科学的研究

百科：科学研究（Scientific research），一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动，为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。小编认为，要正确理解“科学研究”的定义，首先要知道什么是科学。那么，什么是科学呢？试问，人们为什么要在有关“科学”的杂志上投稿？显然，人们之所以要在有关“科学”杂志上投稿，根本目的就是为了让自己的观点获得人们的充分认可。试问，人们为什么要办“科学”杂志？显然，人们之所以要办“科学”杂志，就是为了获得更多的被人们充分认可的观点。试问，自然科学教科书上的观点是不是被人们充分认可的观点？答案当然是肯定的。比如，自然科学教科书上的“万有引力定律”其实就是被人们充分认可的，牛顿的观点。因为，自然科学教科书上的观点也都是“在一定时间，一定范围和一定条件下”被人们充分认可的观点。比如“万有引力定律”在量力科学范围内就不适用。由此我们就可以知道“科学”完整、正确的定义了，即：科学就是在一定时间，一定范围和一定条件下被人们充分认可的观点。由此，科学研究的定义也就昭然若揭了，即：科学研究就是人们在一定时间，一定范围和一定条件下为了获得“被人们充分认可观点”的研究。由此，科学探索的定义也就水落石出了即：科学探索就是人们在一定时间，一定范围和一定条件下为了获得“被人们充分认可”的观点的探索。

自然真谛，道德相承。万物法行于道，遵循以德，故谓道德也。道，天地规律，运乎自然；德，精神文明，大道所向。无道，德不长存；无德，道失逆行。遵道崇德，方能永恒！注释：自然真理，道与德相互承载。道法运行万物，顺应德而发展，故此称为道德。道，自然规律，支配自然演化；德，精神文明，大道的方向。没有道，德不能长存；没有德，道便逆行而失道。遵守道崇尚德，才能实现永恒！科学是什么？科学包括科学精神（文明）和科学技术（科技），科学精神（文明）为人类文明建设指引方向，科学技术（科技）为人类社会发展奠定基础。科学是几百年前，由一批追求真理、不畏生死的科学先驱建立起来的。他们既有崇高的科学精神（正如，哥白尼为证明真理宁死不屈），又具备严谨的科学知识。那时，科学是文明与科技的结合，科学家是道德文明与科技发展的开拓者。而如今，科学家普遍丧失掉科学精神，一味地发展科学技术。这样的科学还科学吗？人类利用科技过度开垦、砍伐，盲目发展工业排放废水、废气，致使地球生态遭受破坏，自然灾害频发、疾病种类越来越多（科学违背科学理念，依照人类意志发展）；各国研制先进武器用于军事战争，使地球陷入毁灭风险（科学家沦为政权的奴隶，正如宗教时期神学沦为神权的奴隶）。纵观近代社会形态，科学带来的危害不亚于它有利的方面。这一切都是由于科学家丧失科学精神引发的后果（科学仅保留科学技术的属性，丧失掉科学精神的属性，已经不科学了）。什么才是真正的科学？科学若树立“科学发展观”（重视自然规律制定科学发展路线），不被“人的意志”所左右（不因人类的私欲而违背自然规律），又岂会导致生态破坏引发自然灾害？科学家若是坚守“道德观念”（以“人性”和“道德”做为科学研究的根本理念），不被政权或组织所利用（不为任何私利政权或组织服务，比如，科学家不应该受政府约束，研发任何危害社会的产品），又岂会使人类社会陷入灭顶之灾？俗话说，科学无国界（所有国家的科学家当以全人类和全社会发展为中心，而不是服务于某个政府或组织，科学家的职责是为社会发展而服务），科学家不听命任何集团所提出有违道德的行为，他们只服务于全人类、全社会（科学家只做对全人类有利的研究和开发，不应听从任何政府或组织，做出对全社会有危害的行为）。故而，科学应该超越国界（世界各国的科学家应以全人类为中心，而不属于任何国家所有），科学家不应受政权管束（科学家不听从任何政权或组织所提出对全社会有危害的行为，比如，真正的科学家不应该为国家研发军事武器以及任何对社会有危害的项目）。这样才算得上真正的科学。

【对科学本身研究的基础】对科学本身的研究也需要基础，也需要有一定的条件，没有这些条件，即使是有专门的研究也得不出结果。这一栏目是对这一问题的叙述。前提研究，由这一研究可以进入科学，以此形成对科学本身的研究。四个基本概念仍属于围绕科学的基本研究，是基于人性、事理等研究以后所作的继续。a、人的需要（科学的目的，经由行为科学研究得出的结果）b、系统（指世界、宇宙，包括社会，精神和物质等，一体概念）c、管理（对思想、行为、行政和科学本身等所有一切的管理）d、科学（指对科学本身的研究，科学学、科学性等，与母体同名）以上研究的过程人的需要、系统、管理、科学，是科学的四个基本概念，由以上可形成对科学本身的研究。这些概念是从哪里来的呢？由更为基础的研究而得来，首先是对人性、事理的研究，以此形成对人性、事理的初步认识，然后是对世界的研究，以此对社会进行观察，发现社会的一切就两点，一是人，二是事，由此确定人性、事理是科学和社会研究的基础。循环，从懵懂到清晰，一个思想和认识逐渐抬高的循环——螺旋。然后再以此寻找与人性、事理对应的研究，确认行为科学、系统科学、管理科学和科学学为科学的基础学科，当确认了以上以后，对每一学科作继续研究，经以上的系列，确认了科学以上的四个基本概念。对科学四个基本概念的确认过程以上是一个经由多学科、多要素、许多问题相互交织，相互作用，反复研究的结果，经过许多循环，由此可以使人的认识得不断的提高。以上较为抽象，这里不做详细的叙述。以上是科学的最基础内容，由此，可形成对科学本身的研究，接着继续，可形成对科学的一步步的认识。关系说明以上有几个维度的思考，在对整个科学研究以前，还需要对以上概念的关系做一个说明。人的需要、系统、管理、科学，是科学本身的概念，在以上的概念中，人的需要是科学的目的，所有科学的活动，目的都是为了人的需要，由此形成了研究的基点；系统、管理、科学，则是为完成目的对科学的要求。以上涵盖几个维度，可以认为，科学就是由以上几个概念，或由以上几个不同维度的思考形成的。经系列的研究确定，科学就是由以上几个概念，或由以上几个不同维度的思考形成的。世界是一个人的世界，人的行为，一切都是为了人的需要，包括科学以及对科学本身的研究和认识都是人的需要，所以，确认人的需要是科学研究的基点。世界是一个人的世界，人的行为及一切都是为了人的需要，所以，确认人的需要是科学研究的基点。关于人的需要人的需要有感性、理性和实际的需要三种情况，对科学本身的研究，是一种实际需要，而且没有什么比它更为重要，因此对它必须有科学和理性的认识。但是由于人往往没有理性思维，缺乏一定的条理性，所以并未能从科学的角度确定以上是人的需要，也因此才有了对这一研究的忽略。只是原因之一。关于系统、管理、科学另外三个概念，系统、管理、科学，a可视为是为完成目的对科学的要求；b科学本身的需要；c科学本来的状况；d或是人对问题的研究必须达到的一种状态。由此可形成对科学的组织，形成对所有研究的指导。系统、管理、科学：a 可视为是为完成目的对科学的要求；b 科学本身的需要；c 科学本来的状况；d 或是人对问题的研究必须达到的一种状态。由此可形成对科学的组织，形成对所有研究的指导。下面对系统、管理、科学三个概念做一个解释。对系统、管理、科学的解释a 系统。这是对科学的第一个要求。在2-4-1有一个“一体论”，该理论阐述了世界一体的状况，一切都属于世界，包括国家、社会，精神、物质，与世界都是一体的；科学是社会的组成部分，因此，科学也是世界的一个存在。以上的所有一切又都是一个个独立的系统，因此，科学也是一个系统。科学的职责是对所有一切的研究，包括物质、生命、社会、思想、文化、国家和行政等所有的一切，由此构成一个体系。对世界的研究，不但要有系统思维，不但要有整体研究，还需要有对世界一切的一个个研究，而且都必须有将它们视为是系统的系统研究。因此，人在以科学对问题的研究以前，首先应是将科学作为一个系统作系统的研究，探知科学本身的系统状况，探知它的产生、发展的规律。有点拗口。系统是科学本身的一个概念，是一种思想，由此可形成对所有研究的指导，因此，在对科学研究之前，还必须有对系统的研究，需建立系统的学科，形成学科体系，必须明确系统的内涵、概念和构造。这里指的是思想，是对思想的研究，不是对子系统、母系统，系统与系统，系统与要素等的描述。对系统的研究就是对科学的研究，这里是一个强调。这里只是一个概述，暂时作这么多叙述。b 管理。也是对科学的要求。重要性不亚于系统的概念。管理，首先指的也是思想，这个思想首先指的是对思想的梳理、整理和管理，问题的研究，从思想开始就必须有管理，包括对科学本身的研究，以及对所有一切的梳理、整理，以此弄清所有一切的来龙去脉。由此延伸到行为，继续向下，会一步步走到所有方面，进入所有的组织，走到行政，由此可形成对所有组织的管理。进入国家，可形成对政治、经济等所有一切的管理。以上是一个从思想开始，从基础一直到行政——对科学的全程要求。 与系统一样，管理也是一种思想，一个理论。以上思想可用于所有的研究，用于所有研究的指导，所以在以管理思维对所有问题的研究之前，也必须有对管理本身的研究，对它的研究就是对科学本身的研究。这里是对管理也是对科学的一个强调。c 科学。科学的又一概念。这一概念与母体重名，讲的是对科学本身的研究和审视，讲的实际是“科学学”和“科学性”的问题，既是对问题研究科学性、有效性的研究，也是对科学本身的研究和审视，首先是对科学本身的研究。由此可形成一个专门的学科，以科学的科学，科学的科学的科学对科学作专门的研究。具体的方法：将科学的最基础内容——人性、人的需要、系统、管理，以及上述内容放在一起，将它们融会贯通，然后对科学的本身、本来，以及科学各方面的概念和问题作反复研究，由此形成对科学本身的系统研究和系统认识。经以上的反复，可形成以管理思维、管理理论和系统论，对科学和科学研究的科学管理，以此使科学形成一种系统的运作，接着进入应用。经过以上，可以使没有进入科学的研究进入科学，使已经进入科学的研究，变得更加科学（主要指方法和思维方式），由此，可以使所有的科学形成加速。 整理以上高度抽象。对以上现在只是简介，在全部的资料中有对以上的不断解释和叙述。对科学四个基本概念的研究，最后可形成行为科学、系统科学、管理科学和科学学四个学科，以上几个学科的研究相互交织，全部属于横断研究，由此可代表科学的四个方面。科学与社会本为一体，以上四个概念，既是对科学本身的研究基础，也是社会研究的基础，因此，以上概念会随着问题的研究一直走到最后，对所有的研究都会发生作用

正在犹豫是否考研的同学，可能心里都产生过这个疑问：研究生三年时间都做什么？和本科阶段有什么区别？上了研究生的同学，可能也时不时会想：研究生这三年我应该做什么？怎么做才能不虚度光阴？作为一名研究生导师，我认为研究生最应该学会的是“科学研究”，这样才不负“研究生”这个称呼。你可能会想：学了科学研究有什么用呢？以后工作不搞学术，学了也白学，用不上。等等，你确定知道科学研究的真正涵义？科学研究虽然包含“科学”两个字，但是可不表明它只和科学有关、不能用在日常生活中。下面就让我们一起来看一看科学研究是什么。1、科学研究是一种方法百度百科上说：科学研究是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。我觉得这个回答指出了科学研究的目的和一部分内容，但并没有说出科学研究的概念——科学研究是什么。科学研究是一种方法，一种寻找答案的方法。不管是在学习中还是生活中，你都有需要寻找答案的时候。想想当你面对自己不知道的东西时，是不是会不由自主产生一些疑问？例如，面对新冠疫情，很多人都想知道“新冠病毒是从哪儿来的”。在尝试回答这些疑问的时候，可以采用不同的方法。有的人凭自己的直觉或常识来回答。也可以直接从专家那里询问答案。还可以上网阅读一些文章后形成自己的判断。在所有寻找答案的方法中，科学研究是其中一种。与其他方法不同的是，科学研究这种方法，能够在最大程度上确保答案是真的。为什么科学研究能做到，而其他方法不能？这是因为：一，科学研究收集数据的过程严谨、客观；二，科学研究遵循一个自我验证的流程。正是因为这些原因，尽管不同领域的科学家们研究的问题不同，但是他们在为未知的问题寻找答案时，都采用科学研究的方法。可能是被科学家们广泛采用的原因，我们将这种方法称为“科学研究”。但是，这种方法并不是科学家的专利。如果你想在生活中找到最可靠的答案来解决实际问题，你也可以用科学研究这种方法。下面就让我们一起来看一看怎么应用科学研究。2、科学研究的步骤我以“新冠病毒哪里来”这个问题为例，来说明科学研究方法的实施步骤。1）根据现有事实提出假设目前已知的事实有：新冠病毒是一种冠状病毒，和导致非典（SARS）、中东呼吸综合征（MERS）的病毒属于同一个家族。这三种冠状病毒都能感染人类，导致呼吸系统疾病。导致非典和中东呼吸综合征的病毒都根源于蝙蝠（病毒天然宿主），分别通过果子狸和骆驼（病毒中间宿主），传染给人。最初的一些病人有很多都曾去过武汉华南海鲜市场。在585份从华南海鲜市场采集的环境样本中，33份含有新型冠状病毒。在这33份中，14份集中在交易野生动物的商铺。根据以上事实，一些科学家们运用溯因推理，假设“新冠病毒根源于蝙蝠，通过某种或多种动物作为中间宿主传染给人”这一可能的答案。虽然目前这个答案只是假设，但是它指明了一条可以探索的方向，让科学家们可以着手去做一些具体事情，来验明事情的真相到底是不是假设的那样。2）从假设推出若干推论一般情况下，提出的假设比较抽象，没有办法直接去验证它，需要将它分解为一些可以直接去验证的部分。怎么分解呢？科学家们通过演绎推理，从假设推导出一些可以被验证的推论。一，新冠病毒与蝙蝠身上的某种病毒比较相似。二，在华南海鲜市场上贩卖的某种野生动物身上的病毒与新冠病毒一样或非常相似。三，这种野生动物与蝙蝠之间有交集，病毒有机会从蝙蝠身上传到这种野生动物身上。因为这些推论都是从假设演绎推理出来的，所以如果假设是真的，那么这些推论就是真的。如果科学家们能够验证这些推论是真的，那么，他们提出的那个假设就非常可能是真的。反过来，如果这些推论被验证不是真的，那么，假设不是真的可能性就很大。之所以不能全盘肯定或否定假设，是因为我们不能排除自身的局限性：很可能从假设可以推导出更多的推论，只不过我们现在并不知道。只有我们能够验证所有推论，才能完全肯定或否定假设，否则只能说可能性很大。因为推论和假设之间有上述的真假联动关系，所以科学家们就可以通过验证推论来探索所提答案的真假。3）根据推论设计并实施观察或实验怎么验证推论呢？针对每个推论，科学家们亲自去观察或做实验，通过自己收集来的数据来检验推论。为了验证推论“新冠病毒与蝙蝠身上的某种病毒比较相似”，一些科学家们对收集到的新冠病毒样本进行了全基因组测序。然后将新冠病毒的基因序列与许多来自蝙蝠的冠状病毒基因序列进行对比。科学家们在观察和实验时都遵循特别的规定和严格的步骤，所使用的工具也往往是标准的。为什么要观察或实验呢？因为通过观察或实验收集的数据，才是世界给我们的真实回应。这种数据比道听途说、主观猜想、引用权威这些方法得来的数据都要可靠。我在文章信息洪流中，如何辨别信息真伪？第一步：查看是否有可靠证据支持中有详细解释。4）分析观察或实验结果得到结论观察或实验的结果常常是很多数据，科学家们通过分析这些数据，运用归纳推理，得出数据所表明的意思。继续我们的例子。在将新冠病毒的基因序列与许多来自蝙蝠的冠状病毒基因序列进行对比之后，科学家们发现：新冠病毒与一种蝙蝠冠状病毒RaTG13有96.2%的基因序列相似。另外，他们还发现，这两种病毒的S蛋白基因都比其他SARS类冠状病毒要长。根据这些实验结果，科学家们推出结论：新冠病毒与蝙蝠冠状病毒RaTG13非常相似。大家需要注意，从实验结果到推论其实是有一个逻辑跳跃的：基因序列一致到什么程度算非常相似，以及是否基因序列相似就能说明两个病毒相似，这些判断都是偏主观的。只要使用归纳推理，这个跳跃就不可避免。因此我们并不能百分之百确定这个结论是真的。5）比较观察或实验结论与所提推论，验证假设科学家们把经过观察或实验所得的结论，与之前提出的推论进行对比，通过对比结果来决定是支持还是抛弃假设。继续我们的例子。科学家们的实验结论是新冠病毒与蝙蝠冠状病毒RaTG13非常相似，这与推论一“新冠病毒与蝙蝠身上的某种病毒比较相似”是一致的。可以在一定程度上支持假设。然而仅这一个推论成立并不足以证明假设是真的。这是因为截至目前为止，另外两个推论尚未得到验证。如果不能完全支持或抛弃假设，那么就需要等待更多的事实出现，或者尝试从假设推导出更多的推论进行验证，或者探索其他假设的可能性，或者修改假设、使其更加精确。最后总结科学研究是一种寻找答案的方法。与其他方法相比，科学研究能够在最大程度上确保答案是真的。研究生最应该学会的是科学研究。虽然经常应用于科学和哲学中，科学研究这种方法也可以应用到日常生活里。本文作者学亦思，关注研究生阶段的师生关系、科学研究、论文写作。

【对科学本身研究的基础】对科学本身的研究也需要基础，也需要有一定的条件，没有这些条件，即使是有专门的研究也得不出结果。这一栏目是对这一问题的叙述。这是基本研究，也是对科学本身研究的一个前提。按逻辑，只有在明白什么是世界以后，才能确定科学的基点，才能形成科学的研究，由此才能形成科学本身的理论和概括。科学是对世界的研究，所以，在对科学研究以前，首先就应当有对世界概念的研究，当人明白了“世界”以后，就等于找到了科学研究的基点。世界是一个人的世界这是一个最基本的理论，也是对世界的定义。现在人对世界有很多划分，有宏观世界、微观世界；精神世界、物质世界；动物世界、植物世界等，另还有地球和宇宙，但是一直没有找到问题的关键。世界究竟是什么？怎么才能对世界做出概括？如何才能将一切连接在一起，然后形成系统思维？对此，人必须给一个确定，由此可确定科学研究的基点。银河系一条消息，《科学家估算出银河系质量约为1.5万亿太阳质量》，如果将以上视为是世界的话，只能将人的思想带入宇宙。以上与地中心、日中心学说一样，会使科学局限在这一类研究。当然，现在的人早已不是这样，但是以此，对人的思想还是会形成限制。有人才有世界对世界首先应该是一种整体研究。前面我们已经确认行为科学、系统科学、管理科学和科学学是科学研究的基础学科，确认人性是科学的最基础内容，以对人的研究，所有的一切都是从思想开始的，没有人，没有思想，还有谁来研究和讨论这个世界？由此确定世界是一个人的世界。一切都是从思想开始的，由此确定世界是一个人的世界，有人才有“世界”，没有人还有谁来研究和讨论这个世界？由以上确定了世界的性质，抓住了问题研究的关键和核心，然后以此对科学再做研究，找到了科学的基点。对世界的定义：世界是一个“人的世界”。请注意，以上的研究不是一个简单的线性关系，看似简单，却经历过一个复杂的过程。由人性的研究，形成了一个对世界的懵懂意识，回过头结合社会对世界再做研究，确认人性、事理是整个科学和社会的研究基础，以此对人性、事理再做研究，使行为科学、系统科学、管理科学和科学学等获长足的进展，然后根据以上对世界做反复的研究，发现所有的链接首先都需要有思想，而且所有的思想都是为了人——为了人的需要，由此确认了以上的理论。对所有一切的研究、认识和链接，首先都需要有思想，而且所有的研究都是为了人——为了人的需要，由此确认了以上的理论。使思想变得开阔对科学本身的研究是一个渐进过程，从懵懂、模糊，到逐渐清晰，对科学的认识中间有许多研究，历经很多循环。以行为科学、系统科学、管理科学和科学学互为基础，互为介质对整个科学和世界进行研究，由此形成不断的认识，然后对世界的概念作专门研究，才形成了对世界的以上定义。不能凭借想象，必须通过科学，像这样看似简单的问题，却经历了这样的一个过程，也唯有此，才有可能使人的思想做到清晰、条理。当我们对世界做出定义以后，一下子使思想变得开阔和明朗起来。世界是一个人的世界，由此将人和人的思想与所有的一切连接在了一起，由此可以使人形成一个自觉与主动，使人能够遵照科学的法则对所有的一切进行研究，也由此才有可能形成系统，使所有的研究都进入科学。世界是一个人的世界，由此将人和人的思想与所有的一切连接在了一起。也唯有根据以上，才有可能使人对所有的相关一切进行研究，也由此才有可能形成系统的思维。也唯有此，才能使所有研究都进入科学。

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？库叔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。）文 | 王贻芳 中国科学院院士编辑 | 李浩然 瞭望智库本文为瞭望智库原创文章，如需转载请在文前注明来源瞭望智库（zhczyj）及作者信息，否则将严格追究法律责任。1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。2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。（图片来源：视觉中国）3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。（图片来源：视觉中国）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。（图片来源：视觉中国）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。4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。5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。库叔福利总监制：王磊监制：夏宇责编：戴丽丽 李逸博编务：谢芳

10月21日早晨， 晴空万里，秋风送爽。我们的校园里热闹非凡，每个同学的脸上都洋溢着快乐的笑容，因为一年-度的校园科技节就要开幕了!在庄严隆重的升旗仪式过后，学校领导用洪亮的声音宣布:“变废为宝、 创意无限”第四届“秋恩"校园科技节启动。随后，-群环保小模特精神抖擞地走上主席台。他们穿着令人眼花.缭乱的奇装异服，显得格外漂亮。科普讲座也同样精彩纷呈。电视上介绍了五花八门的小制作，看得我们如痴如醉。其中,我最喜欢那台小电风扇，因为它设计得特别精妙。看完这一个个充满奇思妙想的小作品， 教室里响起了热烈的掌声。同学们纷纷议论着，决心动手设计-个作品来，在下届科技节上大显身手。趣味无穷的校园科技节在- -片欢声笑语中结束了。我喜欢科技节，因为它告诉我，“科学研究并不仅仅只是科学家的事。”愿我们的校园永远充满爱科学、学科学、用科学的气息。

撰文：Donna Strickland（2018年诺贝尔物理学奖得主）自从宣布我因啁啾脉冲放大（CPA）而获得诺贝尔物理学奖以来，它的实际应用受就到了众多关注。人们想知道这一发现对他们会有什么影响是非常可理解的。但作为一名科学家，我希望社会对基础科学也能同样感兴趣。毕竟，如果没有那些因好奇心驱使的研究，就不可能存在现在的这些应用。更多地了解科学——为科学而科学——是值得支持的。与我共同获得诺贝尔奖的杰哈·莫罗（Gerard Mourou）和我在20世纪80年代中期发展了CPA。这一切都始于他想知道我们是否能将激光的强度加强若干个数量级（或上千倍）。当时他是我在罗切斯特大学的博士生导师。莫罗的建议是对超低能量的超短脉冲光进行拉伸，再放大，然后再压缩它。作为一名研究生，我必须做的是处理好细节。○ CPA可以通过几个步骤来产生。首先，一束激光脉冲会被拉伸，所以它需要更多的时间。这也降低了它的强度。接下来一步是将脉冲放大，使其强度增加，但不会破坏放大器。最后，脉冲再次被压缩，增强了它的强度，使它比放大器所能处理的大得多。除了产生更强的激光束外，这种方法还可以使脉冲变得更短。以彻底改变激光物理学为目标我们当时的目标是为了彻底革新高强度激光物理领域，这是一个基础的科学领域。我们想要通过激光来理解高强度光会如何改变物质，以及在这种相互作用中物质会如何影响光。我用了一年的时间来建造激光器。我们证明了激光的强度确实可以提高若干个数量级。事实上，CPA制造出了有史以来最强的激光脉冲。我们的发现改变了世界对于原子与强光如何相互作用的理解。大约过了十年之后，现在常见的实际用途才终于得以出现。众多的实际应用由于高强度的脉冲很短，所以激光只会对它所作用的区域造成损害。能得到精确、干净的切割，对透明材料来说是理想的结果。在激光眼科手术中，外科医生可以用CPA切割病人的角膜；它也能干净利落地切割我们手机中的玻璃部件。利用我们对高强度激光的理解，科学家正在研究一种用最强的CPA激光来加速质子的方法。希望有一天，这些加速粒子能够帮助外科医生切除他们现在无法切除的脑瘤。未来，CPA激光或许能将太空垃圾推离我们的轨道，进入会让它们燃烧起来的地球大气层，从而避免与那些现役的卫星相撞。在许多情况下，实际应用往往几年甚至几十年地滞后于最初的发现。爱因斯坦在1917年就写下了创造激光的公式；但是直到1960年，西奥多·梅曼才发明了第一台激光器。1938年，伊西多·拉比首次测量了核磁共振；1944年，他才因为自己的研究而获得诺贝尔物理学奖；这项研究导致了核磁共振成像（MRI）的发明，而直到1977年，才第一次出现了对人类患者进行的核磁共振检查。实际应用当然值得我们的关注。但在你了解它们之前，首先需要的是研究人员理解的那些背后的基本问题。基础科学这个词可能会给一些人带来错误的印象，让人们认为它并不会真正影响他们的生活，因为它似乎与任何跟生活相关的东西都相去甚远。更重要的是，“基本”一词在非科学的定义中有“简单”的意思，这削弱了它在基础科学中的重要性。我们必须给予科学家资金和时间，让他们去从事基于好奇心而发展起来的长期基础科学研究。那些对工业或经济没有直接影响的工作是有其价值的。没人能预计，支持一个充满好奇心的人去发现新的事物，可以带来怎样的惊喜。原文标题为“Reflections from a Nobel winner: Scientists need time to make discoveries”，首发于2019年1月13日的The Conversation。中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。【关于我们】埃尔特教育，致力于为学习型家庭服务，给你更多优质的精彩的内容，让父母和孩子共同学习

新京报讯（记者 樊朔）12月20日，学术期刊《科学》（Science）公布2019年度十大科学突破（2019 breakthrough of the year），人类历史上首张黑洞照片、对抗营养不良的补充剂等科研成果入选。其中，中国科学院青藏高原研究所研究员陈发虎团队和兰州大学资源环境学院副教授张东菊领衔的夏河丹尼索瓦人研究成果也位列其中。科学家利用基因技术，艺术化重建了一个7.5万年前居住在俄罗斯西伯利亚的年轻丹尼索瓦人女孩的面容。 图源：《科学》杂志官网丹尼索瓦人是曾在亚洲广泛存在的神秘古代人种。《科学》杂志评论称，丹尼索瓦人已经困扰了研究人类进化的科学家们十年之久，研究丹尼索瓦人预示着“理解古代生活中基于蛋白质的革命”。今年以来，多项科学研究成果揭开了丹尼索瓦人的“面纱”。这些成果中包括中科院青藏高原研究所研究员陈发虎团队和兰州大学资源环境学院副教授张东菊通过从骨骼中提取出一种胶原蛋白，最终确认一块下颌骨属于丹尼索瓦人。而另一组科学家则利用基因技术，重建了一个7.5万年前居住在俄罗斯西伯利亚的年轻丹尼索瓦人女孩的面容。中科院青藏高原研究所官网显示，自2010年开始，陈发虎带领团队多次对甘肃省夏河县白石崖溶洞所在的甘加盆地进行考古调查，在该盆地内发现多处旷野型旧石器考古遗址。2018年，张东菊带队对化石出土地——白石崖溶洞进行小面积正式考古发掘，发现较厚的文化层堆积，发掘出土1400多件石制品和600多件动物骨骼化石，显示古人类在该遗址曾较长时间生活。通过对夏河人化石开展年代学、体质形态学、分子考古学、生存环境、人类适应等多学科综合分析，发现该化石是除阿尔泰山地区丹尼索瓦洞外发现的首例丹尼索瓦人化石。夏河丹尼索瓦人化石的发现，将青藏高原史前人类活动时间由距今4万年推早至距今16万年。此前，该成果还入选了《Archaeology》杂志2019年度世界十大考古发现。此外，位列“2019年度十大科学突破”第一位的“人类历史上首张黑洞照片”亦有中国科学家的参与。今年4月，人类历史上首张黑洞照片由事件视界望远镜（EHT）捕获。EHT是一个通过国际合作而实现的、由八个地面射电望远镜组成的观测阵列，全球200多名科学家参与该观测计划，其中有16名科学家来自中国。新京报记者 樊朔 校对 危卓