基础科学研究

1、基础科学研究基础科学研究魏明辉基础科学研究 基础科学的含义与内容 基础科学研究的意义 从事基础科学研究所需要具备的素质 我国目前基础科学研究的现状 基础科学哪些方面需要发展？ 作为青少年的我们应该怎么做？基础科学 以自然现象和物质运动形式为研究对象，探索自然界发展规律的科学。 指认识自然现象、揭示自然规律，获取新知识、新原理、新方法的研究活动 包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学七门基础学科及其分支学科、边缘学科。 边缘学科有物理化学、化学物理、生物物理、生物化学、地球物理、地球化学、地球生物等基础科学研究意义 研究成果是整个科学技术的理论基础，对技术科学和生产技术起指导作

2、用 加强基础研究是提高我国原始性创新能力、积累智力资本的重要途径，是跻身世界科技强国的必要条件 是建设创新性国家的根本动力和源泉基础科学研究意义在一次科技视点的访谈中，中国科学院院士陈佳洱 说过“基础科学在整个国家的发展中的作用和地位的问题，可以从两个方面来看，一个是从历史的回顾来看，一个是从现实生活中看”从历史上看，整个人类技术文明的发展历经了几次大的革命，从文艺复兴以后到18世纪中叶以蒸汽机和各种机械发明为标志的工业革命，19世纪的电气化，20世纪30年代开始的对核能的利用以及现在的信息化。分析一下这几个时期，都可以看到首先是由于在基础科学研究上的突破，引起了技术上开创性的革命和变化，带动

3、了整个西方工业技术的发展。在这几大技术革命中，很重要的是，17世纪牛顿综合了哥白尼、伽利略、开普勒等成果的大成，建立了一套完整的理论体系，奠定了以系统的实验方法得到完整的物理因果关系的理性思维体系，上升为经典物理学。牛顿力学和热力学结合，支撑了以蒸汽机、机械为主的工业革命的诞生。19世纪麦克斯韦通过总结大量实验获得的电磁学四大定律，完成电磁学的麦克斯韦方程，建立了经典场论。“场”作为自然界一个基本构成, 进一步拓展了人们的物质观，更引发了一场电气化的革命，促进了电气工程和整个无线电通讯事业的大发展。20世纪以相对论和量子论为代表的物理学的革命性发展，形成了人类崭新的时空观、运动观和物质观，极大

4、地深化了人类对自然界从微观、宏观到宇观各个尺度层次的基本规律的认识，使整个科学发生了质的飞跃，产生了半导体技术，核技术、激光技术、信息技术等。物理学和生物学的结合，发现了DNA，成为现代生物技术的基础。所以，基础科学的本质是揭示客观世界的运动规律，是人类关于客观世界基本规律的知识体系，这样的知识体系是技术创新、技术革命的先导和源泉。没有基础科学的突破，就没有技术的划时代发展。可见可见，技术科学自主创新，高新技术的发展，都植根于基础科学，技术科学自主创新，高新技术的发展，都植根于基础科学基础科学研究意义从现代中国的技术革命来看，我们都知道王选搞的汉字激光照排印刷系统。其实开始时，北大的项目并没有

5、被列入国家计划，当时国内其他列入计划的那些单位还是跟着国外的潮流做第二代或者是第三代的技术，但是王选提出了第四代的技术方案。他为什么敢于提出第四代，能做第四代？就是由于北大在基础科学上有良好的储备。首先，王选同志是个数学家，他通过数学上把汉字的信息量压缩了500倍。国外用的英语只有26个字母，中国这么多汉字，如果想利用计算机处理的话，信息量大得不得了！特别是中国的汉字, 笔划多、密度高, 而且对字体一横一竖的宽度以及字体的匀称性等都有一些独特的要求。怎么在计算机中存储、压缩并还原?王选教授于1975年在深入的数学研究的基础上发展了一种轮廓加参数的汉字字形描述方法,他推出了一个精巧的递推公式,

6、提出了把折线轮廓转换成点阵等若干新的算法。利用这些算法可将汉字信息压缩 500倍而仍能保证字形的质量, 毫不失真。 这种独特的方法当时未见国外报道, 直到我们采用了十五年之后的90年代才看到国外提倡和使用这种附加参数的字形描述法。但要实现计算机的汉字印刷，光有数学的信息压缩还不行，还要解决激光扫描的技术，而那时候北大物理系在激光科技上有很好的基础。王选和物理系相结合研制成功新颖的激光调制器。用一个调制器可调制四束平行激光, 使照排系统既快速高效又紧凑可靠。所以中国的文字印刷，当时能够跨越二代、三代直接到第四代，和北京大学基础科学的基础是分不开的。今天我们提倡不要跟着别人走，要通过自主创新实现跨

7、越，从王选的例子我们看得很清楚，如果没有基础科学的突破，只是就技术论技术，就很难跨越。美国科学基金会曾请美国经济学家对美国最近25年的经济增长做了研究，调查基础科学在其中起什么作用？最后经济学家得出结论，说过去25年来，美国经济增长的50%归功于以基础研究为动力的研究和开发。可见基础科学对社会经济持续发展的重要性。可见基础科学对社会经济持续发展的重要性。基础科学研究意义 其次，基础科学研究对培养创新性人才的作用。实际上搞基础科学的人并不多，但对一个人来说，受没受过基础科学研究的训练可不一样，因为基础科学研究培育求真探源的创新精神，科学的思维方式和尊重事物发展规律的工作作风，有基础研究素养的人才

8、源源不断地进入社会政治、经济、文化、国防等各行各业，大大提升现代社会的整体创新能力。基础科学研究意义 再者，我们现在讲可持续发展，要讲降低消耗、保护生态与环境等。这些都要求科学在更深远的层次上为这些问题的决策和解决提供科学的依据,开辟新的技术途径。 比如像沙尘暴等，它怎么来的，历史上是怎么样的，与全球变化的关系是什么？这些都得研究清楚，只靠一时的努力是解决不了问题的。我记得去年我去巴黎开会的时候，正好是海啸大灾之后，当时有的物理学家就呼吁，用中微子来探测地球地核运动的规律，因为这与海啸预报有关。可见，无论减灾或者环境保护都需要通过基础科学来认识地球系统的规律，为保护环境、降低灾害提供依据。 （

9、以上均为陈佳洱院士的原话）基础科学研究应具备的素质 基础科学的精髓是求真唯实。 献身科学、追求真理 实事求是、求真务实 厚积薄发、甘于寂寞的精神目前基础研究现状全国科技经费投入统计全国科技经费投入统计公报公报（2014年10月23日发布）2013年，全国共投入研究与试验发展（R&D）经费11846.6亿元，比上年增加1548.2亿元，增长15%；研究与试验发展（R&D）经费投入强度（与国内生产总值2013年GDP初步核算数据。之比）为2.08%，比上年的1.98%提高0.1个百分点。按研究与试验发展人员（全时工作量）计算的人均经费为33.5万元，比上年增加1.8万元。分活动类型

10、看，全国用于基础研究的经费为555亿元，比上年增长11.3%；应用研究经费1269.1亿元，增长9.2%；试验发展经费10022.5亿元，增长16%。基础研究、应用研究和试验发展经费占研究与试验发展（R&D）经费总量的比重分别为4.7%、10.7%和84.6%。我国2013年的基础研究投入占R&D总量的4.7%而一般的发达国家或者创新型国家在经济起飞的时候，对基础研究的投入都占R&D总量的15%、25%甚至还要高，它不是我们想象的逐渐增长，是先达到一个高峰，然后平缓地降到 15-20%。所以，我们的投入相对是低的，这点我想应该引起社会各界的重视目前基础研究现状 另外，我

11、们在人才方面，每万人里从事R&D，包括从事基础研究的，比韩国、日本、美国都低得多，是韩国的四分之一，日本的十分之一。所以，从基础科学方面培养年轻人才非常重要。过去说“学好数理化，走到天下都不怕”，现在不少年轻人倾向学经、管、法，钱来得快，这当然也有道理。但是，要鼓励年轻人从事基础科学研究，因为基础科学对国家发展太重要了。美国在国家开支的财政科研投入里，40%都是搞基础研究。为什么这么重视，就是从长远发展考虑的。当年美国在汽车等领域被日本超过的时候，就是以他们基础科学的深厚底蕴通过走信息化、知识经济的道路，又超越了日本，这正是我们需要学习和加强的。基础科学哪些方面需要发展？ 现在很重要的一个动向就是纳米科学技术、生命科学技术、信息科学技术、认知科学技术的汇聚。美国2001年开始就在提倡这四个领域的汇聚，他们认为这四个领域的汇聚可以使得整个人类在分子的层次重新认识世界和改造世界，使人类的能力有一个大的提升。当然，这四个领域都是基础学科延伸交叉基础之上发展起来的。另一方面，基础科学要为国家的可持续发展服务，当前的一项重要任务是能源问题，特别是要为化石燃料的清洁、高效利用和新型能源的开发以