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王貽芳:中國基礎(chǔ)科學(xué)研究在世界上到底處于什么水平?
關(guān)鍵字: 科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究科學(xué)研究中國科研從上世紀(jì)五十年代開始,美國就開始研制大科學(xué)裝置,如今五六十年過去了,在這個過程中孵化了很多儀器設(shè)備企業(yè),比如說著名的示波器公司LeCroy(力科),其創(chuàng)始人LeCroy之前是一位高能物理的工程師,長期研發(fā)高能物理專用的讀出電子學(xué)。最后他成立了自己的公司,專注于高速和復(fù)雜信號測試設(shè)備。
現(xiàn)在世界上最好的儀器設(shè)備都是國外企業(yè)做的,所以他們研究生命科學(xué)的條件很優(yōu)越。但我們中國很多實(shí)驗室的設(shè)備基本都是進(jìn)口的,說明我們物質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)還很薄弱。如果我們只做生命科學(xué)的研究,就要大量進(jìn)口儀器設(shè)備,導(dǎo)致資金外流,對國內(nèi)的工業(yè)發(fā)展并無助益,同時還會受制于人。
所以中國現(xiàn)在應(yīng)該大力發(fā)展物質(zhì)科學(xué),特別要關(guān)注自研設(shè)備,包括大科學(xué)裝置(注:大科學(xué)裝置是指通過較大規(guī)模投入和工程建設(shè)來完成,建成后通過長期的穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)的科學(xué)技術(shù)活動,實(shí)現(xiàn)重要科學(xué)技術(shù)目標(biāo)的大型設(shè)施),我們需要在技術(shù)和科學(xué)目標(biāo)上都領(lǐng)先的大科學(xué)裝置,而不是跟隨美國的腳步。
北京正負(fù)電子對撞機(jī)(圖片來源:https://baike.sogou.com/v224241.htm)
大科學(xué)裝置中的基礎(chǔ)科學(xué)專用裝置,比如我國的正負(fù)電子對撞機(jī)、聚變堆、專用空間科學(xué)衛(wèi)星、天文望遠(yuǎn)鏡等,具有確定的科學(xué)目標(biāo),應(yīng)用范圍廣泛,投入規(guī)模大,技術(shù)先進(jìn),可以產(chǎn)出重大成果,對學(xué)科發(fā)展具有重大的引領(lǐng)和帶動作用,還有一些溢出效應(yīng)如重大技術(shù)的積累、突破和推廣應(yīng)用,國際合作與技術(shù)引進(jìn),關(guān)鍵技術(shù)人才的培養(yǎng),企業(yè)技術(shù)水平與研發(fā)能力的提高等,因此在國家創(chuàng)新體系的建設(shè)中占有突出的位置。
基礎(chǔ)科學(xué)的競爭也是國力的競爭
基礎(chǔ)科學(xué)的競爭也是國力的競爭,這在高能物理領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為明顯。
單就高能物理領(lǐng)域來說,與發(fā)達(dá)國家相比,我們總體上處于“并跑”和“跟跑”的水平,與美國、歐洲、日本等相比都有一定的差距。這一點(diǎn)從研究人數(shù)對比上也能看出來,我們的研究人員人數(shù)與美國相比大概只是其十分之一,跟歐洲比大概是其五分之一,跟日本比可能是其二分之一到三分之一。
美國的大科學(xué)裝置總體來說是從上世紀(jì)50年代開始建設(shè),高峰在2000年左右,這50多年的投入、建設(shè)、運(yùn)行等,給他們帶來了巨大收益,很多非常重要的技術(shù)成果在社會上得到了廣泛應(yīng)用。
跟他們相比,我們的北京正負(fù)電子對撞機(jī)起步較晚,技術(shù)上也不是國際領(lǐng)先,基本上是采用國際已有的成熟技術(shù)。可以想象,一個科學(xué)上、技術(shù)上不是最領(lǐng)先的裝置,自然在技術(shù)的輻射能力方面會有相當(dāng)?shù)南拗啤?
20世紀(jì)80年代,建設(shè)中的北京正負(fù)電子對撞機(jī)
(圖片來源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420228.shtm)
所以,如果要想有所謂國際領(lǐng)先的、重大的技術(shù)突破,能夠輻射到社會、對國民經(jīng)濟(jì)有重大作用,科學(xué)裝置本身必須是先進(jìn)的、別人沒有的,否則早就被別人輻射完了。我們希望未來有一個高能物理的裝置走在歐美前面,這也是我們提出建立“超級對撞機(jī)”的原因。如果最終建成,其規(guī)模將數(shù)倍于目前世界上最大、能量最高的粒子對撞機(jī)——建于歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC,科學(xué)目標(biāo)和技術(shù)創(chuàng)新性自然可以實(shí)現(xiàn)。
(圖源片來:中青在線)
2012年希格斯粒子的發(fā)現(xiàn),是國際高能物理發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn),使我們有可能規(guī)劃這樣一個加速器。這是科學(xué)上的時機(jī),技術(shù)上的時機(jī),也是國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力發(fā)展的時機(jī)。二十年前,這樣大規(guī)模的裝置想都不敢想,更不可能有錢來做。
高能物理這個系統(tǒng)比較龐大,要想做到國際領(lǐng)先首先要有高遠(yuǎn)的科學(xué)目標(biāo),這樣的目標(biāo)很多國家都有,但是都會面臨重重困難。所以接下來比拼的就是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的能力,這里面至少會涉及二三十個技術(shù)門類,最后哪怕有一個螺絲釘沒擰好,整個系統(tǒng)就可能出問題。加速器轉(zhuǎn)起來還要放探測器,就像顯微鏡的鏡頭一樣,可以看到整個過程,從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,所以又有人工智能、大數(shù)據(jù)、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域參與進(jìn)來,更不用說背后還有財務(wù)、計劃、管理、采購等一整套的后勤保障系統(tǒng)。
要把整個團(tuán)隊凝合起來,奔向同一個目標(biāo),這是包含成百上千人的“團(tuán)隊作戰(zhàn)”,這種規(guī)模的科學(xué)研究體現(xiàn)的就是國力。
建這樣一個大型設(shè)備,能培養(yǎng)出機(jī)械、電子、真空、微波等各個領(lǐng)域的創(chuàng)新人才,這里面會有大批科學(xué)家、工程師解決大量的技術(shù)需求,這些需求很多都是從未出現(xiàn)的,如果能解決,這些人才就是“從無到有”的創(chuàng)新人才。
所有的技術(shù)發(fā)明和科學(xué)成果,最先發(fā)現(xiàn)的人肯定是有一定的優(yōu)勢。如果只是享受別人的成果,那你就是一個“土豪”,既不能得到大家尊重,也不會很好地掌握知識,也很容易就被別人逐出圈外,奪走財富。而掌握了最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)知識,自然就會有最前沿的技術(shù),從而成為引領(lǐng)全球科技發(fā)展的大國。
- 原標(biāo)題:王貽芳:中國基礎(chǔ)科學(xué)研究在世界上到底處于什么水平? 本文僅代表作者個人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯:周雪瑩
- 最后更新: 2019-03-28 07:34:39
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