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马大猷:基础研究探源

责任编辑:小西瓜 发表时间:2014年06月09日 16:41 浏览次数:999
No.A50459

基础研究目的是处理自然现象(或实验),以寻求新的科学知识,如新的理论、规律、技术、方法等,所以基础研究和科学技术一样,也是第一生产力。求得新的科学知识必须基于基础研究,别无他法。这些科学理论规律等是本来存在的,不是人造的,人只是将其找了出来,所以基础研究的成果称为发现。开发是把科学知识转化为实物,如仪器、设备、产品、设计方法等,是实际的第一生产力,其成果则称为发明。加强国家科学技术自主创新能力,只有靠加强、推广基础研究,加强发明创造工作。国家的科学水平和经济水平根源都来源于基础研究(见《科学时报》2005年7月15日A4版),来源于发明创造。

为了加强和推广基础研究,现将其性质和特性介绍如下,以作参考。

根据爱因斯坦的意见,基础研究根据自然现象(或实验)寻求新科学知识,主要为:(1)提出新问题,即文献中没有解的新问题,或另有新解的旧问题,即谁都不知其解的问题。只有新问题才能求得新结果。(2)深入思考,考虑与问题有关的现象和理论,以及解的可能方向。(3)大胆设想,想出解决问题的关键。这主要需要科学家去想并作出判断,因此须要求研究者一是具有好奇心、创造性和想象力,即有创新能力。勤勤恳恳只能严格照章办事的人就不适于基础研究工作。相反,思想活跃,往往异想天开并常出怪主意的人可能更为适合。二是对科学和科学研究有浓厚兴趣。科学研究或基础研究,是创造新科学知识的工作,这和科学本身不同,研究者必须对科学研究有兴趣,把科学研究取得成果作为最大的兴趣和报酬,而以科学研究为职业的人不适于此工作。三是科学知识和研究经验丰富。这要求具有博士等学位。

基础研究工作主要是脑力劳动,主要靠人想,而拼体力解决不了需要思考的问题。什么时候想得出“人都不知其解,而可能有解”的新问题,想出解的可能方向,以及想出关键的设想,都是很难预知的。解决问题,某些只要几分钟,有的甚至几天几个月也解决不了。常常有人谈起偶然性、必然性、灵感等等,在基础研究工作中,这些都有。不过有一个必要的前提,就是基础研究工作必须集中精力和注意力。基础研究工作没有上班下班之分。既然要产生新思想、新知识,不通过完全集中精力认真思考是不可能的,到了下班时间就不再想了是不可能的。甚至在睡眠时间也常会想起重要问题,下意识并不完全停止活动。精力集中是非常重要的,只有精力集中,偶然性、灵感才有可能。所以研究工作必须有学术自由,科学家应能完全自主决定工作计划,选择或改变问题,决定研究路线以及实验方法等,在基础研究工作中,必须享有完全自由、不受任何干扰。但是,可以接受适当的研究任务。在科学家的专业范围内提出研究要求是对科学研究最大的支持。

举一个简单的例子。大型厅堂内的混响问题很重要。但是直到19世纪末还没有人能解决。美国哈佛大学物理系讲师赛宾接受任务,解决大教室中不能讲课的问题。那时美国已了解混响和吸声材料有关,但不知是何关系。于是赛宾就开始做实验,求混响时间与吸声材料多少的关系。他从1895年起,每隔一天晚上做实验,以免干扰学生上课,白天还要教书,一共研究了五年。三年里已测了十几个房间,几千组数据,于是该处理数据了,但数据画到坐标纸上一直找不到规律。有一天,他深夜工作,正好他母亲在旁,他忽然大喊:“妈妈,尤瑞卡(Eureka)”。

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