瞭望阁|用基础研究这个“总机关”撬动全局性、颠覆性、前瞻性创新

时间:2020-12-26 浏览:347


 基础研究是科技创新的“总机关” ,是一个国家的知识储备池。如果知识储备不丰富,其他的都将成为无源之水、无本之木。
  党的十九大报告明确提出“要瞄准世界科技前沿,强化基础研究”,习近平总书记也在多个场合对基础研究发展作出一系列重要论述,党中央、国务院对加强基础研究作出系列战略部署,先后印发相关文件。十九届五中全会公报中提出把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,基础理论的源头供给显得更加重要。

当前全球科技竞争不断向基础研究前移,我国面临的很多“卡脖子”技术问题,根子是基础理论研究跟不上,究其原因,是十年二十年前甚至三十年前的基础研究部署和投入有欠账。我们不仅要补过去的基础研究欠账,更要超前部署,用基础理论的创新解决未来的问题。

在科学家座谈会上,习近平总书记高屋建瓴地指出推进基础研究的两条路径。他说:“基础研究一方面要遵循科学发现自身规律,以探索世界奥秘的好奇心来驱动,鼓励自由探索和充分的交流辩论;另一方面要通过重大科技问题带动,在重大应用研究中抽象出理论问题,进而探索科学规律,使基础研究和应用研究相互促进。”

新时代下,基础研究已不仅仅是好奇心驱动下去拓展科学的边界,应用需求对基础研究的牵引越来越明显。上世纪末,普林斯顿大学司托克斯教授提出巴斯德象限的概念,指出介于纯粹由好奇心驱动的基础研究与纯粹面向应用的应用研究之间,还有一类带有应用目的的基础研究。巴斯德象限类的科学研究出现在越来越多的研究领域,已经成为科学发展的一个主要趋势。

今年以来,南京大学面向新时代国家重大需求和科学前沿,立足高水平多学科生态体系特色和基础研究优势,用基础研究这个“总机关”来撬动全局性、颠覆性、前瞻性创新;深化基础研究、应用基础研究和技术创新协同融合,着力推动基础研究与创造技术的非线性互动,不断推动用创造技术及成果转化为改变关键核心技术受制于人的局面提供强有力支撑;构建以基础研究为根,向创造技术、成果转化延伸拓展的“三位一体原创驱动式”科学研究新模式。


1新模式引领系统性转型升级


  
南京大学着力从新时代新需求的角度,针对我国科技发展需关注的“一对矛盾、两个软肋、两个偏差”等问题,持续建构并深化“三位一体原创驱动式”科学研究新模式,力争在建构科技革命与产业变革背景下基础研究与创造技术非线性互动的新模式、新机制与新产出方面取得突破,并在此基础上重新思考并构建科技创新的价值导向机制、动力机制、评价机制和组织机制,在推动新时代科研方式转型与突破科技创新软肋方面为国家做出南大新贡献。
  
根据技术创新与经济发展阶段的关系模型,技术创新有三个阶段:使用技术、改进技术和创造技术。当前中国经济发展水平已经达到创造技术的阶段,因此我们特别强调基础研究与创造技术的“非线性互动”,希望更加突出南大原始创新的特长,建立起两者的强相互作用:一方面,驱动基础研究主动成为技术创新和知识产权的源头;另一方面,从面向未来的技术需求出发逆向凝练基础研究问题,带来更加有价值的新的科学认知。

2新计划深入推进新模式实施


  
南京大学重点通过实施“卓越研究计划”,以及在关键领域重点投入,加强基础研究部署,促进纯基础研究和应用基础研究的同步发展。“卓越研究计划”依托优势学科和重要科研平台,瞄准需要大团队攻关的关键科学问题和“卡脖子”技术难题,超越学科分割的知识体系,组织形成解决问题的整体方案。科研选题瞄准需求和问题来设置,避免单纯追逐指标。在科研工作的组织上打通创新链条,真正解决问题满足需求,避免搞“片段式”科研。
  按照“成熟一项、启动一项”的原则,目前已凝练了“拓扑量子态和量子计算”“集成光子芯片与信息系统”“电磁波极限感知与工程应用”“面向未来健康水质的水清洁技术研究”“面向开放动态环境的机器学习理论和方法”等9个具有引领性的重大科学问题和创造技术选题并给予重点关注和支持,通过一批关键科学问题的解决,取得全球首次实现基于芯片化移动平台的全天候量子密钥分发实验、发明微界面强化反应技术等一系列高峰成果,显著提升了原始创新能力。

  
例如,通过“集成光子芯片与信息系统”项目的实施,祝世宁院士团队在“介电体超晶格”材料体系研究获得2006年国家自然科学奖一等奖的基础上,突破光量子芯片系列基础理论与技术,实现全球首个基于无人机的纠缠分发,首个白天、夜晚、雨天自由空间量子通信,为基于无人机的量子网络打下良好基础。目前,团队已进一步实现多机组网的自由空间量子通信。围绕着“从0到1”的突破,南大着重在关键领域以定位“0”点为目标来谋划基础研究部署。
  
例如,在地球科学领域,我们从理念创新出发,开展以地球系统科学为核心的多学科、多尺度、多目标的基础研究。在这个领域,我们也集中进行重大投入,近5年引进4名院士和多名高水平人才;投入近亿元,购置4台国际最先进的大型同位素质谱,建立国际加速器质谱年代与环境实验室;实施锂矿科学深钻工程“卓越研究计划”,提高我国关键金属资源储备;在古大气成分和浓度、深时数字地球、关键金属等全新研究方向部署。
 
通过以上举措,南大逐步收获系列高水平成果,实现集群式突破。沈树忠院士团队以全球地层古生物大数据为基础,运用人工智能、数学和超算等方法,将各种生物地层记录与同位素绝对年龄、化学地层、天文旋回地层、磁性地层等相结合,创建动态的全球通用高分辨率地质时间轴,研究成果发表在Science上。

3新平台体系支撑原创能力提升


  
以打造国家战略科技力量为导向,以构建高质量创新支撑体系为目标,升级重塑科技创新平台体系,聚力内涵式发展,着力高质量提升。依托1个国家实验室、7个国家重点实验室、2个国家协同创新中心、1个国家工程技术研究中心、1个国家科技资源共享服务平台、1个国家应用数学中心,以及40多个省部级实验室,在平台中率先开展科研新模式示范,强化以“新型举国体制”“集中力量办大事”为特征的“有组织科研”。
  
发展一批新型的前沿科学中心、基础研究中心、技术创新中心、交叉研究院等新型综合性研究平台,建构多层次、多元化的科技创新体系,原创能力显著提升。今年以来,以我国在相关基础前沿领域最具代表性的学术高峰为定位,正式启动运行关键地球物质循环前沿科学中心,建设成效显著。
  
优化国家级重点创新平台建设与布局,以南京微结构国家实验室为基础谋划“国家研究中心”建设,牵头组建的江苏应用数学中心获批成为首批13个国家应用数学中心之一。
  
认真贯彻习近平总书记关于长江大保护系列讲话精神,与南京市共建扬子江生态文明创新中心,以此为基础推进“生态环境”领域国家技术创新中心建设;在“光电芯片”“声学工程”等领域培育建设国家技术创新中心,助力提升我国重点产业领域创新能力与核心竞争力。

 

 4新机制激发原始创新积极


  大力推进评价机制改革,树立新时代科研价值观的新导向,较好激发了师生投身原始创新的积极性。

  围绕“科创创新、职称评定、绩效考核、人才评价、学科评估、资源配置、学校评价”的全场景,推进分类评价和以质量贡献为导向的科研评价,取得显著成效。

取消纯粹针对论文的奖励措施,依据不同的学科门类、研究类别和成果形式,建立分类指导的评价机制,对项目、平台、论文、专利、科技奖励等全链条科研元素进行评价奖励。
  
以质量与贡献为导向,完善教师考核评聘体系。深化推行代表作制度,加强同行评议,在职称晋升评审中新增先进技术组和“冷门绝学”跨学科组,在聘期考核中,加强对师德师风、社会服务和科研质量的要求。建立多元学位质量评价体系,优化学生成才成长环境。

  通过系统化的谋划和努力拼搏,这两年南京大学的基础研究优势不断强化,高水平原创成果不断涌现。
 
在定量化评估全球二氧化碳施肥效应、高效率电催化制乙烯、高维量子纠缠光源制备等科学前沿领域,产生一批具有重要国际影响的原创性成果,11项成果发表在国际顶级学术期刊Nature、Science上,1项成果入选“2019中国十大科技进展新闻”,自然科学奖累计获奖总数位居全国第3。
 
在反映基础研究质量的“自然指数”最新排行中,南京大学位居全球高校第9位,其中地球与环境领域、化学领域位列全球高校第2。一批科学家分获国际地层学领域最高金奖、国际空间科学委员会 “赵九章奖” “杰出湿地科学家”称号、IEEE计算机学会技术成就奖、求是杰出青年学者奖、科学探索奖、江苏省基础研究重大贡献奖、江苏科学技术突出贡献奖等科学荣誉。
 
基于基础研究的创造技术成效显著,原创成果持续涌现。在事关全局的基础与共性技术、颠覆性技术创新、领域瓶颈问题解决方案等创造性技术方面取得重大突破,获得国家科技进步一等奖。基于国家双创示范基地、遍布江苏全省的26个政产学研平台和名城名校的39个新型研发机构实施成果转化,服务国家与区域发展效益突出,专利转让与许可数年均增长175%。发挥声学领域的创新优势,与常熟市共同建设苏州中国声学创新谷。
   
十四五”期间,南京大学将继续突出强化基础研究,面向世界科技前沿,在数理化天地生材等学科稳定支持一批“玻尔象限”的基础研究领域,突出前所未思、前所未见、前所未有;坚持需求牵引,进一步强调“巴斯德象限”基础研究的应用导向性,面向国家重大需求和人民生命健康,从面向未来的技术问题出发逆向凝练基础研究问题;发挥并强化南京大学在基础研究主力军中的引领作用,主动谋划若干难度较大、持续时间不确定、需要动用巨大资源的深层基础研究项目,力争形成广泛且重大的国际学术影响,为我国实现科技强国的目标贡献力量。(来源  北京西路瞭望  作者  南京大学党委书记 胡金波)

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