郝柏林院士:对基础研究的一些认识 | 缅怀
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著名理论物理学家,中国科学院院士,复旦大学教授,原中国科学院理论物理研究所所长、研究员郝柏林先生,因病不幸于2018年3月7日下午16:39在北京公安医院逝世,享年84岁。
惊闻郝柏林先生不幸去世的噩耗,我们深感震惊、悲痛和怀念,对失去这样一位好老师深感惋惜。2004年《院刊》中郝柏林先生对基础研究的战略思考,不仅对历史,其对现实甚至未来亦具有重要的借鉴意义。重读经典,以纪念和送别这位令人敬重的物理学家。
缅怀郝柏林院士,先生千古!
2001年,中国经历了15年谈判,加入了基本上已由先入为主者制定了游戏规则的世界贸易组织,带着背水而战、志在必得的豪情,我国民族工业多么需要建立在自主知识产权基础上的支柱产业!我国自然科学多么需要对人类历史发展做出真正的创新贡献!然而,为何多年来我国自然科学基础研究在种种“重视”、“稳定”的提法下举步维艰,许多深层次的问题令人担忧!
完成人类基因组1%和水稻全基因组的测序!确是值得称道的成绩。同时要清醒看到,所用的自动测序机器全系舶来,还不必提及所用原理。研制出每秒万亿次以上浮点运算的大型并行处理系统,当然是重大科研成果。
然而,也不要忘记关键芯片仍靠进口。技术引进,可以加速起步。然而,邯郸学步、履人后尘,总难以真正技超群雄,“领导世界新潮流”。只有深厚、广泛而持续的基础研究才能孕育出异军突起的技术革命,建立起自己的支柱产业。
像中国这样的大国,更不能靠别人的基础研究来实现自己的技术创新。基础研究政策方面还有不少似是而非的提法。一些自然科学研究机构的领导,提到基础研究时好像总是心虚理亏。于是想出什么“应用基础”、“基础性研究”等糊涂概念来避嫌。科技部在这方面已经有了进步,终于设了一个基础研究司。不过,国家重点基础研究计划中真正的自然科学基础研究项目甚少。
有人要把“竞争”机制引入基础研究。一听之下就明白他那里其实还没有作过真正的基础研究。须知自然科学基础研究从来都处于尖锐的国际竞争之中。基础研究成果无“国内首创”之说。即使在过去我国封闭孤立的年代,一篇论文如被审稿人指出其主要结论已见于国外某杂志,就不能发表。
有人说,“竞争”是指获取研究经费。工程项目可以也应当竞争投标,真正的自然科学基础研究不能这样做。其实,自然科学基础研究的资助原则很简单,只要过去5到10年有国际同行承认的科学贡献(在重要学术刊物上发表论文和综述、在境外召开的国际学术会议上做邀请报告、用国际通用的语言发表专著等,这都是要基于本人的创新结果的),就可以继续支持5年而不问其下一步做什么。
1958年中国科学院老学部委员张钰哲(右4)参加苏联科学院的行星天文学会议时郝柏林(左4)担任翻译
这样做是否对年轻人不利呢?一般说来,优秀青年在博士生和博士后期间就会做出杰出的成绩,待到独立申请课题时早有5年以上的成果可查。此外,还有专门资助杰出青年学者的各种基金。我国自然科学基金委员会是做得比较好的一个资助单位。不过,谁要是老老实实按基金申请书中所填“立论依据”、“研究方案”开展研究,就注定不可能有原始创新。
“基础研究要有国家目标”是堂皇而正确的提法。问题在于由谁来规定这个“国家目标”。一位年轻的管理干部曾对笔者说,你现在从事理论生命科学研究就是符合“国家目标”的。
其实,早在1985年在非线性科学和复杂性问题中干得正欢时,笔者参加了中国科学院生物学部关于生物学发展战略的常委扩大会,此后就开始思考和准备向更为非线性、更为复杂的生命系统作战略进军。从1991年以来,笔者所在的研究组不断学习生物学基本知识,为此还自己购买了一批原版书籍。1994年,中国科学院理论物理研究所计算机局域网与国际互联网接通,网上生物学资源就成为注意对象。1997年寄出《实用符号动力学与混沌》英文专著书稿后,全力以赴研究生物学问题。现在才进入第五个年头,其实还没有入门。怎么能做到一旦“国家目标”下达,三年之内就出成果呢?
1979年8月22日王震副总理(左4)接见诺贝尔化学奖获得者普利高津(左3),左2为中国科学院副院长钱三强,后排左3为郝柏林
将“管理出效益”硬搬到自然科学基础研究领域,是另一种错误概念。生产企业、工程项目、技术攻关,理应加强管理。但不恰当的“管理”,正在妨碍我国自然科学基础研究的根本进步。应当撤消一批管理和评估机构,解放生产力。特别要让大批年轻有为的学者“沉”下去做事,而不是“浮”起来当“官”,去妨碍别人安心钻研。
科学管理部门忙于改组机构、评议课题,却很少对科学研究的支撑体系(外国所谓infrastructure的重要成分)下功夫。仅以中国科学院图书馆为例,它的读者范围远远超出基础研究。1980年,该馆订原版期刊5337种,购原版书7245种;到了1991年,订原版期刊数减到1277种,购原版书数降到642种。11年间平均期刊定价上涨8.6倍,平均书价上涨14.4倍,而该馆图书经费只增加了82%。多少高等学校图书馆停书保刊,还是越保越少。我国加入WTO,影印书刊全面停止,究竟增加了多少图书拨款以兹补偿?
有些领导强调国际互联网上有大量在线期刊资料,却不提大多数有用信息乃有偿服务。全球同行中,很少有人像不少中国教授那样,不敢放手让学生上网。这种现象源于计算机网络收费不在高处统一解决,而是往下层层加码。学界多次呼吁,陋规至今未改。
还有一些为不重视基础研究作论证的“理论”。“日本不搞基础研究,技术照样上去”的说法,既不符合历史事实,也早被日本学者批评,且不提日本几十年由美国大兵站岗、从朝鲜和越南两场战争发大财等中国根本不可比拟的环境。“英国得过那么多诺贝尔奖,经济却上不去”,持此论者根本不分析百年来全球政治经济格局巨变中“日不落帝国”衰落的历史必然。前些年还有过学习“匈牙利模式”、“苏联模式”、“波兰模式”、“南斯拉夫模式”的种种议论,唯独没有中国模式。结果这些洋“模式”全都自己倒台。我们还得走自己的路。
“科学转化为技术的速度越来越快”,一本发行量很大的书里举了不少例子来支持这类论点。第一例“1831年发现电机原理,1882年生产出发电机”,相隔51年,且不论其时间和事实错误。后面“1948年发现半导体,1954年生产出半导体收音机”,间隔仅6年。其实,看看半导体年谱(见下表)中的一些最重要历史事实,还没到生产出半导体收音机,时间跨度已超过130年。
事实上,还有一些人们抱有很大希望的科学技术领域,“向技术的转化”迟迟未能发生。
1911年发现超导,1957年才有正确的理论解释。
1986年发现高温超导体,被许多国家和科技管理部门视为“金娃娃”,投入大量人力物力,结果金娃娃至今尚未出世。90多年来,超导现象虽然有了一些精巧的应用,但远没有达到人们多次预期的工业规模。
受控核聚变,从1919年的理论推断,经过,20世纪30年代的氘氘和氘氚放热实验,50年代的氢弹爆炸(这也是一种受控反应),到苏联认识到其困难,于1956年公开促成东西方的合作研究,反应堆至今尚未建成。有人估计实用型的装置要到2050年才可能问世。
还有,化学电池200多年来的缓慢进展,至今限制着便携电子设备的轻型化。无视科学的客观发展规律,用过分简化的“加速论”来指导科学政策,不仅会误导干部,而且正是急功近利的认识根源之一。
1980年当选时不满50岁的6位学部委员(左起)曲钦岳、方励之、郝柏林、杨乐、高庆狮、姜伯驹,摄于1982年
目前广泛存在于学术界中的浮躁情绪、泡沫科学乃至学术风气问题,在相当程度上是由急功近利的政策所引发。一些管理科学技术事业的负责人士,总希望在自己的任期之内见到成绩;掌管经济预算的部门要听见金元宝落水的“响声”。
自然科学基础研究要有队伍、有物质条件,还要有时间积累,才能“于无声处听惊雷”。共和国成立半个多世纪了,从生孩子、抓教育做起,足以培育出两三代基础研究人才。提法不断更新,实质上总不敢在基础研究领域旗帜鲜明地放开步伐的科学政策,已经使我们浪费了太多的时间。
还应当指出,我国自然科学基础研究的许多方面,还未能摆脱一种半殖民地的心理状态。某些已经作了大教授的人士,开口闭口“我的老板”如何如何;还没有跳出原来所学课题,却学会了美国“老板”作风、经费多了花钱雇人为自己出文章。有些研究情况对内保密、对外开放,国内同行只能偶尔从国外访问者口中了解一二。许多课题论证实际上也是引用外国已有的论据和“权威”言论。我国在SCI收录的论文总数的世界排名,已经由1995年的第15位上升到2000年的第8位。然而,这里面有多少高影响力的文章呢?
1986年郝柏林(左3)与李政道(左2)在格点规范场会议上
2000年,发布SCI的美国科学信息研究所做了一项统计。它把1981年到1998年发表的论文分为22个领域,每个领域内部比较,用计算机挑选出200篇“高影响论文”。扣除重复后,总计有76998篇文章入围。这些文章中,有213篇至少有一个作者的工作单位在中国大陆,占0.27%,即不到千分之三。有47篇论文的全部作者的工作单位都在中国大陆,占0.061%,即略高于万分之六。这些数字同论文总数呈尖锐对照。其实,大量发表低质量的论文乃是人力和物力的浪费,却给某些科技界领导带来良好的自我感觉。
现在各方面都在强调,原始创新“原始创新”。从哪里来?科学家同工人、农民一样,每天都要老老实实地劳动。没有持续不断的刻苦钻研,何来创新灵感?
从1960年到1980年,我们曾一直强调要保证科技人员每周要有六分之五的业务时间,那是针对过多的政治运动和体力劳动。现在应当在新的意义下再次强调“六分之五”,把科学工作者从论证、检查、评估、考核等无休无止的非科学活动中解脱出来。我们这个国家,如果能少一些不做研究的“院士”,少一些把学生交给“保姆”而自己实际上不予过问的“博士生导师”,则科学幸甚!
科学和技术不是一回事。只抓技术,不促科学,是竭泽而渔。从科学到技术,从基础到应用,中间需要多少次接力、传递、反馈,有大量的中间环节。应用研究确实是我国目前情况下最需要大量人去做的事情。它决不可能由一个人、一个单位去“一竿子插到底”。
只有重视和保护相对少数的基础研究,才能使从事基础到应用到产品的广大中间地带研究和开发的人们,专心致志地工作。几十年来的经验一再说明,凡是过分强调应用、冲击基础的时期(而这样的时期太多了),首当其冲的正是最需要人的中间地带,而并不完全是纯基础研究。多数人转去谋求经济效益,少数人撤到更为基础的领域,或者滞留国外,最需要人的中间地带反而成为无人缺人地段。
这是我们从建国以来的多次反复中总结出来的重要教训,希望在新的世纪,能做得好一些。
本文部分历史图片由中国物理学会期刊网提供,摘自《挑灯看剑集》
责任编辑:张帆
郝柏林 理论物理学家 1934年6月生于北京。1959年毕业于乌克兰哈尔科夫大学。1961-1963年在莫斯科大学和苏联科学院物理问题研究所作研究生。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1995年当选为第三世界科学院院士。复旦大学教授,中国科学院理论物理研究所研究员,曾任该所所长。
主要从事理论物理、非线性科学和理论生命科学研究,在固体电子能谱和声子谱、金属红外性质、高分子半导体理论、统计物理、天线理论、地震分析、混沌动力学和符号动力学、理论生命科学等领域取得多项重要果。 1992年、1999年先后获中国科学院自然科学奖一等奖,1993年、2000年先后获国家自然科学奖二等奖。
文章源自:
郝柏林.对基础研究的一些认识.中国科学院院刊,2004,(4):293-295.
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