為什麼要重視基礎科學?聽聽最強大腦們怎麼說

近日，第三屆世界頂尖科學家論壇在上海閉幕。在此次論壇上，有數位中外科學家不約而同地強調基礎科學的重要性。

2001年諾貝爾化學獎得主野依良冶表示 ，政府和科學界必須慷慨鼓勵青年科學家熱愛基礎學科。

中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳認為，基礎科學關係到全人類的共同命運，希望加大對基礎科學的知識的挖掘，與各國科學家一道加強基礎科學研究。

2019年諾貝爾物理學獎獲得者迪迪埃·奎洛茲則強調，科學無國界，必須在培養基礎科學人才上投入足夠的力量，這要從早期教育做起。

那麼問題來了：什麼是基礎科學？它有哪些特點？「最強大腦們」為何一再強調基礎科學的重要性？

什麼是基礎科學？

基礎科學以自然現象和物質運動形式為研究對象，探索自然界發展規律的科學，包括數學、物理學、化學、生物學、天文學、地球科學、邏輯學七門基礎學科及其分支學科、邊緣學科。

對於基礎科學的定義，著名物理學家李政道曾有一個形象的比喻，他認為自然界裡的所有現象，雖然表面上都很複雜，可是它都有一些基本的原理，只要把最基本的原理抓住了，就找到了一個總的機關。

科學講究因果關係，自然界的種種「果」都是由不同的「因」所致。而基礎科學好比是研究自然界因果的「總機關」，從基礎科學這個「總機關」入手，其他的問題就能迎刃而解。

為什麼基礎科學如此重要？

首先，基礎科學是創新的源泉。中國科學院院士朱日祥曾以中國地球科學研究舉例，20世紀40年代學界認為海相沉積物中才有石油和天然氣，但中國科學家們通過研究中國的地質條件，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」。在這個理論的指導下，才有了建國後的大慶油田。

2016年諾貝爾生理學或醫學獎獲獎者大隅良典也曾表示，剛開始關於細胞自噬的研究時，他並不確信細胞自噬與癌症、以及與人類壽命問題有關。上述研究成果，都是隨著基礎科學研究而逐漸擴展的結果。因此，大隅良典認為基礎科學十分重要。

其次，基礎科學對應用科學和生產市場具有重要的意義。 縱觀歷史，從愛因斯坦1905年的狹義相對論，到後來的海森堡、薛丁格的量子力學，還有費米、泡利的量子統計學，這些基礎科學研究成果為後來核能、雷射、半導體、超導體、超級計算機和網絡等技術做了重要鋪墊。

而目前大家都非常熟悉的網際網路，對人類文明未來發展的貢獻可以說無法估量，但現在恐怕很少有人知道，網際網路技術是來源於高能物理這一基礎科學研究，而且時間並不久遠，距現在不到30年。

可以這樣說，沒有前面基礎科學的鋪墊就沒有後來先進科學成果的誕生。

最後，只有重視基礎科學的研究，才能永遠保持自主創新的能力。

著名物理學家李政道認為，要有效地開展基礎科學研究，就要知道科學的發展規律。科學研究就像海洋裡的浪頭一樣，一浪一浪地過去。當一個浪頭達到最高峰的時候，其下一步必定要下落，然後新的浪頭再出來。一國若要發達，必須自己找到新的浪頭，看準新的浪頭是從哪裡開始，在它還沒有達到最高峰時，最好在它剛要開始時就將它抓住。

抓住源頭的關鍵，就在於強化基礎科學的研究，找到基礎科學研究的新規律。

基礎科學最大的特點：慢慢慢

綜合來看，基礎研究具有長期性、複雜性、不可預見性等特點，有時十年、百年甚至更久才可能「有用」。

例如，1979年諾貝爾生理學或醫學獎得主、數學家阿蘭·柯馬克創建的數學理論，10年以後才在醫學領域掀起了一場革命。

而日本早在幾十年前就開始強化對基礎科學研究的重視，進入21世紀以後才取得「斬獲19個諾貝爾獎」的豐碩成果。如今日本製造業強國的地位也得益於幾十年如一日對基礎科學研究的重視。

此外，基礎科學如果想出成果，很大程度上需要群眾基礎。足夠的人才儲備，是基礎科學出成果的關鍵。

因此在基礎科學的規劃裡，最重要的是要做好人才培養的規劃。20世紀那些重大科學發現基本上都是依靠一批新人、新的科學家取勝的，都是在他們20多歲、30歲或近40歲時完成的，這個規律相當清楚。

在諾貝爾經濟學獎得主埃裡克·馬斯金看來，基礎科學研究的關鍵是讓研究者有儘可能多的自由，而不是介入和幹涉他們，尤其是年輕的科研人員應該擁有足夠的獨立性。

中國科學院遺傳發育所研究員王秀傑曾表示，基礎科學研究一般周期長、不確定因素多、出成果慢。但基礎科學的研究人員也需要養家餬口，對甘於寂寞、埋頭從事基礎科學研究的科研人員，理應要高看一眼、厚愛一分。

不過，著名物理學家李政道則認為，從事基礎科學研究沒有錢當然不行，但更重要的是要有奉獻精神，要有做科學研究的真誠精神和道德。上個世紀科學家們研究光和熱，不是為了錢。想賺錢，極可能就研究不了光和熱的基礎規律。

綜合來看，當一個國家發展到一定階段時，必然會產生對基礎科學研究的需求。基礎科學研究實力的強弱，往往決定了一個國家創新能力的高低。從這個角度而言，對於基礎科學，似乎怎麼強調也不為過。

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