基礎(chǔ)研究為什么重要

陳海波　詹媛

如今，人們對于基礎(chǔ)研究重要性的認識已經(jīng)有了一定共識，但放到具體的語境中，仍然有不少人認為基礎(chǔ)研究短時間內(nèi)很難直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，無法帶來實實在在的收益，以至于“為什么投入那么多錢搞基礎(chǔ)研究，而不是做扶貧”之類的問題，時不時就要放諸公共輿論場進行探討。

其實不只是“卡脖子”技術(shù)問題需要通過基礎(chǔ)研究來解決，它也是保障民生和攀登科學(xué)高峰的基石——沒有堅實的基礎(chǔ)研究，這一切都將是空中樓閣。

在根本上解決“卡脖子”問題

從傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時代到移動互聯(lián)網(wǎng)時代，新一代信息技術(shù)飛躍發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能……它們都離不開一個硬件支撐——芯片。然而，這兩個字很長一段時間是中國人心中的隱痛。無論是計算機還是手機，我們的芯片嚴重依賴國外，受制于人?！翱ú弊印钡谋澈?，是基礎(chǔ)研究能力不足。

幾年前，中國科學(xué)院孵化企業(yè)寒武紀科技研發(fā)出新一代人工智能芯片，使得中國在智能手機、無人機、智能攝像頭、智能駕駛等領(lǐng)域有了自己的芯片。“寒武紀”芯片并非橫空出世，而是基于中國科學(xué)院多年相關(guān)基礎(chǔ)研究而設(shè)計，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

經(jīng)過長期努力，科研團隊優(yōu)化深度學(xué)習(xí)算法，并提出了一種與通用計算完全不同的指令集。所謂指令集，就是電腦硬件與軟件之間互相“對話”的語言。與傳統(tǒng)的通用計算指令集相比，這種新的指令集更類似人類大腦的學(xué)習(xí)方式。在這些研究的基礎(chǔ)上，他們設(shè)計了“寒武紀”芯片。執(zhí)行這個指令集的“寒武紀”芯片可以模擬人類大腦的神經(jīng)元和突觸，一條指令即可完成一組神經(jīng)元的處理。這種計算模式在做智能處理時，比如識別圖像，效率比傳統(tǒng)芯片高幾百倍。

“中國原來在這方面幾乎沒有發(fā)言權(quán)，但智能時代給了我們機會?！薄昂浼o”芯片主要研發(fā)者之一、中國科學(xué)院計算研究所研究員陳云霽在回首這段科研經(jīng)歷時曾說，他們抓住了機會，“邁出第一步”，但芯片研發(fā)是一個日新月異的領(lǐng)域，必須要特別努力，才能在競爭中最終勝出。后面的路還很長，要持續(xù)研究，不能松懈。

孫丹陽：西安電子科技大學(xué)助理教授

“卡脖子”問題的表層原因在于缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)所導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展困難。而核心技術(shù)又來自哪里呢？這一路追問下來，就回到了知識生產(chǎn)的原點：基礎(chǔ)知識的供給狀況。由此，人們形成一種線性共識：“卡脖子”現(xiàn)象的深層原因在于基礎(chǔ)知識的短缺。一切看似順理成章，然后就樂觀地認為：加強基礎(chǔ)研究就可以徹底地解決“卡脖子”問題?？陀^地說，基本方向沒錯，但是如果依此貿(mào)然決策則充滿了太多的不確定性，而且基礎(chǔ)研究的遠水也解決不了“卡脖子”的近渴。

現(xiàn)在研究已經(jīng)證明，從基礎(chǔ)研究成果到具體生產(chǎn)技術(shù)期間要經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)換：第一次轉(zhuǎn)換，基礎(chǔ)研究成果加上目的性轉(zhuǎn)化成技術(shù)原理;第二次轉(zhuǎn)換，技術(shù)原理加上功效性轉(zhuǎn)化成技術(shù)發(fā)明;第三次轉(zhuǎn)換，技術(shù)發(fā)明加上經(jīng)濟性與社會性考慮轉(zhuǎn)化成具體生產(chǎn)技術(shù)。從這個漫長的轉(zhuǎn)化鏈條上，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響從基礎(chǔ)知識到具體技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率。雖然現(xiàn)代科技體系的協(xié)同性在加強，整體轉(zhuǎn)化效率有所提高，但是，這種不確定性仍然是普遍存在的。為了減少這種不確定性，一個合理的做法就是縮短這個轉(zhuǎn)化鏈條的長度，這樣就能達到事半功倍的效果，如從技術(shù)原理切入，而不是直接從基礎(chǔ)研究切入，這樣選擇效率會更高，目標更明確。

現(xiàn)在需要明確兩個問題：首先，基礎(chǔ)研究成果是全球共享的。任何國家都不能包打天下，提供所有的基礎(chǔ)研究成果，也沒有這個必要。其次，中國是一個發(fā)展中國家，科技資源要素的投入（人、財、物）都是有限的，即便要加強基礎(chǔ)研究，也只適合小步快跑模式。再次，從事基礎(chǔ)研究的人才也不會短期內(nèi)快速涌現(xiàn)，這一切硬性約束都需要我們按照科技發(fā)展規(guī)律行事，不能采取沖動型決策。基礎(chǔ)研究應(yīng)該加強，但是不能搞“大躍進”，漸進式地提升基礎(chǔ)研究在科研中的權(quán)重才是最務(wù)實的發(fā)展路徑。

痛定思痛，如果說“卡脖子”問題的遠端原因在于前沿知識的匱乏，那么借此契機，凝聚全社會重視基礎(chǔ)研究的共識，營造適合基礎(chǔ)研究的氛圍，以及構(gòu)建相應(yīng)的制度安排則是當下更為重要的基礎(chǔ)性工作。基礎(chǔ)研究成果不僅是一個社會的知識蓄水池，更為重要的是，通過推進基礎(chǔ)研究能夠培養(yǎng)人才，重塑科技生態(tài)，使科技共同體去除浮躁，畢竟基礎(chǔ)研究是探索未知的過程，它需要耐心、毅力與熱愛，以此增加對周圍世界的理解與認知，它產(chǎn)出的是新的科學(xué)理論、規(guī)律與方法等，而這一切都是非功利性的。假以時日，這種努力就會重塑中國科技界的精神氣質(zhì)，也才能做出真正重要的知識成果。

哲學(xué)家波普爾曾提出世界3理論，即客觀知識的世界，只有客觀知識豐富的地方，人的精神世界（世界2）才能更豐富，改造物理世界（世界1）的能力才能更強，而這種能力又能形成更多的客觀知識（世界3），由此形成正反饋，反之亦然。從這個意義上說，加強基礎(chǔ)研究，雖然短期內(nèi)無法解決“卡脖子”問題，但能豐富我們的客觀知識。從長遠來看，則是避免再次出現(xiàn)嚴重“卡脖子”“卡腦袋”問題的根本解決之道。因此只有夯實基礎(chǔ)研究之根，潛在的技術(shù)創(chuàng)新才可能“枝繁葉茂”。

讓人民生活更美好

龍龍今年3歲4個月，本該活潑好動的年紀，卻因為患上科凱恩氏綜合征造成了生長遲緩，甚至停滯?？苿P恩氏綜合征又稱早衰癥，是一種罕見病。患者出生時表現(xiàn)正常，1歲左右開始出現(xiàn)發(fā)育遲緩等癥狀，表現(xiàn)為多組織器官的功能加速衰退，從而過早地進入全身系統(tǒng)性衰老狀態(tài)，患者壽命在7到20歲。

早衰癥是一種基因變異導(dǎo)致的疾病，常規(guī)方法無法治療。但基礎(chǔ)研究的進展，正給患者帶來希望。

中國科學(xué)院動物研究所劉光慧研究員是中國細胞生物學(xué)學(xué)會衰老細胞生物學(xué)分會會長。他介紹，近年來，基礎(chǔ)生物學(xué)家對早衰癥的了解日漸加深，在早衰癥的遺傳學(xué)基礎(chǔ)、衰老的分子機理研究、早衰癥表觀遺傳學(xué)調(diào)控等方面都有進展，也建立了相關(guān)的靈長類動物模型，在微觀水平對早衰癥的發(fā)病機制和治療靶點有了更多認識。

基礎(chǔ)研究的突破帶動了臨床發(fā)展。劉光慧領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊與中國人民解放軍總醫(yī)院、北京大學(xué)等單位進行合作，正在對小分子藥物治療科凱恩氏綜合征進行探索和嘗試。期待通過他們的努力，這些患兒可以早日減輕病痛、恢復(fù)健康。

基礎(chǔ)研究是探索未知的過程，它需要耐心、毅力與熱愛，以此增加對周圍世界的理解與認知，它產(chǎn)出的是新的科學(xué)理論、規(guī)律與方法等，而這一切都是非功利性的。

王小寧：中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體秘書長

無論是罕見病藥物，還是高鐵、智能手機、移動支付、無人駕駛等我們種種生活改善的背后，都有著基礎(chǔ)研究的功勞?；A(chǔ)研究看似離我們的生活很遠，但對保障和改善民生有著重要作用。比如，新冠肺炎疫情期間，我國多條技術(shù)路線并行研發(fā)新冠疫苗，如果沒有相關(guān)基礎(chǔ)研究的積累，這是不可能做到的。

基礎(chǔ)研究對民生的改善，在生命科學(xué)領(lǐng)域有著許多成功案例。筆者最感同身受的就是“人類基因組計劃”。

人類基因組計劃被譽為生命科學(xué)的“登月計劃”，旨在測定組成人類染色體中全部30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，達到破譯人類遺傳信息的最終目的。人類基因組計劃的順利實施讓人類可以更為精準地認識生命，大幅度提高疾病診斷和精準治療的效率，也帶動了農(nóng)業(yè)和環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展。這項計劃還催生出一個全新的生命科學(xué)研究模式——“工廠化研究模式”，即利用工程化的集成技術(shù)去獲得海量的數(shù)據(jù)，并依賴信息技術(shù)找到有用的信息。

中國科學(xué)家也參與了這一浩大工程，也由此催生出了國家人類基因組南方研究中心、國家人類基因組北方研究中心等研究機構(gòu)。短短10年間，中國基因組研究就實現(xiàn)了由跟跑到領(lǐng)跑的跨越，并催生出巨大的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。人類基因組計劃完成以后，生命科學(xué)進入“后基因組時代”，國內(nèi)基因組研究的重點集中在破解各類物種和個體的全基因組圖譜上，也正是這一旺盛的需求和潛在的產(chǎn)業(yè)價值，推動了基因組技術(shù)本身的發(fā)展。

毫不夸張地說，沒有基因組研究的基礎(chǔ)，就不可能有我國SARS、禽流感和新冠肺炎疫情防控的偉大成就。

基因組計劃的完成是對人類自身生命密碼認識的開始，它給人類帶來了更為神秘莫測的問題：人類的功能基因遠少于預(yù)期，但為何有如此復(fù)雜的功能？各類物種間的基因組差異可以非常小，但表型差異卻如此之大，是如何實現(xiàn)的？科學(xué)家通過對這類問題的深入研究，發(fā)現(xiàn)了各種蛋白質(zhì)翻譯前后的剪切體，非編碼區(qū)域的基因調(diào)控機制，三鏈DNA和新型DNA密碼子形態(tài)，以及發(fā)展出革命性的基因編輯技術(shù)。

期待我國科學(xué)家在基因組等生命科學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)加強基礎(chǔ)研究，產(chǎn)出更多成果，為保障人民健康提供更多科技支撐。

◎ 來源|光明日報（有刪減）