科報問兩會之一：怎么補基礎(chǔ)科研的短板

科報問兩會

一問：怎么補基礎(chǔ)科研的短板？

■記者 丁佳

2016年中國的農(nóng)歷春節(jié)，卻被美國的一則科學(xué)新聞刷了屏。引力波的發(fā)現(xiàn)，在中國科技界再次引發(fā)了關(guān)于基礎(chǔ)科學(xué)研究的大討論。

更高、更快、更強，這六個字用來形容當(dāng)今國際科技競爭的激烈程度，可能一點也不為過。新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的孕育興起，加速了學(xué)科交叉、新學(xué)科涌現(xiàn)以及前沿探索的加速推進，傳統(tǒng)意義上的創(chuàng)新邊界日趨模糊，科技創(chuàng)新鏈條更加靈巧。

在全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出如此發(fā)展態(tài)勢的背景下，如何平衡好基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的維度，如何在有限的資源下取得更多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，對夢想著成為世界科技強國的中國來說，是一個雖難掌控但必須面對的問題。

三駕馬車 齊頭并進

第一次來北京香山觀光的游客，偶爾會誤打誤撞走進一座美麗的植物園，然后又被綠影婆娑中掩藏的各種神秘的實驗室、研究中心搞得一頭霧水，最后一抬頭，才發(fā)現(xiàn)他們走進了中國歷史最悠久的國立植物科學(xué)研究機構(gòu)——中國科學(xué)院植物研究所。

作為我國植物基礎(chǔ)科學(xué)的綜合研究機構(gòu)，建所80多年來，中科院植物所取得了許多“高大上”的科研成果，包括國家自然科學(xué)獎一等獎3項，其他國家級、中科院和省部級科研成果獎160余項。

同時，它又是整個中科院系統(tǒng)內(nèi)最“接地氣”的研究所之一，大部分科學(xué)家不僅需要在實驗室做實驗，還要用腳步去丈量世界；而在國家生態(tài)文明建設(shè)、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的征程上，新的歷史使命已在向這家老所招手。

2015年6月，中科院院長白春禮調(diào)研植物所工作時，也對植物所提出了新的要求。他指出，對于植物所這樣歷史悠久的老所，學(xué)科布局上應(yīng)從發(fā)展的眼光去分析，根據(jù)國家的新需求去謀劃。既要保留學(xué)科植物經(jīng)典分類這類“冷門”學(xué)科的可持續(xù)發(fā)展，保證后繼有人，也要面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，布局新的增長點。

對這一點，全國政協(xié)委員、中科院院士、中科院植物所所長方精云十分清楚。研究所的科研成果，不僅要在國際學(xué)術(shù)界為中國樹一面旗幟，還要能為億萬普普通通的中國百姓服務(wù)。

“研究所會堅持基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研發(fā)和科技基礎(chǔ)性工作三大模塊共同推進、重點發(fā)展。”方精云說，“我們要注重基礎(chǔ)前沿研究，為中國和世界植物科學(xué)的發(fā)展作出更大的貢獻；加強高新植物科技的研發(fā)和推廣，為國家經(jīng)濟建設(shè)、社會進步和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展作出應(yīng)有貢獻；還要支持植物資源發(fā)掘、保護和利用的研究，為生態(tài)文明建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。”

植物所的這三駕馬車，會采取齊頭并進互相促進的模式來運行。同時，因這場改革而催生的一些新生事物，也正在萌芽。

比如，植物所與福建三安集團共建的“植物工廠”，就是一種全新的嘗試。植物工廠通過對植物生長發(fā)育的環(huán)境條件進行智能控制，實現(xiàn)植物周年連續(xù)生產(chǎn)，是一種技術(shù)高度密集的全新生產(chǎn)方式，目前在我國尚處于起步階段，未來有很好的前景。

“這次合作是以研發(fā)帶動基礎(chǔ)研究，通過合作共建植物工廠，進一步提升植物所在植物—環(huán)境模擬領(lǐng)域的裝備能力和技術(shù)水準(zhǔn)，促進我國植物工廠建設(shè)和相關(guān)基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新發(fā)展。”方精云說。

作為項目的技術(shù)研發(fā)主體，植物所經(jīng)過前期研發(fā)工作，在植物營養(yǎng)液研制、光能調(diào)節(jié)等方面取得了階段性進展。目前，合作雙方已正式啟動植物工廠研究院的建設(shè)工作。

多元體系 “沿途下蛋”

“在基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域，我們還有一些歷史欠賬要還，這就決定了高校必須腳踏實地，通過技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新來支撐工業(yè)的發(fā)展。另一方面，高校畢竟承擔(dān)著人才培養(yǎng)的重任，無論是人力資源還是其他可調(diào)配的資源都十分有限，必須向外借力。這就是產(chǎn)學(xué)研合作在當(dāng)下顯得無比重要的原因。”中科院院士、清華大學(xué)副校長薛其坤說。

其實，企業(yè)何嘗不是這樣想？中國的高科技企業(yè)，可能是基礎(chǔ)科研和應(yīng)用研究結(jié)合得最緊密的地方。

甚至在全國人大代表、科大訊飛股份有限公司董事長劉慶峰身上，人們還依稀能夠看出二者糾結(jié)過的痕跡。1999年，劉慶峰剛從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)嚴(yán)格的科研訓(xùn)練中“撈出來”，就立刻一頭扎入了市場中，他最初的夢想只是停留在將科大訊飛建成中國的“貝爾實驗室”。

“當(dāng)時我只想搞技術(shù)，把管理、市場開拓都交給別人去做。”劉慶峰承認(rèn)，當(dāng)時科大訊飛選擇與一家公司合作，把管理、市場、資金都交給對方運作。但短短一年后，他就發(fā)現(xiàn)這是一個錯誤，由于管理人員不懂技術(shù)，市場開發(fā)沒有前瞻性，產(chǎn)品賣不出去，技術(shù)開發(fā)被市場拖著走，企業(yè)不但累也失去了主導(dǎo)方向。

劉慶峰意識到，從知識到“知本”的產(chǎn)業(yè)化之路，必須靠自己來走。也正是這個教訓(xùn)，讓這個“理工男”從總工程師，真正蛻變成一名企業(yè)的CEO。而企業(yè)也在不斷整合源頭資源，持續(xù)加強合作創(chuàng)新的過程中，探索出一條“以市場為導(dǎo)向、以企業(yè)為主體”的產(chǎn)學(xué)研合作之路。

在科大訊飛成立之時，國內(nèi)中文語音基礎(chǔ)研究方面存在著固有的技術(shù)壁壘。中科院聲學(xué)研究所在聲學(xué)信號方面蜚聲海內(nèi)外；中國社會科學(xué)院語言研究所在漢語音律研究方面卓有建樹；中國科大在語音數(shù)字信號處理和算法研究方面領(lǐng)先同行。但由于種種原因，這3家單位一直無法形成深入的、實質(zhì)性的合作。

科大訊飛在獲得第一筆融資后，建立了利益共享機制，相繼與上述三家單位成立了語音技術(shù)聯(lián)合實驗室，讓這些科研院所專注于各自優(yōu)勢方向的研究、發(fā)展和創(chuàng)新，最后由科大訊飛提供統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)運作和轉(zhuǎn)化平臺，實現(xiàn)了研究成果向應(yīng)用發(fā)展的轉(zhuǎn)化。

最終，經(jīng)歷了十幾年的摸索，科大訊飛形成了一套多元化的研發(fā)體系。這個體系共分四級，聯(lián)合實驗室面對5~10年甚至更長遠(yuǎn)的前瞻性研究；科大訊飛研究院做3~5年的研發(fā)；語音云平臺的開發(fā)部門把研究院的成果變成產(chǎn)品；而在云平臺上，則提供教育業(yè)務(wù)、客服業(yè)務(wù)等各種服務(wù)。

“這四級體系就可以保證我們不斷地進行源頭創(chuàng)新，同時還不斷地把階段性成果輸入到市場上。這就叫作‘沿途下蛋’。”劉慶峰說。

數(shù)據(jù)時代 范式轉(zhuǎn)型

隨著數(shù)據(jù)時代的來臨，傳統(tǒng)的科研方式也正在迅速發(fā)生變化。

在全國政協(xié)委員、中科院院士郭華東看來，大數(shù)據(jù)有著重要的發(fā)展?jié)摿Α！白鳛橹R發(fā)現(xiàn)的新模式，科學(xué)大數(shù)據(jù)已成為繼實驗、理論和計算模式之后的數(shù)據(jù)密集型科學(xué)范式的典型代表，正在帶來科研方法論的創(chuàng)新，它已成為認(rèn)識自然的新鑰匙和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的新引擎。”

其實，近年來一些震驚世界的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)與數(shù)據(jù)密不可分。比如2013年上帝粒子的發(fā)現(xiàn)，就與歐洲強子對撞機長期的數(shù)據(jù)積累密不可分。

“那些巨額投資建造、運行和維護大型研究設(shè)施的大科學(xué)工程離不開大數(shù)據(jù)；那些需要跨學(xué)科合作的大規(guī)模、大尺度的前沿性科學(xué)研究項目，更是與大數(shù)據(jù)密切聯(lián)系，不可分割。”

郭華東的判斷不無道理。在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究，乃至人文社會科學(xué)高度融合、相互交叉的復(fù)雜問題中，大數(shù)據(jù)的作用可能更加明顯。比如地理學(xué)家胡煥庸在1935年提出的劃分中國人口密度線——“胡煥庸線”，事關(guān)資源、環(huán)境、生態(tài)、新型城鎮(zhèn)化等長遠(yuǎn)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題，其形成機理空間認(rèn)知的研究意義不言而喻。

郭華東等認(rèn)為，“胡煥庸線”蘊藏著海量的空間數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，具超長時空序列科學(xué)內(nèi)涵。這些數(shù)據(jù)具備了科學(xué)大數(shù)據(jù)的典型特征，因此，依托數(shù)字地球數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行大數(shù)據(jù)分析研究，應(yīng)該是可行的方法。

數(shù)據(jù)密集型的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，被很多學(xué)者認(rèn)為是科學(xué)研究的“第四范式”。海量的數(shù)據(jù)、信息就像一種強有力的“黏合劑”，將基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究，甚至國家使命前所未有地融合在一起。新一輪科技革命浪潮的沖擊，讓開放協(xié)同、跨界合作變得如此重要。而要在新的科研范式下贏得先機，認(rèn)識的轉(zhuǎn)型與路徑的選擇勢在必行。

“大數(shù)據(jù)是財富，是資源，是科研的戰(zhàn)略高地。”郭華東呼吁，國家應(yīng)做好頂層設(shè)計，從國家層面上推進中長期計劃和政策的實施。“大數(shù)據(jù)是國家新型戰(zhàn)略資源，如果認(rèn)識上跟不上，將來落后的不止一步兩步。當(dāng)我們把大數(shù)據(jù)看作與土地、森林、礦產(chǎn)一樣的資源時，這件事就容易做好了。”