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聚焦两会:要怎么补齐基础科研的短板?

2016/03/06 来源:中国科学报
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导读
在全球科技创新呈现出如此发展态势的背景下,如何平衡好基础研究与应用研究、技术开发和产业化的维度,如何在有限的资源下取得更多的科学发现,对梦想着成为世界科技强国的中国来说,是一个虽难掌控但必须面对的问题。


2016年中国的农历春节,却被美国的一则科学新闻刷了屏。引力波的发现,在中国科技界再次引发了关于基础科学研究的大讨论。

更高、更快、更强,这六个字用来形容当今国际科技竞争的激烈程度,可能一点也不为过。新一轮科技和产业革命的孕育兴起,加速了学科交叉、新学科涌现以及前沿探索的加速推进,传统意义上的创新边界日趋模糊,科技创新链条更加灵巧。

在全球科技创新呈现出如此发展态势的背景下,如何平衡好基础研究与应用研究、技术开发和产业化的维度,如何在有限的资源下取得更多的科学发现,对梦想着成为世界科技强国的中国来说,是一个虽难掌控但必须面对的问题。

三驾马车 齐头并进

第一次来北京香山观光的游客,偶尔会误打误撞走进一座美丽的植物园,然后又被绿影婆娑中掩藏的各种神秘的实验室、研究中心搞得一头雾水,最后一抬头,才发现他们走进了中国历史最悠久的国立植物科学研究机构——中国科学院植物研究所。

作为我国植物基础科学的综合研究机构,建所80多年来,中科院植物所取得了许多“高大上”的科研成果,包括国家自然科学奖一等奖3项,其他国家级、中科院和省部级科研成果奖160余项。

同时,它又是整个中科院系统内最“接地气”的研究所之一,大部分科学家不仅需要在实验室做实验,还要用脚步去丈量世界;而在国家生态文明建设、农业转型发展的征程上,新的历史使命已在向这家老所招手。

2015年6月,中科院院长白春礼调研植物所工作时,也对植物所提出了新的要求。他指出,对于植物所这样历史悠久的老所,学科布局上应从发展的眼光去分析,根据国家的新需求去谋划。既要保留学科植物经典分类这类“冷门”学科的可持续发展,保证后继有人,也要面向国民经济主战场,布局新的增长点。

对这一点,全国政协委员、中科院院士、中科院植物所所长方精云十分清楚。研究所的科研成果,不仅要在国际学术界为中国树一面旗帜,还要能为亿万普普通通的中国百姓服务。

“研究所会坚持基础研究、应用研发和科技基础性工作三大模块共同推进、重点发展。”方精云说,“我们要注重基础前沿研究,为中国和世界植物科学的发展作出更大的贡献;加强高新植物科技的研发和推广,为国家经济建设、社会进步和农业转型发展作出应有贡献;还要支持植物资源发掘、保护和利用的研究,为生态文明建设提供基础保障。”

植物所的这三驾马车,会采取齐头并进互相促进的模式来运行。同时,因这场改革而催生的一些新生事物,也正在萌芽。

比如,植物所与福建三安集团共建的“植物工厂”,就是一种全新的尝试。植物工厂通过对植物生长发育的环境条件进行智能控制,实现植物周年连续生产,是一种技术高度密集的全新生产方式,目前在我国尚处于起步阶段,未来有很好的前景。

“这次合作是以研发带动基础研究,通过合作共建植物工厂,进一步提升植物所在植物—环境模拟领域的装备能力和技术水准,促进我国植物工厂建设和相关基础研究的创新发展。”方精云说。

作为项目的技术研发主体,植物所经过前期研发工作,在植物营养液研制、光能调节等方面取得了阶段性进展。目前,合作双方已正式启动植物工厂研究院的建设工作。

多元体系 “沿途下蛋”

“在基础工业领域,我们还有一些历史欠账要还,这就决定了高校必须脚踏实地,通过技术研发和创新来支撑工业的发展。另一方面,高校毕竟承担着人才培养的重任,无论是人力资源还是其他可调配的资源都十分有限,必须向外借力。这就是产学研合作在当下显得无比重要的原因。”中科院院士、清华大学副校长薛其坤说。

其实,企业何尝不是这样想?中国的高科技企业,可能是基础科研和应用研究结合得最紧密的地方。

甚至在全国人大代表、科大讯飞股份有限公司董事长刘庆峰身上,人们还依稀能够看出二者纠结过的痕迹。1999年,刘庆峰刚从中国科学技术大学严格的科研训练中“捞出来”,就立刻一头扎入了市场中,他最初的梦想只是停留在将科大讯飞建成中国的“贝尔实验室”。

“当时我只想搞技术,把管理、市场开拓都交给别人去做。”刘庆峰承认,当时科大讯飞选择与一家公司合作,把管理、市场、资金都交给对方运作。但短短一年后,他就发现这是一个错误,由于管理人员不懂技术,市场开发没有前瞻性,产品卖不出去,技术开发被市场拖着走,企业不但累也失去了主导方向。

刘庆峰意识到,从知识到“知本”的产业化之路,必须靠自己来走。也正是这个教训,让这个“理工男”从总工程师,真正蜕变成一名企业的CEO。而企业也在不断整合源头资源,持续加强合作创新的过程中,探索出一条“以市场为导向、以企业为主体”的产学研合作之路。

在科大讯飞成立之时,国内中文语音基础研究方面存在着固有的技术壁垒。中科院声学研究所在声学信号方面蜚声海内外;中国社会科学院语言研究所在汉语音律研究方面卓有建树;中国科大在语音数字信号处理和算法研究方面领先同行。但由于种种原因,这3家单位一直无法形成深入的、实质性的合作。

科大讯飞在获得第一笔融资后,建立了利益共享机制,相继与上述三家单位成立了语音技术联合实验室,让这些科研院所专注于各自优势方向的研究、发展和创新,最后由科大讯飞提供统一的产业运作和转化平台,实现了研究成果向应用发展的转化。

最终,经历了十几年的摸索,科大讯飞形成了一套多元化的研发体系。这个体系共分四级,联合实验室面对5~10年甚至更长远的前瞻性研究;科大讯飞研究院做3~5年的研发;语音云平台的开发部门把研究院的成果变成产品;而在云平台上,则提供教育业务、客服业务等各种服务。

“这四级体系就可以保证我们不断地进行源头创新,同时还不断地把阶段性成果输入到市场上。这就叫作‘沿途下蛋’。”刘庆峰说。

数据时代 范式转型

随着数据时代的来临,传统的科研方式也正在迅速发生变化。

在全国政协委员、中科院院士郭华东看来,大数据有着重要的发展潜力。“作为知识发现的新模式,科学大数据已成为继实验、理论和计算模式之后的数据密集型科学范式的典型代表,正在带来科研方法论的创新,它已成为认识自然的新钥匙和科学发现的新引擎。”

其实,近年来一些震惊世界的科学发现,已经与数据密不可分。比如2013年上帝粒子的发现,就与欧洲强子对撞机长期的数据积累密不可分。

“那些巨额投资建造、运行和维护大型研究设施的大科学工程离不开大数据;那些需要跨学科合作的大规模、大尺度的前沿性科学研究项目,更是与大数据密切联系,不可分割。”

郭华东的判断不无道理。在基础研究、应用研究,乃至人文社会科学高度融合、相互交叉的复杂问题中,大数据的作用可能更加明显。比如地理学家胡焕庸在1935年提出的划分中国人口密度线——“胡焕庸线”,事关资源、环境、生态、新型城镇化等长远发展的重大战略问题,其形成机理空间认知的研究意义不言而喻。

郭华东等认为,“胡焕庸线”蕴藏着海量的空间数据和社会经济数据,具超长时空序列科学内涵。这些数据具备了科学大数据的典型特征,因此,依托数字地球数据系统进行大数据分析研究,应该是可行的方法。

数据密集型的科学发现,被很多学者认为是科学研究的“第四范式”。海量的数据、信息就像一种强有力的“黏合剂”,将基础研究、应用研究,甚至国家使命前所未有地融合在一起。新一轮科技革命浪潮的冲击,让开放协同、跨界合作变得如此重要。而要在新的科研范式下赢得先机,认识的转型与路径的选择势在必行。

“大数据是财富,是资源,是科研的战略高地。”郭华东呼吁,国家应做好顶层设计,从国家层面上推进中长期计划和政策的实施。“大数据是国家新型战略资源,如果认识上跟不上,将来落后的不止一步两步。当我们把大数据看作与土地、森林、矿产一样的资源时,这件事就容易做好了。”

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