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王貽芳:中國基礎科學研究在世界上到底處于什么水平?
關鍵字: 科學基礎科學基礎科學研究科學研究中國科研從上世紀五十年代開始,美國就開始研制大科學裝置,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。最后他成立了自己的公司,專注于高速和復雜信號測試設備。
現(xiàn)在世界上最好的儀器設備都是國外企業(yè)做的,所以他們研究生命科學的條件很優(yōu)越。但我們中國很多實驗室的設備基本都是進口的,說明我們物質(zhì)科學的基礎還很薄弱。如果我們只做生命科學的研究,就要大量進口儀器設備,導致資金外流,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)在應該大力發(fā)展物質(zhì)科學,特別要關注自研設備,包括大科學裝置(注:大科學裝置是指通過較大規(guī)模投入和工程建設來完成,建成后通過長期的穩(wěn)定運行和持續(xù)的科學技術活動,實現(xiàn)重要科學技術目標的大型設施),我們需要在技術和科學目標上都領先的大科學裝置,而不是跟隨美國的腳步。
北京正負電子對撞機(圖片來源:https://baike.sogou.com/v224241.htm)
大科學裝置中的基礎科學專用裝置,比如我國的正負電子對撞機、聚變堆、專用空間科學衛(wèi)星、天文望遠鏡等,具有確定的科學目標,應用范圍廣泛,投入規(guī)模大,技術先進,可以產(chǎn)出重大成果,對學科發(fā)展具有重大的引領和帶動作用,還有一些溢出效應如重大技術的積累、突破和推廣應用,國際合作與技術引進,關鍵技術人才的培養(yǎng),企業(yè)技術水平與研發(fā)能力的提高等,因此在國家創(chuàng)新體系的建設中占有突出的位置。
基礎科學的競爭也是國力的競爭
基礎科學的競爭也是國力的競爭,這在高能物理領域表現(xiàn)得尤為明顯。
單就高能物理領域來說,與發(fā)達國家相比,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。
美國的大科學裝置總體來說是從上世紀50年代開始建設,高峰在2000年左右,這50多年的投入、建設、運行等,給他們帶來了巨大收益,很多非常重要的技術成果在社會上得到了廣泛應用。
跟他們相比,我們的北京正負電子對撞機起步較晚,技術上也不是國際領先,基本上是采用國際已有的成熟技術??梢韵胂?,一個科學上、技術上不是最領先的裝置,自然在技術的輻射能力方面會有相當?shù)南拗啤?
20世紀80年代,建設中的北京正負電子對撞機
(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先的、重大的技術突破,能夠輻射到社會、對國民經(jīng)濟有重大作用,科學裝置本身必須是先進的、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”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——建于歐洲核子研究中心的大型強子對撞機LHC,科學目標和技術創(chuàng)新性自然可以實現(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,使我們有可能規(guī)劃這樣一個加速器。這是科學上的時機,技術上的時機,也是國家經(jīng)濟實力發(fā)展的時機。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,要想做到國際領先首先要有高遠的科學目標,這樣的目標很多國家都有,但是都會面臨重重困難。所以接下來比拼的就是實現(xiàn)這些目標的能力,這里面至少會涉及二三十個技術門類,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,從而進行數(shù)據(jù)分析,所以又有人工智能、大數(shù)據(jù)、計算機、網(wǎng)絡等領域參與進來,更不用說背后還有財務、計劃、管理、采購等一整套的后勤保障系統(tǒng)。
要把整個團隊凝合起來,奔向同一個目標,這是包含成百上千人的“團隊作戰(zhàn)”,這種規(guī)模的科學研究體現(xiàn)的就是國力。
建這樣一個大型設備,能培養(yǎng)出機械、電子、真空、微波等各個領域的創(chuàng)新人才,這里面會有大批科學家、工程師解決大量的技術需求,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。
所有的技術發(fā)明和科學成果,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科學知識,自然就會有最前沿的技術,從而成為引領全球科技發(fā)展的大國。
- 原標題:王貽芳:中國基礎科學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。
- 責任編輯:周雪瑩
- 最后更新: 2019-03-28 07:34:39
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