基础研究应投向哪里? 中科院院士褚君浩建议这两大方向

基础研究、应用基础研究好比科技创新的“深蹲助跑”,决定了科技创新能跳多远(www.cnwtw.com)。当前,我国很多产业问题归根结底还是基础研究能力相对不足,我国也将持续加大对基础研究的支持力度。

数据显示,“十三五”期间我国的基础研究经费投入增长了约1倍,2019年达到了1336亿元,占全社会研发支出的比例首次突破了6%,预计2020年超过1500亿元。今年的政府工作报告提出,“十四五”时期,全社会研发经费投入年均增长7%以上。在部署今年重点工作方面,报告提出,基础研究是科技创新的源头,要健全稳定支持机制,大幅增加投入,中央本级基础研究支出增长10.6%。

在稳定支持基础研究的背景下,基础研究应该投向哪些领域?近日,中科院院士、红外物理学家、半导体物理和器件专家褚君浩在录制第一财经《头脑风暴》节目时给出了两大方向,一是原创性科学研究的投入,二是基础原材料、基础元器件的投入。

褚君浩表示,目前我们的模仿创新、集成创新很多,从0到1的原创性还不够,所以这是要重点投入的地方。此外,对于原材料、元器件的研究投入,也应该重视和加大。

他举例道,目前我们的高端手机里大约有1000多个微型电容器都是进口的。他说,做电容器很简单,尤其是一般的电容器,但是高端的电容器我们就需要进口,包括其中涉及的材料。因此,核心材料、核心元部件、核心器件、核心仪器设备,这些科学技术的基础问题都要投入,而这些往往是被忽视的地方。“这方面的基础研究如果不重视,被卡脖子的问题就解决不了。”

在褚君浩看来,基础研究一般在当下还看不到它的用处,但是在以后会有很多应用。比如,量子力学最初并没有什么用处,但是有了它才有固体能带理论,这也对半导体以及半导体晶体管、集成电路的发展有着不可忽视的作用。

同时,研究技术规律的应用基础研究也一样重要,“比如我们在做的碲镉汞半导体材料研究就属于应用基础研究,目前风云卫星气象报告之所以非常准,就是因为卫星上有照相机在观察风云,这个相机白天夜晚都可以看,晚上主要就依靠红外。而红外的眼睛,就是用一种特殊的材料——碲镉汞半导体材料来做的。”

褚君浩认为,我国基础研究的投入还存在一些问题,例如重复投入。他说,目前我们投入产出比不高,主要就是重复投入导致的。“基础研究需要有一个合理的布局,过去一段时间我们有点无序竞争,一个项目一来大家都去投,这就导致了低水平重复,同时也对科研工作者自身发展不好。”

所以在他看来,基础研究需要稳定的支持,并要分两类方式投入。一类是固定的,比如认定你是做基础研究的之后,就从学科角度给予稳定的支持,这样一来就不需要一天到晚申请项目。另一类是目标导向明确的基础研究,就用项目制。“相信这些问题解决了以后,我们的基础研究投入水平就上去了。”褚君浩说。

褚君浩还建议,应紧密结合应用问题做基础研究。他说,基础研究分为两个方向,一个是从学科出发的规律研究,还有一个是应用提出来的基础科学问题,即应用基础研究。

“举个例子,大家普遍在用的LED可以发出蓝光、红光,但不能发黄光。想要发出白光,一般是用蓝光照在荧光粉上来获取。如果能发出黄光,那么黄、红、蓝三个光组合在一起就成为白光了。这就提出了一个问题,要做黄光的LED。随之而来的就需要研究材料,并提出新的模型,这就属于应用需求提出来的应用基础研究问题。”

褚君浩说,目前从基础研究、技术发明再到产业应用的周期越来越短。比如量子力学相对论几十年后才开始应用。而相对量子力学,石墨烯获得诺贝尔奖并没有多少时间,“十年前得诺贝尔奖的石墨烯现在已经普遍在用了,这个周期变得越来越短。所以这就特别需要把基础研究、应用基础研究跟它的应用密切地结合起来。”

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