基础研究

【科学随笔】最近，重视基础研究，并加大基础研究已经形成一种共识。这种思路的理论基础是美国科技政策专家万·布什（Wannevar Bush，1890-1974）早在七十年前提出的线性模型的体现，即基础研究成果有助于应用研究成果的产出以及最终大规模商业化发展的潜力。因此，基础研究被看作是一个国家的知识储备池，如果知识储备不丰富，其他的都成为无源之水、无本之木。在国际形势波诡云谲的当下，为了不受制于人，加大基础研究的紧迫形势已处于箭在弦上不得不发的状态，尤其是在当下很多产业遭遇“卡脖子”技术约束的背景下，提升基础研究能力已成突破发展瓶颈的最佳出路。为了防止出现基础研究的泡沫现象，从而影响科技发展的正常节奏。那么在推进基础研究的战略安排中，我们需要注意哪些问题呢？科技界对研究类型进行分类是很晚近的事情，我们非常熟悉的R&D（研究与发展）分类标准，来自经合组织（OECD）于1963年在意大利小镇弗拉卡蒂召开的一次会议，在那次会议上，专家们提出把研究的类型分为：基础研究、应用研究与试验发展研究。这就是当下全世界都在采用的指标。客观地说，这个分类标准在今天看来还是有些粗糙，尤其是在基础研究的分类上，后来美国学者斯托克斯（Donald E. Stokes，1927-1997）在1997年对于基础研究提出新的划分，即纯粹基础研究（玻尔象限）与“由应用引发的”基础研究（巴斯德象限），他的分类原则是基于对基本问题的理解与应用两个维度来划分的，所谓的巴斯德象限，是借用法国微生物学家巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）的工作类型所引出分类方法，意指原本是为了解决现实的应用问题而开展的基础研究，最后完成由应用向理解本质的转变，这个标准比弗拉卡蒂标准更为切合实际。随着我们对于科学活动理解的逐渐加深，未知世界的更丰富内涵与更多元化的展开方式也得以显现，在此基础上，可以把基础研究划分为：表层基础研究，仅涉及难度较小、动用资源较少的研究；中层基础研究，涉及难度适中、动用资源中等的研究；深层基础研究，是指难度较大、持续时间不确定、需要动用巨大资源的研究。按照这个分类标准，巴斯德象限类的基础研究就属于中层基础研究。基于这种简单结构分析，当一个国家决定从战略层面加速推进基础研究时，需要考虑如下三个条件是否具备，否则很容易出现政策失灵现象。首先，准确研判当下的科学发展现状。按照科学哲学家托马斯·库恩的说法，科学发展的历程通常是在常规科学时期与危机时期交替中完成的，二战以后，鲜有改变世界的重大理论突破出现，很多学者甚至认为科学在基础理论方面已处于显性停滞状态，当下的发展更多是技术的横向扩散。据此不难理解，我们当下的科学发展阶段仍处于常规科学时期，此时最该做的工作就是利用现有理论去解决问题，而不是挑战现有的主流理论。其次，开展深层基础研究需要具备雄厚的物质基础支撑条件，主要包括人、财、物的存量状况与基本科研制度的保障。从这点来看，我们真正在世界上处于科学前沿的人才数量有限、基础研究投入多年维持在占R&D的5%的投入强度，短期内难有大的改变，而适合基础研究的评价体系与相关制度安排尚不完善；最后，科研发展的路线图可以有多种选择模式。对于我们这样的发展中国家来说，路径的正确选择往往比决心和热情更重要，这点尤为值得警惕，否则，非理性的盲目投资基础研究就是一场以牺牲未来为代价的豪赌，这个代价我们付不起。由是观之，限于各种基础支撑条件的硬性约束，一段时间内我们的基础研究战略主体适合选择表层与中层这个级别的基础研究，这类基础研究与我们现有的科技能力比较匹配。比如我们最近两年遭遇到严重的非洲猪瘟疫情，以及近在眼前的新冠肺炎疫情等，都急需基础研究来解决。对于中国这样的发展中国家而言，合适的基础研究路径选择对于创新驱动发展战略的落地至关重要。如果布什线性模型正确的话，那么没有合适的基础研究成果，就没有原始创新的涌现，也就无法形成累积性创新。当下累积性创新的困境在于，缺少基于知识的初始创新，导致后续创新乏力。英国经济学家凯瑟琳·洛基（Katharine Rockett）认为：初始创新为其自身的后续发展奠定了基础，也就意味着从初始创新到二次创新阶段具有正外部性。从社会角度来看，初始创新为一系列后续创新创造了可能，而其全部收益则主要来自后续创新累积获得的利润，并最终为消费者带来福音。至于中层基础研究与深层基础研究之间的划界问题，这倒是需要学界来加以仔细论证的一个技术性问题。也许更为重要的是，这种安排可以最大限度布局基础研究的范围，从而避免出现基础研究的空白领域。无数科学史案例的研究已经表明：基础研究不是越基础越好，只有适合自身条件的基础研究才是最有效的，也是最好的。当下切记不可盲目跟风。（作者：李侠，系上海交通大学科学史与科学文化研究院院长、教授）来源：《光明日报》

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。

像潺潺雨声，像汽船鸣笛，像心脏跳动……中国科学院大学在寄送本科生录取通知书时附赠一张黑胶光盘，其中刻录着一组“来自宇宙深处的声音”。这段声音是“中国天眼”FAST捕获的脉冲星信号，经过处理转换成音频。这种为学子寄送“宇宙声音”的方式，点燃了他们探索科学奥秘的好奇心。为什么要重视好奇心？因为好奇心是科学精神的体现，不仅可以让一个人从科学研究中收获乐趣，还可以成为推开真理之门的助推器。习近平总书记不久前主持召开科学家座谈会时指出：“科学研究特别是基础研究的出发点往往是科学家探究自然奥秘的好奇心。”基础研究是科技创新的源头，从科学发现自身规律看，基础研究一方面要通过解决重大科技问题来推动，另一方面很多时候也要依靠探索世界奥秘的好奇心来驱动。而从实践观之，凡是取得突出成就的科学家，都是凭借执着的好奇心、事业心，终身探索成就事业的。禾下乘凉梦想让袁隆平培育出高产的籼型杂交水稻，对植物分类学的极大兴趣让屠呦呦打下了发现全新抗疟疾药物青蒿素的基础，好奇心驱动科学发现的例子比比皆是。新奇想法和求知欲望越强烈，探索和钻研的劲头就越足。只有树立敢于创造的雄心壮志，敢于提出新理论、开辟新领域、探索新路径，在独创独有上下功夫，才能多出高水平的原创成果。当然，从单纯感到好奇到实现科研突破之间，会有很长一段路要走。有研究表明，科学家的优势不仅靠智力，更主要的是专注和勤奋，经过长期探索而在某个领域形成优势。科学探索之路漫漫而修远，少不了“吾将上下而求索”的毅力和定力。正是靠着对未知放射性物质的好奇，居里夫妇花费近4年时间，在极其简陋的环境中，从数吨沥青铀矿渣中提炼出氯化镭。大学本科期间对量子物理产生好奇的潘建伟，潜心研究量子技术、建设科研团队，终于在量子纠缠领域形成了世界级研究成果，成为我国量子卫星首席科学家。这说明，新奇想法只有通过刻苦探索才能成为现实。好奇心是人与社会、人与自然、人与宇宙“打交道”的必然结果。尚处襁褓之中，一个人就会试着用眼睛、手和嘴巴来“向外探索”；咿呀学语之后，婴幼儿便不知疲倦地发问：天空为什么是蓝的？人是从哪里来的？正因如此，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，厚植科学素养。从呵护好奇心、激发科学兴趣，到掌握研究方法、提升科研能力，再到培养具备科学家潜质的科研后备人才，好奇心的培养可以说是科学研究的基础。中国人民是具有伟大创造精神的人民，古往今来，好奇心驱动着中华民族完成了无数享誉世界、影响人类发展进程的发明创造。中国特色社会主义进入新时代，党和国家不断改善科技创新生态，激发各类人才创新创造活力，努力给广大科学家和科技工作者搭建施展才华的舞台。广大科技工作者激发好奇心、坚定自信心，勇登科学最高峰，勇闯科技“无人区”，一定能为实现中华民族伟大复兴作出应有贡献。《 人民日报 》( 2020年12月03日 04 版)

科技部、财政部、教育部、中科院、工程院、自然科学基金委近日共同制定了《新形势下加强基础研究若干重点举措》（下简称《举措》），要求进一步加强基础研究，提升中国基础研究和科技创新能力，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。近年来，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，学科交叉融合更加紧密，一些基础科学问题孕育重大突破。全球科技竞争不断向基础研究前移，世界主要发达国家普遍强化基础研究战略部署，基础研究的重要性已经被更多人及相关部门注意到。此次《举措》的制定发布，就对如何激发基础研究中的两大关键要素——“人”和“环境”的活力做出了尝试和努力。从对“人”的支持上来说，要让科研人才无须再“耐寂寞”，还需切实把尊重科研人员的科研活动主体地位落到实处。不同于能够明确看到实用价值的应用研究，很多从事基础研究的科研人员之所以投入到这门“缺乏目标”“回报率低”的“无用”研究中，并非因为心态“佛系”，而是因为心中有着纯粹、坚定的“求索”态度，想要探寻科学奥妙的漫漫征途。但“巧妇难为无米之炊”，光凭一腔热爱，并不足以支撑他们在科研道路上前行。要让更多人才“留下来”，就要建立健全符合实验技术人才及其岗位特点的评价体系和激励机制，提高实验技术人才的地位和待遇。此次《举措》要求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，不失为一种在创新领域的“以人为本”实践。除此之外，营造有利于基础研究发展的创新环境也同等重要。在外界眼中，数学、物理学等研究领域上做出的探索和发现似乎很难给现实生活带来益处和看得见的便利。因此，对于基础研究的评价，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。对自由探索和颠覆性创新活动应该给予更大空间，通过建立免责机制宽容失败，特别是要破除“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”的倾向。唯有如此，才能够让基础研究挣脱功利桎梏，拥有更为自由开放的生长空间。风物长宜放眼量。基础研究，能够推动整个世界的发展，是创新的根本。深厚的基础研究，对于促进应用研究的持续进步也有着重要意义。没有最初的“万有引力定律”“电磁感应定律”等基础研究作为支撑，何以有后人对力学、电学等一系列应用科学的突破？在当前，要让我国的基础研究得到长足发展，关键还在于从社会层面认识到基础科学的重要性，在教育、研究等方面进行基础科学布局，放下急功近利的心态稳步前行。来源：广州日报

基础研究该基础到什么程度【科学随笔】最近，重视基础研究并加大基础研究已经形成一种共识。这种思路的理论基础是美国科技政策专家万·布什（Wannevar Bush，1890-1974）早在七十年前提出的线性模型的体现，即基础研究成果有助于应用研究成果的产出以及最终大规模商业化发展的潜力。因此，基础研究被看作是一个国家的知识储备池，如果知识储备不丰富，其他的都成为无源之水、无本之木。在国际形势波诡云谲的当下，为了不受制于人，加大基础研究的紧迫形势已处于箭在弦上不得不发的状态，尤其是在当下很多产业遭遇“卡脖子”技术约束的背景下，提升基础研究能力已成突破发展瓶颈的最佳出路。为了防止出现基础研究的泡沫现象，从而影响科技发展的正常节奏。那么在推进基础研究的战略安排中，我们需要注意哪些问题呢？科技界对研究类型进行分类是很晚近的事情，我们非常熟悉的R&D（研究与发展）分类标准，来自经合组织（OECD）于1963年在意大利小镇弗拉卡蒂召开的一次会议，在那次会议上，专家们提出把研究的类型分为：基础研究、应用研究与试验发展研究。这就是当下全世界都在采用的指标。客观地说，这个分类标准在今天看来还是有些粗糙，尤其是在基础研究的分类上，后来美国学者斯托克斯（Donald E. Stokes，1927-1997）在1997年对于基础研究提出新的划分，即纯粹基础研究（玻尔象限）与“由应用引发的”基础研究（巴斯德象限），他的分类原则是基于对基本问题的理解与应用两个维度来划分的，所谓的巴斯德象限，是借用法国微生物学家巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）的工作类型所引出分类方法，意指原本是为了解决现实的应用问题而开展的基础研究，最后完成由应用向理解本质的转变，这个标准比弗拉卡蒂标准更为切合实际。随着我们对于科学活动理解的逐渐加深，未知世界的更丰富内涵与更多元化的展开方式也得以显现，在此基础上，可以把基础研究划分为：表层基础研究，仅涉及难度较小、动用资源较少的研究；中层基础研究，涉及难度适中、动用资源中等的研究；深层基础研究，是指难度较大、持续时间不确定、需要动用巨大资源的研究。按照这个分类标准，巴斯德象限类的基础研究就属于中层基础研究。基于这种简单结构分析，当一个国家决定从战略层面加速推进基础研究时，需要考虑如下三个条件是否具备，否则很容易出现政策失灵现象。首先，准确研判当下的科学发展现状。按照科学哲学家托马斯·库恩的说法，科学发展的历程通常是在常规科学时期与危机时期交替中完成的，二战以后，鲜有改变世界的重大理论突破出现，很多学者甚至认为科学在基础理论方面已处于显性停滞状态，当下的发展更多是技术的横向扩散。据此不难理解，我们当下的科学发展阶段仍处于常规科学时期，此时最该做的工作就是利用现有理论去解决问题，而不是挑战现有的主流理论。其次，开展深层基础研究需要具备雄厚的物质基础支撑条件，主要包括人、财、物的存量状况与基本科研制度的保障。从这点来看，我们真正在世界上处于科学前沿的人才数量有限、基础研究投入多年维持在占R&D的5%的投入强度，短期内难有大的改变，而适合基础研究的评价体系与相关制度安排尚不完善；最后，科研发展的路线图可以有多种选择模式。对于我们这样的发展中国家来说，路径的正确选择往往比决心和热情更重要，这点尤为值得警惕，否则，非理性的盲目投资基础研究就是一场以牺牲未来为代价的豪赌，这个代价我们付不起。由是观之，限于各种基础支撑条件的硬性约束，一段时间内我们的基础研究战略主体适合选择表层与中层这个级别的基础研究，这类基础研究与我们现有的科技能力比较匹配。比如我们最近两年遭遇到严重的非洲猪瘟疫情，以及近在眼前的新冠肺炎疫情等，都急需基础研究来解决。对于中国这样的发展中国家而言，合适的基础研究路径选择对于创新驱动发展战略的落地至关重要。如果布什线性模型正确的话，那么没有合适的基础研究成果，就没有原始创新的涌现，也就无法形成累积性创新。当下累积性创新的困境在于，缺少基于知识的初始创新，导致后续创新乏力。英国经济学家凯瑟琳·洛基（Katharine Rockett）认为：初始创新为其自身的后续发展奠定了基础，也就意味着从初始创新到二次创新阶段具有正外部性。从社会角度来看，初始创新为一系列后续创新创造了可能，而其全部收益则主要来自后续创新累积获得的利润，并最终为消费者带来福音。至于中层基础研究与深层基础研究之间的划界问题，这倒是需要学界来加以仔细论证的一个技术性问题。也许更为重要的是，这种安排可以最大限度布局基础研究的范围，从而避免出现基础研究的空白领域。无数科学史案例的研究已经表明：基础研究不是越基础越好，只有适合自身条件的基础研究才是最有效的，也是最好的。当下切记不可盲目跟风。（作者：李侠，系上海交通大学科学史与科学文化研究院院长、教授）《光明日报》（2020年11月05日16版）来源：光明日报

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。

科学技术部部长王志刚表示，下一步，将把基础研究和应用基础研究摆在整个国家科技工作的更加重要的位置，同时要改革完善项目形成机制，基础研究很重要的是能不能准确的提出和描述问题。探索面向世界科技前沿的原创性科学问题的发现和提出机制，建立对非共识项目和颠覆性技术的支持和管理机制，进一步加大基础研究投入，优化投入结构，加大对冷门学科、基础学科和交叉学科的长期稳定支持。（第一财经）

为切实解决我国基础研究缺少“从0到1”原创性成果的问题，充分发挥基础研究对科技创新的源头供给和引领作用，3月初，科技部、发展改革委、教育部、中科院、自然科学基金委印发《加强“从0到1”基础研究工作方案》(以下简称《方案》)。基础研究的重要性毋庸置疑，而要实现“从0到1”的突破，取得重大开创性的原始创新成果，到底该怎么做？做基础研究绝对不能跟风“不通过基础研究把科学原理搞清楚，技术的开发就是无源之水，无根之木。”中国科学院院士、南京大学教授祝世宁在接受记者采访时说，一定是先有原创性的想法和科学发现，才会有技术创新，“先有科学发现，通过技术创新，最后走向实际应用。”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。《方案》指出，“从0到1”原创性突破，既需要长期厚重的知识积累与沉淀，也需要科学家瞬间的灵感爆发；既需要对基础研究进行长期稳定的支持，也需要聚焦具有比较优势的领域，进一步突出重点。祝世宁认为，基础研究有两种，一种是自由探索的基础研究，一种是目标导向的基础研究，两种基础研究都需要。“特别是在国家遇到‘卡脖子’问题，信息技术国际竞争越来越激烈的时候，目标牵引就很明确，尽快通过基础研究实现关键核心技术的突破就显得尤为迫切。”“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。”中科院院士王贻芳说，由于起步较晚，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。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。《方案》鼓励科学家围绕重要方向开展长期研究，不追热点，把冷板凳坐热。鼓励和支持科学家敢于啃硬骨头，敢于挑战最前沿科学问题，在独创独有上下功夫。祝世宁说，基础研究之路很长，要取得突破，最基本的特征就是一个团队长期不懈的积累和坚持。“从少有人了解和支持的冷门方向，坚持研究二十年，我们团队才获得了国家自然科学一等奖，从那时候起，我们初步将材料体系建立起来。基础研究就是如此，不能今天追这个热点，明天追那个热点，而是要把原来不被关注的领域，通过自己的科学的判断，长期不懈地坚持下去，把冷门做成热门，做成国际的前沿。”做基础研究，绝对不能跟风。“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。”王贻芳表示，物质科学是一切自然科学的基础，美国也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。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。加强支持基础学科，优化基础研究投入结构王贻芳概括了基础研究的三个特征：有一定的规律性，反映了自然界的基本规律；不能直接应用到实际中，但它是解决实际问题的基本原理；基础科学内部还有层次性，数学在基础研究里更为基础。作为基础科学中的“最基础”，加强对数学学科的支持再次被提及。《方案》指出，稳定支持一批基础数学领域科研人员围绕数学学科前沿问题开展基础理论研究，夯实发展基础。针对重点领域、重大工程等国家重大战略需求中的关键数学问题，加强应用数学和交叉研究。数学学科的振兴计划已经启动。2月底，南京大学联合东南大学牵头组建的江苏应用数学中心获批，成为国内首批13个国家应用数学中心之一。记者了解到，中心坚持以科技前沿的问题与产业应用需求为导向，围绕智能算法和数据科学等研究领域，开展跨区域跨专业团队协作的应用数学和数学的应用研究。现代信息科学技术诸多领域中存在很多共性基础性数学问题，江苏应用数学中心将提出、凝练和解决一批国家重大科技任务、重大工程、区域及企业发展重大需求中的数学问题，为我省信息科学技术发展及应用提供突破性、引领性的数学理论支撑。优化基础研究投入结构，也是《方案》所涉及的要点。《方案》要求，依托国家重点实验室和国家科技计划等，对关系长远发展的基础前沿领域加大稳定支持力度。“基础研究经费投入不足，科技经费资助比例有待优化。”在今年江苏省两会上接受记者采访时，中国科学院苏州医工所所长唐玉国就曾提出，加强基础科学研究，应改革科技投入制度，建立健全基础研究科研人员的长效支持机制；应改革考评制度，给科研人员营造宽松稳定的科研环境同时，建立多元化、符合科学研究客观规律的考评制度。激活基础研究人才的“源头活水”人才是第一资源，怎样激活基础研究人才的“源头活水”？《方案》鼓励自由探索，赋予科研人员更多学术自主权；提出建立健全基础研究人才培养机制，加快培养一批在国际前沿领域具有较大影响力的领军人才；重视培养基础研究领域的青年人才，实施青年科学家长期项目，在国家科技计划中支持青年科学家。为发挥顶尖人才的科研引领作用，我省启动实施的“前沿引领技术基础研究专项”，均由院士、国家杰青等顶尖科学家领衔。祝世宁院士担任领衔科学家，主持“面向光子芯片研发的核心材料及关键技术基础”项目；中国药科大学王广基院士担任领衔科学家，主持“面向精准治疗的创新生物药和高端制剂成药性评价的共性关键技术研究”项目；南京航空航天大学朱荻院士作为领衔科学家，主持“金属微结构特种能场微纳制造技术研究”项目等。“专项赋予了首席科学家充分自主权，由领衔科学家自主确定研究方向，自主设置研究课题，自主选聘科研团队，自主安排经费使用，这是一个很大的体制机制突破。”祝世宁说，在专项的支持下，他和团队有信心在5—10年内让研究成果在国计民生领域得到广泛应用。为激励在科学研究中取得杰出贡献的优秀科技人员，2019年度江苏省科学技术奖中首次增设基础研究重大贡献奖和青年科技杰出贡献奖。近日该奖项揭晓，南京航空航天大学宣益民院士、南京大学祝世宁院士获基础研究重大贡献奖，10名青年科技人才获青年科技杰出贡献奖。中青年时期是实现原创性突破的峰值年龄，《方案》提出依托国家科技计划培养青年人才，在重点研发计划中加大对35岁以下青年科学家的支持。我省积极参与国家基础研究工作部署，通过省自然科学基金支持优秀青年科研人才开展与我省经济社会发展需求和区域战略定位密切相关的基础研究工作，形成鼓励支持基础研究、原始创新的体制机制，在基础科学和前沿技术领域打造江苏发展的核心竞争力，为加快建设高水平创新型省份提供有力支撑。“十二五”以来，我省基础研究累计投入省财政经费26亿元，其中80%以上的经费用于支持青年科技人员开展创新研究，累计资助青年科研人才8076名，覆盖我省78%的学科领域，涉及730多个学科。青年科研人员承担国家自然科学基金超过20000项，科研经费超100亿元，产生国家杰青325位，国家优青326位，位居各省份第一。（文章来源：新华日报）

中国36所主要高校开始启动基础科学的专项计划以促进发展国家《强基计划》框架下的科学、技术和创新人才。中国劳动关系学院教师李洪坚博士说，从国家竞争力的角度来看，我们无疑需要加强基础科学研究，因为这是未来国家技术进步创新的基础。为何西方对俄中两国在科创领域的合作感到不安？ AFP 2020 / WANG ZHAO强基计划于1月初通过，重点放在一些科目上，这些科目不再对考生有特殊要求。该计划称，强基计划主要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。聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域以及国家人才紧缺的人文社会科学领域，由有关高校结合自身办学特色，合理安排招生专业。要突出基础学科的支撑引领作用，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。建立学科专业的动态调整机制，根据新形势要求和招生情况，适时调整强基计划招生专业。李洪坚博士对教育系统的这个变化解释说：“如果地基都没有被夯实，只依靠一些短平快、急功近利的专业，是不能决定一个国家的竞争力的。“包括北京大学、清华大学、复旦大学等许多大学在内的中国主要大学将开始为9月份新学年开始的特别教育计划选拔最优秀的大学生。按照什么样的标准将为此计划选拔大学生，每所大学将自行决定。两个月后将进行的高考结果也可能被考虑在内。李洪坚说：“强基计划”是作为原来自主招生计划的替代，鼓励有意愿的优秀生源学习基础学科，可以理解为培养未来科学家或研究人员的一个计划，服务于未来国家的重大战略。这些人不一定本科毕业就去就业，更多可以继续在本专业深造，或跨专业学习，将来去做研究或复合型的专业人才。“李洪坚强调说，这些课程的主要任务是给予学生可以进行实验性工作的能力，因此在课程结束后首先他们需要在较窄的领域获得额外的知识。因此在最初阶段他们可能在找工作时会遇到困难。李洪坚说：“基础学科更加侧重于研究，需要与实际的领域相结合，数学、物理等基础学科都是从事其它具体工作的一个基础。比如学习数学的毕业生可以从事大数据、人工智能或IT信息化的研发，因为这些领域的研究都需要数学知识来支撑。基础学科所能延伸扩展的领域很广，或许学习基础学科的毕业生在找工作初期没有非常合适的工作，但是他们只需要再学习一些知识，便能进入其它领域。而没有基础学科作为敲门砖的话，很多人是无法从事大数据研究等具有一定技术含量的工作的。“中国国家教育部的网站上称：“从新学年开始被选出来的大学生们将参加中国主要实验室的工作。推进科教协同育人，鼓励国家实验室、国家重点实验室、前沿科学中心、集成攻关大平台和协同创新中心等吸纳这些学生参与项目研究，探索建立结合重大科研任务进行人才培养的机制。强化质量保障机制，建立科学化、多阶段的动态进出机制，对进入强基计划的学生进行综合考查、科学分流。”