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[学者笔谈]李金富:工科基础研究

2013年01月03日 15:37  点击:[]

n  知识的积累和社会分工的细化,基础研究的专业化趋势在增强。

n  工科基础研究,上连基础学科知识,下接技术进步,是科技创新最为重要的一个环节。 

n  工科基础研究要布局合理,兼顾将来和现在。

n  工科基础研究的主力军仍然是大学,高素质学术型人才的培养离不开基础研究。

 

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  基础研究与工程学

  基础研究以深刻认识自然现象、揭示自然规律,获取新知识、新原理、新方法和培养高素质创新人才等为基本使命,是人类文明进步的动力、科技进步的先导、人才培养的摇篮。基础研究作为创新之源,在提高原始创新能力中发挥着核心关键作用。正是认识到基础研究的重要作用,同时鉴于原创性科技成果匮乏已经成为制约我国经济社会发展的瓶颈性问题,在我国经济实力不断增强的情况下,2011年国家科学技术部、教育部、中国科学院、中国工程院、国家自然科学基金委员会等五部门共同起草下发了《关于进一步加强基础研究的若干意见》,将新时期基础研究工作提高到了前所未有的高度。但时下基础研究深入开展还面临认识不足、资源配置不合理、经费使用效率低、研究水平低、高素质青年人才缺乏等诸多问题,而这样一些问题在工科领域表现尤为突出。

  工科,又曰工(程)学,是应用数学、物理学、化学等基础学科的原理,结合生产实践所积累的技术经验来解决人类生产活动中遇到的各种问题,实现手段就是各种各样的方法、技术与装备。如果说基础学科对于经济发展的价值是间接的、潜在的,工学的价值则是直接的、立竿见影的。因此任何一个国家在工业化的过程中,都对工科予以了特别关注,各国工科院校众多,除了工科覆盖领域较宽这一客观原因外,很重要的一点就是为了追求知识价值的最大化,应用研究自然也就是工科最主要的特征。

  但我们不应将工科理解为仅有技术问题。工科各种专业形成初期面对的对象有限,任务相对也不太复杂,应用基础学科的知识并借鉴相关专业的技术和经验尚可解决问题。但各个专业发展到一定程度后,仅靠基础学科的普遍性知识来认识问题就会显得力不从心,客观上就需要在普遍性知识的基础上建立针对特定对象的专门化知识体系,即开展专业基础研究。科学技术发展到今天,基础研究早已不仅是数学、物理、化学、生物等传统基础学科的事,伴随知识量的不断增加,基础研究专门化的趋势在增强,其对工科发展的影响也越来越大。

  大学是开展基础研究的主力

  在知识产生、传播和应用的链条上,大学处在链条的顶端。现代大学在建立之初就明确人才培养和知识创新是其根本任务,后来在发展过程中为了因应社会的需求又增加了服务社会的功能。目前中国普通高校已经有两千所左右,具有本科教育资质的大学接近一千所,这其中相当比例的大学设立有工科专业。如此众多的工科设置高校,虽然其基本功能都是一样的,但各自在国家教育体系中所处位置不同,基本功能的内涵应有所不同,实现途径也不尽相同。在大多数院校定位于应用型人才培养的同时,像上海交通大学这样一些处于塔尖位置的高校责无旁贷应承担起培养具有坚实理论功底的学术型人才的责任。可以想象,如果所有学校都是培养应用型人才,若干年以后站在高校讲台上的都是工程师类型的人,又怎样能够履行好“传经、授道、解惑”任务呢?与国外的学者相比,国内学者从不缺乏创新的动力,欠缺的正是基础知识的深度和广度,导致许多情况下仅能够进行浅层次的研究,难以在原创性研究方面有较大的作为。而培养学术型人才,最好的途径就是让学生参与基础研究,使其科研意识、科研能力和科研精神在科研实践中得到训练与培养,并在知识创造过程中了解和掌握前沿动态。因此,无论是大学的内部组织结构特点,还是其承担的教书育人重任,都决定了大学是开展基础研究的主力军。

  建国初期,为了配合国家大规模工业化建设的需要,我国的工科院校主要定位于应用性人才的培养,在强调系统学习专业知识的同时,注重理论与生产实际相结合,在课堂教学之外安排有完善的认识实习、毕业实习等内容,学生进入工作单位以后很快就能独当一面。与此同时,为了集中力量开展技术攻关并为企业提供新技术,在各个行业设立了研究所,形成了从人才培养、技术创新到推广应用较为完备的体系。上世纪八十年代后期特别是九十年代以来,为了借鉴西方发达国家的成功经验,并推动各行各业为经济建设服务,对高等教育体系进行了改革,在提倡拓宽专业面的同时,强调高校的社会服务功能,与此同时原来的专业研究所因为研究任务不饱满,也逐渐转向产品开发,直接参与市场竞争,但企业的科技创新能力没能同步建立起来,当国际国内形势发生变化,国家迫切需要解决某些关系国计民生的工业技术问题时,对高校寄予厚望,高校相应把应用研究提高到较高的位置,并在很多情况下直接进行产品开发,也参加到市场竞争中来,希望在服务社会的同时,获得经济上的回报。但因为高校自身在装备和人员队伍结构方面的限制及其它一些原因,产出远远不够理想,无形之中反而挤占了原本应该进行基础研究的资源,影响了基础研究的开展。

  好的基础研究,需要有非常优秀的人员来承担,这样的人必须具有非常扎实的基础理论,坚实宽广的专业知识,以及敏锐的观察能力,可以说是精英中的精英。如何吸引这样的人加入到基础研究的队伍中来,是需要方方面面深入思考的问题。谈到基础研究,很多人都会说是个人的兴趣使然。不可否认,探索自然的过程会给研究者带来某种愉悦,特别是那种在艰苦探索后有所收获的快乐,甚至无法找到一种东西能够取代。科学史上,虽不乏像菲尔茨奖获得者俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼那样的逍遥之士,但放眼整个社会,基础研究的有序开展需要有良好的条件与氛围,需要有制度来保障,这一点对于工科来说尤为重要。因为一方面工科问题的揭示,大都离不开实验条件,需要在硬件上有一定的投入,需要有其他人员来配合。另一方面,工科研究者大都掌握有专业技能,在所开展的基础研究不被人理解或尊重时,很容易找到其它能够体现自己价值的方式和方法。在这个问题上,仅靠对着他人耳朵灌输所谓理想信念,只能是自欺欺人。长期以往,不仅现有的队伍很难稳定,更为严重的是为后来者树立了一个不好的榜样。事实上,今天我们在基础研究队伍建设上就已面临很严重的局面,一方面越来越多优秀的大学毕业生倾向于到西方发达国家继续深造或直接就业,国内博士生的生源质量在持续下降,个别优秀者在国内获得博士学位后又因制度的制约无法直接进入科研队伍;另一方面,靠从国外引进人才又面临成本高昂的问题,并造成了科研体系的二元结构,诱发额外的矛盾。从事基础研究的人还知道,基础研究需要沉下心来,需要一个平和的环境。如果身边环境总是风起水涌,如万花筒般,不管动机如何,徒增研究者的烦恼。

  工科基础研究任重道远

  对于工科基础研究的内容,学者有自主选择的权力。但对于管理者而言,肩负有平衡现在与将来、热点与传统问题的责任。大多数工科专业均经历了少则数十年多则上百年的发展历程,许多基础研究问题本身就是提炼于生产实际,具有很强的针对性,并直接服务于新技术、新方法的产生与应用,这也正是工科基础研究与基础学科基础研究的本质区别。与此同时,基础研究“趋新”的内在动力,又促使研究者挖空心思去发现一些新颖但当下看来和生产实际联系不那么紧密的东西。来源于生产实际的基础研究内容不可或缺,探求未来的世界又不应禁止,平衡好这一远一近两类问题是各个方面应该着力解决的问题。时下国内企业的科技能力还较弱,特别是缺乏进行原创性研究的能力,如果高校的研究者一窝蜂全部都去追寻未来问题,忽视现实问题,将非常不利于专业人才的培养和技术创新,基础研究和应用研究之间会出现脱节,基础研究社会功能的实现也将变成一句空话。要平衡好二者的关系,大学应该首先搞清楚工科基础研究的目的不仅是认识世界,还在于改造世界。现在国内大学有一种非常不好的倾向,将基础研究的目标简单化为论文的发表,而不是问题的解决,并不顾学科特点以论文影响因子一把尺子来衡量基础研究工作的好坏。结果是论文发表了一堆,问题原地打转;不管张三李四,大家都研究一样的内容。

  基础研究具有开放性,基础研究的成果大都会公开发表。于是乎就有人认为,中国是发展中国家,我们只要搞应用研究就行,基础研究让发达国家去搞,反正他们研究出来的成果会发表,显得我们非常聪明的样子。这样的人,首先是不懂科技发展的规律,将基础研究和应用研究割裂了开来,全然不知基础研究过程中会孕育出新的方法和技术,而这些新方法和新技术会被研究者以各种方式保护起来;其次是不明白基础研究对个体知识积累和科技创新能力培养方面的作用;再次是认识不到强大的基础研究会提升国家在世界范围内的影响。时下我们都在谈国家的软实力,那么什么是软实力?恐怕不仅是价值观和文化,向世界贡献科学知识也是重要的方面。

  广大仁人志士和中国共产党人数十年的浴血奋战,实现了中华民族的彻底独立。六十余年社会主义革命和建设的伟大实践,初步实现了国家的工业化。如今的中国,已成为世界上不可忽视的力量。但我们的影响主要还是基于中低档产品的输出,基于庞大的劳动力这一要素,基于人民的勤劳。中华民族的伟大复兴,还需要有强大的科技力量来支撑。工科基础研究,上连基础学科知识,下接技术进步,是科技创新最为重要的一个环节。大学作为基础研究最主要的承担者,应该胸怀天下,摈除私利,从根本上改变那些与大学精神和使命相违背的理念、制度和行为,在中华民族的伟大复兴过程中有所作为。

  学者小传

  李金富,上海交通大学材料科学与工程学院教授,博士研究生导师。

  1984年于合肥工业大学获学士学位,1989年于哈尔滨工业大学获硕士学位,1998年于西北工业大学获博士学位。曾先后任国营第六一六厂助理工程师,太原理工大学副教授、教研室主任。1999年到上海交通大学从事博士后研究,2000年留校任副教授,期间2002-2003年在德国马普金属研究所访问研究,2005年起任教授。中国材料研究学会非晶合金委员会委员,中国机械工程学会特种铸造及有色金属委员会委员。

  主要从事金属凝固理论和金属玻璃方面的研究,近年来主持国家自然科学基金科学仪器基础研究专款项目1项,重点项目(交大部分工作)1项,面上项目6项,以及“973”专题1项。在晶体生长理论、凝固组织控制、金属玻璃形成能力和块体金属玻璃的塑性变形等方面有系统深入的研究。获教育部自然科学一等奖1项,省部级科学技术二等奖4项,三等奖2项,发表SCI论文近百篇,包括多篇材料类顶级刊物ActaMaterialia论文。

作者:李金富

来源:news.sjtu.edu.cn

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