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张先恩分析我国基础研究:既有长足发展也有制约因素

作者:历史科学
出处:www.lunrr.com
时间:2020-06-29

作者:张先恩资料来源:学习时间发布日期:2008年

张先恩对中国基础研究的分析:既有相当大的发展,也有制约因素

改革开放30年来,中国基础研究的现状如何,能否引领和支持中国的科技发展和社会经济发展?基础研究发展的制约因素是什么?科技部基础研究司司长张先恩分析了这些问题。

基础研究主要由公共财政支持。

在1978年第一次全国科学大会上,邓小平同志指出“科学技术是生产力”,然后强调它是“第一生产力”。这解放了被长期囚禁的科学家和技术人员的思想,为整个社会带来了“科学的春天”。 中央政府先后制定了一系列尊重知识、尊重人才、加强基础研究的政策措施。

1984年开始实施国家重点实验室建设计划,用当时十分有限的资源,稳定支持少数高水平基础研究队伍。1986年,设立国家自然科学基金,支持基础科学前沿创新活动;同年,设立863计划,支持高技术研究。1991年,组织实施“攀登计划”,支持以探索和认识自然界客观规律为目的的研究工作和瞄准社会进步、经济发展为目标的研究工作。1997年,组织实施国家重点基础研究发展计划(973计划),支持国民经济和社会发展领域中的重大关键科学问题研究。1998年,以中国科学院为试点,组织实施知识创新工程,对科研机构的体制、运行机制、管理模式、评价体系等方面进行大幅度改革,以期建立国际先进水平的国家科研机构;同年,决定在 “面向21世纪教育振兴行动计划”中实施985工程,重点支持部分高校创建世界一流大学和高水平研究型大学。2006年,国务院发布 《国家中长期科学和技术发展纲要规划(2006-2020年)》 ,强调对基础研究稳定支持,同时确定设立重大科学研究计划。2008年3月,科技部和财政部决定设立国家重点实验室专项,高强度、稳定地支持以国家重点实验室为载体的基础研究和应用基础研究团队。 在此期间,国家还建立了国家最高奖项和自然科学奖等科学技术奖励制度,恢复了院士制度、博士研究生制度和博士后研究制度,设立了一批青年人才基金和项目、科学数据共享项目、基础科学技术工作专项项目等。 中国还先后建成了原子能反应堆和回旋加速器、兰州重离子加速器、北京正负电子对撞机、合肥同步辐射加速器等一系列重大基础科研设施。 这些政府措施为中国的基础研究活动提供了重要保障。

改革开放以来,基础研究取得了很大进展。

中国科学家取得了显着的成就,但由于历史原因,总的来说,科学研究与世界先进水平有相当大的差距。 经过30年的发展,人们对这一差距是扩大还是缩小有不同的看法。 论文的产出、水平和影响力、国际交流的活跃程度、重要国际科学奖的授予以及对高技术和社会经济发展的贡献都是评价的依据。 虽然评价难以量化,但对相关科学数据库的客观分析可以产生有价值的结果 在各种数据库中,汤普森科学公司建立的科学引文索引(SCI)数据库最能反映基础研究状况。 本文以数据库和文献计量学为基础,对世界上越来越多的政府机构和科学组织采用的各个学科或学科的发展趋势进行了宏观分析。 但是,应该强调的是,分析结果不能简单地理解为横向排名,它们是相对的和动态的,主要反映学术发展,难以反映基础研究对行业技术进步的贡献。

SCI数据库包含的中国历史和科学文献很少。 随着改革开放,中国的科技工作者迎来了“科学的春天”。SCI收录的论文数量保持了快速增长,大约每五年翻一番。 自1990年代中期以来,它不断超越一些主要的传统科技国家。2006年,它跳进了仅次于美国的第二个广场,相当于英国、德国和日本。 国内外大多数学者都没有料到中国学者的论文数量会迅速增加。

与此同时,中国学者发表的论文质量也有了显着提高,高水平论文频繁出现在《科学》、《自然》及其系列出版物和各学科顶级期刊上。 着名学术期刊的主编对此趋势持乐观态度,近年来也陆续来到我国。

显然,仅仅数论文的数量,或者仅仅谈论杂志的影响因素,或者仅仅谈论引用的数量是不够的。 这三个指标因学科不同而差异很大。 最近,科技文献研究者采用了汤普森科学公司(Thompson Science Company)推荐的文献计量学方法(目前是世界上比较普遍的方法)。近14年的数据分为三个重叠的10年期(1994-2003年、1996-2005年和1998-2007年)。基于各国19个主要学科10年SCI论文和引文、高被引论文和引文、ESI(基础科学指标)每年12月发表的热点论文和引文的6个指标,进行多因素分析。 结果表明,我国绝大多数学科的学术影响力都取得了显着的进步,1994-2003年国际排名第15位,1996-2005年第12位,1998-2007年第8位。 该方法综合考虑了同伴关注的数量、质量和程度,以十年为统计尺度,避免了某一年的机会。结果应该是合理的。

在过去的30年里,虽然数学、科学、化学、天、地、生物学等经典学科的内涵得到了极大的拓展,但也出现了大量跨学科的新兴学科。就学科部署而言,我国基本跟上了国际发展趋势,总体上不断进步。

在纯理论研究方面(如纯数学、理论物理、粒子物理、天文学等),我国学者保持与国际同行密切交流合作的传统。有学者认为,这方面的投入产出比较高。外国学者似乎也看好我们这一块。2007年,美国卡弗里基金会选择在中国注资成立两个卡弗里研究所:中国科学院卡弗里理论物理研究所及北京大学卡弗里天文与天体物理研究所,支持最基础和前沿的理论探索研究。在材料科学方面,我国科学家围绕材料发展和需求中的关键问题,在纳米材料、信息功能材料、超导材料、新能源材料等方面做出了一大批高水平工作(例如介电体超晶格材料、碳纳米管制备方法等),在国际产生了影响,同时促进了相关产业的发展。在量子调控研究方面,我国学者在量子科学理论和实践方面有杰出表现,尤其是量子纠缠理论,连续产出国际领先的成果,为未来长程量子保密通讯奠定了基础。在热核聚变研究方面,由我国自行设计研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置(EAST)于2006年实现首轮物理放电,在国际聚变能领域获得高度评价。文献计量学分析表明,1994-2003年,我国除材料科学外,数学、物理、化学3个基础学科领域都处在第8位之后,1998-2007年,物理学进入第7位,数学、化学和材料科学都进入第4位。

地球科学领域正在悄然发生变化。传统的地球科学曾经由地理和地质学主导,现在已经发展成为地球系统科学。 今天,地球科学的任务是研究地球系统各层(大气层、水圈、岩石圈、生物圈、日光层/[/k0/)的过程和变化及其相互作用 中国科学家在地球科学的许多领域都取得了成就,如陆地石油生产的理论和实践,为中国的经济发展做出了历史性贡献。 近几十年来,青藏高原隆升对气候、环境和矿化的影响、古气候和古环境研究、全球气候变化和区域响应、生态研究、澄江和热河古生物群、深部地球科学钻探、遥感、地球空环境等方面出现了大量高层次的成果。 文献计量学分析表明,从1994年到2003年,从1996年到2005年,从1998年到2007年,中国地球科学分别处于第20位、第10位和第6位,取得了显着进展。 相比之下,《地球科学》在《科学与自然》等期刊上发表的论文更多,其中古生物学更为突出。

传统的生物学也逐渐演变为现代生物科学或生命科学,包括生物学、农学和医学、生态学等以及它们之间或与其他学科之间的交叉。尽管我国曾经取得过人工合成结晶牛胰岛素这样的瞩目成果,但根据文献计量分析,1994-2003年,我国生物科学总体上处在第23位,其中动物学、植物学、微生物学等位次较靠前,反映我国科学家在传统学科方面长期的积累。1998-2007年,生物科学整体进入18位,其中分子遗传学和细胞生物学的一些领域进步显着,更加靠前,显现近些年来在新兴生物学方面部署的成长势头。生物科学发展相对滞后,主要有两个原因,一是文革十年,我国科学事业几乎全面停顿,而此期间正值国际上基于DNA模型的分子生物学和基因操纵技术连续出现重大突破,发展迅猛,当“文革”结束,我国恢复正常科研秩序时,各学科当中与国际上差距拉得最大的就是生物科学。二是发达国家对生物科学保持了近半个世纪的高强度投入,所发表的国际论文数超过总数的50%,如,美国联邦政府多年来对生物科学投入强度接近RD的50%,这是我国难以办到的。 近年来,中国科学家努力追赶,取得了许多显着成就,如在各种植物和转基因植物中发现新基因、育种、动物克隆、重大疾病的机制研究和药物创新、基因组学、蛋白质组学、蛋白质结构与功能、脑科学和神经科学等。 尤其令人欣慰的是,近年来,中国生物科学领域涌现出许多优秀人才。随着“海外兵团”的加入和回归,研究条件明显改善,后发优势正在形成。

文献计量学分析还表明,其他学科也显示出不同程度的进步。 例如,从第一个十年到第三个十年,中国的工程技术科学从第10个发展到第5个,计算机信息科学从第17个发展到第6个,环境科学和空科学从第20个发展到第19个。

科学研究要为国家目标服务各国的共识。我国973计划实施10年,引导大批科学家转向关注国家需求。如今,基础研究活动已经广泛融入农业、能源、资源环境、人口健康、材料、信息、交通、制造、航空航天等国民经济发展领域,解决了大批科学问题,促进了我国农业技术、信息技术、材料技术、纳米技术、生物技术、制造技术、环境技术、能源技术、空间技术等的发展。一些成果已经体现其重大应用价值。 例如,化学复合驱采油方法在大庆油田进行了试验,表明采收率可提高19%以上,将成为未来大庆油田提高采收率的主题替代技术。高效天然气聚集的理论和评价方法为我国天然气资源的发现做出了巨大贡献。海洋石油理论的发展为中国油气资源产业中长期发展战略的实施提供了科学支持。重油的高效转化和优化利用已得到大规模应用。高强度钢(超级钢)将促进钢铁工业产品的升级;一水硬铝石骨架反浮选的理论和技术解决了我国低品位铝资源品位低、冶炼困难的问题,将使我国铝资源的经济利用保障从10年提高到60年。双轴拉伸流动稳定性理论实现了聚烯烃材料的高速拉伸,大大提高了石化行业的竞争力。新的成矿理论和找矿方法标志着一系列大型矿床的靶区和大型矿集区。一系列关于气候变化的研究成果为中国掌握气候变化的规律和影响提供了重要的科学依据。急性早幼粒细胞白血病的发病机制和药物研究使白血病成为第一个可治愈的成人白血病。已经发现了许多主要疾病的先导化合物和生物药物。分子生物学方法和转基因技术已经广泛应用于分子育种等领域。 这些基础研究成果引领行业技术进步,推动中国国内生产总值向价值链顶端转移,为解决能源、资源、环境等瓶颈问题和保障食品健康奠定重要的科学基础。 然而,这些基础研究成果很难在SCI论文分析报告中得到反映。

国际交流与合作是提高基础研究水平的重要渠道。 中国学者发表的国际论文中约有23%属于国际合作。 此外,还积极参与了许多重大国际科学合作项目,如欧洲核中心大型强子对撞机、国际热核聚变实验堆、宇宙反物质探测器-磁谱仪、x光自由电子激光设施、国际反质子和离子加速器、海洋观测网络、大陆科学钻探、海洋钻探等。 近年来,我们还在基础研究方面发起了一些国际合作,如西藏羊八井宇宙线观测站(中国、意大利、日本)、大亚湾中微子试验等。(中国、美国、俄罗斯等6个国家)

中国学者一直是获得重要国际奖项、在国际组织和国际出版物中担任职务的薄弱环节。 近年来情况有所改善。 例如,在过去两年中,我国又有32名科学家获得各种国际奖项,20名科学家当选为重要国际科学组织的主要负责人,69名科学家当选为重要学术组织或其他国家科学院的院士(学者)。 许多学者曾担任各种国际出版物的编辑委员会,包括第一届科学编辑委员会。

总的来说,在过去的30年里,中国的基础研究取得了很大的进步,进入了一个跨越期,从量变到质变,有几个领域已经走在了世界的前列。 人员、基地和基础设施建设取得重大进展,将极大地增强中国的科技创新能力。

中国基础研究中值得关注的问题

我国基础研究的持续快速发展也留下了一些遗憾:自然科学一等奖常常空缺失,诺贝尔科学奖尚未颁发,这还没有充分反映其在社会经济发展中的主导作用。 这些现象值得认真考虑。 我认为有几个原因。

长期资金不足 尽管中国每年的科技投资总额已经位居世界前列,但人均产值和国内生产总值的比重都很低。 长期以来,中国研发支出总额占国内生产总值的比重一直低于1%。虽然近年来它逐渐增加到接近1.5%,但仍低于经合组织国家(2.5%),而且大部分用于开发实用技术。多年来,基础研究支出仅占研发支出的5%左右,远远低于经合组织国家的平均水平(约20%或更多) 德国政府对专门从事基础研究的马克斯普朗克研究所的政策是一流的条件、一流的人才和一流的成就。 充足的投资显然应该是高水平基础研究的根本保证。

创新环境亟待改善 基础研究需要大量智力敏锐、致力于科学的高素质人才。 虽然中国已经拥有世界上最多的科技人力资源,但长期的应试教育、论文数量的普遍存在和一些社会物质的诱惑不利于创新人才的成长。 此外,科技资源的分散不可避免地导致研究人员多次申请资金,并反复接受各种检查和评估,这增加了他们的浮躁情绪。很少有人能够深入研究探索性强、风险高、周期长的课题。 媒体经常问为什么中国没有获得诺贝尔科学奖。我认为珠穆朗玛峰只能出现在喜马拉雅高原上,而不是平原上。诺贝尔科学奖、菲尔兹奖和其他科学珍珠只能来自人才高地和科学沃土。 加强创新环境建设,经过长期的研究和积累,中国原有的顶尖科技成果将层出不穷。

每个创新单元都有相同的功能 20世纪80年代科技拨款制度改革后,竞争机制被普遍引入科技领域,形成了积极的科研态势。 然而,在接下来的几年里,由于缺乏宏观调控和稳定的支持,科技界创新单位之间的分工趋于模糊,职能趋同,竞争加剧,有时甚至出现一些混乱。 因此,有必要加强顶层设计和协调。

需要加强对社会和经济发展的支持和领导作用。 核心竞争力来源于大量原始创新和技术进步。 对现代科学技术和经济史的研究表明,世界科学中心的转移伴随着强国的变化。 一个国家的科学研究持续繁荣多年后,通常会导致其核心竞争力大幅提高,周期约为50-60年。 在这方面,我们有坚定的信心和足够的耐心。

基础研究与发展的新机遇

十七大把“提高自主创新能力,建设创新型国家”作为国家发展战略的核心和提高综合国力的关键,放在“促进国民经济又好又快发展”的突出位置 基础研究在科技发展中的战略地位决定了其在增强国家自主创新能力中的关键作用。

今年早些时候,胡锦涛同志在访问钱学森、吴文俊时深刻指出:“基础研究是科技进步的先导,是自主创新的源泉。” 只有以深入的基础研究为依托,才能不断提高原有的创新能力,增强国家发展的后劲。 ”并明确提出要加大投入,重视人才,创造环境 像中国经济发展的过程一样,中国的科研产出目前正处于从数量扩张到质量提高的过渡阶段。通过创造鼓励创新的环境、采用合理的评价方法、提供持续稳定的财政支持等手段,中国基础研究事业一定能够引领和支持科技进步和社会经济持续健康发展。

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