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新闻分析:发现引力波,基础科研是个啥节奏

时间:2016-02-14  来源:新华社  

  新华社华盛顿2月13日电(新华社记者林小春)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。期间,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的很。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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