结合欧美日科技发展谈基础科学研究的重要性

基础研究及其重要性什么是“基础研究”？1945在7月提交给罗斯福总统的研究报告《科学:永无止境的前沿》中，美国科学研究与发展署(OSRD)署长V. Bush写道:“基础研究不考虑实用目的，而是产生对自然及其规律的普遍知识和理解。这种常识提供了一种方法来回答大量重要的实际问题，但它不能对任何问题给出完全具体的答案。提供这样一个满意的答案是应用研究的职责。”美国国家科学基金会对基础研究所的定义是:“发展科学知识的原创性研究，……它没有直接的商业目的。”现在看来，这两个定义和其他类似的定义都有一定的局限性，因为随着时代的发展，基础研究和相应的应用研究的划分越来越相对。过去人们认可的“传统”基础科学(如物理、数学)，今天也有相当复杂的结构(如物理可分为理论物理、实验物理和应用物理，数学可分为纯数学和应用数学)；而且，今天被视为基础研究或应用研究的分支或课题，也可能随着时间的推移而发生变化。如果能把基础研究和应用研究进行比较，特别是在性质和特点上，会有助于我们理解它的概念。基础研究和应用研究的区别主要在于以下几点:1。研究的动机和目的。基础研究主要以好奇心为导向，目的是增加人类对周围事物的了解。这是一项“为科学而科学”的研究。应用研究是一种面向预定目标的研究，也就是为了一个实用的目的。基础研究叫“好奇心导向”，应用研究叫“米森导向”。前者没有直接的商业目的，后者一般能产生直接的经济效益。这可能是两者的本质区别。2.按照应用的时间顺序。一般是先有基础研究再应用到具体领域，中间的时间间隔可能会很长。基础研究无论多么深奥、抽象、脱离实际，一般都会找到它的位置。然而，越是“基础”的研究，发现其用途的时间就越长。麦克斯韦通过对电动力学的数学研究，建立了电动力学的基本方程，并在1864年预言了电磁波的存在。赫兹在1887年成功证明了电磁波；直到1895年，马可尼才使用电磁波进行通信。黎曼和汉密尔顿在19世纪的深刻数学研究，直到半个多世纪后才在物理学中得到应用。从古希腊就开始研究的素数问题，直到几千年后才被应用到密码学中。相比之下，应用研究必须在短时间内将研究成果转化为实用技术，才能获得经济效益。这是基础研究和应用研究的显著区别。3.就研究人员的自由度而言。由于基础研究是以兴趣为导向的，研究过程具有探索性、原创性和不可预测性，研究人员在选题、兴趣转化、研究过程和规划安排上有更大的自由度，这对于基础研究人员来说至关重要。正如布什在《科学:永无止境的前沿》的研究报告中所指出的:“由于纯科学的不可预测性，需要为其研究提供一个相当特殊的环境。纯科学需要研究者的思维自由，以全新的视角看待熟悉的事实。纯科学研究总是不适合被组织和计划，对来自上述组织计划的指示不敏感。事实上，对于重大成就来说，没有什么比自由原则更重要了。“因为应用研究往往可以提前明确目标、制定计划，适合有组织的研究，研究人员的自由度要小得多。而且基础研究取得的成果一般会及时向社会公布，不需要保密；相应的应用研究往往通过申请专利或出于商业或军事目的屏蔽来保护。这也在很大程度上限制了应用研究人员的自由。4.就达到效果的时间长短而言。应用研究一般不需要很长时间就能取得成果，因为它是按照预定的目标和周密的计划有条不紊地进行的，而实际的商业目的又不允许研究计划延长，否则很难取得立竿见影的经济效益或在商业竞争中取胜。相比之下，基础研究往往需要很长的时间，从几年到几十年不等，有的甚至需要一个人一生的精力或者几代人的不懈努力。麦克斯韦花了十多年探索电磁场理论。爱因斯坦用了近十年的时间思考狭义相对论和广义相对论，用余生致力于统一场论的研究，但仍然没有结果。为了解决哥德巴赫猜想的问题，几代人都为此奋斗过，但至今这个“堡垒”仍未被攻克。从事基础研究的人，要有“十年磨一剑”、“坐冷板凳”的精神，要学会“享受孤独”，不为金钱所动，不为名利所动。当然，社会要理解他们，给他们鼓励和帮助，不要总是指责他们脱离实际，不要用各种诱惑扰乱他们自由宁静的心灵。因为基础研究不能很快带来可观的经济效益和商业利润，所以往往被不同程度地忽视。由于市场导向和经济价值规律，发达国家自然在应用科学研究上投入更多的资金。而发展中国家则苦于资金不足，不得不将资金投入到关系国计民生的部门，很少有人关注被视为“春雪”的基础研究。政治家为了争取选票或展示政绩，不得不制定或实施四到五年不等的短期计划，科学和基础研究不适合这么短的时期。结果，在马上得到实际结果的压力下，应用研究总是排斥纯科学的基础研究。这个结果的寓意非常明确:纯科学的基础研究需要特殊保护。因此，除了制定切实可行的政策法规，建立相应的基金和管理机构外，从人们内心深处解决问题，让社会和公众充分认识到基础研究的重要性尤为重要。那么基础研究的重要性在哪里呢？这可以从以下几个方面来看。1.基础研究是技术进步和经济发展的先锋。基础研究导致新知识的储备，这是投资于未来的科学资本。新技术、新工艺、新流程、新产品都是以新知识为基础的，都要从新知识的储备中提取“资本”。没有法拉第、麦克斯韦、赫兹等人长达半个多世纪的持续理论研究，人类如何进入电气时代？没有本世纪初现代物理学的理论成就，怎么会有本世纪中叶的高科技产业？随着科学技术的飞速发展，基础研究向应用研究或直接生产力转化的周期大大缩短。20世纪20年代，卢瑟福大声宣称他对原子结构的研究毫无用处，但第一个原子反应堆却奇迹般地在1942年投入运行。现在一些基础医学和基因工程的理论研究项目，长期不用于临床医疗和药品生产。数学的基础研究也被广泛应用于金融、保险等行业，甚至国家政策决策。基础研究是技术进步和经济发展的先锋，这一点比以往任何时候都更加确定。从这个意义上说，可以说基础研究是现代社会的基础。2.基础研究可以提高一个国家的(潜在)综合国力和国际威望。如今，国与国之间的竞争不再是军事力量或经济力量的竞争，而是综合国力的竞争。提高一个国家综合国力的重要途径之一就是有效支持基础研究。因为如果一个国家没有原创性的基础研究，其基础知识完全依赖于外国，其技术和产业进步将会缓慢，其在世界贸易中的竞争地位将会薄弱，其将难以吸收和消化外国的新知识和新技术，从而在全球竞争中失利。而且，一个国家的国际声望在某种程度上取决于它对基础知识的贡献，尽管这种声望主要局限于科学界。在科学史上，意大利、英国、法国、德国、美国都扮演过科学中心的角色，几十年甚至上百年来都“一马当先”。自20世纪20年代以来，美国一直是基础科学的领导者，这显然有助于提高其国际威望。科学具有普遍性，其成果属于全人类，社会每一个成员都可以免费享用。另一方面，如果不生产知识，就很难从别人那里“引进”知识。3.基础研究有助于培养专门人才，进一步提高人民的智力水平。建设发达的现代社会，没有大量训练有素的专业人才和国民智力水平的普遍提高，是很难成功的。通过基础研究的严格训练，可以培养和集结一批专门人才。他们不仅可以成为国内研发创新的中坚力量，也可以成为从国外引进新知识、新技术的桥梁。基础研究还可以提高高等教育水平，培养高水平的科技后备力量。没有基础研究的大学很难提高自己的科学教育水平，也很难树立自己的国际威望。另外，学习纯科学，从事一定时间的基础研究，对提高国民的智力水平也有很大的帮助，受到科学方法和科学精神的熏陶，培养高尚的道德情操。4.基础研究可以称为一种文化。科学(尤其是纯科学)不仅是智力意义上的文化，也是人类学意义上的文化。可以说是人类文化最高最独特的成就。旨在提高科学知识的基础研究是人类活动的顶点和极致，充分体现了科学的文化价值，是一种有价值的文化活动。作为基础研究过程中的研究活动，它以追求真理为终极目标，展现和实现生命的价值和意义；在追求真理的过程中所使用的科学方法，既保证了科学理论的客观性、合理性和完善性，又能使人养成求真、务实、理性的习惯和品格，从而有助于削弱教条、破除迷信、陶冶心性。因为基础研究的文化价值是无形的、抽象的、不易察觉的，所以要强调它，使它成为每个人的自觉意识。如果说，在控制应用研究时，我们必须认识到科学对社会的责任，那么，在控制基础研究时，我们必须认识到社会对科学的责任。我们的社会把大量价值的实现归功于科学的应用，却很少归功于科学思想、科学方法、科学精神气质等科学精神价值的承担者。有必要让公众，尤其是决策者明白，所有的研究都应该与我们的社会需求密切相关。这种大众需求表面上是公平的、善良的、无害的，但实际上它是科学进步的最大危险之一，因而也是社会需求的长期满足的最大危险之一。