什么是基础研究

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。

数学猜想证明，宇宙空间探索，化学分子合成——这些基础科学研究，研究周期长，投入经费多，且也不会对社会经济产生直接的推动作用，那有什么用？ 其实，账不能这么算！基础研究为何重要？它是整个科技创新的总源头！ 做好基础研究，是一个国家走上创新之路的必然选择；在基础研究领域取得的成就，是国家软实力的重要标志。 1月5日2021年全国科技工作会议在京召开，会议明确了今年将重点做好11个方面工作，其中包括“制定实施基础研究十年行动方案，提高创新策源能力”。 “基础研究十年行动方案”首次被提出，源自去年底召开的中央经济工作会议。2021年要抓好的重点任务中，提出要“抓紧制定实施基础研究十年行动方案”。 我国要建设创新新国家，实施创新驱动发展战略，夯实创新作为引领发展的第一动力，取得更多“从0到1”的成果，就更要把基础研究摆在科技工作的重要地位。 问渠那得清如许，为有源头活水来。基础研究是科技技术的源头，能为后续的创新研发、技术开发、成果转化提供源源不断的活水。 此外，基础研究还是培养创新人才、涵养创新思想的重要领域。在人才竞争日益激烈的今天，通过基础研究培养更多的创新人才，十分必要！ 统计显示，在“十三五”时期，我国研发投入不断增长，2019年全社会研发投入2.21万亿元，研发投入强度达到2.23%。其中，基础研究经费增长近一倍，2019年达到1336亿元。 平均下来看，我国的基础研究投入只占全社会研发经费的5%左右。而美国的这个数字是15%，强大的基础研究投入，使得美国基础研究的产出也是全世界第一，至少从目前来看，美国在基础研究方面还是灯塔国家。 此外，美国的基础研究是联邦政府、企业、地方政府都在投，而中国的基础研究投入，基本都来自中央财政，地方政府和企业投入的比重非常少。 美国国家科学基金会2020年5月发布《2030年愿景》提出，要充分利用美国基础研究的领先优势，推进“发现”向“创新”的转化，召集大学、企业和各州合作伙伴，研究基础研究成果转移转化的最佳实践。在〖科技立方体〗看来，“制定实施基础研究十年行动方案”，必将为建设创新型国家和世界科技强国夯实基础、增添动力。 简单说三点： 一、随着“基础研究十年行动方案”的制定实施，必将带动国家地方在基础研究领域投入更多的研究经费，如何用好经费是十分重要的工作。从现实来看，重大创新成果、“诺奖级原创成果”，从来都不是规划出来，也不是光靠经费投出来的。因此，让基础研究经费“用在哪”、“用的好”、“还好用”，是下一步要切实解决的重要问题。 二、要鼓励企业加大研发投入，鼓励企业投入支持基础研究领域，这是好事。从国内来看，华为等公司正在聚集一批搞数理基础之类的科学家，北京等地的地方自然科学基金，也在与企业共同设立联合基金，共同支持基础研究。但要强调的是，从我国企业发展的现实情况来看，要想企业产出重大基础研究成果还不切实际，真正应该在基础研究领域“捅破天”的，还应该是研究院所或高校。各地方和各部门不要因为“基础研究十年行动方案”提出要鼓励企业支持基础研究，而做些似是而非的事情。 三、基础研究是一种长期的科研工作，需要科学家们能坐冷板凳。如何让科学家甘于坐冷板凳、能够坐冷板凳，涉及到科研评价和待遇激励等问题。目前，国内有一些高校和院所已经在这方面开展探索，例如试点实施“长聘教授制度”等，但现实过程中还有许多体制机制障碍。要突破现有的条条框框，不是一朝一夕的事，考验国家的意志，考验执行者的能力，考验社会的包容心。

【摘要】1995年，有三位数学家共同发表了BBP公式，可以在16进制下直接快速计算圆周率π的任意第n位小数，而不用计算前面的n-1位小数，这个发现在数学界引起较大轰动。遗憾的是，25年来，一直没有发现在10进制下直接计算π的第n位数字的类似公式或算法。本文给出一个公式，填补了该领域的一项空白。BBP公式是指三位数学家Bailey, Borwein和Plouffe于1995年共同发表的公式：该公式的最大特点是可以在16进制下，直接快速计算π的任意第n位小数，而不用计算之前的n-1位小数。这个发现引起数学界的极大轰动，也引起人们的广泛研究。BBP型公式不仅可以计算π，也可以计算其他重要数学常数的任意第n位数字，统称为第n位抽取算法。遗憾的是，目前这类公式或算法都是按2进制，8进制或16进制的，没有发现按10进制计算π的第n位的算法。本文给出一个新的计算公式：为何该公式可以直接计算π的第n位数字？ 若有兴趣想了解实现过程，请添加关注 。只有点击关注，才能获得具体算法的链接地址。#二进制#

“我大半辈子的工作重心都放在了基础科学研究上，新冠肺炎疫情期间，我还在持续进行相关的研究工作。在我看来，只要等待的时间足够长，非常基础的研究也可以对人类健康产生巨大的影响。”2013年诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特在2020世界公众科学素质促进大会上如是说。他认为，在进行科学传播、提升公众科学素质的过程中，要向大家强调基础研究的极端重要性。在大会的视频报告中，莱维特回忆了自己还是个年轻小伙时，有四位科学家成为了他心中的英雄：弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森一起提出了DNA的双螺旋结构；另一位是约翰·肯德鲁，第一个解析了蛋白质三维结构的人；最后一位是马克斯·佩鲁茨，分子结构生物学的先驱人物。值得一提的是，克里克和沃森都是佩鲁茨的学生和实验室成员。最不可思议的是，这四位科学家在1962年同时获得了诺贝尔奖。让莱维特印象深刻的是，1962年底，肯德鲁制作了一档科学教育类电视节目，名字叫做《生命之线:分子生物学导论》，讲的是细胞内的生物学革命、蛋白质解析等。该节目从1964年1月4日开始播出，形式新颖，内容水平高。重大基础科研成果通过电视科普的形式进行传播，对莱维特今后的科研生涯产生了十分重要的影响。1967年，莱维特来到剑桥攻读博士，师从肯德鲁。这也是为什么提到科学传播的价值时，莱维特深有体会的原因。此后，莱维特所有的兴趣都围绕着基础科学展开。他的亲身经历证明了，一些看似非常纯粹的基础科学最终会得到大量应用。“今年，所有人都在寻找针对新冠病毒的抗体，因为抗体是人体最神奇的防御系统。当病毒来袭时，它能检测识别到病毒，并阻止病毒感染我们的身体”,莱维特介绍。1987年，莱维特来到斯坦福大学建立了结构生物学系，他还作为科学咨询委员会成员，加入到了一家名为蛋白质设计实验室的初创公司。当时，他的一项核心研究是通过计算机程序制作出一个特定抗体的模型。此后，他研发的多尺度计算模拟方法和软件帮助公司设计优化了人源化抗体。很多公司因此大量投资蛋白质设计实验室，制造了许多抗体药物，比如大名鼎鼎的赫赛汀和安维汀。仅在2012年，他们就从专利使用费中获益4亿多美元。 来源：科学网

科技部表示，我国通过政府引导、央地联动等方式大幅提升基础研究投入。基础研究投入从2015年的716亿元增长到2019年的1335.6亿元，年均增幅达到16.9%，大大高于全社会研发投入的增幅。Through government support and coordination of enterprises and social entities, China has substantially increased funding for basic research. China's investment in basic research increased from 71.6 billion yuan in 2015 to 133.56 billion yuan in 2019, with an average annual growth rate of 16.9 percent, much higher than that of the spending on research and development, according to the Ministry of Science and Technology.2020年9月14日，在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所实验室，空间光学三部副主任设计师王栋（左二）带领团队成员张博威（左一）、吴凡路（右二）、王征研究改进卫星载荷的调整机构。（图片来源：新华社）【知识点】基础研究指为了获得关于现象和可观察事实的基本原理的新知识（揭示客观事物的本质、运动规律，获得新发现、新学说）而进行的实验性或理论性研究，它不以任何专门或特定的应用或使用为目的。在整个科研过程中，基础研究是总开关，决定了一个国家科技创新能力的底蕴和后劲。 “十三五”期间，科技部大幅提升基础研究投入。在基础学科建设方面，印发了《加强数学科学研究工作方案》，支持北京、上海等地建设了13个国家应用数学中心。在基础性研究方面，围绕量子科学、干细胞、合成生物学、纳米科技等重点领域部署了一批研究项目，成功发射了“悟空号”“墨子号”“慧眼号”等针对量子、暗物质的科学实验卫星。科技部指出，下一步，将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。【重要讲话】要持之以恒加强基础研究，加大基础研究投入，给予必要政策支持，创造有利于基础研究的良好科研生态。We should persist in strengthening basic research by increasing funding and providing more resources and policies to create a favorable atmosphere for basic research.——2020年9月11日，习近平在科学家座谈会上发表的重要讲话【相关词汇】科技创新sci-tech innovation核心技术攻关breakthroughs in core technologies技术研发technological research and development来源：中国日报网

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。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。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。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。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。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。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。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。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。

一块小小的玻璃，曾紧紧“卡”着信息显示面板发展的“脖子”，也扼住了企业的“命门”。如今，全国人大代表、中建材蚌埠玻璃工业设计研究院院长彭寿松了一口气。历经数10年研发攻关，我国在这一领域终于实现了重大突破，实现了世界最薄的0.12毫米超薄电子触控玻璃的量产。令彭寿不甘心的是，“应用于大尺寸信息显示基板的玻璃核心技术仍然没有得到解决”。原始创新没有止境。近年来，中国科技创新水平加速迈向国际第一方阵，从青藏铁路到5G网络、从“嫦娥”奔月到“蛟龙”入海，中国科技创新正由“跟跑”为主转向在更多领域“并跑”乃至“领跑”。在世界经济与科技竞争日趋激烈的大背景下，要实现科技创新领域的“领跑”，实现关键核心技术的突破，还需要在原始创新上持续发力。“加大基础研究和应用基础研究支持力度，强化原始创新，加强关键核心技术攻关”，今年政府工作报告中的这句话，在全国两会上引发了代表委员们的强烈共鸣。基础研究重要性凸显“基础研究是整个科技创新的总源头，也就是人们用什么方法来认识和探索自然、探索自身。”在全国人大记者会上，科技部部长王志刚坦言，“基础研究的能力和产出是我们的一个短板”。在原始创新方面，我国还处于比较薄弱的阶段，基础研究投入的整体水平和发达国家相比依然偏低。2017年，我国基础研究经费占研发经费总量的比例仅为5%左右，与美国等发达国家的15%～20%相比有较大差距。我国在基础研究领域的投入以政府资金为主，占比达90%，企业、公益基金、慈善捐助等社会力量对基础研究的投入非常有限。去年国务院专门出台了加强基础研究的意见，这是新中国成立以来，国务院第一次以文件的形式就加强基础研究作出全面部署。在新时代，在中国到了高质量发展、建立现代化经济体系的阶段，更多要依靠创新驱动，因此基础研究的地位尤显突出。而我国原始创新能力的“瓶颈”亟待突破。全国人大代表、中国科学院院长白春礼表示，总体上看，在信息通信、高端装备、工业基础材料、航空航天、生物医药等关键领域和关键产业，我国存在明显的短板。而补齐短板不可能一蹴而就，“关键核心技术能否突破，很大程度上依赖于我们的基础研究水平。只有多一些从0到1的原始创新，我们才有更强的能力去攻克关键核心技术”。做科研，“我们输在等不及、等不得”如今，中国高等教育规模居世界第一。值得注意的是，由于产业结构、评价标准等问题长期存在，我国高校在原始创新方面的产出严重不足。全国政协委员、天津大学化工学院先进纳米技术中心主任刘昌俊认为，由于我国目前产业结构方面存在问题，高校除了承担教学、科研任务外，还承担了技术开发、产业应用甚至市场开发等本应由企业完成的任务，“这一点不同于发达国家高校”。他以化工类高校为例解释说，发达国家特别是美国的化工类高校，教师们的科研偏基础前沿。在我国，一些高纯度的化学品还不能自己生产，刘昌俊认为原因在于一些化学品的生产对过程控制、产品分析技术要求很高，“而这些实际是电子信息、精密机械加工等专业的问题，我国恰好在这些关键领域还有待取得突破”。近几年，包括刘昌俊在内的全国政协科技和科协界别委员在提案、联组发言时，不断呼吁我国要更加重视高端分析仪器的开发，“但五六年下来，我们化工研究离不开的高端分析仪器还是需要大量依赖进口，有些特殊仪器装备人家还不卖”。同样的问题也出现在一些新兴学科，由于国内精密仪器制造水平差，我国的研发水平也落后于发达国家。“买国外的设备，坏了又买新的。”在全国政协工商联界别小组讨论中，全国政协委员、上海微创医疗器械(集团)有限公司董事长兼首席执行官常兆华也谈到类似的问题，他说，国产医疗器械领域目前严重缺乏基础创新的研发投入和规划。他注意到，我国在生物医药方面有48家国家重点实验室，但连一个医疗器械研发的重点实验室都没有，“造成国产医疗器械行业一直发展不起来”。高校科研人才考核体系也成为基础研究和原始创新发展的桎梏。刘昌俊说：“现在的考核机制更容易导致教师选择短期能出成果的、风险小的、容易通过学校考核的研究方向。”如今国内高校的硬件水平快速提高，有的高校科研条件比美国同类高校还要好，“我们输在等不及、等不得。让老师们焦虑的事情过多，安静想科学问题的时间不够”。今年的政府工作报告再次提及“改革完善人才培养、使用、评价机制”，全国人大代表、苏州大学校长熊思东表示，这说明人才评价中一直存在的一些突出问题受到重视。在他看来，评估评价体系作为一个“指挥棒”，很大程度上影响师生在原始创新和技术创新方面的作为，“因为原始创新技术创新的周期很长，不确定性很大，需要我们有足够的耐心，同时也有一定的容忍度，不能用简单的论文、专利来评价”。熊思东多次提到，在基础研究和和原始创新领域，应重点评价的是科研人员的状态，“哪怕十年磨一剑，只要持续保持一个好的工作状态，这样的基础和原始创新总会瓜熟蒂落”。应引导企业参与原始创新今年2月20日，习近平总书记在会见探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表时强调，嫦娥四号任务的圆满成功，是“探索建立新型举国体制的又一生动实践”。“新型举国体制”提出后，引发广泛关注。全国人大代表、腾讯董事会主席兼首席执行官马化腾认为，应充分发挥企业创新主体作用，鼓励政产学研深度融合与合作，促进人才、资金、信息、技术等创新要素自由流动，动员社会力量形成创新合力，共同解决中国关键核心技术与基础研究薄弱的问题。专家指出，新型举国体制更加注重发挥市场的资源优化配置作用，要着力发挥市场经济条件下市场对资源配置的决定性作用，国家则更多是利用科技产业政策和行政、税收等手段加以引导，让企业成为科技创新主体。刘昌俊有多年企业从业经验，他认为要解决“卡脖子”的技术问题，亟须从加强我国企业创新能力入手。然而，目前国内企业缺乏创新动力，更愿意追求短期效益，缺乏技术创新和技术储备意识；也没有鼓励创新的体制机制，这使得企业科研人员的创新成果得不到有效回报，从而影响了其创新的积极性。马化腾建议，国家应鼓励和引导有意愿的企业，积极参与和科研机构的联合研发，在突破核心技术的原始创新上共同发力。他希望政府就企业参与申报国家科技计划、国家重点实验室、国家创新基地、科技评奖等，提供更顺畅的渠道和更灵活的政策，“改变过去限于体制内循环论证的状况”。“歼-20上用的新型材料，都是我国的民营企业研制的。”全国人大代表、中国科学院院士、歼-20飞机总设计师杨伟介绍说，歼-20的研发走出了一条完全自主创新的道路，不但研制出了先进的装备，还同时带动了多个相关行业的发展。杨伟表示，要拥有自主完备、水平先进的一流基础工业体系，必须依托基础科学研究，“最基础、最核心的技术要掌握在我们中国人自己手里”。

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）