我國基礎(chǔ)科學研究步入新原創(chuàng)時代

   當前創(chuàng)新驅(qū)動已成國策，面向科學前沿開展原始創(chuàng)新，力爭在更多領(lǐng)域引領(lǐng)世界科研方向，已經(jīng)成為我國科學家義不容辭的責任。
   近年來，我國科學家在一個又一個基礎(chǔ)科學前沿披荊斬棘、屢獲佳績：量子通信、鐵基超導(dǎo)、中微子、量子反?；魻栃?yīng)、外爾費米子、干細胞、納米……一個個原始創(chuàng)新成果，為中國科研步入新原創(chuàng)時代揭開大幕。
　勇氣：搏殺在世界科技前沿

   科學發(fā)現(xiàn)只有第一，沒有第二。每一個競爭激烈的世界科技前沿，都是硝煙彌漫的戰(zhàn)場，科學家們要像士兵一樣英勇搏殺，爭奪唯一的桂冠。

　中微子第三種振蕩模式θ13的發(fā)現(xiàn)，就是這樣一個狹路相逢勇者勝的故事。
　中微子是一類神秘的基本粒子，它會變身術(shù)，一種中微子在飛行過程中變?yōu)榱硪环N中微子，然后再變回來，這叫作中微子振蕩。三種中微子兩兩之間可發(fā)生三種振蕩模式，各有其對應(yīng)混合角，分別為θ12、θ23、θ13，前兩種振蕩角的測定者都獲得了諾貝爾獎，第三種振蕩混合角θ13卻遲遲未能找到。
　尋找θ13的科研競賽在世界各地展開，日、美、法、韓、中均參與其中。日本、法國、美國的實驗室在2011年相繼發(fā)表了關(guān)于θ13的數(shù)據(jù)，雖然其結(jié)果均因精度不夠而置信度較低，卻是這一領(lǐng)域競爭白熱化的跡象。而中國的大亞灣中微子實驗室直到2011年年中才完成探測器建造與安裝。
　因此，在中國科學家只用55天取數(shù)、用十幾天完成物理分析和論文寫作，于2012年3月7日投稿并率先公布了精確的θ13實驗結(jié)果后，國際物理學界深感震驚。歐洲核子研究中心菲利斯塔·泡斯教授說：“我被深深震撼了，2010年10月我去大亞灣時探測器還沒有建造呢。”
　在這場世界級科研戰(zhàn)中，勤奮勇敢的中國大亞灣實驗團隊率先贏得桂冠。這一成果被美國《科學》雜志評入當年世界十大科技進展，今年年初又獲得國家自然科學一等獎。
　不只是中微子，近年來，勇奪第一的原創(chuàng)成果在多個前沿領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，我國科學家們在世界科技前沿競爭中越戰(zhàn)越強。
　以干細胞研究為例。
　“我國對干細胞的成規(guī)模研究，也就10多年的歷史，但是進步非常大。”中科院院士裴鋼說，從2004年到2013年，我國干細胞研究人員增長近16倍，年發(fā)表論文數(shù)增長近17倍，論文總數(shù)僅次于美國位居世界第二。
　中科院動物研究所研究員周琪也深有同感。他2003年從法國留學歸來，“剛回國時法國實驗室水平高高在上，現(xiàn)在我們的條件讓法國人感到羨慕。這種轉(zhuǎn)換發(fā)生得非常迅速”。
　轉(zhuǎn)變體現(xiàn)在接連不斷的原創(chuàng)成果中。率先實現(xiàn)小分子化合物誘導(dǎo)體細胞重編程和轉(zhuǎn)分化，首次證實非胚胎來源的誘導(dǎo)多能性干細胞具有發(fā)育全能性，首次構(gòu)建出小鼠—大鼠異源雜合二倍體胚胎干細胞……一個個世界第一證明了我國在干細胞領(lǐng)域的強大實力。
　執(zhí)著：十年不鳴，一鳴驚人
　在科研領(lǐng)域，原創(chuàng)是一件十分艱難的事，它需要科學家們長期嘔心瀝血的投入和付出，很難看到快速的回報。
　在今年1月的國家科學技術(shù)獎勵大會上，李克強總理曾表示，要“建立長期穩(wěn)定的支持機制，鼓勵從事基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新的科研人員潛心研究，可以十年不鳴，爭取一鳴驚人”。
　事實上，十年不鳴，一鳴驚人，正是近年來不少重大原創(chuàng)成果的常態(tài)。
　開創(chuàng)“納米限域催化”新概念以實現(xiàn)甲烷一步高效生產(chǎn)高值化學品，就是一個這樣的案例。
　2014年5月，中國科學院大連化學物理研究所包信和院士團隊在《科學》雜志上發(fā)布重要成果：他們運用“納米限域催化”的新概念，創(chuàng)造性地構(gòu)建了硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑，突破了原有技術(shù)瓶頸，成功地實現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化，一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學品。這項原創(chuàng)技術(shù)摒棄了高耗能的傳統(tǒng)合成氣制備過程，被國外專家認為是一項“即將改變世界”的新技術(shù)。
　而這個技術(shù)的研發(fā)歷經(jīng)20年，早在1995年，包信和就帶領(lǐng)團隊開始甲烷“無氧活化”的攻堅。“曾有過一段艱難的時期，我們的研究方向被認為是冷門，但大家并沒有放棄。”包信和說。
　在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，不少科學家都具備這樣冷熱不論、寵辱不驚的執(zhí)著。典型的例子是中國科學院院士趙忠賢。
　國家自然科學一等獎是中國自然科學領(lǐng)域最受矚目的獎項，2000年創(chuàng)立，17年來曾9度空缺。趙忠賢卻兩度獲得該項大獎。
　從1976年就開始研究高溫超導(dǎo)的趙忠賢，在超導(dǎo)研究的崗位上堅守了半個世紀，并在相距24年的1989年和2013年里，與研究團隊一起，兩度榮獲國家自然科學一等獎。
　在兩次獲獎之間的上世紀90年代中后期，高溫超導(dǎo)研究曾遇到瓶頸，超導(dǎo)研究由熱轉(zhuǎn)冷，很多研究者轉(zhuǎn)移到其他研究領(lǐng)域。趙忠賢卻矢志不渝：“我很正常，不癡迷也不呆傻。我認為超導(dǎo)還會有突破，所以堅持。”
　在第二次獲得國家自然科學一等獎后，趙忠賢說：“經(jīng)過幾十年的努力，我國在超導(dǎo)領(lǐng)域的研究屬國際一流水平。有這么大進步和國家大環(huán)境有關(guān)。大環(huán)境穩(wěn)定，有相對穩(wěn)定的經(jīng)費支持，這是超導(dǎo)研究取得重大成就的基礎(chǔ)。”他認為，隨著我國綜合國力的增強和科研整體實力的提升，今后基礎(chǔ)研究方面將會取得越來越多的成果。
　他的說法被事實所驗證，現(xiàn)在，我國科學家發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)材料占世界一半以上，并且保持著國際最高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的紀錄。
　希望：中國力量打造中國品牌
　毋庸諱言，當今世界論原創(chuàng)實力還是美國居首，中國還相差甚遠。說中國正步入新原創(chuàng)時代，是指中國的原創(chuàng)成果上升勢頭迅猛，大幕初啟、局部領(lǐng)先，而不是說中國的原創(chuàng)成果已經(jīng)很多。
　中國原創(chuàng)成果在世界的整體地位和走勢，從2016年全球創(chuàng)新指數(shù)即可見一斑。
　去年8月，世界知識產(chǎn)權(quán)組織、美國康奈爾大學、英士國際商學院共同發(fā)布了2016全球創(chuàng)新指數(shù)，中國首次躋身世界最具創(chuàng)新力的經(jīng)濟體前25強。在評估高校水平、科學出版物和國際專利申請量的頂層指標“創(chuàng)新質(zhì)量”中，中國名列第17位，成為中等收入經(jīng)濟體的領(lǐng)頭羊。
　在新原創(chuàng)時代，突破靠勇氣，積累靠執(zhí)著，而希望，就在年青一代身上。中國科學界的年青一代正在一個個原創(chuàng)突破中茁壯成長，成為打造基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中國品牌的新中國力量。
　在量子通信領(lǐng)域獨占鰲頭的潘建偉團隊就是典型的年輕團隊。
　2001年，潘建偉在中國科學技術(shù)大學建起了量子信息實驗室。那時這支隊伍非常年輕：領(lǐng)頭羊潘建偉1970年出生、剛過而立。骨干成員中，楊濤、陳增兵、趙志剛都是博士畢業(yè)不久，而彭承志、陳宇翱、張強等都只有20歲出頭。
　就是這樣一支年輕的團隊，十幾年來在量子信息領(lǐng)域?qū)耀@第一：多次刷新并始終保持多光子糾纏世界紀錄、在國際上首次實現(xiàn)安全通信距離超過100公里的光纖量子密鑰分發(fā)、實現(xiàn)國際上首個全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)、建成首個規(guī)模化量子通信網(wǎng)絡(luò)、成功發(fā)射世界首顆量子衛(wèi)星并圓滿完成實驗任務(wù)……
　《自然》雜志在2012年12月報道潘建偉團隊時曾寫道：“在量子通信領(lǐng)域，中國用了不到10年的時間，由一個不起眼的國家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅，將領(lǐng)先于歐洲和北美。”
　在另一些年齡跨度更大的團隊中，年輕人也表現(xiàn)出不俗的潛力。
　2012年底，中國科學家團隊首次在實驗中發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)，取得基礎(chǔ)物理領(lǐng)域重大突破。2013年3月，這一成果發(fā)表于美國《科學》雜志，令世界震驚。團隊的主要領(lǐng)導(dǎo)者、清華大學副校長薛其坤表示，這樣的科研競賽對我國青年科技人才的培養(yǎng)非常有利。
　“我這一輩人接受正規(guī)的系統(tǒng)科學訓練已經(jīng)很晚，要比別人更加刻苦才能彌補差距。但現(xiàn)在的孩子們不一樣，他們從小受到完整科學訓練，我國這些年對科研的投入也遠非從前可比，一流的實驗室和科研團隊會越來越多。”薛其坤說，跟國外站在同一起跑線上的新一代中國研究者，未來將作出更大貢獻。
　編輯點評
　科學發(fā)現(xiàn)只有第一，沒有第二。需要勇攀科研高峰，探索未知領(lǐng)域，不斷取得科研成果，才能在世界上贏得領(lǐng)先地位。我國基礎(chǔ)研究建設(shè)已接連取得成效，也為我國更好服務(wù)科研工作做足準備。