基礎研究如何「換道超車」

基礎研究如何“換道超車”

20世紀40年代,在學界普遍認為石油和天然氣只存在於海相沉積物時,中國科學家通過開展基礎科學研究,提出陸相沉積物中一樣可以有石油和天然氣,形成了著名的陸相生油理論。由此,我國發現了大慶油田,對經濟發展起到了至關重要的推動作用。

翻看科學發展史,這樣的例子數不勝數。沒有相對論,GPS系統就無法精確定位;沒有生物科學,物種改良將事倍功半;沒有基礎化學,改變日常生活的整個化學工業都無法建立……基礎研究是推動科技創新和國家發展的重要基石。

進入新時代,基礎研究的源頭作用愈加凸顯。“想要建立現代化經濟體系,必須依賴更高層次的創新——源頭式創新,即從基礎研究衍生出來的、擁有完全自主知識產權的科學突破。”原國家自然科學基金委員會主任楊衛告訴記者。

從跟跑到領跑,不加強基礎研究無路可走

說起基礎研究,許多科學家都把它比作樓房的地基。平常雖然看不到、感受不到,但它是建設高樓的必需基礎。地基打不深,樓一定蓋不高。

“基礎科學研究出發點是構建科學知識體系,雖然不是為了實用,但在許多年以後,都找到了實用價值,造福了人類,具有莊子所說的‘無用之用’的價值,基礎科學研究成為現代物質文明的基礎,大量的基礎科研成果構成了科學知識體系。”中科院數學與系統科學研究院研究員周向宇說。

經過多年的發展,我國基礎研究已經形成門類齊全的學科體系,投入也實現了迅速增長。以國家自然科學基金委員會為例,這個國家支持基礎研究的重要政府機構1986年成立之時預算僅8000萬元,到2017年預算規模已經擴大了300倍以上,國家財政撥款超過280億元。

隨著投入的大幅增長和科研條件的大幅度改善,我國的基礎研究取得了巨大的進步。我國科技論文數量連續多年居世界第2位,總被引次數由2016年的第4位升至2017年的第2位,化學、材料、物理、工程、數學、地學等學科接近世界前列,一批基礎研究領域研究團隊具備了實現引領性原創成果重大突破的能力,越來越多的中國科學家獲得國際重要科技獎項。

同時,原始創新成果不斷湧現。量子反常霍爾效應、拓撲半金屬、外爾費米子、中微子振盪、克隆猴等原創性成果震驚世界;我國科學家發現的鐵基超導材料佔世界一半以上,並且保持著國際最高超導轉變溫度;多次刷新並始終保持多光子糾纏世界紀錄……

儘管我國基礎研究取得了長足進步,但與建設世界科技強國的要求相比,短板依然突出,在航空發動機、材料等需要常年攻堅的“大山頭”,仍缺乏原創性突破。

“我國科技創新由跟跑為主轉向更多領域並跑、領跑,不加強基礎研究無路可走。” 科技部基礎研究司司長葉玉江在參加今年兩會科技界小組討論時說。

通過壯大基礎研究,提升原始創新能力,提高創新層次級別,新時代經濟發展對創新方式提出了換擋新要求。“要瞄準世界科技前沿,強化基礎研究,實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破。”十九大報告在加快建設創新型國家中明確了基礎研究的重要角色。

人們常常喜歡用“彎道超車”來形容後發者的超越,但是對於基礎研究,還有另一種說法,叫“換道超車”,換道就是另闢蹊徑。

如何以基礎研究的“換道超車”助力中國的“彎道超車”?“基礎研究的核心永遠是人才。”楊衛說。

頂尖人才和團隊匱乏,評價激勵制度亟待完善,企業重視不夠,全社會支持基礎研究的環境需要進一步優化……面對基礎研究領域的不利現狀,學者們紛紛呼籲:壯大基礎研究人才隊伍。

基礎研究如何“換道超車”

(我國科學家在國際上首次利用體細胞成功創建克隆獼猴。圖為護士懷裡的克隆猴“中中”和“華華”。)

為科學家自由探索提供空間

去年兩會期間,著名的分子生物物理與結構生物學家饒子和等99位全國政協委員提出了關於加強基礎研究的提案。

隨後,以“面向科技強國的基礎研究”為主題的香山科學會議召開,科技部邀請包括政全國政協委員在內的60多位專家參加,就制定基礎研究發展的新戰略、新舉措進行了深入的討論。

會議的成果影響了科技領域的重大改革,2018年1月31日,由科技部牽頭研製的《關於全面加強基礎科學研究的若干意見》(以下簡稱《意見》),經國務院常務會議審議後正式發佈。

《意見》提出了全面加強基礎科學研究的20項重點任務,明確突出以人為導向,深化科研項目和經費管理改革,營造寬鬆科研環境,使科研人員潛心、長期從事基礎科學研究。

寬鬆科研環境對基礎研究來說非常重要。眾所周知,基礎科學研究週期長,不確定因素多,一項成果的取得可能要花十年、二十年的功夫,有的甚至可能探索一輩子也沒成功,但這些探索都在為下一代提供基礎。

寬容失敗已被明確寫入了國家《科學技術進步法》:國家鼓勵科學技術人員自由探索、勇於承擔風險。原始記錄能夠證明承擔探索性強、風險高的科學技術研究開發項目的科學技術人員已經履行了勤勉盡責義務仍不能完成該項目的,給予寬容。

由於基礎研究的這些特點,要讓人才潛心研究,必須得有充足的經費保障,得有長期穩定的支持。近年來,國家在科技經費管理上出臺了若干改革措施。實踐中,下放預算調整權限,擴大勞務費開支範圍、取消比例限制,提高間接費用核定比例、取消績效支出比例限制等舉措,為科研人員潛心研究營造了良好環境,增強了人才的成就感和獲得感。

2017年1月12日,中國科學院啟動前沿科學重點計劃,支持久經證實的“立志報國、不忘初心、勤奮努力、積極向上的傑出學者”和“拔尖青年科學家”開展的研究項目以及有經費缺口的,即所獲經費不能滿足重大科研創新工作需求的“拔尖人才”。該計劃對三類人才給予五年及以上持續穩定支持,包括工作在科研第一線的院士和國際公認的頂尖科學家;基金委傑青項目結題後的“中年傑出科學家”以及40歲以下“拔尖青年科學家”。

中國科學院院長白春禮在計劃啟動會上表示,一些重大原創成果和為國家發展作出重大貢獻的科技成果,源頭是傑出科學家們的科學思想和不懈努力。“這就要求我們能夠給這些傑出的科學家們創造一個寬鬆的、自由探索的科研環境,並且予以持續穩定的支持。”

除了經費,科研人員還有評價考核的壓力。“我們在評價一個成果的時候,不可避免會對潛心做研究、致力於不確定性的原創科研形成一個很大的壓力。”清華大學副校長薛其坤曾公開表示,應改進現在的學術評價,創造一個良好的學術生態,使從事原創研究、基礎研究的人潛心研究。

在中科院上海有機化學研究所,近幾十年來並不要求研究生畢業前必須發表論文,這種“寬鬆”在國內相當罕見。雖然不追求論文數量,研究所的實力卻不容小覷。在英國《自然》雜誌發佈的衡量科研實力的全球自然指數中,這個二級學科研究所已連續多年在中科院和上海市排名第二。

今年初,中辦、國辦印發了《關於分類推進人才評價機制改革的指導意見》,明確了基礎研究人才評價的改革方向。在評價方式上,基礎研究人才以同行學術評價為主,加強國際同行評價;在評價週期上,突出中長期目標導向,適當延長基礎研究人才評價考核週期,鼓勵持續研究和長期積累;在評價標準上,對主要從事基礎研究的人才,著重評價其提出和解決重大科學問題的原創能力、成果的科學價值、學術水平和影響等。

“要實現基礎科學研究從點到面的突破,關鍵是遵循科學發展規律,發揮制度優勢,為科學家自由探索提供空間。”上海有機所所長丁奎嶺說。

向世界貢獻中國智慧

“我們在基礎理論中所用的基本理論幾乎全部都是歐洲、美國在100年前、200年前創造的,由中國人原創的基礎理論很少。”“中國科學研究的國際影響力仍然較低,以中國目前發表論文數領先於各國的化學領域為例,鮮有以中國學者名字命名的化學反應或工藝過程。”……談起我國基礎研究的這種狀況,許多學者心有不甘。

“到2035年,我國基礎科學研究整體水平和國際影響力大幅躍升,在更多重要領域引領全球發展,產出一批對世界科技發展和人類文明進步有重要影響的原創性科學成果。”《意見》畫出了基礎研究發展的藍圖,提出要加強協同創新,擴大開放合作,主動融入全球創新網絡,堅持全球視野,創新人才培養機制,多方引才引智。

“組織實施國際大科學計劃和大科學工程”是提高基礎研究國際化水平的一項重要任務。

有學者做過一個調研,研究100多年來諾貝爾物理學獎的成果來自於哪裡。1950年以前,只有1項是來自於大科學裝置。到1970年以後,就有超過40%是來自於大科學裝置,比如天文望遠鏡,或者科學衛星、加速器等等。到了1990年以後,這個比例高達48%。也就是說,在科技強國的競爭中,由政府主導的、有組織的定向基礎研究突破當中,所佔的比例會越來越高。

不久前,國務院印發《積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程方案》,希望在國際合作中為解決世界性重大科學難題主動提出中國方案、貢獻中國智慧。同時面向全球吸引和集聚高端人才,培養和造就一批國際同行認可的領軍科學家、高水平學科帶頭人、學術骨幹、工程師和管理人員,形成具有國際水平的管理團隊和良好機制。

與此同時,基礎研究領域的國際合作也在不斷深化,合作範圍不斷拓展。目前國家自然科學基金委已與49個國家(地區)的91個科學基金組織、研究機構或國際組織簽署了合作協議或諒解備忘錄。對於國外優秀人才的資助數量也日益增長。外國青年學者研究基金項目已資助來自世界65個國家的653位外國學者來華開展研究工作,資助經費1.36億元,其中112位獲得延續資助,有力吸引外籍青年學者來華從事科學研究,培養了未來科研合作伙伴。

隨著科研水平的提高,我國科技國際話語權得到有效提升,2017年,多位中國科學家在國際組織任職。今年,中國科學院院士、北京大學教授周其鳳正式就任國際純粹與應用化學聯合會主席一職。這是自1919年國際純粹與應用化學聯合會在法國成立以來,中國化學家首次在該組織擔任主席一職。

“希望在不遠的將來,我們能在人類科學發展中貢獻中國智慧,有以中國人名字命名的模型、公式、原理。”著名材料科學專家盧柯說。


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