光明日報記者 陳海波 詹媛
十九屆五中全會提出，堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，完善國家創(chuàng)新體系，加快建設(shè)科技強國。
習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會上指出，持之以恒加強基礎(chǔ)研究。基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的源頭。
如今，人們對于基礎(chǔ)研究重要性的認識已經(jīng)有了一定共識，但放到具體的語境中，仍然有不少人認為基礎(chǔ)研究短時間內(nèi)很難直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，無法帶來實實在在的收益，以至于“為什么投入那么多錢搞基礎(chǔ)研究，而不是做扶貧”之類的問題，時不時就要放諸公共輿論場進行探討。
其實不只是“卡脖子”技術(shù)問題需要通過基礎(chǔ)研究來解決，它也是保障民生和攀登科學(xué)高峰基石——沒有堅實的基礎(chǔ)研究，這一切都將是空中樓閣。
在根本上解決“卡脖子”問題
從傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時代到移動互聯(lián)網(wǎng)時代，新一代信息技術(shù)飛躍發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能……它們都離不開一個硬件支撐——芯片。然而，這兩個字很長一段時間是中國人心中的隱痛。無論是計算機還是手機，我們的芯片嚴重依賴國外，受制于人�！翱ú弊印钡谋澈�，是基礎(chǔ)研究能力的不足。
幾年前，中國科學(xué)院孵化企業(yè)、寒武紀科技研發(fā)出新一代人工智能芯片，使得中國在智能手機、無人機、智能攝像頭、智能駕駛等領(lǐng)域有了自己的芯片�！昂浼o”芯片并非橫空出世，而是基于中國科學(xué)院多年相關(guān)基礎(chǔ)研究而設(shè)計，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
經(jīng)過長期努力，科研團隊優(yōu)化深度學(xué)習(xí)算法，并提出了一種與通用計算完全不同的指令集。所謂指令集，就是電腦硬件與軟件之間互相“對話”的語言。與傳統(tǒng)的通用計算指令集相比，這種新的指令集更類似人類大腦的學(xué)習(xí)方式。在這些研究的基礎(chǔ)上，他們設(shè)計了“寒武紀”芯片。執(zhí)行這個指令集的“寒武紀”芯片可以模擬人類大腦的神經(jīng)元和突觸，一條指令即可完成一組神經(jīng)元的處理。這種計算模式在做智能處理時，比如識別圖像，效率比傳統(tǒng)芯片高幾百倍。
“中國原來在這方面幾乎沒有發(fā)言權(quán)，但智能時代給了我們機會�！薄昂浼o”芯片主要研發(fā)者之一、中國科學(xué)院計算研究所研究員陳云霽在回首這段科研經(jīng)歷時曾說，他們抓住了機會，“邁出第一步”，但芯片研發(fā)是一個日新月異的領(lǐng)域，必須要特別努力，才能在競爭中最終勝出。后面的路還很長，要持續(xù)研究，不能松懈。
孫丹陽（西安電子科技大學(xué)助理教授）
“卡脖子”問題的表層原因在于缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)所導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展的困難。而核心技術(shù)又來自哪里呢？這一路追問下來，就回到了知識生產(chǎn)的原點：基礎(chǔ)知識的供給狀況。由此，人們形成一種線性共識：“卡脖子”現(xiàn)象的深層原因在于基礎(chǔ)知識的短缺。一切看似順理成章，然后就樂觀地認為：加強基礎(chǔ)研究就可以徹底地解決“卡脖子”問題。客觀地說，基本方向沒錯，但是如果依此貿(mào)然決策則充滿了太多的不確定性，而且基礎(chǔ)研究的遠水也解決不了“卡脖子”的近渴。
中國國際醫(yī)療器械博覽會上展示一款X光機產(chǎn)品。新華社發(fā)
現(xiàn)在研究已經(jīng)證明，從基礎(chǔ)研究成果到具體生產(chǎn)技術(shù)期間要經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)換：第一次轉(zhuǎn)換，基礎(chǔ)研究成果加上目的性轉(zhuǎn)化成技術(shù)原理；第二次轉(zhuǎn)換，技術(shù)原理加上功效性轉(zhuǎn)化成技術(shù)發(fā)明；第三次轉(zhuǎn)換，技術(shù)發(fā)明加上經(jīng)濟性與社會性考慮轉(zhuǎn)化成具體生產(chǎn)技術(shù)。從這個漫長的轉(zhuǎn)化鏈條上，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響從基礎(chǔ)知識到具體技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率。雖然現(xiàn)代科技體系的協(xié)同性在加強，整體轉(zhuǎn)化效率有所提高，但是，這種不確定性仍然是普遍存在的。為了減少這種不確定性，一個合理的做法就是縮短這個轉(zhuǎn)化鏈條的長度，這樣就能達到事半功倍的效果，如從技術(shù)原理切入，而不是直接從基礎(chǔ)研究切入，這樣選擇效率會更高，目標(biāo)更明確。
現(xiàn)在需要明確兩個問題：首先，基礎(chǔ)研究成果是全球共享的。任何國家都不能包打天下，提供所有的基礎(chǔ)研究成果，也沒有這個必要。其次，中國是一個發(fā)展中國家，科技資源要素的投入（人、財、物）都是有限的，即便要加強基礎(chǔ)研究，也只適合小步快跑模式。再有，從事基礎(chǔ)研究的人才也不會短期內(nèi)快速涌現(xiàn)，這一切硬性約束都需要我們按照科技發(fā)展規(guī)律行事，不能采取沖動型決策�；A(chǔ)研究應(yīng)該加強，但是不能搞大躍進，漸進式的提升基礎(chǔ)研究在科研中的權(quán)重才是最務(wù)實的發(fā)展路徑。
痛定思痛，如果說“卡脖子”問題的遠端原因在于前沿知識的匱乏，那么借此契機，凝聚全社會重視基礎(chǔ)研究的共識，營造適合基礎(chǔ)研究的氛圍，以及構(gòu)建相應(yīng)的制度安排則是當(dāng)下更為重要的基礎(chǔ)性工作。基礎(chǔ)研究成果不僅是一個社會的知識蓄水池，更為重要的是，通過推進基礎(chǔ)研究能夠培養(yǎng)人才，重塑科技生態(tài)，使科技共同體去除浮躁，畢竟基礎(chǔ)研究是探索未知的過程，它需要耐心、毅力與熱愛，以此增加對周圍世界的理解與認知，它產(chǎn)出的是新的科學(xué)理論、規(guī)律與方法等，而這一切都是非功利性的。假以時日，這種努力就會重塑中國科技界的精神氣質(zhì)，也才能做出真正重要的知識成果。
哲學(xué)家波普爾曾提出世界3理論，即客觀知識的世界，只有客觀知識豐富的地方，人的精神世界（世界2）才能更豐富，改造物理世界（世界1）的能力才能更強，而這種能力又能形成更多的客觀知識（世界3），由此形成正反饋，反之亦然。從這個意義上說，加強基礎(chǔ)研究，雖然短期內(nèi)無法解決“卡脖子”問題，但能豐富我們的客觀知識。從長遠來看，則是避免再次出現(xiàn)嚴重“卡脖子”、“卡腦袋”問題的根本解決之道。因此只有夯實基礎(chǔ)研究之根，潛在的技術(shù)創(chuàng)新才可能“枝繁葉茂”。
讓人民生活更美好
龍龍今年3歲4個月，本該活潑好動的年紀，卻因為患上科凱恩氏綜合征造成了生長遲緩、甚至停滯。科凱恩氏綜合征又稱早衰癥，是一種罕見病�；颊叱錾鷷r表現(xiàn)正常，1歲左右開始出現(xiàn)發(fā)育遲緩等癥狀，表現(xiàn)為多組織器官的功能加速衰退，從而過早地進入全身系統(tǒng)性衰老狀態(tài)，患者壽命在7到20歲。
早衰癥是一種基因變異導(dǎo)致的疾病，常規(guī)方法無法治療。但基礎(chǔ)研究的進展，正給患者帶來希望。
中國科學(xué)院動物研究所劉光慧研究員是中國細胞生物學(xué)學(xué)會衰老細胞生物學(xué)分會會長。他介紹，近年來，基礎(chǔ)生物學(xué)家對早衰癥的了解日漸加深，在早衰癥的遺傳學(xué)基礎(chǔ)、衰老的分子機理研究、早衰癥表觀遺傳學(xué)調(diào)控等方面都有進展，也建立了相關(guān)的靈長類動物模型，在微觀水平對早衰癥的發(fā)病機制和治療靶點有了更多認識。
基礎(chǔ)研究的突破帶動了臨床發(fā)展。劉光慧領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊與中國人民解放軍總醫(yī)院、北京大學(xué)等單位進行合作，正在對小分子藥物治療科凱恩氏綜合征進行探索和嘗試。期待通過他們的努力，這些患兒可以早日減輕病痛、恢復(fù)健康。
王小寧（中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體秘書長）
無論是罕見病藥物，還是高鐵、智能手機、移動支付、無人駕駛等我們種種生活改善的背后，都有著基礎(chǔ)研究的功勞�；A(chǔ)研究看似離我們的生活很遠，但對保障和改善民生有著重要作用。比如，新冠肺炎疫情期間，我國多條技術(shù)路線并行研發(fā)新冠疫苗，如果沒有相關(guān)基礎(chǔ)研究的積累，這是不可能做到的。
基礎(chǔ)研究對民生的改善，在生命科學(xué)領(lǐng)域有著許多成功案例。筆者最感同身受的就是“人類基因組計劃”。
“天問一號”探測器首次深空“自拍”。新華社發(fā)
人類基因組計劃被譽為生命科學(xué)的“登月計劃”，旨在測定組成人類染色體中全部30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，達到破譯人類遺傳信息的最終目的。人類基因組計劃的順利實施讓人類可以更為精準(zhǔn)地認識生命，大幅度提高疾病診斷和精準(zhǔn)治療的效率，也帶動了農(nóng)業(yè)和環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展。這項計劃還催生出一個全新的生命科學(xué)研究模式——“工廠化研究模式”，即利用工程化的集成技術(shù)去獲得海量的數(shù)據(jù)，并依賴信息技術(shù)找到有用的信息。
中國科學(xué)家也參與了這一浩大工程，也由此催生出了國家人類基因組南方研究中心、國家人類基因組北方研究中心等研究機構(gòu)。短短十年間，中國基因組研究就實現(xiàn)了由跟跑到領(lǐng)跑的跨越，并催生出巨大的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。人類基因組計劃完成以后，生命科學(xué)進入“后基因組時代”，國內(nèi)基因組研究的重點集中在破解各類物種和個體的全基因組圖譜上，也正是這一旺盛的需求和潛在的產(chǎn)業(yè)價值，推動了基因組技術(shù)本身的發(fā)展。
毫不夸張地說，沒有基因組研究的基礎(chǔ)，就不可能有我國SARS、禽流感和新冠肺炎疫情防控的偉大成就。
基因組計劃的完成是對人類自身生命密碼認識的開始，它給人類帶來了更為神秘莫測的問題：人類的功能基因遠少于預(yù)期，但為何有如此復(fù)雜的功能？各類物種間的基因組差異可以非常小，但表型差異卻如此之大，是如何實現(xiàn)的？科學(xué)家通過對這類問題的深入研究，發(fā)現(xiàn)了各種蛋白質(zhì)翻譯前后的剪切體，非編碼區(qū)域的基因調(diào)控機制，三鏈DNA和新型DNA密碼子形態(tài)，以及發(fā)展出革命性的基因編輯技術(shù)。
期待我國科學(xué)家在基因組等生命科學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)加強基礎(chǔ)研究，產(chǎn)出更多成果，為保障人民健康提供更多科技支撐。
攀登科學(xué)高峰的基石
量子計算機是許多科學(xué)家的夢想，也是各國激烈競爭的技術(shù)高地。在這個科技競賽的跑道上，中國人的身影出現(xiàn)在了前面。2017年，我國成功研制世界上首臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算原型機，并演示了超越早期經(jīng)典計算機的量子計算能力。2020年，我國首個超導(dǎo)量子計算云平臺上線，向全球用戶提供真實的量子計算云服務(wù)。
量子計算機成功研制的背后，是基礎(chǔ)研究的不斷突破和積累。
量子糾纏是量子計算的核心資源，通過對糾纏態(tài)的研究，可以為研制高速度的量子計算機打下基礎(chǔ)。2004年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團隊在國際上首次實現(xiàn)5粒子糾纏態(tài)。此后，他們一直走在前列，并不斷刷新紀錄——2019年在世界上首次制備出12個超導(dǎo)比特的量子多體糾纏態(tài)。與此同時，我國科學(xué)家還實現(xiàn)了量子比特的概率性遠程克隆等“國際首次”。就在今年6月，潘建偉、苑震等人在理論上提出并實驗實現(xiàn)原子深度冷卻新機制的基礎(chǔ)上，在光晶格中首次實現(xiàn)了1250對原子高保真度糾纏態(tài)的同步制備，為基于超冷原子光晶格的規(guī)�；孔佑嬎闩c模擬奠定了基礎(chǔ)。
“在量子的世界里，我們還在向上攀登的路上�！迸私▊啄昵暗倪@句話，現(xiàn)在仍然適用。
萬勁波（中科院戰(zhàn)略咨詢研究院研究員）
隨著科研投入持續(xù)快速增加，我國的科研基礎(chǔ)設(shè)施和實驗條件平臺有了極大改進，科研產(chǎn)出、科研水平及其在國際上的影響力大幅提升，在部分學(xué)科方向上已達到國際前列，越來越多領(lǐng)域、行業(yè)的科技創(chuàng)新正在進入“無人區(qū)”狀態(tài)，一些重要方向具備了“攀登科學(xué)高峰”的厚實基礎(chǔ)。
觀眾體驗AR游戲。 新華社發(fā)
2019年，我國研發(fā)經(jīng)費2.2萬億，連續(xù)4年保持兩位數(shù)增長，總量位居世界第2位；研發(fā)經(jīng)費投入強度穩(wěn)步提升，已接近歐盟15國平均水平；研發(fā)人員總量450萬人年，連續(xù)7年穩(wěn)居世界第一；高等教育毛入學(xué)率達到51.6%，邁入普及化發(fā)展階段。在高的歷史起點上，要堅持把發(fā)展作為第一要務(wù)，將“科技創(chuàng)新立國”作為基本國策，打通從教育強、人才強到科技強、產(chǎn)業(yè)強、經(jīng)濟強、國家強的戰(zhàn)略通道。
未來15年，我國將跨越中等收入陷阱，向高收入經(jīng)濟體邁進。只有實現(xiàn)從“創(chuàng)新型國家行列”向“創(chuàng)新型國家前列”邁進的歷史性跨越，才能為“實現(xiàn)由大國到強國的歷史性飛躍”奠定堅實的基礎(chǔ)。相應(yīng)地，科技創(chuàng)新支撐引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展的能力也需要邁上新臺階。
“攀登科學(xué)高峰”要堅定創(chuàng)新自信，堅持走中國特色自主創(chuàng)新道路。自主創(chuàng)新是開放環(huán)境下的創(chuàng)新。與發(fā)達國家相比，我國在事關(guān)引領(lǐng)未來發(fā)展的基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域以及數(shù)學(xué)、天文等基礎(chǔ)學(xué)科和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)等方面存在不少薄弱環(huán)節(jié)。加之科研儀器自主研發(fā)能力薄弱，已成為制約我國原創(chuàng)性科研成果產(chǎn)出的基礎(chǔ)瓶頸。要實現(xiàn)從跟蹤模仿向創(chuàng)新引領(lǐng)的根本性轉(zhuǎn)變，必須打造更加高效靈活的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，把弘揚勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神和增強創(chuàng)新自信作為推動重要科技領(lǐng)域躋身世界領(lǐng)先行列的重要基礎(chǔ)。面對知識、技術(shù)、人才、數(shù)據(jù)、信息等要素的全球流動，我國要主動融入全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，加快構(gòu)建新發(fā)展格局，在更高歷史起點上推進科技創(chuàng)新和開放創(chuàng)新，把創(chuàng)新的主動權(quán)、發(fā)展的主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。
“攀登科學(xué)高峰”要愛惜青年才俊，從過度競爭擇優(yōu)轉(zhuǎn)向普惠支持。好奇心是人的天性，對科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起，使他們更多了解科學(xué)知識，掌握科學(xué)方法，形成一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體。鼓勵優(yōu)秀青年人才勇挑重擔(dān)，包容失敗，營造脫穎而出的人才發(fā)展環(huán)境。長周期普惠支持處于創(chuàng)新黃金期的優(yōu)秀青年人才潛心專注于前沿科學(xué)問題研究，避免科研布局“短平快”路徑依賴。建立以信任為前提的頂尖科學(xué)家負責(zé)制，保障其充分的人財物自主權(quán)和技術(shù)路線決定權(quán)，發(fā)現(xiàn)一批創(chuàng)新思維活躍、敢闖“無人區(qū)”的青年才俊和頂尖人才。