為保持基礎研究活力 各國都做了些什麼?

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2016 年 2 月 11 日,在美國首都華盛頓舉行的新聞發布會上,美國 ” 雷射干涉引力波天文台 “(LIGO)執行主任戴維 · 賴茨宣布科學家們已經探測到引力波。(新華社 / 法新)

新華社北京 11 月 4 日電(記者張瑩馮玉婧)歷經 13 億年旅行,宇宙中兩個黑洞合併產生的引力波抵達地球,於 2015 年 9 月 14 日被美國 ” 雷射干涉引力波天文台 “(LIGO)捕捉到。這一發現填補了愛因斯坦廣義相對論驗證的最後一塊 ” 拼圖 “,是人類探索自然的又一個里程碑。

美國領銜的引力波探測,為 20 世紀下半葉以來 ” 沉寂 ” 的基礎研究帶來新活力,也顯示了美國的科研實力。基礎研究是整個科技體系的源頭,是創新驅動發展的原動力。面對日益激烈的科技競爭,各大國如何保持基礎研究活力?哪些經驗值得借鑒?

引導企業參與

基礎研究往往短時間看不到 ” 產出 “。愛因斯坦 1905 年提出狹義相對論質能方程時,並未預見它在 40 年後會成為核能的理論基礎。如今,為使基礎研究成果盡快見效益,一些發達國家吸引企業也參與進來。

比如美國,特朗普政府執政近兩年來,加大了對前沿領域的引導和投入,在人工智能、量子技術、下一代半導體等多個領域推出國家戰略,明確了探月和深空探測路線圖,努力在超算等領域保持領先。

美國政府推動的科學戰略一大特點是 ” 政府 – 研究機構 – 企業間的互動 “。以今年 9 月公布的《量子信息科學國家戰略概述》為例,該戰略提出成立美國量子聯盟,將學界和產業界組織起來,通過公私聯合融資等方法,跨越量子科學基礎設施和技術上的鴻溝,確保美國在量子計算的領先地位。

自己的科學發現被其他國家搶先商業化,英國科技史上曾多次吃這樣的虧,電話、青黴素、單克隆抗體等都是如此。為了在新一輪產業革命中不再錯失機遇,英國政府斥資 6100 萬英鎊,在曼徹斯特大學建立國家石墨烯研究所,推動石墨烯材料的研發及應用。目前,該機構從英國政府和歐盟獲得資金支持,與超過 80 家企業建立合作關係。

進入 21 世紀,日本年均產生一位諾貝爾科學獎項得主。北京大學生命科學學院副院長王世強教授認為:” 日本基礎研究取得如此大的成就,得益於選題時就注重解決實際應用。” 比如,2014 年三位日本科學家憑借 ” 藍光二極管 ” 獲諾貝爾物理學獎,獲獎者之一中村修二就在美國創立了自己的企業,研究和生產發光二極管。

科研資助 ” 跟人 “

在科研立項、人才及成果評價方面,發達國家有一套完善的 ” 同行評議 ” 機制。” 英國一直採用‘霍爾丹原則’——由研究人員而不是官員決定科研經費的使用,這非常重要。” 英國帝國理工學院常務副校長伊恩 · 沃姆斯利說。

美國杜克大學教授王小凡認為,美國科研政策最值得借鑒的是 ” 以人為本 ” 的資助方式。為什麼美國科學家能靜下心做原創性研究?一個重要原因是政府對有創新思想的個人給予滾動式支持,而這一機制的基礎是同行評議的水準。

王小凡介紹,美國科研項目評議除了評成果,還要評科研人員的研究記錄,並設立一部分資金,對具有創新想法的人給予 5 到 7 年的較長期支持,根據分檔次的動態評價確定滾動年限。如霍華德 · 休斯醫學研究所,全部資助都 ” 跟人 “,國家癌症研究所和 ” 腦計劃 ” 等一些大科學項目也有類似機制。

比利時 2016 年啟動 ” 卓越科學 ” 計劃,在 4 年內出資約 1.2 億歐元資助一些傑出的基礎科研項目。比利時法語國家科學研究基金會秘書長阿盧安介紹,為了項目初選,他們 ” 動用了 1200 位國際專家,最後由一批知名科學家組成的評選小組確定 38 個項目 “,涉及生物學、醫學、人文科學以及跨學科領域。

基礎研究具有不可預知性,立項時往往不知道哪些方向會出成果,資金滾動式 ” 跟人 ” 符合科研投入 ” 不把雞蛋放在一個籃子里 ” 的思路。比如,美國量子計算戰略就提出向各家研究機構小額投入並支持競爭,認為 ” 新應用和平台可能來自還未發明出來的協議和方法,因此政府應該保持活躍和多樣性的平台 “。

國際合作升級

2017 年,LIGO 項目組因引力波探測成果榮獲諾貝爾物理學獎。作為一個開放的組織,它吸引了世界各國 1100 餘名優秀科學家,被稱為 ” 最強大腦旗艦隊 “。按照一系列複雜的章程,該項目組通過委員會協調眾多機構和科學家工作。

這代表了一些大科學項目的組織模式:通過升級創新的多邊合作解決耗資大、周期長、多學科交叉的科學難題。” 大項目需要做的事情特別多,相互合作、取長補短才能推動科研的進展,碰撞的火花才會層出不窮。”LIGO 項目組成員、加州理工學院物理學教授陳雁北介紹。

數據顯示,20 世紀 90 年代以來,各國政府和國際組織牽頭,在各科學領域組織實施的具有代表性的大科學國際合作計劃有 50 多個,包括國際熱核聚變實驗反應堆、平方公里陣列射電望遠鏡、歐洲非相幹散射雷達等,中國參與 20 多個。下一步,中國將從大科學項目的 ” 參與方 ” 走向 ” 主導者 “,牽頭 ” 太陽風 – 磁層相互作用全景成像衛星 “、新一代巨型光學反射望遠鏡 ” 三十米望遠鏡 ” 等國際項目。

除了多邊科研合作,名目繁多的各國雙邊合作也發揮著重要作用。比如,印度作為科技後發國家,通過與發達國家合作 ” 搭快車 “,近年在分子生物、農業、醫學、燃料、太空以及人工智能等前沿學科都取得顯著成效。(參與記者:周舟、張家偉、譚晶晶、華義、潘革平、趙旭、張毅榮、付一鳴、欒海)

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