，这将带动技术发明人将成果转化的热情。其三，政府应鼓励企业提升原始创新能力，并掌握核心技术，鼓励银行、风险投资、机构投资者等参与，并在税收减免、资本引入等方面提供优惠政策便利。科创板的设立是个很好的尝试，资本市场的改革还要更加深入，满足科技创新、提质增效的需求。资金支持、人才支持、机制支持……相信这些在我国的“基础研究十年行动方案”当中都会体现。我国拥有超大规模市场和丰富多样的数据，在应用科学领域具有很大优势。基础研究既要回应当下最迫切需要解决的问题，又要适合我国的科技发展条件与特点，不盲目跟风，为我国创新驱动的战略打下坚实基础。

中国国际医疗器械博览会上展示一款X光机产品。新华社发“天问一号”探测器首次深空“自拍”。新华社发观众体验AR游戏。 新华社发十九届五中全会提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，完善国家创新体系，加快建设科技强国。习近平总书记在科学家座谈会上指出，持之以恒加强基础研究。基础研究是科技创新的源头。如今，人们对于基础研究重要性的认识已经有了一定共识，但放到具体的语境中，仍然有不少人认为基础研究短时间内很难直接转化为生产力，无法带来实实在在的收益，以至于“为什么投入那么多钱搞基础研究，而不是做扶贫”之类的问题，时不时就要放诸公共舆论场进行探讨。其实不只是“卡脖子”技术问题需要通过基础研究来解决，它也是保障民生和攀登科学高峰基石——没有坚实的基础研究，这一切都将是空中楼阁。在根本上解决“卡脖子”问题从传统互联网时代到移动互联网时代，新一代信息技术飞跃发展，物联网、5G、人工智能……它们都离不开一个硬件支撑——芯片。然而，这两个字很长一段时间是中国人心中的隐痛。无论是计算机还是手机，我们的芯片严重依赖国外，受制于人。“卡脖子”的背后，是基础研究能力的不足。几年前，中国科学院孵化企业、寒武纪科技研发出新一代人工智能芯片，使得中国在智能手机、无人机、智能摄像头、智能驾驶等领域有了自己的芯片。“寒武纪”芯片并非横空出世，而是基于中国科学院多年相关基础研究而设计，并实现产业化。经过长期努力，科研团队优化深度学习算法，并提出了一种与通用计算完全不同的指令集。所谓指令集，就是电脑硬件与软件之间互相“对话”的语言。与传统的通用计算指令集相比，这种新的指令集更类似人类大脑的学习方式。在这些研究的基础上，他们设计了“寒武纪”芯片。执行这个指令集的“寒武纪”芯片可以模拟人类大脑的神经元和突触，一条指令即可完成一组神经元的处理。这种计算模式在做智能处理时，比如识别图像，效率比传统芯片高几百倍。“中国原来在这方面几乎没有发言权，但智能时代给了我们机会。”“寒武纪”芯片主要研发者之一、中国科学院计算研究所研究员陈云霁在回首这段科研经历时曾说，他们抓住了机会，“迈出第一步”，但芯片研发是一个日新月异的领域，必须要特别努力，才能在竞争中最终胜出。后面的路还很长，要持续研究，不能松懈。孙丹阳（西安电子科技大学助理教授）“卡脖子”问题的表层原因在于缺乏关键核心技术所导致的产业升级和发展的困难。而核心技术又来自哪里呢？这一路下来，就回到了知识生产的原点：基础知识的供给状况。由此，人们形成一种线性共识：“卡脖子”现象的深层原因在于基础知识的短缺。一切看似顺理成章，然后就乐观地认为：加强基础研究就可以彻底地解决“卡脖子”问题。客观地说，基本方向没错，但是如果依此贸然决策则充满了太多的不确定性，而且基础研究的远水也解决不了“卡脖子”的近渴。现在研究已经证明，从基础研究成果到具体生产技术期间要经历三次转换：第一次转换，基础研究成果加上目的性转化成技术原理；第二次转换，技术原理加上功效性转化成技术发明；第三次转换，技术发明加上经济性与社会性考虑转化成具体生产技术。从这个漫长的转化链条上，任何一个环节出现问题，都会影响从基础知识到具体技术的转化效率。虽然现代科技体系的协同性在加强，整体转化效率有所提高，但是，这种不确定性仍然是普遍存在的。为了减少这种不确定性，一个合理的做法就是缩短这个转化链条的长度，这样就能达到事半功倍的效果，如从技术原理切入，而不是直接从基础研究切入，这样选择效率会更高，目标更明确。现在需要明确两个问题：首先，基础研究成果是全球共享的。任何国家都不能包打天下，提供所有的基础研究成果，也没有这个必要。其次，中国是一个发展中国家，科技资源要素的投入（人、财、物）都是有限的，即便要加强基础研究，也只适合小步快跑模式。再有，从事基础研究的人才也不会短期内快速涌现，这一切硬性约束都需要我们按照科技发展规律行事，不能采取冲动型决策。基础研究应该加强，但是不能搞大跃进，渐进式的提升基础研究在科研中的权重才是最务实的发展路径。痛定思痛，如果说“卡脖子”问题的远端原因在于前沿知识的匮乏，那么借此契机，凝聚全社会重视基础研究的共识，营造适合基础研究的氛围，以及构建相应的制度安排则是当下更为重要的基础性工作。基础研究成果不仅是一个社会的知识蓄水池，更为重要的是，通过推进基础研究能够培养人才，重塑科技生态，使科技共同体去除浮躁，毕竟基础研究是探索未知的过程，它需要耐心、毅力与热爱，以此增加对周围世界的理解与认知，它产出的是新的科学理论、规律与方法等，而这一切都是非功利性的。假以时日，这种努力就会重塑中国科技界的精神气质，也才能做出真正重要的知识成果。哲学家波普尔曾提出世界3理论，即客观知识的世界，只有客观知识丰富的地方，人的精神世界（世界2）才能更丰富，改造物理世界（世界1）的能力才能更强，而这种能力又能形成更多的客观知识（世界3），由此形成正反馈，反之亦然。从这个意义上说，加强基础研究，虽然短期内无法解决“卡脖子”问题，但能丰富我们的客观知识。从长远来看，则是避免再次出现严重“卡脖子”、“卡脑袋”问题的根本解决之道。因此只有夯实基础研究之根，潜在的技术创新才可能“枝繁叶茂”。让人民生活更美好龙龙今年3岁4个月，本该活泼好动的年纪，却因为患上科凯恩氏综合征造成了生长迟缓、甚至停滞。科凯恩氏综合征又称早衰症，是一种罕见病。患者出生时表现正常，1岁左右开始出现发育迟缓等症状，表现为多组织器官的功能加速衰退，从而过早地进入全身系统性衰老状态，患者寿命在7到20岁。早衰症是一种基因变异导致的疾病，常规方法无法治疗。但基础研究的进展，正给患者带来希望。中国科学院动物研究所刘光慧研究员是中国细胞生物学学会衰老细胞生物学分会会长。他介绍，近年来，基础生物学家对早衰症的了解日渐加深，在早衰症的遗传学基础、衰老的分子机理研究、早衰症表观遗传学调控等方面都有进展，也建立了相关的灵长类动物模型，在微观水平对早衰症的发病机制和治疗靶点有了更多认识。基础研究的突破带动了临床发展。刘光慧领导的科研团队与中国人民解放军总医院、北京大学等单位进行合作，正在对小分子药物治疗科凯恩氏综合征进行探索和尝试。期待通过他们的努力，这些患儿可以早日减轻病痛、恢复健康。王小宁（中国科协生命科学学会联合体秘书长）无论是罕见病药物，还是高铁、智能手机、移动支付、无人驾驶等我们种种生活改善的背后，都有着基础研究的功劳。基础研究看似离我们的生活很远，但对保障和改善民生有着重要作用。比如，新冠肺炎疫情期间，我国多条技术路线并行研发新冠疫苗，如果没有相关基础研究的积累，这是不可能做到的。基础研究对民生的改善，在生命科学领域有着许多成功案例。笔者最感同身受的就是“人类基因组计划”。人类基因组计划被誉为生命科学的“登月计划”，旨在测定组成人类染色体中全部30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，达到破译人类遗传信息的最终目的。人类基因组计划的顺利实施让人类可以更为精准地认识生命，大幅度提高疾病诊断和精准治疗的效率，也带动了农业和环境生物技术的发展。这项计划还催生出一个全新的生命科学研究模式——“工厂化研究模式”，即利用工程化的集成技术去获得海量的数据，并依赖信息技术找到有用的信息。中国科学家也参与了这一浩大工程，也由此催生出了国家人类基因组南方研究中心、国家人类基因组北方研究中心等研究机构。短短十年间，中国基因组研究就实现了由跟跑到领跑的跨越，并催生出巨大的生物技术产业。人类基因组计划完成以后，生命科学进入“后基因组时代”，国内基因组研究的重点集中在破解各类物种和个体的全基因组图谱上，也正是这一旺盛的需求和潜在的产业价值，推动了基因组技术本身的发展。毫不夸张地说，没有基因组研究的基础，就不可能有我国SARS、禽流感和新冠肺炎疫情防控的伟大成就。基因组计划的完成是对人类自身生命密码认识的开始，它给人类带来了更为神秘莫测的问题：人类的功能基因远少于预期，但为何有如此复杂的功能？各类物种间的基因组差异可以非常小，但表型差异却如此之大，是如何实现的？科学家通过对这类问题的深入研究，发现了各种蛋白质翻译前后的剪切体，非编码区域的基因调控机制，三链DNA和新型DNA密码子形态，以及发展出革命性的基因编辑技术。期待我国科学家在基因组等生命科学领域继续加强基础研究，产出更多成果，为保障人民健康提供更多科技支撑。攀登科学高峰的基石 万劲波（中科院战略咨询研究院研究员）随着科研投入持续快速增加，我国的科研基础设施和实验条件平台有了极大改进，科研产出、科研水平及其在国际上的影响力大幅提升，在部分学科方向上已达到国际前列，越来越多领域、行业的科技创新正在进入“无人区”状态，一些重要方向具备了“攀登科学高峰”的厚实基础。2019年，我国研发经费2.2万亿，连续4年保持两位数增长，总量位居世界第2位；研发经费投入强度稳步提升，已接近欧盟15国平均水平；研发人员总量450万人年，连续7年稳居世界第一；高等教育毛入学率达到51.6%，迈入普及化发展阶段。在高的历史起点上，要坚持把发展作为第一要务，将“科技创新立国”作为基本国策，打通从教育强、人才强到科技强、产业强、经济强、国家强的战略通道。未来15年，我国将跨越中等收入陷阱，向高收入经济体迈进。只有实现从“创新型国家行列”向“创新型国家前列”迈进的历史性跨越，才能为“实现由大国到强国的历史性飞跃”奠定坚实的基础。相应地，科技创新支撑引领高质量发展的能力也需要迈上新台阶。“攀登科学高峰”要坚定创新自信，坚持走中国特色自主创新道路。自主创新是开放环境下的创新。与发达国家相比，我国在事关引领未来发展的基础前沿领域以及数学、天文等基础学科和关键核心技术攻关等方面存在不少薄弱环节。加之科研仪器自主研发能力薄弱，已成为制约我国原创性科研成果产出的基础瓶颈。要实现从跟踪模仿向创新引领的根本性转变，必须打造更加高效灵活的创新生态系统，把弘扬勇攀高峰、敢为人先的创新精神和增强创新自信作为推动重要科技领域跻身世界领先行列的重要基础。面对知识、技术、人才、数据、信息等要素的全球流动，我国要主动融入全球创新网络，加快构建新发展格局，在更高历史起点上推进科技创新和开放创新，把创新的主动权、发展的主动权牢牢掌握在自己手中。“攀登科学高峰”要爱惜青年才俊，从过度竞争择优转向普惠支持。好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体。鼓励优秀青年人才勇挑重担，包容失败，营造脱颖而出的人才发展环境。长周期普惠支持处于创新黄金期的优秀青年人才潜心专注于前沿科学问题研究，避免科研布局“短平快”路径依赖。建立以信任为前提的顶尖科学家负责制，保障其充分的人财物自主权和技术路线决定权，发现一批创新思维活跃、敢闯“无人区”的青年才俊和顶尖人才。来源：《光明日报》

今天看到科技部办公厅 财政部办公厅 教育部办公厅 中科院办公厅 工程院办公厅 自然科学基金委办公室关于印发《新形势下加强基础研究若干重点举措》的通知：“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。现代科学技术发展进入大科学时代，科学、技术、工程加速渗透与融合，科学研究的模式不断重构，学科交叉、跨界合作、产学研协同成为趋势。经济高质量发展急需高水平基础研究的供给和支撑，需求牵引、应用导向的基础研究战略意义凸显。第3点：切实把尊重科研人员的科研活动主体地位落到实处。完善适应基础研究特点和规律的经费管理制度，坚持以人为本，增加对“人”的支持。重点围绕优秀人才团队配置科技资源，推动科学家、数学家、工程师在一起共同开展研究。落实科研人员在立项选题、经费使用以及资源配置的自主权，释放人才创新创造活力。切实保障科研人员工作和生活条件，强化对承担基础研究国家重大任务的人才和团队的激励，落实以增加知识价值为导向的分配政策，探索实行年薪制和学术休假制度，对科研骨干在内部绩效工资分配时予以倾斜。加快推进经费使用“包干制”的落实落地。认真落实《关于优化科研管理提升科研绩效若干措施的通知》，安排好纯理论基础研究、对试验设备依赖程度低和实验材料耗费少的基础研究项目间接费用。第7点：改进基础研究评价。创新人才评价机制，建立健全以创新能力、质量、贡献为导向的科技人才评价体系。注重个人评价和团队评价相结合，尊重和认可团队所有参与者的实际贡献。基础研究评价要符合科学发展规律、反映基础研究特点，实行分类评价、长周期评价，推行代表作评价制度。注重基础研究论文发表后的深化研究、中长期创新绩效评价和成果转化的后评价工作。对自由探索和颠覆性创新活动建立免责机制，宽容失败。高校、科研院所要严格落实《关于深化项目评审、人才评价、机构评估改革的意见》要求，破除“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”的倾向。”从此次这个新的政策来看，国家这次把保障科研人员的工作和生活条件写进了政策，而且是以白纸黑字的形式，足以说明以往科研人员的待遇，特别是基础研究类科研人员的待遇是比较低的。当然，这也是纸上说说，具体还要看各大高校的现实做法。如果连这种白纸黑字都只是一句口号，那可能再过几年国内真的没多少土鳖愿意搞基础研究了。比如说，在很多普通大学，搞基础研究的教授，一张独立的办公桌都没有，这种连最基本的生活条件和工作条件都没有的大学，怎么能要求教授做出如何厉害的研究成果？当然，很多搞工科的教授会说，基础研究在家里也可以做，也一样能做出世界级成果，对周围的条件要求不高。遇到这样的，也只能这样对他说，以前的基础研究也许可以在家里搞，但是现在快速发展的基础研究已经不允许这样搞了，不信可以亲自去试试？还有一点，将来会实行长周期评价，鼓励代表作。也就说，以后每年要求发表多少文章这种旧制度应该会被废除。可是，去看看各大国内高校就可以知道，现在的做法恰恰是没有分类评审，不管是工科、理科、文科，都统统要求每年必须做多少科研工作量，说现实点就是发表多少篇SCI，SSCI论文，根本不会去管什么长周期评价。因为每一任领导做个3年或者5年就调走了，剩下一堆烂摊子，变来变去，没领导愿意等个10年8年再去评价你十几年前的那篇论文到底好不好，领导耗不起，当然教授也耗不起。因此，这些鼓励基础研究的新政策能不能落到实处，还是一大巨大疑问。如果不能，起码也会给这些领导提个醒：不能再瞎折腾大学里面搞基础研究的教授们了。

浙江24小时-钱江晚报评论员 项向荣日前，2019年未来论坛·深圳技术峰会在深圳开幕，深圳市副市长王立新在峰会上表示：“今天我们有必要重提那句口号，就是‘学好数理化，打遍天下都不怕’。”此话一出，一些文科生的小心脏就有些受不了了：这不是对我们文科生赤裸裸的歧视吗？不过各位看官息怒，联系上下文的意思，王市长想表达的意思无非是：“基础研究对深圳、对中国是非常非常的重要”，所以社会各界有必要加强对基础学科的投入。话说这一二十年来，大学里数学、物理等纯理论研究的基础学科的确不大受人欢迎，相反，金融、商科等行业的“吸金”能力则非常强。毕竟，即便是同一所大学毕业，纯基础学科专业与金融专业起薪相差两到三倍，后面的加薪幅度完全不是一个级别。这种状况近几年似乎有扭转的趋向，但不可否认的是，优秀的学生仍大都投身于金融等热门专业。大家心底或多或少都埋藏着一个梦想：说不定哪天干着干着我就成巴菲特了！不过巴菲特始终只有一个。相反，很多中国父母发现，自己耗尽心血培养并引以为傲的优秀子女，其结果只不过是一些跨国企业里的高级打工者而已。同时我们在引领世界科技前行的高精尖领域的成就也并不突出，和我们国家蒸蒸日上的大国地位并不相当。毕竟，弱化了数理化的基础教育在一个现代的科学世界里，是不可想象的事情，后果自然也是严重的。这个后果一方面表现在国内企业科研、创新能力薄弱，甚至于接受技术装备的能力也较薄弱。一方面表现在学生高分低能，不适应社会对技能型人才的需求。华为总裁任正非不是经常在抱怨，国内在基础学科领域的薄弱导致华为不得不寻找对外合作？眼下正在掀起的这场科技革命无论从规模、速度、广度、复杂度上，都与人类过去经历的三次科技革命截然不同，具有颠覆性、集聚性和交融性等特点。深厚的基础学科在当下更是科技创新的源泉，因为所有的新技术突破都是来源于原创性基础研究的应用与发展，深厚的数理基础能让人们在面对未来研究方向的选择时具有无限的可能性。任正非说，他们的5G标准就是源于土耳其一个教授的数学论文。马云也说，他自己数学不好，但很敬畏数学，“如果更多的人对数学感兴趣，我相信社会和人类就会有更大进步。我们的钱就应该投入到人类进步上去，特别是基础学科。”并不是说我们反对有志者去从事金融或商业等行业，事实上，我们在金融战中吃过不少的亏，就是因为我们也缺乏巴菲特这样的人才，以致被人家剪了羊毛。但是倘若人人都去搞金融或商业，而没有优秀的人才去从事艰苦的基础领域的探索，那中国生产制造业就后继无人了。再者，如果人人都是巴菲特，相互厮杀之下，就不会有巴菲特的神奇了。而深耕基础学科领域的人才，就像培育花朵的沃土，多多益善。

浙江24小时-钱江晚报评论员 项向荣日前，2019年未来论坛·深圳技术峰会在深圳开幕，深圳市副市长王立新在峰会上表示：“今天我们有必要重提那句口号，就是‘学好数理化，打遍天下都不怕’。”此话一出，一些文科生的小心脏就有些受不了了：这不是对我们文科生赤裸裸的歧视吗？不过各位看官息怒，联系上下文的意思，王市长想表达的意思无非是：“基础研究对深圳、对中国是非常非常的重要”，所以社会各界有必要加强对基础学科的投入。话说这一二十年来，大学里数学、物理等纯理论研究的基础学科的确不大受人欢迎，相反，金融、商科等行业的“吸金”能力则非常强。毕竟，即便是同一所大学毕业，纯基础学科专业与金融专业起薪相差两到三倍，后面的加薪幅度完全不是一个级别。这种状况近几年似乎有扭转的趋向，但不可否认的是，优秀的学生仍大都投身于金融等热门专业。大家心底或多或少都埋藏着一个梦想：说不定哪天干着干着我就成巴菲特了！不过巴菲特始终只有一个。相反，很多中国父母发现，自己耗尽心血培养并引以为傲的优秀子女，其结果只不过是一些跨国企业里的高级打工者而已。同时我们在引领世界科技前行的高精尖领域的成就也并不突出，和我们国家蒸蒸日上的大国地位并不相当。毕竟，弱化了数理化的基础教育在一个现代的科学世界里，是不可想象的事情，后果自然也是严重的。这个后果一方面表现在国内企业科研、创新能力薄弱，甚至于接受技术装备的能力也较薄弱。一方面表现在学生高分低能，不适应社会对技能型人才的需求。华为总裁任正非不是经常在抱怨，国内在基础学科领域的薄弱导致华为不得不寻找对外合作？眼下正在掀起的这场科技革命无论从规模、速度、广度、复杂度上，都与人类过去经历的三次科技革命截然不同，具有颠覆性、集聚性和交融性等特点。深厚的基础学科在当下更是科技创新的源泉，因为所有的新技术突破都是来源于原创性基础研究的应用与发展，深厚的数理基础能让人们在面对未来研究方向的选择时具有无限的可能性。任正非说，他们的5G标准就是源于土耳其一个教授的数学论文。马云也说，他自己数学不好，但很敬畏数学，“如果更多的人对数学感兴趣，我相信社会和人类就会有更大进步。我们的钱就应该投入到人类进步上去，特别是基础学科。”并不是说我们反对有志者去从事金融或商业等行业，事实上，我们在金融战中吃过不少的亏，就是因为我们也缺乏巴菲特这样的人才，以致被人家剪了羊毛。但是倘若人人都去搞金融或商业，而没有优秀的人才去从事艰苦的基础领域的探索，那中国生产制造业就后继无人了。再者，如果人人都是巴菲特，相互厮杀之下，就不会有巴菲特的神奇了。而深耕基础学科领域的人才，就像培育花朵的沃土，多多益善。