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中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究到底處于什么水平?院士道破了真相!
來(lái)源:微信公眾號(hào)“瞭望智庫(kù)”(ID:zhczyj)、文:王貽芳(中國(guó)科學(xué)院院士),本文為瞭望智庫(kù)原創(chuàng)文章,不代表平臺(tái)立場(chǎng),僅供交流分享,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖那白⒚鱽?lái)源瞭望智庫(kù)(ID:zhczyj)及作者信息,否則將嚴(yán)格追究法律責(zé)任。
近幾年,“基礎(chǔ)科學(xué)”被提得越來(lái)越多,不僅國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見(jiàn)》,各企業(yè)也紛紛加大了對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的投入。
(圖;片來(lái)源:央視、澎湃等網(wǎng)絡(luò)截圖)
隨著中國(guó)載人飛船、月球探測(cè)、量子通信等科技成果的逐漸顯現(xiàn),很多人逐漸認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究對(duì)國(guó)家發(fā)展的重大意義。當(dāng)然,對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)缺乏了解、認(rèn)為其沒(méi)什么實(shí)際用處的也大有人在。
中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究在世界上到底處于什么水平?我們耗時(shí)耗力研究基礎(chǔ)科學(xué)真的值得嗎?我們就此專訪了中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院高能物理所所長(zhǎng)王貽芳。
中國(guó)科學(xué)院院士、中科院高能物理所所長(zhǎng)王貽芳(圖片來(lái)源:必應(yīng)圖庫(kù))
王貽芳院士是首位獲得“基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)”的中國(guó)科學(xué)家,2012年,他領(lǐng)導(dǎo)的大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式,被《科學(xué)》雜志列為當(dāng)年全球十大科學(xué)突破。(本文根據(jù)訪談內(nèi)容綜合整理。)
中國(guó)曾因不重視基礎(chǔ)科學(xué)吃了大虧
什么是基礎(chǔ)科學(xué)?我認(rèn)為基礎(chǔ)科學(xué)應(yīng)該具有三方面的特征:
1.有一定的規(guī)律性,反映了自然界的基本規(guī)律;
2.不能直接應(yīng)用到實(shí)際中,但是它是解決實(shí)際問(wèn)題的基本原理,比如牛頓力學(xué)并不能教你怎么蓋房子,這是土木工程需要解決的問(wèn)題,但是牛頓力學(xué)是土木工程的基礎(chǔ);
3.基礎(chǔ)科學(xué)內(nèi)部還有層次性,比如很多領(lǐng)域里雖然有獨(dú)有的基礎(chǔ)研究,但是都離不開(kāi)數(shù)學(xué),所以數(shù)學(xué)在基礎(chǔ)研究里更為基礎(chǔ)。
(圖;片來(lái)源:veer圖庫(kù))
很多人經(jīng)常問(wèn)“基礎(chǔ)科學(xué)看起來(lái)離我們生活非常遠(yuǎn),好像沒(méi)什么實(shí)際用處”,這種想法有些急功近利。我們無(wú)法說(shuō)出某個(gè)方程、某個(gè)定律有什么具體的用途,但是整個(gè)科學(xué)體系是自洽的,基礎(chǔ)研究就像蓋房子所需的一塊塊磚頭,雖然你不知道某一塊磚有什么用,但如果把這塊磚抽掉,房子就會(huì)坍塌。
包括物理學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)研究是為了讓我們認(rèn)識(shí)自然界,如果我們不了解自然,就沒(méi)有辦法發(fā)展和利用它。換句話說(shuō),基礎(chǔ)研究是社會(huì)發(fā)展的最根本動(dòng)力。當(dāng)然,這些是不能即刻帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的。它帶來(lái)的更多是短時(shí)間不能見(jiàn)效的東西,包括科研水平的提高,即創(chuàng)新能力的提高、人才的培養(yǎng)、對(duì)技術(shù)的推動(dòng)和發(fā)展等。
中國(guó)古代雖有四大發(fā)明、也有 “勾股定理”等發(fā)現(xiàn),但我們只停在了“發(fā)現(xiàn)”階段,并沒(méi)有進(jìn)一步發(fā)展出抽象的、純粹的科學(xué)。
鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)失敗后,中國(guó)打開(kāi)大門向西方學(xué)習(xí),引進(jìn)了大量西方技術(shù),購(gòu)買槍炮,但北洋艦隊(duì)還是在甲午戰(zhàn)爭(zhēng)中失敗了,為什么?
如果沒(méi)有掌握科學(xué)規(guī)律,人們就不能舉一反三,只能單純就事論事,那么就永遠(yuǎn)擺脫不了落后的命運(yùn)。當(dāng)時(shí)我們只認(rèn)為學(xué)習(xí)西方的技術(shù)才是有用的,而沒(méi)有把科學(xué)體系引進(jìn)到中國(guó)來(lái)。相比之下,日本在明治維新時(shí)期不僅買槍、買炮,同時(shí)還引進(jìn)了西方的科學(xué),比中國(guó)早幾十年建立起了完整的科學(xué)體系,以至于中國(guó)很多科學(xué)名詞都是從日本傳來(lái)的。
所以從根本上來(lái)說(shuō),科學(xué)應(yīng)該是主干,技術(shù)是主干上發(fā)展出來(lái)的枝葉,沒(méi)有科學(xué)只去做技術(shù),最終可能什么也得不到。
基礎(chǔ)科學(xué)水平提升 歐美國(guó)家的崛起
回看世界歷史,歐美國(guó)家的崛起也無(wú)不與其基礎(chǔ)科學(xué)水平的提高有關(guān)。
沒(méi)有熱力學(xué)、牛頓力學(xué)以及麥克斯韋的電磁學(xué)等科學(xué)作為基礎(chǔ),兩次工業(yè)革命根本無(wú)從談起。只知道燒煤的人是沒(méi)法做出蒸汽機(jī)的,必須要有熱力學(xué)理論的支撐。不把電磁學(xué)搞清楚,也不可能有電的應(yīng)用,如果你去問(wèn)麥克斯韋他的電磁學(xué)方程有什么用,他可能沒(méi)法想到我們今天享受的科技成就與此有關(guān),包括電和電器都是他奠定的基礎(chǔ)。
拿高能物理領(lǐng)域來(lái)說(shuō),在研究過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)很多意想不到的新技術(shù)。比如上一代美國(guó)最大的加速器“Tevatron”,給我們帶來(lái)了超導(dǎo)磁鐵技術(shù)的突破與普及,現(xiàn)在,醫(yī)院臨床所用核磁共振設(shè)備中就采用了超導(dǎo)磁鐵。
Tevatron粒子加速器(圖片來(lái)源:必應(yīng)圖庫(kù))
還有伴隨我們生活的萬(wàn)維網(wǎng),很少有人知道,它是誰(shuí)發(fā)明的,實(shí)際上萬(wàn)維網(wǎng)也是在高能物理研究過(guò)程中產(chǎn)生的。
1989年,歐洲的物理學(xué)家建設(shè)了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)來(lái)尋找希格斯粒子,而科學(xué)家之間需要相互交流大量的數(shù)據(jù)和程序,這成為了一個(gè)重大的問(wèn)題。過(guò)去,交流依靠的是美國(guó)軍方發(fā)明的E-mail(電子郵件),顯然它已經(jīng)不能滿足科學(xué)家頻繁交流的需求了,于是,歐洲核子研究中心的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Tim·Berners-Lee開(kāi)發(fā)出了世界上第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器,架設(shè)了第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器,推動(dòng)了萬(wàn)維網(wǎng)的產(chǎn)生,促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的迅速發(fā)展。
歐洲核子研究中心(圖片來(lái)源:https://news.cnblogs.com/n/180532/)
不僅如此,基礎(chǔ)科學(xué)還帶來(lái)了科學(xué)的方法論??茖W(xué)的方法論有兩個(gè):一是邏輯推理,二是歸納。古希臘以來(lái),人們總結(jié)出一整套推理的方法,而弗朗西斯?培根之后又有了實(shí)證科學(xué),科學(xué)體系就是建立在歸納推理以及實(shí)證等根本支柱上。
目前,在我國(guó)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些違背科學(xué)的言論與事件。比如很多人相信各種“大師”們的言論,卻沒(méi)有用科學(xué)的思維問(wèn)一下是不是真的合理、有沒(méi)有證據(jù)支持。如果能通過(guò)發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué),讓更多人掌握科學(xué)的方法論,整個(gè)社會(huì)將更進(jìn)一步。
除此之外,還有很重要的一點(diǎn)是,基礎(chǔ)科學(xué)研究是文明的一部分。
國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來(lái)并有一定的基礎(chǔ)后,就會(huì)發(fā)展藝術(shù)、音樂(lè)、文學(xué)以及科學(xué),人們這時(shí)就會(huì)仰望天空,探索世界是怎么回事、宇宙的根本構(gòu)成,我們?yōu)槭裁磥?lái)、將來(lái)到什么地方去?這些探索讓我們永遠(yuǎn)有動(dòng)力追求未知。
中國(guó)的基礎(chǔ)科學(xué)在世界上是什么水平?
1.怎么評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)水平的高低呢?
基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要性就體現(xiàn)在它對(duì)整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的影響,一個(gè)國(guó)家有影響力的基礎(chǔ)研究成果越多,這個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)科學(xué)水平就越高。
如何判斷基礎(chǔ)研究的成果有沒(méi)有影響力?看看我們的教科書就會(huì)明白。
無(wú)論學(xué)的是數(shù)學(xué)、物理還是化學(xué),無(wú)論是在中學(xué)、大學(xué)還是研究生階段,教科書里都會(huì)寫到一些用科學(xué)家名字命名的基礎(chǔ)研究成果,這些就是最經(jīng)典的基礎(chǔ)研究,它們會(huì)永遠(yuǎn)流傳下去,比如,現(xiàn)代物理學(xué)繞不開(kāi)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論,不可能不用量子力學(xué)。
當(dāng)然,還有一些研究成果是被論文引用較多的,雖然也有較強(qiáng)的影響力,但跟寫進(jìn)教科書相比還是差點(diǎn)。到目前為止,我國(guó)已有的這些重大科學(xué)成果能夠?qū)戇M(jìn)教科書的幾乎沒(méi)有。
2. 中國(guó)古往今來(lái)的基礎(chǔ)科學(xué)的水平
前面也提到,中國(guó)古代沒(méi)有建立起基礎(chǔ)科學(xué)的體系,所以中國(guó)的基礎(chǔ)科學(xué)基本就是從“零”開(kāi)始,經(jīng)過(guò)多年努力,中國(guó)的科技水平如今已經(jīng)在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地了。但因?yàn)槠鸩捷^晚,中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究跟歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定差距,教科書中也很少有用中國(guó)人名字命名的公式、定理等。
近幾年有媒體報(bào)道說(shuō),在國(guó)際上,中國(guó)的科技論文被引用數(shù)排到了第二。這是科技進(jìn)步的反映,畢竟30多年前中國(guó)在國(guó)際上有一定影響力的基礎(chǔ)科學(xué)研究很少,現(xiàn)在能被國(guó)際同行認(rèn)可并引用,算是跨越了一個(gè)很大臺(tái)階。
我們國(guó)家善于集中力量辦大事,所以我們能夠看到某個(gè)領(lǐng)域突然冒頭,但總體看來(lái)依舊是薄弱的。像高能物理領(lǐng)域,其中北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)、江門中微子實(shí)驗(yàn)這些成績(jī),無(wú)論是科學(xué)還是技術(shù)的,使得我們基本上站在國(guó)際的平均水平。
中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究還有很長(zhǎng)的路要走,我們只是某個(gè)項(xiàng)目在國(guó)際上取得了領(lǐng)先的地位,但若要說(shuō)整個(gè)高能物理,從規(guī)模和人員上,我們跟國(guó)際上還有相當(dāng)差距。我們國(guó)家必須產(chǎn)生更多的重大成果,而不僅僅是一般成果,這才是質(zhì)的轉(zhuǎn)變!而質(zhì)的轉(zhuǎn)變不可能一蹴而就,必然要經(jīng)歷這樣一個(gè)路徑:從幾乎為“零”開(kāi)始到出現(xiàn)大批一般成果,然后才是重大成果。
3. 怎樣實(shí)現(xiàn)從“零”到有的轉(zhuǎn)變呢?
首先要擺正心態(tài),不能急功近利,更不能揠苗助長(zhǎng)。
基礎(chǔ)科學(xué)具有規(guī)律性,需要經(jīng)過(guò)幾代、十幾代甚至幾十代人的共同努力,我們要遵循其發(fā)展規(guī)律。
很多搞基礎(chǔ)科學(xué)研究的科學(xué)家,隨著年齡增長(zhǎng)可能很難再出新成果,這就需要下一代人才的繼續(xù)接力。值得開(kāi)心的是,現(xiàn)在中國(guó)做基礎(chǔ)科學(xué)研究的人才隊(duì)伍更加壯大,國(guó)際交流更加密切,與老一輩科學(xué)家相比,年輕一代科學(xué)家在國(guó)際上的影響力有了很大提升。
其次就是人才,基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)人才。人才怎么來(lái)呢?先從教育開(kāi)始。
一所好大學(xué)一定有非常強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)力,無(wú)論清華、北大等國(guó)內(nèi)名校,還是國(guó)外名校,都是如此。很多大學(xué)實(shí)力不強(qiáng),說(shuō)到底還是基礎(chǔ)研究能力不足。很多大學(xué)老師只會(huì)教學(xué)生基本的知識(shí),但有了知識(shí)并不代表就有創(chuàng)新能力,創(chuàng)新需要有方法并在實(shí)踐中鍛煉,大學(xué)老師不但要教給學(xué)生知識(shí),更重要的是教授方法并給學(xué)生“練”的機(jī)會(huì),知識(shí)會(huì)過(guò)時(shí),但方法永遠(yuǎn)不會(huì)!
對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué),最需要的就是培養(yǎng)學(xué)生“從無(wú)到有”的方法論,要讓他們學(xué)會(huì)做前人未做過(guò)的事,這跟培養(yǎng)工程師的思路是不一樣的?;A(chǔ)科學(xué)承擔(dān)的任務(wù)基本處在“無(wú)人區(qū)”,都是需要思考別人沒(méi)解決的問(wèn)題。有了更多掌握“從無(wú)到有”方法論的人,我們社會(huì)的整體創(chuàng)新性才能提高。
除此之外,基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展也離不開(kāi)國(guó)家的經(jīng)費(fèi)投入。
在我國(guó)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)里面,基礎(chǔ)研究的經(jīng)費(fèi)比例偏低,只占5%左右,其中包括基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,和美國(guó)相比,我們國(guó)家過(guò)去三十年真正用于基礎(chǔ)科學(xué)研究的經(jīng)費(fèi)實(shí)在是少的可憐?,F(xiàn)在我國(guó)一些重點(diǎn)研究所、重點(diǎn)大學(xué)的基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)已經(jīng)能達(dá)到國(guó)際水平,而在10多年前,這可能連發(fā)達(dá)國(guó)家的十分之一都不到,40多年前,大概只有發(fā)達(dá)國(guó)家的百分之一。
用別人百分之一的錢,還要做得比別人好,這根本不可能。所以,之前的很多年,我國(guó)的基礎(chǔ)科學(xué)研究落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,而現(xiàn)在5%的水平,只能夠維持跟跑世界先進(jìn)水平,但如果我國(guó)有未來(lái)引領(lǐng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的雄心,就必須加大經(jīng)費(fèi)投入。只有大幅度增加基礎(chǔ)研究的投入,才能在根本上解決這個(gè)問(wèn)題。到了我們成為了能夠產(chǎn)生科學(xué)知識(shí)、而不只是消費(fèi)西方產(chǎn)生的科學(xué)知識(shí)的時(shí)候,我們的原始性創(chuàng)新、顛覆性創(chuàng)新,就會(huì)源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)了。
均衡支持基礎(chǔ)研究 發(fā)展大科學(xué)裝置
談到經(jīng)費(fèi)投入,很多人可能會(huì)問(wèn):基礎(chǔ)研究領(lǐng)域眾多,對(duì)國(guó)家來(lái)說(shuō),怎么判斷在哪些項(xiàng)目上投得多一點(diǎn),哪些投得少一點(diǎn)?
其實(shí)最基本的原則就是要均衡支持,不能因?yàn)槟硞€(gè)領(lǐng)域是冷門就不支持,某個(gè)領(lǐng)域是熱門就死命支持,從而影響了全面發(fā)展。
對(duì)于一個(gè)國(guó)家特別是大國(guó)來(lái)說(shuō),在基礎(chǔ)科學(xué)方面一定要均衡發(fā)展,每個(gè)領(lǐng)域都要得到持續(xù)的支持。經(jīng)費(fèi)投入的研究很復(fù)雜,一般需要政府管理部門進(jìn)行非常精準(zhǔn)的專門研究,組織各領(lǐng)域的專家進(jìn)行研討,參照國(guó)際做法及整個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的歷史來(lái)敲定。
而均衡支持要注意兩個(gè)問(wèn)題。
一是不要以“是否有用”來(lái)判斷。
基礎(chǔ)科學(xué)的領(lǐng)域,一個(gè)都不能廢棄。20多年前,沒(méi)人會(huì)想到統(tǒng)計(jì)學(xué)這樣一門學(xué)科會(huì)對(duì)今天的人工智能發(fā)展起到大作用,如果當(dāng)時(shí)覺(jué)得沒(méi)用就不發(fā)展統(tǒng)計(jì)學(xué),那今天別人都在發(fā)展人工智能時(shí),我們就傻眼了。還有很多年前,有些人認(rèn)為動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)是“死掉的科學(xué)”,但現(xiàn)在的基因科學(xué)都跟這些學(xué)科有關(guān)。
熱點(diǎn)過(guò)段時(shí)間后可能就過(guò)時(shí)了,盲目地集中投入研究資金也會(huì)造成過(guò)剩。
二是不能盲目跟風(fēng)。
現(xiàn)在美國(guó)一大半的科研經(jīng)費(fèi)都用于生命科學(xué)的研究,超過(guò)一半的院士都在從事生命科學(xué)研究,所以有的人覺(jué)得我們也應(yīng)該大力發(fā)展生命科學(xué),而不是發(fā)展物質(zhì)科學(xué)。
(圖;片來(lái)源:人民網(wǎng))
這種想法存在很大問(wèn)題。在基礎(chǔ)科學(xué)研究方面,國(guó)外已經(jīng)走過(guò)的路,我們是很難避開(kāi)或繞過(guò)去的。雖然美國(guó)現(xiàn)在大部分的精力在做生命科學(xué),但他們是從探索物質(zhì)科學(xué)的路上走過(guò)來(lái)的,如果我們跳過(guò)了物質(zhì)科學(xué)階段,直接參與到生命科學(xué)的競(jìng)爭(zhēng)中,就會(huì)帶來(lái)一個(gè)很嚴(yán)重的結(jié)果:只能買國(guó)外的儀器設(shè)備。無(wú)論哪個(gè)學(xué)科,研究過(guò)程中都離不開(kāi)各種儀器。這些儀器的基礎(chǔ)是物質(zhì)科學(xué)。而我國(guó)目前各種科學(xué)儀器主要依靠進(jìn)口,反映了物質(zhì)科學(xué)研究水平及人才不足的缺陷,需要大大加強(qiáng)。
為什么物質(zhì)科學(xué)的研究會(huì)跟儀器設(shè)備有關(guān)系呢?
在美國(guó),很多儀器設(shè)備是商業(yè)公司研制出來(lái)的。在研制儀器的過(guò)程當(dāng)中需要兩個(gè)條件,一個(gè)是需求,一個(gè)是人才。這其中人才尤為重要,但儀器創(chuàng)新方面的人才,學(xué)校是很難培養(yǎng),必須要在科學(xué)儀器設(shè)備的研制過(guò)程中培養(yǎng)。而進(jìn)行物質(zhì)科學(xué)研究,關(guān)注自研設(shè)備包括大科學(xué)裝置的建設(shè),就是培養(yǎng)設(shè)備研制人才的一種最好途徑。
從上世紀(jì)五十年代開(kāi)始,美國(guó)就開(kāi)始研制大科學(xué)裝置,如今五六十年過(guò)去了,在這個(gè)過(guò)程中孵化了很多儀器設(shè)備企業(yè),比如說(shuō)著名的示波器公司LeCroy(力科),其創(chuàng)始人LeCroy之前是一位高能物理的工程師,長(zhǎng)期研發(fā)高能物理專用的讀出電子學(xué)。最后他成立了自己的公司,專注于高速和復(fù)雜信號(hào)測(cè)試設(shè)備。
現(xiàn)在世界上最好的儀器設(shè)備都是國(guó)外企業(yè)做的,所以他們研究生命科學(xué)的條件很優(yōu)越。但我們中國(guó)很多實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備基本都是進(jìn)口的,說(shuō)明我們物質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)還很薄弱。如果我們只做生命科學(xué)的研究,就要大量進(jìn)口儀器設(shè)備,導(dǎo)致資金外流,對(duì)國(guó)內(nèi)的工業(yè)發(fā)展并無(wú)助益,同時(shí)還會(huì)受制于人。
所以中國(guó)現(xiàn)在應(yīng)該大力發(fā)展物質(zhì)科學(xué),特別要關(guān)注自研設(shè)備,包括大科學(xué)裝置(注:大科學(xué)裝置是指通過(guò)較大規(guī)模投入和工程建設(shè)來(lái)完成,建成后通過(guò)長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)的科學(xué)技術(shù)活動(dòng),實(shí)現(xiàn)重要科學(xué)技術(shù)目標(biāo)的大型設(shè)施),我們需要在技術(shù)和科學(xué)目標(biāo)上都領(lǐng)先的大科學(xué)裝置,而不是跟隨美國(guó)的腳步。
北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(圖片來(lái)源:https://baike.sogou.com/v224241.htm)
大科學(xué)裝置中的基礎(chǔ)科學(xué)專用裝置,比如我國(guó)的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、聚變堆、專用空間科學(xué)衛(wèi)星、天文望遠(yuǎn)鏡等,具有確定的科學(xué)目標(biāo),應(yīng)用范圍廣泛,投入規(guī)模大,技術(shù)先進(jìn),可以產(chǎn)出重大成果,對(duì)學(xué)科發(fā)展具有重大的引領(lǐng)和帶動(dòng)作用,還有一些溢出效應(yīng)如重大技術(shù)的積累、突破和推廣應(yīng)用,國(guó)際合作與技術(shù)引進(jìn),關(guān)鍵技術(shù)人才的培養(yǎng),企業(yè)技術(shù)水平與研發(fā)能力的提高等,因此在國(guó)家創(chuàng)新體系的建設(shè)中占有突出的位置。
基礎(chǔ)科學(xué)的競(jìng)爭(zhēng)也是國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)
基礎(chǔ)科學(xué)的競(jìng)爭(zhēng)也是國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng),這在高能物理領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為明顯。
單就高能物理領(lǐng)域來(lái)說(shuō),與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我們總體上處于“并跑”和“跟跑”的水平,與美國(guó)、歐洲、日本等相比都有一定的差距。這一點(diǎn)從研究人數(shù)對(duì)比上也能看出來(lái),我們的研究人員人數(shù)與美國(guó)相比大概只是其十分之一,跟歐洲比大概是其五分之一,跟日本比可能是其二分之一到三分之一。
美國(guó)的大科學(xué)裝置總體來(lái)說(shuō)是從上世紀(jì)50年代開(kāi)始建設(shè),高峰在2000年左右,這50多年的投入、建設(shè)、運(yùn)行等,給他們帶來(lái)了巨大收益,很多非常重要的技術(shù)成果在社會(huì)上得到了廣泛應(yīng)用。
跟他們相比,我們的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)起步較晚,技術(shù)上也不是國(guó)際領(lǐng)先,基本上是采用國(guó)際已有的成熟技術(shù)??梢韵胂螅粋€(gè)科學(xué)上、技術(shù)上不是最領(lǐng)先的裝置,自然在技術(shù)的輻射能力方面會(huì)有相當(dāng)?shù)南拗啤?
20世紀(jì)80年代,建設(shè)中的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(圖片來(lái)源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420228.shtm)
所以,如果要想有所謂國(guó)際領(lǐng)先的、重大的技術(shù)突破,能夠輻射到社會(huì)、對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重大作用,科學(xué)裝置本身必須是先進(jìn)的、別人沒(méi)有的,否則早就被別人輻射完了。我們希望未來(lái)有一個(gè)高能物理的裝置走在歐美前面,這也是我們提出建立“超級(jí)對(duì)撞機(jī)”的原因。如果最終建成,其規(guī)模將數(shù)倍于目前世界上最大、能量最高的粒子對(duì)撞機(jī)——建于歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC,科學(xué)目標(biāo)和技術(shù)創(chuàng)新性自然可以實(shí)現(xiàn)。
(圖;源片來(lái):中青在線)
2012年希格斯粒子的發(fā)現(xiàn),是國(guó)際高能物理發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn),使我們有可能規(guī)劃這樣一個(gè)加速器。這是科學(xué)上的時(shí)機(jī),技術(shù)上的時(shí)機(jī),也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力發(fā)展的時(shí)機(jī)。二十年前,這樣大規(guī)模的裝置想都不敢想,更不可能有錢來(lái)做。
高能物理這個(gè)系統(tǒng)比較龐大,要想做到國(guó)際領(lǐng)先首先要有高遠(yuǎn)的科學(xué)目標(biāo),這樣的目標(biāo)很多國(guó)家都有,但是都會(huì)面臨重重困難。所以接下來(lái)比拼的就是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的能力,這里面至少會(huì)涉及二三十個(gè)技術(shù)門類,最后哪怕有一個(gè)螺絲釘沒(méi)擰好,整個(gè)系統(tǒng)就可能出問(wèn)題。加速器轉(zhuǎn)起來(lái)還要放探測(cè)器,就像顯微鏡的鏡頭一樣,可以看到整個(gè)過(guò)程,從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,所以又有人工智能、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域參與進(jìn)來(lái),更不用說(shuō)背后還有財(cái)務(wù)、計(jì)劃、管理、采購(gòu)等一整套的后勤保障系統(tǒng)。
要把整個(gè)團(tuán)隊(duì)凝合起來(lái),奔向同一個(gè)目標(biāo),這是包含成百上千人的“團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)”,這種規(guī)模的科學(xué)研究體現(xiàn)的就是國(guó)力。
建這樣一個(gè)大型設(shè)備,能培養(yǎng)出機(jī)械、電子、真空、微波等各個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新人才,這里面會(huì)有大批科學(xué)家、工程師解決大量的技術(shù)需求,這些需求很多都是從未出現(xiàn)的,如果能解決,這些人才就是“從無(wú)到有”的創(chuàng)新人才。
所有的技術(shù)發(fā)明和科學(xué)成果,最先發(fā)現(xiàn)的人肯定是有一定的優(yōu)勢(shì)。如果只是享受別人的成果,那你就是一個(gè)“土豪”,既不能得到大家尊重,也不會(huì)很好地掌握知識(shí),也很容易就被別人逐出圈外,奪走財(cái)富。而掌握了最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí),自然就會(huì)有最前沿的技術(shù),從而成為引領(lǐng)全球科技發(fā)展的大國(guó)。
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