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发现引力波，基础科研是个啥节奏

发布时间:2016-02-15 09:25:29

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　　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。