科學研究是重大技術創(chuàng)新的源頭。隨著科技進步和經濟社會發(fā)展,人們對基礎研究的認識不斷深化?;A研究突破了原有界限,從最初好奇心驅使的科學原理和規(guī)律探索,到推動科學數據的積累運用和大科學裝置的發(fā)展,開展與國家需求相結合的戰(zhàn)略性基礎研究,現在又形成以應用為導向的基礎性研究。開展基礎研究的意義不僅在于促進技術進步和經濟發(fā)展,對培養(yǎng)人才、繁榮科學和塑造文明都發(fā)揮了重要作用。
一、基礎研究的內涵與中國探索
(一)從國際定義看基礎研究的定位
在80年前,即1945年,時任美國總統科學顧問范內瓦爾·布什在《科學:無盡的前沿》報告里首次提出具有劃時代意義的觀點:基礎研究已成為國家事業(yè),對基礎研究的投資不是消費性支出,而是戰(zhàn)略性投資。這一論斷推動了1950年美國國家科學基金會的成立,該機構專門支持科學家以好奇心為驅動的自由探索研究,這種模式下催生了DNA雙螺旋結構、激光原理等一系列改變世界的重大發(fā)現。到1964年,聯合國教科文組織(UNESCO)在意大利弗拉斯卡蒂召開國際會議,制定并發(fā)布了首版《弗拉斯卡蒂手冊》,首次把研究開發(fā)(Ramp;D)明確分成基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展三類,建立了可量化、可比較的國際科技統計標準,讓基礎研究有了相對規(guī)范的指標體系。
在1985年以前,我國長期把研究工作分成四類。直到1985年,國家科學技術委員會借鑒國際標準,正式將研究開發(fā)調整為基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展三類。20世紀80年代末,為籌備全國第一次基礎研究工作會議,相關部門組織調研了100個基礎研究的典型案例,發(fā)現了一個關鍵問題:作為發(fā)展中國家,我國開展基礎研究不能僅僅局限于好奇心驅動,還必須著力解決“卡脖子”的技術原理問題。正如錢學森先生當時所強調的:對引進技術不能僅僅知其然,而且要知其所以然。不搞清楚技術的科學原理,就難以擺脫對國外技術的依賴,只能永遠跟在別人后面追趕。
(二)中國特色的基礎研究范疇
在深入調研中發(fā)現,中國的基礎研究主要涵蓋以下四個重要方面。
一是傳統的好奇心驅動研究。這類研究以探索自然規(guī)律為根本目的,如物理研究所對拓撲絕緣體的基礎研究,雖然初期看似與實際應用無關,但為未來量子計算的發(fā)展奠定了理論基礎
二是技術科學原理研究。這是打破國外技術壟斷的關鍵所在。以高溫超導材料研究為例,我國科學家通過持續(xù)的基礎理論創(chuàng)新,使鐵基超導體的臨界溫度突破55K,為磁懸浮交通等戰(zhàn)略產業(yè)的發(fā)展提供了核心原理支撐。
三是長期數據積累。比如對青藏高原冰川凍土持續(xù)近50年的觀測數據,最終支撐了青藏鐵路550公里凍土地段的工程設計,使得“在高原凍土層上修建天路”成為現實;塔克拉瑪干沙漠研究站四十年如一日的風沙運動監(jiān)測數據,為塔里木沙漠公路“蘆葦方格固沙”技術的成功應用提供了科學依據。
四是依托大科學設施的研究。上海同步輻射光源、“中國天眼”FAST等大科學裝置,正在成為基礎研究的重要平臺。例如,依托上海同步輻射光源,科研團隊在2020年新冠疫情初期迅速解析了新冠病毒刺突蛋白的三維結構,為疫苗研發(fā)提供了關鍵靶點,展現了大科學設施在重大公共衛(wèi)生事件中的戰(zhàn)略支撐作用。
從國際發(fā)展趨勢來看,基礎研究的內涵也在不斷拓展。從克林頓政府提出“戰(zhàn)略性基礎研究”,到中國強調“需求牽引”“問題導向”,基礎研究正從單一的科學探索模式,向戰(zhàn)略需求與科學規(guī)律緊密結合的方向深入發(fā)展。
二、基礎研究的深遠意義
基礎研究的作用遠不正于支撐和促進經濟社會發(fā)展,它還具有以下幾個層面的深遠意義。
(一)繁榮科學
科學的本質在于不斷突破認知邊界,而基礎研究正是推動這一進程的核心動力?;A研究的進程就是一個不斷積累、不斷突破的過程,其每一步進展既是在前人積累基礎上的進步,也是在為后人鋪路。從伽利略通過望遠鏡觀測星空開啟近代科學,到愛因斯坦用相對論重塑時空觀念,再到如今量子科學對微觀世界的探索,基礎研究始終在引領人類認知的前沿,推動著科學體系的持續(xù)繁榮。
(二)培育人才
大學和科研機構開展基礎研究的過程,本質上是培養(yǎng)科研思維和科學方法的過程。參與過基礎研究的人,會形成獨特的科學視角和思維方式,這種思維方式不僅能通過科研實踐進行傳承,還能通過科普活動傳遞給大眾,有效提升全民科學素質。從培養(yǎng)學術新秀到造就科學大師,基礎研究為國家科技創(chuàng)新儲備了源源不斷的人才力量。許多我國在國際上具有重要影響力的科學家,都有長期從事基礎研究的經歷,正是基礎研究的錘煉,讓他們具備了解決重大科學問題的能力。
(三)塑造文明
基礎研究的重大突破往往會對人類文明產生重大影響,讓人類重新認識人自身,認識人類所處的客觀世界,認識人和外界的關系,即重塑人類的人生觀、世界觀和宇宙觀,推動文明形態(tài)的進步。例如,近代科學追求客觀真理和理性質疑的精神,成為歐洲社會變革和政治革命的思想基礎;愛因斯坦的相對論提出了新的時空觀,豐富了人類的宇宙觀和世界觀。20世紀對地球科學的深人研究,讓我們更加深刻地認識到人與自然和諧共生的重要性,進而推動了全球環(huán)境保護理念和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形成;大科學裝置的發(fā)展不僅推動了技術進步,還促進了跨學科、跨領域的合作,改變了科學研究的組織模式和社會影響力。從蒸汽機的發(fā)明引發(fā)第一次工業(yè)革命,到電力的廣泛應用推動第二次工業(yè)革命,再到信息技術革命帶來的社會變革,每一次文明躍升的背后,都離不開基礎研究的支撐。這充分印證了馬克思的論斷:科學是最高意義上的革命力量。
三、結語
以《基礎研究支撐原始創(chuàng)新—中國經驗》等成果的發(fā)布為新的起點,讓更多人關注和認識基礎研究的本質,促進好奇心驅動的研究與國家需求更好地結合,為中國的原始創(chuàng)新夯實根基。在當前全球科技競爭日益激烈的背景下,加強基礎研究是提升我國自主創(chuàng)新能力、實現科技自立自強的必然要求。只有筑牢基礎研究這個根基,才能在新一輪科技革命和產業(yè)變革中搶占先機,為國家創(chuàng)新發(fā)展注入持久動力,為建設科技強國、實現中華民族偉大復興提供堅實的科學支撐。
(作者系原黨組副書記、研究員。本文根據作者在《基礎研究支撐原始創(chuàng)新一中國經驗》新書發(fā)布會上的演講整理,經作者確認)