為什么要重視基礎(chǔ)科學(xué)?聽聽“最強(qiáng)大腦們”怎么說(shuō)

2020年11月1日，第三屆世界頂尖科學(xué)家論壇在上海閉幕。在此次論壇上，有數(shù)位中外科學(xué)家不約而同地強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)的重要性。

那么問(wèn)題來(lái)了：什么是基礎(chǔ)科學(xué)？它有哪些特點(diǎn)？“最強(qiáng)大腦們”為何一再?gòu)?qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)的重要性？

什么是基礎(chǔ)科學(xué)？

基礎(chǔ)科學(xué)是以自然現(xiàn)象和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式為研究對(duì)象，探索自然界發(fā)展規(guī)律的科學(xué)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)、邏輯學(xué)七門基礎(chǔ)學(xué)科及其分支學(xué)科、邊緣學(xué)科。對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)的定義，著名物理學(xué)家李政道曾有一個(gè)形象的比喻，他認(rèn)為自然界里的所有現(xiàn)象，雖然表面上都很復(fù)雜，可是它們都有一些基本的原理，只要把最基本的原理抓住了，就找到了一個(gè)總的機(jī)關(guān)。

科學(xué)講究因果關(guān)系，自然界的種種“果”都是由不同的“因”所致。而基礎(chǔ)科學(xué)好比是研究自然界因果的“總機(jī)關(guān)”，從基礎(chǔ)科學(xué)這個(gè)“總機(jī)關(guān)”入手，其他的問(wèn)題就能迎刃而解。

為什么基礎(chǔ)科學(xué)如此重要？

首先，基礎(chǔ)科學(xué)是創(chuàng)新的源泉。中國(guó)科學(xué)院院士朱日祥曾以中國(guó)地球科學(xué)研究舉例，20世紀(jì)40年代學(xué)界認(rèn)為海相沉積物中才有石油和天然氣，但中國(guó)科學(xué)家們通過(guò)研究中國(guó)的地質(zhì)條件，提出陸相沉積物中一樣可以有石油和天然氣，由此提出著名的“陸相生油理論”。在這個(gè)理論的指導(dǎo)下，才有了新中國(guó)成立后的大慶油田。

2016年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叽笥缌嫉湟苍硎荆瑒傞_始關(guān)于細(xì)胞自噬的研究時(shí)，他并不確信細(xì)胞自噬與癌癥，以及與人類壽命問(wèn)題有關(guān)。上述研究成果，都是隨著基礎(chǔ)科學(xué)研究而逐漸擴(kuò)展的結(jié)果。因此，大隅良典認(rèn)為基礎(chǔ)科學(xué)十分重要。

其次，基礎(chǔ)科學(xué)對(duì)應(yīng)用科學(xué)和生產(chǎn)市場(chǎng)具有重要的意義。縱觀歷史，從愛因斯坦1905年提出的狹義相對(duì)論，到后來(lái)的海森堡、薛定諤的量子力學(xué)，還有費(fèi)米、泡利的量子統(tǒng)計(jì)學(xué)，這些基礎(chǔ)科學(xué)研究成果為后來(lái)核能、激光、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、超級(jí)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)做了重要鋪墊。

而目前大家都非常熟悉的互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)人類文明未來(lái)發(fā)展的貢獻(xiàn)可以說(shuō)無(wú)法估量，但現(xiàn)在恐怕很少有人知道，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)源于高能物理這一基礎(chǔ)科學(xué)研究，而且時(shí)間并不久遠(yuǎn)，距現(xiàn)在不到30年。

可以這樣說(shuō)，沒(méi)有前面基礎(chǔ)科學(xué)的鋪墊，就沒(méi)有后來(lái)先進(jìn)科學(xué)成果的誕生。最后，只有重視基礎(chǔ)科學(xué)的研究，才能永遠(yuǎn)保持自主創(chuàng)新的能力。著名物理學(xué)家李政道認(rèn)為，要有效地開展基礎(chǔ)科學(xué)研究，就要知道科學(xué)的發(fā)展規(guī)律。科學(xué)研究就像海洋里的浪頭一樣，一浪一浪地過(guò)去。當(dāng)一個(gè)浪頭達(dá)到最高峰的時(shí)候，其下一步必定要下落，然后新的浪頭再出來(lái)。一國(guó)若要發(fā)達(dá)，必須找到新的浪頭，看準(zhǔn)新的浪頭是從哪里開始，在它還沒(méi)有達(dá)到最高峰時(shí)，最好在它剛要開始時(shí)就將它抓住。抓住源頭的關(guān)鍵，就在于強(qiáng)化基礎(chǔ)科學(xué)的研究，找到基礎(chǔ)科學(xué)研究的新規(guī)律。基礎(chǔ)科學(xué)最大的特點(diǎn)：慢慢慢綜合來(lái)看，基礎(chǔ)研究具有長(zhǎng)期性、復(fù)雜性、不可預(yù)見性等特點(diǎn)，有時(shí)十年、百年甚至更久才可能“有用”。例如，1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、數(shù)學(xué)家阿蘭·柯馬克創(chuàng)建的數(shù)學(xué)理論，10年以后才在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命。而日本早在幾十年前就開始強(qiáng)化對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的重視，進(jìn)入21世紀(jì)以后才取得“斬獲19個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)”的豐碩成果。如今日本制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的地位也得益于幾十年如一日對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的重視。

此外，基礎(chǔ)科學(xué)如果想出成果，很大程度上需要群眾基礎(chǔ)。足夠的人才儲(chǔ)備，是基礎(chǔ)科學(xué)出成果的關(guān)鍵。因此在基礎(chǔ)科學(xué)的規(guī)劃里，最重要的是要做好人才培養(yǎng)的規(guī)劃。20世紀(jì)那些重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)基本上都是依靠一批新人、新的科學(xué)家取勝的，都是在他們20多歲、30歲或近40歲時(shí)完成的，這個(gè)規(guī)律相當(dāng)清楚。

在諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主埃里克·馬斯金看來(lái)，基礎(chǔ)科學(xué)研究的關(guān)鍵是讓研究者有盡可能多的自由，而不是介入和干涉他們，尤其是年輕的科研人員應(yīng)該擁有足夠的獨(dú)立性。中國(guó)科學(xué)院遺傳發(fā)育所研究員王秀杰曾表示，基礎(chǔ)科學(xué)研究一般周期長(zhǎng)、不確定因素多、出成果慢。但基礎(chǔ)科學(xué)的研究人員也需要養(yǎng)家糊口，對(duì)甘于寂寞、埋頭從事基礎(chǔ)科學(xué)研究的科研人員，理應(yīng)高看一眼，厚愛一分。

不過(guò)，著名物理學(xué)家李政道則認(rèn)為，從事基礎(chǔ)科學(xué)研究沒(méi)有錢當(dāng)然不行，但更重要的是要有奉獻(xiàn)精神，要有做科學(xué)研究的真誠(chéng)精神和道德。20世紀(jì)，科學(xué)家們研究光和熱，不是為了錢。想賺錢，極可能就研究不了光和熱的基礎(chǔ)規(guī)律。

綜合來(lái)看，當(dāng)一個(gè)國(guó)家發(fā)展到一定階段時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的需求。基礎(chǔ)科學(xué)研究實(shí)力的強(qiáng)弱，往往決定了一個(gè)國(guó)家創(chuàng)新能力的高低。從這個(gè)角度而言，對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)，似乎怎么強(qiáng)調(diào)也不為過(guò)。

（選自新華網(wǎng)高端智庫(kù)平臺(tái)思客“思客問(wèn)答”，本刊有改動(dòng)）