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基础研究发展的时代特征
发展环境充满机遇和挑战
当前,基础研究发展整体呈现以下态势:前沿突破持续涌现,学科领域发展纵深推进;跨学科研究和学科交叉融合不断发展,科学的开放性和全球化发展迅速;科学、技术、工程、社会加速渗透融合;国际科学合作走向深化,应对全球性重大挑战,迫切需要重大科学突破,也需要全球科学家的合作。
在如此日新月异的变革中,我国基础研究正处于一个机遇与挑战交汇并存的历史时期,作为科学技术后发国家,我们虽然有积淀不足的劣势,但也有传统约束较少的优势。因此,必须主动适应这些变化,及时响应并采取积极应对措施,以免失去发展机遇。
发展方向深受科学研究范式变革的影响
当前,科学研究范式正在发生深刻变革,除数据密集型特征外,应更加关注研究内容、方法和范畴所发生的实质性变化。①研究内容已由静态平均向动态结构过渡,由局部现象发展到系统行为;②研究方法已由传统的定性分析逐步向定量预测转变,从单一学科不断发展为学科交叉,从数据处理延伸到人工智能,从单纯的模拟计算演变到虚拟仿真;③研究范畴也由知识区块拓展到知识体系,从传统理论延伸到复杂性科学,从追求细节发展到尺度关联,从多层次的分科知识演变到探索共性原理。
这些变化表明,传统的科学研究在激烈竞争中获得发展的机会将越来越少,只有主动适应范式变革才能占据更多发展先机。比如:人们期望通过越来越深入了解一个现象的所有细节来解决问题,但其实不然。新范式下除继续深入了解细节外,还必须进一步认识这些细节如何相互作用及其与整体行为的关系,并关注由此产生的复杂动态变化等。这是范式变革的要义之一,必须引起各学科领域的充分重视。客观来讲,范式变革时期的机会对各国是均等的,无论是科技强国还是后发国家,都是站在同一新的起点,就看谁善于抢占先机。
发展路径更加强调学科交叉融合
近年来,科学研究要解决的问题越来越复杂,单一学科的理念、知识、方法、工具等已不足以破解那些重大的科学难题,学科交叉研究已成为大势所趋,同时学科也会动态演变。基础研究重大成果的产出也大多具有鲜明的学科交叉研究特征。以自然科学领域诺贝尔奖为例:经粗略统计,1901—1920 年获奖的成果中具有学科交叉研究特征的占比约为 19%。21 世纪以来,这一比例增至 40% 以上。特别是诺贝尔化学奖,2001 年以来获奖成果约 2/3 具有学科交叉特征。
加强学科交叉是基础研究发展的重要趋势和方向,促进跨界和学科交叉融合是各国对未来发展方向的共识。因此,摆脱惯性、优化学科布局、促进交叉迫在眉睫,必须引起高度关注。
世界各国纷纷出台发展战略
美国、欧盟、英国、俄罗斯、日本、韩国等国家和组织对基础研究高度重视,不断推出发展战略,调整科技政策,增加科技投入。美国连续 3 次发布国家创新战略;欧盟启动地平线欧洲计划;英国注重研究与创新的整体化设计,将基础研究到商业创新纳入统一资助框架;俄罗斯出台科技发展战略;日本强调以国际化视野推进基础研究,支持风险高、挑战大的研究,拓展多元投入;韩国提出到 2022 年基础研究预算翻番,注重建设科技创新生态系统。
各国在科技评价中既注重科学价值又强调对经济社会的广泛影响,重视青年人才培养,努力建立现代管理体系。美国国家科学基金会、英国研究与创新机构、德国研究联合会、日本学术振兴会等主要科学资助机构也纷纷强化支持基础研究的战略部署。国际科技竞争的关口进一步前移到基础研究,对此我们应当有清醒的认识。