为什么要重视基础科学?听听最强大脑们怎么说丨思客问答

发表于  2020/11/02 19:54   约7分钟

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       昨日,第三届世界顶尖科学家论坛在上海闭幕。在此次论坛上,有数位中外科学家不约而同地强调基础科学的重要性。

       2001年诺贝尔化学奖得主野依良冶表示 ,政府和科学界必须慷慨鼓励青年科学家热爱基础学科。

       中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳认为,基础科学关系到全人类的共同命运,希望加大对基础科学的知识的挖掘,与各国科学家一道加强基础科学研究。

       2019年诺贝尔物理学奖获得者迪迪埃·奎洛兹则强调,科学无国界,必须在培养基础科学人才上投入足够的力量,这要从早期教育做起。

▲11月1日,第三届世界顶尖科学家论坛在上海闭幕。视频来源:央视节目官网

 

       那么问题来了:什么是基础科学?它有哪些特点?“最强大脑们”为何一再强调基础科学的重要性?

 

什么是基础科学?

 

       基础科学以自然现象和物质运动形式为研究对象,探索自然界发展规律的科学,包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学七门基础学科及其分支学科、边缘学科。

       对于基础科学的定义,著名物理学家李政道曾有一个形象的比喻,他认为自然界里的所有现象,虽然表面上都很复杂,可是它都有一些基本的原理,只要把最基本的原理抓住了,就找到了一个总的机关。

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       科学讲究因果关系,自然界的种种“果”都是由不同的“因”所致。而基础科学好比是研究自然界因果的“总机关”,从基础科学这个“总机关”入手,其他的问题就能迎刃而解。

 

为什么基础科学如此重要?

 

       首先,基础科学是创新的源泉。中国科学院院士朱日祥曾以中国地球科学研究举例,20世纪40年代学界认为海相沉积物中才有石油和天然气,但中国科学家们通过研究中国的地质条件,提出陆相沉积物中一样可以有石油和天然气,由此提出著名的“陆相生油理论”。在这个理论的指导下,才有了建国后的大庆油田。

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       2016年诺贝尔生理学或医学奖获奖者大隅良典也曾表示,刚开始关于细胞自噬的研究时,他并不确信细胞自噬与癌症、以及与人类寿命问题有关。上述研究成果,都是随着基础科学研究而逐渐扩展的结果。因此,大隅良典认为基础科学十分重要。

       其次,基础科学对应用科学和生产市场具有重要的意义。 纵观历史,从爱因斯坦1905年的狭义相对论,到后来的海森堡、薛定谔的量子力学,还有费米、泡利的量子统计学,这些基础科学研究成果为后来核能、激光、半导体、超导体、超级计算机和网络等技术做了重要铺垫。

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       而目前大家都非常熟悉的互联网,对人类文明未来发展的贡献可以说无法估量,但现在恐怕很少有人知道,互联网技术是来源于高能物理这一基础科学研究,而且时间并不久远,距现在不到30年。

       可以这样说,没有前面基础科学的铺垫就没有后来先进科学成果的诞生。

       最后,只有重视基础科学的研究,才能永远保持自主创新的能力。

       著名物理学家李政道认为,要有效地开展基础科学研究,就要知道科学的发展规律。科学研究就像海洋里的浪头一样,一浪一浪地过去。当一个浪头达到最高峰的时候,其下一步必定要下落,然后新的浪头再出来。一国若要发达,必须自己找到新的浪头,看准新的浪头是从哪里开始,在它还没有达到最高峰时,最好在它刚要开始时就将它抓住。

       抓住源头的关键,就在于强化基础科学的研究,找到基础科学研究的新规律。

 

基础科学最大的特点:慢慢慢

 

       综合来看,基础研究具有长期性、复杂性、不可预见性等特点,有时十年、百年甚至更久才可能“有用”。

       例如,1979年诺贝尔生理学或医学奖得主、数学家阿兰·柯马克创建的数学理论,10年以后才在医学领域掀起了一场革命。

       而日本早在几十年前就开始强化对基础科学研究的重视,进入21世纪以后才取得“斩获19个诺贝尔奖”的丰硕成果。如今日本制造业强国的地位也得益于几十年如一日对基础科学研究的重视。

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       此外,基础科学如果想出成果,很大程度上需要群众基础。足够的人才储备,是基础科学出成果的关键。

       因此在基础科学的规划里,最重要的是要做好人才培养的规划。20世纪那些重大科学发现基本上都是依靠一批新人、新的科学家取胜的,都是在他们20多岁、30岁或近40岁时完成的,这个规律相当清楚。

       在诺贝尔经济学奖得主埃里克·马斯金看来,基础科学研究的关键是让研究者有尽可能多的自由,而不是介入和干涉他们,尤其是年轻的科研人员应该拥有足够的独立性。

       中国科学院遗传发育所研究员王秀杰曾表示,基础科学研究一般周期长、不确定因素多、出成果慢。但基础科学的研究人员也需要养家糊口,对甘于寂寞、埋头从事基础科学研究的科研人员,理应要高看一眼、厚爱一分。

       不过,著名物理学家李政道则认为,从事基础科学研究没有钱当然不行,但更重要的是要有奉献精神,要有做科学研究的真诚精神和道德。上个世纪科学家们研究光和热,不是为了钱。想赚钱,极可能就研究不了光和热的基础规律。

       综合来看,当一个国家发展到一定阶段时,必然会产生对基础科学研究的需求。基础科学研究实力的强弱,往往决定了一个国家创新能力的高低。从这个角度而言,对于基础科学,似乎怎么强调也不为过。

 

参考资料:
1.《诺奖得主莱维特:疫情对年轻人损害更大,鼓励他们重建世界》,澎湃新闻,2020年10月30日
2.《基础科学研究专家谈》,光明日报,2018年2月12日
3.《基础科学家需要“养”》,中国科学报,2019年10月22日
4.《诺贝尔经济学奖得主:中国需要自己的基础研究》,界面新闻,2018年10月31日
5. 《李政道:新世纪基础研究》,科学时报,2005年11月8日

 

来源:新华网思客综合
策划:刘娟
监制:唐心怡
编辑:周佳苗
校对:郭建伟

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只有重视基础科学的研究,才能永远保持自主创新的能力。

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