基礎(chǔ)研究,于無人處更進一步(一線調(diào)研·加強基礎(chǔ)研究)
習(xí)近平總書記在中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)時強調(diào):“加強基礎(chǔ)研究,是實現(xiàn)高水平科技自立自強的迫切要求,是建設(shè)世界科技強國的必由之路?!?/p>
基礎(chǔ)研究處于從研究到應(yīng)用、再到生產(chǎn)的科研鏈條起始端。目標導(dǎo)向和自由探索是基礎(chǔ)研究的“兩條腿”。如何把世界科技前沿同國家重大戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟社會發(fā)展目標結(jié)合起來,凝練基礎(chǔ)研究關(guān)鍵科學(xué)問題?怎樣更好地尊重科研人員好奇心,鼓勵自由探索式研究?本版今起推出策劃“一線調(diào)研·加強基礎(chǔ)研究”,傾聽一線科研人員的心聲,解碼目標導(dǎo)向和自由探索如何支撐基礎(chǔ)研究。
——編 者
自己到底適不適合研究數(shù)學(xué)?劉鋼動搖過,沮喪過。
攻讀博士期間,在一個數(shù)學(xué)問題上耗費18個月,毫無進展;正式進入學(xué)術(shù)圈前,怎么找到有興趣且有意義的項目,又掙扎許久……
如今再回首,這位華東師范大學(xué)80后數(shù)學(xué)教授云淡風(fēng)輕,“做科研,一定會經(jīng)歷這些事情。有些成果需要走很長一段荒蕪之路才能得到?!?/p>
劉鋼的研究方向是微分幾何和復(fù)幾何,很難用幾句話解釋清楚。那些看起來無比枯燥的數(shù)與形,是他樂此不疲的追逐與享受。越鉆研,越美妙。
2022年,他和十幾位中國數(shù)學(xué)家受邀在國際數(shù)學(xué)家大會上作學(xué)術(shù)報告。如此規(guī)模的中國“群星”閃耀“數(shù)學(xué)奧運會”,還是首次。
數(shù)學(xué)被視為基礎(chǔ)科學(xué)中的基礎(chǔ),看似“無用”,卻堪大用。不管是醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué),還是人工智能、量子計算,無一離得開數(shù)學(xué)。既基礎(chǔ)又前沿,既嚴謹又純粹,遨游此間,尤需自由。
正是這樣的自由探索,與目標導(dǎo)向共同構(gòu)成我國基礎(chǔ)研究的重要組成部分。雙輪驅(qū)動,行穩(wěn)致遠。
自由暢想
不預(yù)設(shè)、不確定,“腦洞大開”造就從無到有
時針回撥到2002年,數(shù)學(xué)家田剛登上國際數(shù)學(xué)家大會的演講臺,作為中國大陸首位“一小時報告人”,受邀分享最新研究成果。
一樣的舞臺,不一樣的光景。歲月的腳步走過20多個年頭,田剛也見證了我國數(shù)學(xué)領(lǐng)域的長足進步。一批中青年人才活躍在國際前沿,一批高水平成果產(chǎn)生不小影響力。
現(xiàn)在,他是中科院院士、北京國際數(shù)學(xué)研究中心主任,既研究數(shù)學(xué),也培養(yǎng)人才。但自由探索的起點沒有改變:基于自己的興趣,從問題本身出發(fā),沒有直接功利性的目的。“數(shù)學(xué)仍然有許多關(guān)鍵問題有待研究。解決的思路在哪兒?需要數(shù)學(xué)家積極思考,發(fā)現(xiàn)新的路?!碧飫傉f。
無用、自由、純粹,曾被古希臘人視作科學(xué)真正的精神。回首科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn),從元素周期表到細胞,從青霉素到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),不少科學(xué)家的“腦洞大開”,在螺旋式上升中釋放意想不到的勢能,影響科學(xué)界,也改變世界,擦出人類文明的火花。
據(jù)說,古希臘物理學(xué)家阿基米德洗澡時靈光乍現(xiàn),想出測量皇冠體積的方法,驚喜地大喊“尤里卡”(古希臘語“我發(fā)現(xiàn)了”之意)。
自由探索中不乏類似的“尤里卡”時刻。
北京大學(xué)教授陳鵬,錨定化學(xué)與生命科學(xué)的交叉前沿領(lǐng)域。生物正交反應(yīng),是能夠在生物體系中進行的一類“外源”化學(xué)反應(yīng)?!盀槭裁创蠹叶荚谧鰞蓚€官能團連接在一起的成鍵反應(yīng)?化學(xué)家同樣擅長把化學(xué)鍵切開?!膘`感突至,他和學(xué)生逆向突圍,提出基于化學(xué)鍵斷裂的生物正交剪切反應(yīng)。就像電腦程序突然按下回車鍵——一條新路,跑通了。
“真正的原創(chuàng)突破,‘從0到1’,我認為是突發(fā)奇想,不能計劃,一定是訓(xùn)練有素的科學(xué)家在融會貫通之后,也許是吃飯、走路的時候,也許是跟朋友聊天的一瞬間,也許是像我一樣在講課時突然想到了一個主意?!敝锌圃涸菏俊⑽骱髮W(xué)校長施一公深有感觸。
靈感瞬間性、方式隨意性、路徑不確定性,注定了自由探索是無垠的拓荒。仿佛千山獨行,于無人處更進一步,需要無窮的好奇心,無限的熱愛與堅持。
對科學(xué)家而言,這卻構(gòu)成了科研的無盡魅力。提出問題,發(fā)現(xiàn)前人未及的蛛絲馬跡;靈光一現(xiàn),收獲意料之外的豁然開朗;同臺競技,找到獨特的研究道路……“非常有價值,不僅自己的好奇心得到滿足,對人類文明也有所貢獻,不管大或者小?!敝锌圃涸菏俊⑸虾=煌ù髮W(xué)醫(yī)學(xué)院教授董晨說。
只不過,每個看得見的“尤里卡”時刻背后,是看不見的漫長蓄勢。陳鵬的成果,從有想法到實施只用了半年,但積累花了5年,失敗每天上演。劉鋼發(fā)現(xiàn),有時靈感的到來并不能解決問題,仍要繼續(xù)“爆破”。不管是借助精密儀器的實驗研究,還是大腦之內(nèi)的理論推理,靈感,都是必然中的偶然。
自由探索難免“迷途”,但薛其坤不愿把這些“迷途”定義為失敗。這位中科院院士、南方科技大學(xué)校長,深耕物理領(lǐng)域數(shù)十年,“想要登上頂峰,可能有10條路可以走,證明一條路走不通,也是了不起的事?!?/p>
這同樣是自由探索的應(yīng)有之義。接受不確定性,避免急功近利,才有可能創(chuàng)造更多“從0到1”,再到無窮大。
大膽假設(shè)
不功利、不打擾,讓治學(xué)環(huán)境再“沉浸”一些
重視,進步。許多科學(xué)家這樣形容近年來我國的基礎(chǔ)研究。
全國基礎(chǔ)研究經(jīng)費5年增長1倍;加快建設(shè)國家實驗室、全國重點實驗室等創(chuàng)新平臺;發(fā)布基礎(chǔ)研究十年規(guī)劃……從政策到投入,從硬件到軟環(huán)境,變化顯而易見。
然而,放眼世界,我們的基礎(chǔ)研究水平整體上還沒有達到領(lǐng)先水平,原始創(chuàng)新還遠遠不足。地基不穩(wěn),高樓難以拔地而起。夯實基礎(chǔ),迫在眉睫。
山有小口,仿佛若有光。便舍船,從口入。初極狹,才通人。復(fù)行數(shù)十步,豁然開朗……《桃花源記》中,寥寥幾筆,漁人便得見世外桃源。而對科研人員來說,想要抵達自由探索的“桃花源”并不容易。天分、努力、支持、運氣……是“幫手”,也可能是“對手”。
在諸多不確定性中,一些確定的痛點亟待解決。
“外在的、盡快出成果的壓力,各種‘帽子’和項目的評比,使得年輕人很難沉下心來開展研究,這實際上是干擾科研的,因為基礎(chǔ)研究很需要時間。”田剛表示。
曾有數(shù)學(xué)家比喻,數(shù)學(xué)中絕大多數(shù)影響深遠的貢獻,往往出于“慢功”而非“快功”??鞎r代,基礎(chǔ)研究卻急不得,不能用發(fā)表了多少篇論文、產(chǎn)生多少效益來衡量。把好度,讓功利性的傾向再減少一些;不打擾,讓治學(xué)環(huán)境再“沉浸”一些。
近年來,科技減負專項行動等相關(guān)政策的出臺為科研人員松了松綁,但科研配套服務(wù)仍有待完善??蒲泄ぷ髦獾拿γβ德悼梢栽偕傩?,切實有效的支持保障可以再多些。
“科學(xué)家應(yīng)該經(jīng)常坐在蘋果樹下‘胡思亂想’,科研的果實才有可能掉落?!倍空J為,要發(fā)現(xiàn)有才能的人,給予充足的科研經(jīng)費,使他們能夠?qū)W⒂谧约鹤钌瞄L的事。
薛其坤關(guān)注生活層面的保障?;A(chǔ)研究難度大、風(fēng)險高、耗時長。部分年輕人可能出于現(xiàn)實考慮,轉(zhuǎn)而做其他工作。為此,既需要創(chuàng)造好的科研平臺,提供展示才能的舞臺,也呼喚更有針對性的舉措,減少后顧之憂。薛其坤認為:“既有遠大理想,又有生活保障,才能全身心長期投入科研?!?/p>
科學(xué)前沿?zé)o盡,探索未有窮期。人,是科技創(chuàng)新的第一要素。很多基礎(chǔ)研究的重大突破,往往非常依靠科研人員的品位和判斷力。也正因如此,腳踏實地的保障、支持試錯的環(huán)境、鼓勵探索的氛圍,對“打地基”的人尤為重要。
將視線放長遠,從科研生態(tài)到創(chuàng)新文化再到社會氛圍,同樣需要更大范圍、更長周期的培育。
“更多基礎(chǔ)研究在做默默無聞的奉獻。提高公眾對科學(xué)的認知,提高社會對基礎(chǔ)研究的認知,還需要做很多工作?!碧飫傉f。
不少專家學(xué)者利用新媒體進行科學(xué)普及、弘揚科學(xué)精神。神秘如宇宙起源,精微如物質(zhì)粒子,越來越貼近公眾生活。
社會的合力也不可小覷。不管是科普場所的建立、教育階段的啟蒙,還是科學(xué)思想的培養(yǎng)、社會力量的參與,都能以更多元的方式提升關(guān)注、助推發(fā)展。
厚培科學(xué)土壤,靜待創(chuàng)新花開。
認真求證
更多元、更靈活,支持科學(xué)家大膽去闖
今年1月,首批新基石研究員揭曉。來自數(shù)學(xué)與物質(zhì)科學(xué)、生物與醫(yī)學(xué)科學(xué)兩大領(lǐng)域的58位科學(xué)家,將連續(xù)5年,每人每年獲得最多500萬元的社會資助。陳鵬、劉鋼也獲評入選。
10年,100億元。新基石科學(xué)基金會由騰訊出資成立,希望通過長期穩(wěn)定的支持,尋找原始創(chuàng)新的“基石”。不設(shè)置明確的研究任務(wù)、不考核論文數(shù)量、不限定拿出成果的期限,選人不選項目的“新基石”,在科學(xué)圈引起廣泛關(guān)注。
當(dāng)有創(chuàng)造力的科學(xué)家得以放手“天馬行空”,研究計劃精彩且富有前瞻性。理解混沌現(xiàn)象,探究中微子質(zhì)量奧秘,拓展植物遠緣雜交,激活腫瘤免疫……評審“新基石”人選時,施一公印象深刻,“一些科學(xué)家絞盡腦汁在想,怎么樣基于研究現(xiàn)狀進入我們從來沒有想象過的一些學(xué)科,很不可思議的想法躍然紙上。”
陳鵬覺得,自己靠“基礎(chǔ)加創(chuàng)新”打動了評審,不是在之前工作上的簡單延伸,而是嘗試提出一個全新的方向,嘗試為解決一個關(guān)鍵科學(xué)問題發(fā)展新的技術(shù)。
在中科院院士、物理學(xué)家朱邦芬看來,財政經(jīng)費資助的模式更具計劃性,更加考慮學(xué)科的全面布局,而“新基石”這樣的模式可以起到很好的補充作用,“比較靈活,更有利于創(chuàng)造力強的科學(xué)家大膽去闖?!?/p>
我國基礎(chǔ)研究經(jīng)費絕大部分來自國家財政,如何完善多元支持機制,成為擺在眼前的課題?!吧鐣嘣度牒苤匾?,這也是科技發(fā)達國家推動科技創(chuàng)新發(fā)展的經(jīng)驗?!笨萍疾炕A(chǔ)研究司副司長鄭健表示,這不僅是經(jīng)費投入的一個渠道,更是社會、企業(yè)關(guān)注和參與基礎(chǔ)研究的重要體現(xiàn),代表全社會重視基礎(chǔ)研究的氛圍正在形成。
事實確實如此。阿里成立達摩院,華為成立戰(zhàn)略研究院,未來科學(xué)大獎、科學(xué)探索獎等民間科學(xué)獎項設(shè)立,越來越多社會力量的身影活躍于基礎(chǔ)研究。近日,科技部印發(fā)《社會力量設(shè)立科學(xué)技術(shù)獎管理辦法》,鼓勵國內(nèi)外的組織或者個人設(shè)立科學(xué)技術(shù)獎項,對科學(xué)技術(shù)進步活動中作出貢獻的組織和個人給予獎勵。
在上海,一個基礎(chǔ)研究“特區(qū)”引人好奇?!疤亍痹谀模吭试S自由選題、自行組織科研、自主使用經(jīng)費,并在科研組織模式和管理體制機制上給予充分的改革探索空間。
2021年10月,上海市在首批試點單位復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、中科院上海分院實施“基礎(chǔ)研究特區(qū)計劃”。3家單位主要負責(zé)人掛帥“區(qū)長”,第一年資助經(jīng)費為每家單位各2000萬元,試點單位以不少于1∶1的經(jīng)費比例共同投入。2022年,又擴充了同濟大學(xué)、華東師范大學(xué)、華東理工大學(xué)3家試點高校。
周斌,中科院上海分院首批入選該計劃的37位科學(xué)家之一。他潛心研究“遺傳譜系示蹤技術(shù)”十余年。這好比在人體體內(nèi)的微環(huán)境破譯細胞之間的“接頭暗號”,揭示細胞的“前世今生”,是生命科學(xué)中基礎(chǔ)又前沿的領(lǐng)域。
“‘特區(qū)’沒有硬性要求我們做什么、匯報什么,沒有工程化的指標盯著,也不需要每年都撰寫研究進展報告,我感受到了寬松和自由,可以專注于自己喜歡、擅長的領(lǐng)域探索研究?!?/p>
基礎(chǔ)研究主要靠縱向科研經(jīng)費,一些重點課題頻繁、多頭的進展匯報和成果總結(jié),容易打亂正常的科研時序。瞄準痛點,“基礎(chǔ)研究特區(qū)計劃”以5年為周期,減少各類申報所耗費的時間精力,給予充分穩(wěn)定的經(jīng)費保障。
這股新風(fēng)也給基層科研帶來機制之變。復(fù)旦大學(xué)首批“特區(qū)計劃”入選者平均年齡37歲,最年輕的入選者是一位剛結(jié)束博士后工作、入職復(fù)旦大學(xué)的青年科研人員。在過去,這樣剛剛邁入獨立研究階段、科研基礎(chǔ)不太強的科研人員,很難競爭到數(shù)百萬元額度的項目?!霸谥С止膭钋嗄昕蒲腥藛T勇闖基礎(chǔ)研究‘無人區(qū)’上,‘基礎(chǔ)研究特區(qū)計劃’起到了指導(dǎo)性、風(fēng)向標的作用。”復(fù)旦大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院基礎(chǔ)研究處處長王浩說。
讓不敢想變成敢去做,讓有能力、愿意做得以放手做。從這個角度看,不管是社會力量的參與,還是“特區(qū)”的試水,抑或是國家自然科學(xué)基金委對自由探索一如既往的支持,都指向同一個目標——期待更多的“從0到1”。
舉步入荒徑,只為少人行。
面對自然和世界,我們依然有太多未知。從未知到已知,從不確定到確定,基礎(chǔ)研究是必由之路,自由探索是硬核驅(qū)動。許多幾十年甚至數(shù)百年前的自由探索,直至今日,依然影響著我們。從無到有,一定不是坦途。但無論時光如何流轉(zhuǎn),這條路上,一定有人在前行。他們錨定目標,心存熱愛;他們遙遙相伴,孜孜以求。
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