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以更大力度、更實舉措加強基礎研究(院士講科普)

2026年05月23日05:48 | 來源:人民網-人民日報222
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  4月30日,習近平總書記在加強基礎研究座談會上強調:“基礎研究是整個科學體系的源頭,是所有技術問題的總機關。要以更大力度、更實舉措加強基礎研究,提升我國原始創新能力,進一步打牢科技強國建設根基。”

  當前,世界已經進入大科學時代,科學研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向極綜合交叉發力。應對國際科技競爭、實現高水平科技自立自強,推動構建新發展格局、實現高質量發展,迫切需要我們加強基礎研究,從源頭和底層解決關鍵技術問題。

  本版推出特別報道,邀請中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦,中國科學院院士、南方科技大學校長薛其坤和青年科學家李曉,結合自身科研經歷談談他們如何理解基礎研究,當前加強基礎研究最需要做什麼。

  ——編  者

基礎研究非做不可、必須做好

郭光燦

 “九章四號”量子計算原型機局部。    新華社記者 周 牧攝

 “九章四號”量子計算原型機局部。

新華社記者 周 牧攝

習近平總書記在加強基礎研究座談會上強調:“要以更大力度、更實舉措加強基礎研究,提升我國原始創新能力,進一步打牢科技強國建設根基。”作為一名在量子領域耕耘40余年的科研工作者,我親歷了中國量子科學從“無人問津”到“世界矚目”的全過程。回望這段歷程,我深切體會到:基礎研究是一個國家科技實力的根基,是科技強國建設的“必修課”。

我國量子科學的突圍之路,是基礎研究厚積薄發的真實寫照

這40多年,我做了兩件事:把量子光學理論體系引入國內﹔在國內率先開展量子信息科學研究。支撐我一路走下來的,是一個朴素而堅定的信念:基礎研究是大國科技的立身之本,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的,必須依靠自主深耕、久久為功。

量子科學在中國的萌芽,始於改革開放初期的破冰探索。上世紀80年代初,量子光學在國際上已發展20余年,而在中國卻是無人問津的學術“荒原”。1981年,我作為改革開放后首批公派學者赴加拿大訪學,初次接觸到量子光學前沿,便被其顛覆傳統的理論體系與巨大應用潛力深深震撼。那一刻,我暗下決心:一定要把量子光學研究做起來,不能讓中國在這一前沿領域缺席。

1983年回國后,我開始了量子光學的研究。當時國內學界對量子光學普遍存疑,認為它是“冷門無用之學”,經費匱乏、人才稀缺、共識不足,研究舉步維艱。為搭建理論基礎,我通宵整理國外前沿資料,編撰量子光學專業講義,填補國內教材空白。為聚合國內科研力量、搭建學術交流平台,1984年,我牽頭在安徽滁州舉辦全國量子光學研討會。盡管當時僅有數十人參會,但這場小小的學術會議,播下了中國量子科學研究的種子,為學科發展積蓄了最初的科研力量。

從備受質疑的“冷門學科”到廣受矚目的“前沿熱點”,我國量子科學的突圍之路,是基礎研究厚積薄發的真實寫照。上世紀90年代初,我意識到量子信息將是未來的重大方向,著手進行量子信息科學研究。但因超出當時學界普遍認知,這一前沿探索一度被誤解、被質疑。攻堅階段,我致信錢學森先生請教方向,得到了先生的明確肯定,為我堅守前沿研究增添了底氣與力量。1998年香山科學會議上,“量子通信與量子計算”被列為主題之一,王大珩院士更是明確表示:“量子科學太重要了,必須要有中國人的聲音。”

每一次突破和跨越,都是持續積累原始創新的必然結果

在基礎研究領域,一代代科研工作者甘坐“冷板凳”、敢坐“冷板凳”,這份勇氣和底氣,源於國家戰略與時代機遇的穩穩守護。伴隨著學界共識逐步加深,國家對量子前沿基礎研究的支持不斷提升,量子科學迎來發展的春天。2001年,我國首個量子信息領域國家級重點基礎研究項目落地,量子信息研究被納入國家戰略布局。

四十余載,我國量子科學實現了從“一無所有”到“世界前列”的歷史性跨越。如今,我國量子科技發展水平已穩居世界第一梯隊,形成“局部領跑、整體並跑”的戰略格局。量子通信領域,我們團隊在合肥成功建成“星漢二號”多模式量子中繼網絡,實現了14.5公裡的物質糾纏。量子計算領域,第四代自主超導量子計算機“本源悟空—180”上線運行,標志著我國超導量子計算機制造鏈具備持續迭代的工程化能力。

從理論空白到體系完備,從孤軍奮戰到人才輩出,從跟跑模仿到原創引領,中國量子科技的每一次突破和跨越,都是持續積累原始創新的必然結果。

從點的突破到系統能力提升,基礎研究迎來前所未有的發展機遇

量子科學40余年的探索實踐,深刻揭示了基礎研究對一個國家的重要意義——基礎研究非做不可、必須做好,這是關乎國家前途命運的戰略抉擇。基礎研究的根扎得越深,科技創新的樹干才能長得越高、枝葉才能伸展越廣。

基礎研究是破解“卡脖子”難題的前提,不做就會受制於人。關鍵核心技術的根源在於基礎研究,沒有基礎理論的突破,應用技術就是無源之水、無本之木。量子科學的發展歷程充分証明,前沿領域的競爭,本質上是基礎研究能力的競爭。倘若當年我們因質疑與困境放棄量子領域基礎研究,今日我國就不可能在量子通信、量子計算等領域佔據國際話語權,更難以在信息安全、算力競爭等關鍵領域擺脫對外依賴。當前,全球科技競爭日趨激烈,唯有持續加強基礎研究,攻克前沿基礎理論,才能從根本上破解“卡脖子”困局,掌握發展主動權。

基礎研究是原始創新的“源頭活水”。量子力學作為現代物理學的基礎,其百年發展催生了半導體、激光、核能等顛覆性技術,深刻改變了世界發展格局。我國量子科學的突破,正是源於對量子力學基礎理論的持續深耕,從量子光學理論引入,到量子信息原理創新,再到量子器件技術突破,每一步原始創新都扎根於基礎研究的深厚土壤。我國基礎研究正處於從量的積累向質的飛躍、從點的突破向系統能力提升的關鍵階段,唯有持之以恆加強基礎研究,鼓勵“坐冷板凳、甘做潛功”,才能源源不斷催生原創性、顛覆性成果,提升國家原始創新能力。

加強基礎研究,是實現高水平科技自立自強的迫切要求,是建設世界科技強國的必由之路。我們要以量子科學發展為借鑒,堅定“非做不可”的戰略定力,涵養“十年磨一劍”的科研品格,以更大力度完善基礎研究體制機制,以更實舉措培育基礎研究人才隊伍,鼓勵科學家勇闖“無人區”,持續加強基礎研究,提升原始創新能力,為加快建設科技強國筑牢堅實根基。

(作者為中國科學院院士、中國科學技術大學教授,本報記者徐靖採訪整理)


坐熱基礎研究的“冷板凳”

薛其坤

鎳基高溫超導薄膜樣品。    南方科技大學供圖

鎳基高溫超導薄膜樣品。

南方科技大學供圖

今年是“十五五”開局之年,習近平總書記在加強基礎研究座談會上強調:“基礎研究是整個科學體系的源頭,是所有技術問題的總機關。”

習近平總書記的重要講話,讓從事基礎研究幾十年的我倍感振奮,又深感責任重大。基礎研究常被喻為坐“冷板凳”的工作,周期長且充滿不確定性。其研究人員是開創性研究的探索者,甚至是“孤獨常敗”者。

但回望過去100多年,哪一次技術革命,不是源於看似“無用”的基礎研究突破?作為一名長期從事凝聚態物理研究的科研人員,我想結合自己的經歷,談一談對基礎研究的理解、實踐與思考。

“從0到1”為什麼如此重要

縱覽科學技術發展之路,科學研究大致可劃分為3個層次:發現/發明、拓展與應用。發現/發明為科學界帶來全新的理論、視角與工具﹔拓展階段將這些發現/發明轉化為一個個研究領域﹔應用階段則是將某領域的研究成果轉化成產業化的技術,推動經濟社會發展。

換言之,發現/發明解決“從0到1”,拓展解決“從1到10”,應用解決“從10到100”。每個層次都具有獨特而重要的意義,但如果沒有“從0到1”的突破,之后研究領域與產業的延展便無從談起。

發現/發明就屬於基礎研究的范疇。基礎研究是跨越式發展的關鍵。以量子力學為例,起初只是科學家對微觀世界的純粹探索,並無直接應用目的,卻催生了半導體、激光、核能、全球衛星定位系統等一系列新技術,推動了整個信息時代的到來。

從國際競爭角度看,誰能掌握基礎研究的制高點,誰就能把握科學的發展走向、引領下一輪技術革命。各國在前沿領域的競爭,表面上是技術與產品的競爭,實質上是基礎科學儲備和原始創新能力的競爭。在基礎研究領域落后,往往就會在核心技術上受制於人。因此,如何加強基礎研究、筑牢科學根基,是一道時代必答題。

而從更廣的時空維度來看,基礎研究不僅帶來了新知識、新工具、新產品,更重要的是改變了我們理解世界的方式,拓展了人類認知的邊界。這種認知層面的進步,超越了技術本身,成為人類文明不斷演進的內在動力。

“從0到1”的跨越何以實現

錢學森曾說過:“常常是最后一把鑰匙打開了門”。在我看來,這至少包含兩層意思:一是在找到開鎖鑰匙之前,要堅持不斷試錯﹔二是堅信總會有一把鑰匙把鎖打開。

基礎研究亦是如此。周期長、不確定性高,從事基礎研究容易帶來挫敗感和自我懷疑。堅定不移的信念與堅持不懈的行動,缺一不可。我常與團隊成員分享“失敗是成功之母”這句老話對於基礎研究的意義:“通過努力証明‘此路不通’,本身也是對科學的貢獻,是探索正確道路上的鋪路石。”

這些年,我有一個體會:重要的科學發現不是從天而降、無跡可尋的,而是儀器、材料與發現3個關鍵要素相互疊加、共同作用的結果。

2008年起,我帶著清華大學物理系和中國科學院物理研究所聯合團隊,利用5台特色精密實驗儀器,制備測試了1000多個樣本,歷時4年多,於2012年底最終完成量子反常霍爾效應實驗。過程中,每當我們用實驗結果排除掉某些材料組分和實驗條件時,團隊成員都異常興奮,代表著我們已經解決了一些重要問題,前進的路更加清晰了。這如同推翻了一個“舊理論”,給人以難以名狀的幸福感和成就感,這也是“冷板凳”能被坐熱的驅動力。

破解高溫超導機理之謎,是40年來凝聚態物理領域的重大科學難題,也是近年來我和團隊發力的又一方向。去年,我帶著南方科技大學、粵港澳大灣區量子科學中心、清華大學聯合研究團隊,在常壓環境下實現了鎳氧化物材料的高溫超導電性,使鎳基材料成為第三類在常壓下突破“麥克米蘭極限”的高溫超導材料體系。今年,團隊在這一方向接連取得突破,成果相繼發表於國內外學術期刊。突破背后是我們提升了強氧化能力薄膜生長技術,成功獲得晶體質量更高的薄膜材料。

回看這幾次的突破,都能從儀器、材料和發現這3個維度來理解:儀器是研究工具,材料是研究對象,發現是研究目標。正是由於同時具備儀器能力的拓展、新材料的制備以及新效應的發現,我們才能不斷突破。這也說明,科學研究本質上是一個環環相扣、相互促進的復雜過程。

“未來的力量”如何鍛造

人才是基礎研究發展的“第一資源”。實現基礎研究突破,需要研究者成為“多面手”:不僅要有爐火純青的理論基礎、駕輕就熟的專業實驗技術,也要有好的科學直覺、強大的辯証思維能力與科學興趣,更要有“雖千萬人吾往矣”的勇氣與堅韌。

而面向科學難題的基礎研究過程,往往又是鍛造這些能力、培養人才的課堂,二者相輔相成。縱觀科學發展史,一大批杰出科學家正是誕生於基礎研究的事業中。

在基礎研究人才的成長中,高水平研究型大學要勇於承擔重要責任,支持青年科技人員挑大梁、當主角,鍛造“未來的力量”。以我所在的南方科技大學為例,我們一方面通過加快建設粵港澳大灣區量子科學中心、自由電子激光、材料基因組等一批大科學裝置和平台,為青年科技人員打造開展科學研究的“金剛鑽”﹔另一方面,積極推行符合基礎研究規律和青年人才成長規律的長周期支持機制,既鼓勵“項目負責人制”下的自由探索,也圍繞國家需求開展有組織科研,鼓勵青年人才在基礎研究中深挖深潛,追求“從0到1”的原始創新。

基礎研究從來不是空中樓閣,它需要深厚的學科交叉實踐與產業視野支撐。“十五五”規劃綱要在部署“強化戰略前沿領域科技布局”時,提出“實施人工智能、量子科技、生物科技、新能源等科技戰略部署,加快突破基礎理論和底層技術,促進轉化應用”。這些領域既是國家給科研工作者列出的考題,也是未來10年科技突破的主戰場。這種以國家戰略需求為牽引、以重大科技問題為導向的科研組織模式,已成為新時代基礎研究的重要特征。

這也啟示我們,仍需進一步打破界限、集中力量、協同攻關,在解決重大應用目標導向問題的過程中,真正培養出能打硬仗、引領未來的基礎科研人才。

(作者為中國科學院院士、南方科技大學校長)


與大科學裝置一同成長

李 曉

  中國散裂中子源。    新華社記者 毛思倩攝

中國散裂中子源。

新華社記者 毛思倩攝

我從讀研究生起,整個求學、研究、工作歷程,伴隨著散裂中子源的預研、建設和運行。工作越久,對這個大科學裝置的重要作用體會就越深。散裂中子源就像一台“超級顯微鏡”,以中子作為“探針”,清晰“看透”材料的微觀結構和動力學過程,為我國物質科學、生命科學、材料和新能源等方面的基礎前沿研究和高新技術研發提供了重要平台,突破諸多“卡脖子”技術。

與之相伴隨,我們團隊從基礎材料和基本工藝著手,經過10余年的持續攻關,自主研制了國產高功率高梯度磁合金加載腔,關鍵技術指標加速梯度較國際最高水平大幅提升。如果把中國散裂中子源比作科研界的“F1方程式賽場”,那麼磁合金加載腔就是賽車的引擎。這一突破,掃清了散裂中子源二期功率提升至500千瓦的關鍵障礙,更為粒子治療裝置等民用領域開辟了新路徑。

從事基礎研究要耐得住寂寞。科技發展到今天,就像挖土豆,成熟的、淺表的都被挖完了,進一步深挖,就必須有一股“板凳甘坐十年冷”的鑽勁、韌勁。綜合性大科學裝置作為先進大實驗平台,越來越展現出無可比擬的關鍵作用。

截至目前,中國散裂中子源已完成15輪開放運行任務,全球注冊用戶超過1萬人,共完成2500多項研究課題,相關課題涵蓋了能源、物理、材料、工程等多個前沿交叉和高科技研發領域,如鋰離子電池、太陽能電池結構、稀土磁性、新型高溫超導、功能薄膜、高強合金、芯片單粒子效應等。

協作研究的過程,也是人才集聚和培養的過程。在很多實驗中,散裂中子源平台都能發揮重要作用,因此,它成了一個天然的人才“磁力場”,吸引中外各領域科研人員前來﹔它也是人才“蓄水池”,散裂中子源科學中心注重以重要的任務和項目為驅動培養人,敢於給青年人“壓擔子”,系統負責人中40歲以下的佔比超過七成。就我個人來說,在研究實踐中,統籌能力、協調能力、管理能力都得到了鍛煉。

推動科技創新和產業創新深度融合,大科學裝置大有可為。現在,我們的研究特別強調與AI(人工智能)的結合,以AI來驅動科學研究,驅動實驗裝置效率的提升,是一個非常大的課題。比如,散裂中子源大量數據原本要依靠科研人員處理,今后依靠AI技術可以大大提升數據處理效率﹔再比如,未來很多實驗通過智能體的模擬和推理就能得到精准的預測結果,大幅提升實驗效率。

我們也期待,繼續完善符合當代組織化、建制化科研組織形式的人才評價和考核體系,在破除制約新質生產力發展的體制機制障礙上,不斷取得突破。

(作者為散裂中子源科學中心青年科學家,本報記者賀林平採訪整理)

  《 人民日報 》( 2026年05月23日 06 版)

(責編:岳弘彬、牛鏞)
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