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浅谈我国基础科学研究发展

来源:化拓教育网

[摘要]自文艺复兴,近代科学的大门打开以来,世界各地逐渐掀起了基础科学研究的热潮。基础科学是其他一切科学技术发展的源泉和保障。基础科学研究的能力决定着一个国家的综合实力和发展潜力,是进行科研实验的理论依据和技术安全保障。因此,基础科学研究已被各国越来越重视。

我国基础科学研究发展迅猛,在航天,生物,超级计算机,纳米材料等方面跻身世界前列。然而在队伍建设,制度体制,资金分配,人才培养等方面仍存在诸多问题。国家的兴旺在于自觉的青年,我们这一代青年人应召回那份久违的激情——五四精神,在中国掀起新一股的健康、持久、热烈的学术风气,为祖国的崛起,中国梦的实现自强不息。

[关键词]基础科学研究 学术民主 思想自由 反功利化 挖掘古代科技文明

基础科学的发展过程及其在科技发展中的地位

从文艺复兴以来,近代科学的大门打开。以伽利略为首的科学家破除了亚里士多德的错误理论,开创了以实验为检验真理的科学研究方法。从此,科学的曙光照亮了全世界。伽利略之后,牛顿、法拉第、爱因斯坦等人的基础科学研究更是催生了三次世界性的技术革命,让人类社会产生了翻天覆地的变化。六百多年来,基础科学研究一直作为人类科技革新的中坚力量,为人类社会科技发展提供原始性创造力。

那什么是基础科学研究呢?基础科学研究是指现象、揭示自然规律,获取新知识、新原理、新方法的研究活动。其中,基本学科包括数学,物理学,化学,天文学,地球科学,生物科学六方面;交叉学科有力学,工程科学,农业生物学,信息科学,能源科学,材料科学,生物医学,空间科学,海洋科学,资源、环境与灾害科学,心理学与认知科学,管理科学十二个方面。

进入二十一世纪,由于全球资源短缺,环境污染,军备竞赛的加剧,国际基础科学研究方面的竞争已经愈演愈烈,所以对基础科学研究更加不容小觑。一个国家的科技实力往往决定于其基础科学研究的实力。拿美国为例,在2010年4月23日成功发射的空天飞机惊动全球。它的成功发射依托于美国先进的新材料研究和经过几十年完善的“钱学森弹道”理论。任何先进的实践,都必须附着于超前的理论,而超前的理论就在具有超前性的基础科学研究中产生。基础科学研究的重要性毋庸质疑。

当今世界基础科研发展现状

在美国,掌管非国防类研究开发费用的政府机构主要有四个:能源部、国家科学基金会、国家卫生研究院和商务部的国家标准技术研究所,而国家科学基金会则是其中最大的专门负责综合性基础研究的政府部门。从国家科学基金会最近提交给美国国会的2012年预算方案看,总支出比2010年国会批准的预算额增加了8.945亿美元,达到77.67亿美元,增加的幅度为13%。根据国家科学基金会的既定方案,这些经费中的大约62.5亿美元将用于可提高美国未来国家竞争力的基础研究项目上,而人才培养和提高国民科技素质的费用为9.11亿美元,两项合计占去了国家科学基金会2012年预算中的绝大部分。

美国的发布政策特点是资金分配细致,对外透明,在基础科研投资力度较大。社会方面,美国的慈善事业非常发达,制度严明完善,这使得一些专科院校和私人机构也可除政府资助之外获得充足的、可自由使用的资金。而且。美国拥有六个闻名全球国家实验室,科研历史悠久。

德国有着深厚的科学传统和强大的科学基础,历史上几次崛起均与科学技术有密切联系。德国科学界翘首以盼的《科学自由法》即将出台,科研经费也将得到切实的保障。旨在通过有效的资助提高德国科研机构国际竞争力的“研究与创新公约”(Joint initiative for research and innovation)规定,到2010年之前,联邦和州政府为科研机构提供的资助经费每年递增3%。这为包括马普学会在内的科研机构带来了一个新的发展契机。德国还要利用新创建的“杰出基金”来资助马普学会的科研计划并创建新的研究所。马普学会的目标是10年内成为国际最有能力的研究与创新体系之一。有着近百年历史的马普学会(威廉皇帝学会)必将在德国新一轮科研发展中扮演重要角色。

我国由于历史原因,在改革开放初期,我国科学研究与世界先进水平存在相当大的差距。过去30年,我国基础研究获得长足发展,并进入了跃升期,从量的扩张向质的提升转变,少数领域已经处于国际前列。统计表明,30年来,我国学者发表的论文被SCI数据库收录的数量持续高速增长,大约每5年翻一番。上世纪90年代中期以后连续超过一些传统科技大国,2006年跃升进入仅次于美国之后的第二方阵,与英、德、日相当。与此同时,高水平论文数量也显著增加,频频出现在著名学术刊物上。

我国材料科学、化学、数学和物理学研究基本与国际接轨。最近10年的学术论文影响力物理学进入第7位,其他三个学科都进入第4位。其中,在纳米材料、信息功能材料、超导材料、新能源材料等方面有大批高水平工作(例如介电体超晶格材料、碳纳米管制备方法等)。在量子调控研究方面也有杰出表现,尤其是量子纠缠理论,连续产出国际领先的成果,为未来长程量子保密通讯奠定了基础。截面托卡马克核聚变实验装置(EAST)于2006年实现首轮物理放电,在国际聚变能领域获得高度评价。纯科学研究方面具有长期的国际合作传统。2007年,美国卡弗里基金会选择在北京成立理论物理研究所和天文与天体物理研究所,支持最基础的理论探索研究。

尽管我国曾经取得过人工合成结晶牛胰岛素这样的瞩目成果,但生物科学整体上排位不靠前。我国工程技术科学和计算机信息科学已经分别进入第5位和第6位,环境科学和空间科学还比较薄弱。

韩国推出了一项雄心勃勃的研究所计划,希望最终能够打造出与德国的马普学会以及日本的RIKEN(理化研究所)比肩的全球领先的基础研究机构。该国政府打算让总部位于大田市的基础科学研究所(IBS)为韩国的新技术开发提供导向力。为了从全世界吸引最棒的科学家,将IBS打造为一个“梦幻研究所”,政府承诺提供无限制的支持。

韩国政府于2011年颁布了一项法律,旨在开发一个被称为“国际科学和商业带”(ISBB)的计划,而IBS便是其中的主要举措之一。除了其他项目,到2017年,ISBB计划将斥资5.17万亿韩币(约合44亿美元)运行IBS,以及建造该国第一台罕见同位素加速器。

可以预见的是韩国必将在基础科研方面打下重锤,以期跻身国际先进水平的行列。从新总统朴槿惠对待中国的友好态度上看,两国很可能在基础科研领域展开更深层次的合作。

我国基础科研发展存在的问题

1经费方面 我国研发总支出占GDP的比例长期低于1%,近年虽逐渐增加到接近1.5%,仍低于OECD国家2.5%以上,而且其中大多用来发展实用技术,用于基础研究的多年来仅为R&D的5%左右,远低于OECD国家平均水平(约20%以上)。足够的投入显然应该是高水平基础研究的根本保证。某些部门存在经费分配不公,经费使用不当的情况。根据美国国家科学基金会(National Science Foundation)的数据,中国的研发支出已经位列全球第二,仅次于美国。但美国研发预算中19%用于基础科学研究,假以时日,这种研究可以开创新的领域;而中国用于基础科学研究的支出仅占5%。

2社会舆论方面社会似乎对科研成果的产出,特别是缺少重大成果有相当的不满;学术腐败成为舆论,特别是网络舆论的焦点;科研领导部门对人才现状、科研经费的使用不满;科研人员的不满就更多了,包括科研成果评价及SCI问题、经费不足、分配不公、学术腐败、经费乱用,甚至公私不分等等。国家太过将应用科学当成重点,导致社会对基础科研不闻不问。社会功利化气息太过浓郁,这就使得深奥的纯科学性的基础科研离我们越来越远。浮躁之风在各个领域均可见到。

3队伍建设方面 什么是“基础研究”呢 ? 美国科学研究发展局(OSRD)局长 V .布什在 1945 年 7 月向罗斯福总统提交的《科学:永无止境的前沿》的研究报告中这样写道:“基础研究并不考虑实用的目的,它产生的是普遍的知识和对自然及其规律的理解。这种普遍的知识提供了解答大量重要实用问题的方法,但是它不能给出任何一个问题的完全具体的答案。提供这种圆满答案是应用研究的职责。”很显然,今天的中国基础科研队伍进入了误区。上级给的研究任务皆是以应用为目的,基础科研队伍中的人员必紧锣密鼓的完成既定任务,而没有精力去搞以纯科学兴趣,对真理的渴望为目的的基础科研。

4人才培养方面 基础研究主要是以求知欲为引导的,其目的在于增加人类对周围事物的理解,是“为科学而科学”的研究。应用研究是以某一预先确定的目标为导向,即为某一实用的目的而进行的研究。基础研究是所谓的“好奇取向” (curiosity-oriented) ,应用研究则是所谓的“任务取向” (misson-oriented) 。前者无直接的商用目的,而后者一般可以产生直接的经济利益。这也许是两者的本质差别。在社会功利化日趋严重的如今,对纯科学和真理有兴趣的人已越来越少。较普遍存在的物质利益驱使和浮躁情绪,不利于创新人才成长。大多数人认为基础科研枯燥乏味,这将导致国家招收基础科研人才变得困难重重。

5教育方面 长期的应试教育,制约了少年创造力和想象力的发展。在少年这个发展兴趣的黄金时期,一味地灌输知识,只会耽误其原始创造力的提高,使其成为计算机器。简单地将论文与职称、学位、奖金等挂钩,也欠合理。研究生毕业以论文数量为硬性要求,反而加重了学术腐败。种种花钱买版面的情况屡见不鲜。教师、家长过度的向学生灌输就业、赚钱的理念,使学生在填报志愿时避开那些就业率不高,工资不高,冷门的专业,这就更加加剧了基础科研无人问津的尴尬局面。我是学生,以上几点问题,我可以深切的体会到!

5计划经济发展 什么是计划经济发展?顾名思义,取名于计划经济。在建国初期,由于经济基础薄弱,计划经济虽然为国民经济带来了一些发展,但却限制了企业发展的自由和经济发展的活力。现今已是市场经济,但计划发展依然在我国根深蒂固,比较明显的就是科技领域。几乎所有的重大项目都是政府领导。所有科学家的目光也被局限于政府领导的科技项目,而无暇从事自己感兴趣的方向。诚然,报效祖国没有错。但由于基础科研的特殊性,学术的民主和思想的自由就显得尤为重要。在研究者的自由程度方面,由于基础研究是以兴趣为导向的及研究过程的探索性、独创性和结果不可预测性,研究者在课题选择、兴趣变换、研究进程、计划安排等方面具有较大的自由度,这种自由度对于基础研究人员来说是必不可少的。所以基础科研是无法被统一领导的。政府应给基础科研人员更多的自由。

数十年来,中国一直遵循着政府牵头的创新模式,科学和技术部门首先确定主攻方向,然后提供巨额资金,并派遣大量留学生进行研究。这种模式在某些领域取得成功,例如空间探索、超级计算机和军用技术。目前,中国领导人正打算在生物技术、替代能源和新材料等其他多个领域复制这一政府牵头的模式。

中国正处在一个由政府主导投资向以自由市场增长为基础的创新过渡的重大转折点。对中国而言,这个转折尤其艰难。中国科学家抱怨中国政府过分关注抓人眼球的项目(例如超级计算机,根据Top500每六个月评定的榜单,中国生产的超级计算机计算目前速度最快),忽视了有助于带动新产业的基础科学研究。

。但国内外多位经济学家表示,当前的主要问题是国家管得太多,扼杀了以好奇心为基础的创新。科研经费必须经过行政审批,后者关心的是项目是否符合国家的既定发展目标。腐败、或只是不明智的判断都可能会扼杀新想法。

未来几周,中国领导人需要面对一个根本性的问题:他们愿意在多大程度上放手,让市场自由运转并鼓励好奇心驱使下的创新?他们放手的力度越大,对社会的掌控力就越小。他们掌控得越多,就越不利于可缔造新技术和新行业的创新活动和基础科学研究。

6对国学的错误理解 国学是我们中华民族五千年的文化精髓。大家都知道,我也不用多说。我要说的是,由于“红学”的过热、其他领域的冷淡,这使广大群众容易产生一种错觉:国学就是“四大名著”。社会经济发展过快,人们赖以生存的精神追求却没跟得上,这致使我国在文化,科技很多方面存在脱节。我们任重而道远!我们现在进入一个误区:过分的追赶西方自然科学文明,而把中国古典科技文明完全抛弃。难道就因为古典科技文明老旧就摒弃吗?况且中国古典科技文明真的老旧吗?很多古代科技产品的研制方法,对于今天有着先进知识和技术的科学家也是一个个未解之谜。

对于中国古代的东西,这一代的我们已经很少知道了。我很担心,再过几代,就没人知道中国古代还有那样璀璨的文明和那些神奇的物件。我们不能只停留在对古代事物的惊讶和惊喜上,古代的一些科技研究理论和思想是值得我们去研究的。就拿都江堰水利工程为例,它是世界唯一一个运转2000多年后还在运转的水利工程,,完美的利用了水的流向、地心引力、物理规律的水利工程,飞沙堰利用弯道阻力,让水流中的泥沙自动留在飞沙堰中,避免了水利工程的大难题—河道泥沙郁结,宝瓶口将外河河床抬高,当内河水量过大时,使河水水自动流入外河分流,经过国际论证都江堰还将继续服役千年以上。都江堰充分利用了“天人合一”的思想和回旋流的理论,让今天中外水利专家皆叹为观止。几乎所有中国人都会对此感到自豪,而我却感到悲伤,我们只能看着古人留给我们的遗产,却没有继承先辈的思想理论。即使让我们用现在的先进设备去复制都江堰,我看也很难复制出来。我想祖先们肯定对我们很失望。我们不能忘本。真的希望政府能早点意识到这一点,尽快布置人力、物力去研究开发我国古代的先进科技思想理论。也许,当我们把中国古典科技文明与现代西方自然科学文明熔于一炉,锻造成中国特色科技研究开发体系时,传世五千年的中华民族就离伟大复兴不远了。

今后我们需注重做到以下几点

1规划一般的规划都是由领导机关委托某些科学家(或一个委员会)执笔写作,该委员会或科学家自然只对领导负责。有时他们会征求一部分人的意见,但从程序上,他们没有向科学家群体负责的义务与责任。这就造成了规划的权威性与约束力不够。

建议按二级学科设立常设的顾问委员会,负责该学科的规划。对交叉学科,可以考虑特殊做法。每个学科都要发展,都应该有自己的规划。该顾问委员会委员及主席是常设的,三至五年一届,从该学科领域的领军科学家中挑选,可以由各专业学会建议,管理部门任命。

委员会对本领域的科学家负责,也对有关科研管理部门负责。委员会的规划文件、会议纪要、各种建议是公开的,以接受科学界的批评与监督。由于是常设的,不是临时拼凑的,作为本领域的科学家,他们最关心本领域的发展,因此会负起责任,以科学的态度与方法,提出本领域的发展规划,判定与解决本领域的问题。该顾问委员会还可以下设若干委员会,以解决某些具体问题,如规划的具体写作、大项目的遴选与排队、中小型项目的评审通过等等。管理部门只需要制定规则,无须干预具体操作。这样做,就真正把领域的发展交给了科学家自己,而不是由管理部门或大同行(外行)决定。

2完善制度 (1)队伍建设制度 我国因为科技发展起步较晚,所以相关制度并不完善。科学家的选题经常受到各种各样的干扰,科学家需要到各个部门申请立项,如基金委、科学院、科技部甚至地方政府等。好处是机会多,不会被一棍子打死,坏处是到处申请费神费力,没有时间做科研,有时还会被讥为能钻营;立项申请和评审都是一事一议,经常缺乏整体考虑,造成项目投资重复、疏漏、比例失调等各种问题;各种评审实际上并不能保证把钱给最需要的人和最好的项目,浪费了科学家和领导机关的时间。建议科技部、基金委和科学院联合起来,选择几个二级学科进行试点。减少科学家到处游走申项的困难。(2)资金分配制度 建议建立各学科顾问委员会,根据各自的规划,把经费分配给各个学科,让它们自己决定,效果会好得多。这符合按学科全面、均衡发展的原则;避免了大同行评审,大家都在本专业内竞争,应该会遴选出更合适的项目,分配更合适的经费;每个学科知道自己每年有多少经费,特别是知道未来会有多少经费,会更好地规划自己,知道哪些钱为现在,哪些钱为未来。(3)科研执行制度 建议从各大学聘用项目管理人员,监督检查项目的执行情况。这些人是领域内的专业人士,具有相当的科研经验,可以帮助科研人员和管理部门更好地执行项目。同时,这种经历对他们自己也是一个很好的锻炼。再比如,在项目申请时要细化项目的预算,同时加强执行检查,对违反预算,特别是乱用经费、公私不分的要实行处罚。(4)创新成果保护制度 由于我国对创新成果的保护力度不够,致使山寨产品横行,冲击了市场,使消费者毫无安全感,失去了对品牌的信任。这对于我国自主大品牌的建立危害极大。所以政府必须尽快建立、完善创新保护法律法规,严格执法,为企业、单位营造安全、自由的创新氛围。

3建立完善的公共慈善事业和慈善透明制度 那美国为例,并不是所有重大项目,都由政府开支。美国的一些科研机构和学校可以通过私人慈善机构和公共慈善事业获得资金支持。在美国,慈善资金的用度是完全透明的。为什么我国乒乓球那么厉害?因为其有广泛的群众基础。几乎任何公共健身场地都有乒乓球台。我国公共慈善事业建立迫在眉睫。试想,资金充足了,科学家便可以更自由的开展自己有兴趣的研究。这对进行基础科研的学者来说,简直是福音!当更多人自发参与到科研中来,我们国家科技想不繁荣都难。

4扩大学术民主,严格监督社会舆论,反功利化 政府应加大基础科研资金投入,并在更大范围上放手,只对资金使用监督,不干涉科研课题。就如同市场经济下的民营企业一样,科研界也会注入新的活力。基础研究往往需要较长的时间,少则几年,多则几十年,有的甚至要耗费一个人的毕生精力或要经过几代人坚持不懈的努力。麦克斯韦为探索电磁场理论,整整用去了十多年时间。爱因斯坦思索狭义相对论和广义相对论,各花费了近十年时间,他把自己的后半生全部奉献给了统一场论的研究,可至今仍没有结果。为解决哥德巴赫猜想问题,几代人为之奋斗,但至今仍未攻克这个“堡垒”。从事基础研究的人员,必须要有“十年磨一剑”,“甘坐冷板凳”的精神,要学会“享受寂寞”,漠视金钱,不为名利所动。当然,社会应该理解他们,给他们以鼓励和帮助,不要动不动就指责他们脱离实际,更不要以各种诱惑来扰乱他们自由而宁静的心境。

我们需要在社会营造崇尚科学,尊重科学家的舆论氛围,加大对谣言、诽谤的惩罚力度,使公民正确使用言论自由权,反对浮躁、功利之风。严格监督媒体、文化传播行业,特别是互联网。互联网的扩张速度,任何媒体都无法企及。况且中国有这么多网民,监控好网络,发布科技文化知识,这对青年、少年和小孩子培养高尚的道德和崇尚科学的良好品质和国民素质的提高有着不可轻视的作用。

5优化教育 对于初等教育,应该削减无实用价值,陈旧,对智力、道德品质的科目或者内容。学校应定期让学生开展自主调查研究,无评分,无标准,旨在培养学生对大自然的兴趣,想象力,洞察力,动手能力和社会调查实践能力。对于高等教育,社会、学校要做的是如何提高学生的科研能力和工作水平,而不是用毕业设计、学位论文去限制他们毕业。大学教育是精英教育,应以人为本,灵活一些。在教育方面,应尽快改变古代科技研究领域人才短缺的情况,鼓励更多学者进入到这方面研究。我们不能只局限于存活在自己的世界中,我们要把祖国建设成更好,更和谐的国家、社会。我希望我们的社会是学术民主,思想自由,崇尚科学,反对愚昧的社会;是以一个人的学问、能力为评价标准,而不是以文凭、大学牌子、地位为参考的社会;是文明、和谐、温暖、有爱的社会,而不是粗俗、自私、冰冷、狡诈的社会。

[参考文献]

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