2016 年 2 月 11 日,在美国首都华盛顿举行的新闻发布会上,美国 " 激光干涉引力波天文台 "(LIGO)执行主任戴维 · 赖茨宣布科学家们已经探测到引力波。(新华社 / 法新)
新华社北京 11 月 4 日电(记者张莹冯玉婧)历经 13 亿年旅行,宇宙中两个黑洞合并产生的引力波抵达地球,于 2015 年 9 月 14 日被美国 " 激光干涉引力波天文台 "(LIGO)捕捉到。这一发现填补了爱因斯坦广义相对论验证的最后一块 " 拼图 ",是人类探索自然的又一个里程碑。
美国领衔的引力波探测,为 20 世纪下半叶以来 " 沉寂 " 的基础研究带来新活力,也显示了美国的科研实力。基础研究是整个科技体系的源头,是创新驱动发展的原动力。面对日益激烈的科技竞争,各大国如何保持基础研究活力?哪些经验值得借鉴?
引导企业参与
基础研究往往短时间看不到 " 产出 "。爱因斯坦 1905 年提出狭义相对论质能方程时,并未预见它在 40 年后会成为核能的理论基础。如今,为使基础研究成果尽快见效益,一些发达国家吸引企业也参与进来。
比如美国,特朗普政府执政近两年来,加大了对前沿领域的引导和投入,在人工智能、量子技术、下一代半导体等多个领域推出国家战略,明确了探月和深空探测路线图,努力在超算等领域保持领先。
美国政府推动的科学战略一大特点是 " 政府 - 研究机构 - 企业间的互动 "。以今年 9 月公布的《量子信息科学国家战略概述》为例,该战略提出成立美国量子联盟,将学界和产业界组织起来,通过公私联合融资等方法,跨越量子科学基础设施和技术上的鸿沟,确保美国在量子计算的领先地位。
自己的科学发现被其他国家抢先商业化,英国科技史上曾多次吃这样的亏,电话、青霉素、单克隆抗体等都是如此。为了在新一轮产业革命中不再错失机遇,英国政府斥资 6100 万英镑,在曼彻斯特大学建立国家石墨烯研究所,推动石墨烯材料的研发及应用。目前,该机构从英国政府和欧盟获得资金支持,与超过 80 家企业建立合作关系。
进入 21 世纪,日本年均产生一位诺贝尔科学奖项得主。北京大学生命科学学院副院长王世强教授认为:" 日本基础研究取得如此大的成就,得益于选题时就注重解决实际应用。" 比如,2014 年三位日本科学家凭借 " 蓝光二极管 " 获诺贝尔物理学奖,获奖者之一中村修二就在美国创立了自己的企业,研究和生产发光二极管。
科研资助 " 跟人 "
在科研立项、人才及成果评价方面,发达国家有一套完善的 " 同行评议 " 机制。" 英国一直采用‘霍尔丹原则’——由研究人员而不是官员决定科研经费的使用,这非常重要。" 英国帝国理工学院常务副校长伊恩 · 沃姆斯利说。
美国杜克大学教授王小凡认为,美国科研政策最值得借鉴的是 " 以人为本 " 的资助方式。为什么美国科学家能静下心做原创性研究?一个重要原因是政府对有创新思想的个人给予滚动式支持,而这一机制的基础是同行评议的水准。
王小凡介绍,美国科研项目评议除了评成果,还要评科研人员的研究记录,并设立一部分资金,对具有创新想法的人给予 5 到 7 年的较长期支持,根据分档次的动态评价确定滚动年限。如霍华德 · 休斯医学研究所,全部资助都 " 跟人 ",国家癌症研究所和 " 脑计划 " 等一些大科学项目也有类似机制。
比利时 2016 年启动 " 卓越科学 " 计划,在 4 年内出资约 1.2 亿欧元资助一些杰出的基础科研项目。比利时法语国家科学研究基金会秘书长阿卢安介绍,为了项目初选,他们 " 动用了 1200 位国际专家,最后由一批知名科学家组成的评选小组确定 38 个项目 ",涉及生物学、医学、人文科学以及跨学科领域。
基础研究具有不可预知性,立项时往往不知道哪些方向会出成果,资金滚动式 " 跟人 " 符合科研投入 " 不把鸡蛋放在一个篮子里 " 的思路。比如,美国量子计算战略就提出向各家研究机构小额投入并支持竞争,认为 " 新应用和平台可能来自还未发明出来的协议和方法,因此政府应该保持活跃和多样性的平台 "。
国际合作升级
2017 年,LIGO 项目组因引力波探测成果荣获诺贝尔物理学奖。作为一个开放的组织,它吸引了世界各国 1100 余名优秀科学家,被称为 " 最强大脑旗舰队 "。按照一系列复杂的章程,该项目组通过委员会协调众多机构和科学家工作。
这代表了一些大科学项目的组织模式:通过升级创新的多边合作解决耗资大、周期长、多学科交叉的科学难题。" 大项目需要做的事情特别多,相互合作、取长补短才能推动科研的进展,碰撞的火花才会层出不穷。"LIGO 项目组成员、加州理工学院物理学教授陈雁北介绍。
数据显示,20 世纪 90 年代以来,各国政府和国际组织牵头,在各科学领域组织实施的具有代表性的大科学国际合作计划有 50 多个,包括国际热核聚变实验反应堆、平方公里阵列射电望远镜、欧洲非相干散射雷达等,中国参与 20 多个。下一步,中国将从大科学项目的 " 参与方 " 走向 " 主导者 ",牵头 " 太阳风 - 磁层相互作用全景成像卫星 "、新一代巨型光学反射望远镜 " 三十米望远镜 " 等国际项目。
除了多边科研合作,名目繁多的各国双边合作也发挥着重要作用。比如,印度作为科技后发国家,通过与发达国家合作 " 搭快车 ",近年在分子生物、农业、医学、燃料、航天以及人工智能等前沿学科都取得显著成效。(参与记者:周舟、张家伟、谭晶晶、华义、潘革平、赵旭、张毅荣、付一鸣、栾海)
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