基础科研,是个啥节奏?

2016-02-15 佚名 新华社

美国国家科学基金会先后在LIGO项目上投资11亿美元,基金会主席承认,这“冒了大风险”,但“我们资助先驱者,这就是为什么美国一直是推动知识进步的全球领导者”。此次探测到的引力波源自于13 亿年前一个双黑洞系统的合并。一个脉冲星双星系统及其产生的时空涟漪(引力波)示意图。  借着引力波发现的东风,美国麻省理工学院校长的一封公开信近日在网上疯传。信中有一段话发人深省,基础科学研究“是艰苦的、严谨的和缓

美国国家科学基金会先后在LIGO项目上投资11亿美元,基金会主席承认,这“冒了大风险”,但“我们资助先驱者,这就是为什么美国一直是推动知识进步的全球领导者”。


此次探测到的引力波源自于13 亿年前一个双黑洞系统的合并。


一个脉冲星双星系统及其产生的时空涟漪(引力波)示意图。
  
借着引力波发现的东风,美国麻省理工学院校长的一封公开信近日在网上疯传。信中有一段话发人深省,基础科学研究“是艰苦的、严谨的和缓慢的,又是震撼性的、革命性的和催化性的。没有基础科学,最好的设想就无法得到改进,‘创新’只能是修修补补。只有基础科学进步,社会也才能进步。”
 
美国“激光干涉引力波天文台(LIGO)”项目几十年磨一剑,才发现引力波的信号,其间甘苦唯有参与者自知。该项目是幸运的,因为它找到了引力波。要知道,除该项目外,还有位于意大利、德国、日本等地的诸多项目在寻找引力波,但它们都没找到。有的项目组还闹过乌龙,找到的引力波信号竟被证明是银河系尘埃。
 
搞基础科学研究,需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及长期的积累。但这些只是必要条件,并非有付出就必定有回报。有时,也需要有一点运气。
  
LIGO项目2002年正式开始探测,但直到2010年什么也没找着。经过5年的改造升级,灵敏度大幅提高,2015年9月14日刚试运行没几天居然就撞着了,不能不说有运气的成分在内。试想,要是它晚试运行几天会怎么样?
  
有些基础科学研究并不需要高投入,但像LIGO这样的项目有时却像无底洞。当初建议批准该项目的咨询委员会认为,这件事有很大的风险与不确定性,但“该研究的基础研究价值极其重要,值得投入大量资金”。
  
几十年来,美国国家科学基金会先后在该项目上投资11亿美元,是该机构迄今最大的一笔研究投入。其主席弗朗斯·科尔多瓦承认,这“冒了大风险”,但“我们资助先驱者,这就是为什么美国一直是推动知识进步的全球领导者”。
 
作为拓扑绝缘体领域的开创者,美国斯坦福大学教授张首晟曾告诉记者,做基础科学研究,要从科学意义而不是实用价值上评价,要支持原创的想法,“允许有完全自由乐趣的思考”,要允许失败,不要急功近利。LIGO项目是对这番话一个很好的注解。

LIGO项目最早的构想,源于其共同创始人麻省理工学院教授赖纳·韦斯1967年的一堂相对论课程。学生有关引力波的追问,让他措手不及,也开启了他和同事不断探索用最先进手段寻找引力波的进程。这一坚持持续了40年。其间,经过十几年的论证,LIGO项目于1991年开建,1999年建成。

事实上,美国国家科学基金会对待基础科学研究的态度是“重申请,轻完成”。该机构一名官员告诉记者,他们80%的精力都花在研究项目的申请批准方面,20%的精力用来管理项目,跟对待应用型项目的态度完全相反。
  
某种程度上,这是由美国独特的科研经费制度所决定的。美国的科研经费50%左右要用于支付科研人员的工资与福利,所以就像这名官员所说,在美国,科研经费使用最差的情况也不过是“养学生了”。
 
可以说,发现引力波反映出的是美国对基础科学研究的耐心和长期以来持之以恒的重视,当然还有世界头号科技强国无可争议的雄厚综合科技实力。这背后有着强大的经济基础做后盾。最近几年,美国提出了许多重大科学计划,如脑计划、精准医学计划以及抗癌计划,都是动辄一年上亿美元甚至上十亿美元的投入。
  
与美国相比,全球各国国情不同,发展阶段不同,科研起点更不同,不可能都简单地复制各类项目大投入大产出以及广种薄收的模式。搞什么样的研究,在哪些方向重点推进突破,要视自身情况而定,要有自己的计划与节奏。但是,保持对科研的耐心,应该是始终不变的。
  
人们常常会问,如果不能生产更快的汽车或更好的手机,像引力波这样的科学研究有什么用处。但是对于毕加索的油画或莫扎特的交响乐,人们却很少会问同样的问题。人类创造力的此类登峰造极之举,将改变我们对于自身在宇宙中的位置的看法。与艺术、音乐和文学一样,科学拥有使人惊讶和激动的能力。科学的文化贡献以及所具有的人性,或许也是它最为重要的特征。

更何况,最前沿的科学在初期看上去都像魔法。比如引力波离应用阶段还很远。包括时空旅行这样的科幻设想还早得很。但是不要忘记,电磁波的发现最终使人类有了无线电通信和手机,在狭义相对论中质能关系理论指导下,科学家最终制造出了原子弹、氢弹和核反应堆,卫星定位等技术也借助了狭义相对论的知识。基础科学研究可以带给人类什么?它带给人类无穷的可能。

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    我是基础人!

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    什么是引力波?

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