什么才是基础研究

晨枫

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项立刚又在妖言惑众了。
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他要是问得出“光刻机是不是基础研究？新型电池技术是不是基础研究？我们以前认为这是基础研究”，就说明他真是一点不懂什么是基础研究，却还在鼓噪基础研究无用论，或许和文盲鼓吹读书无用论是一个意思？
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研究就是针对未知寻找答案的过程。如果这是关于“怎么做”的，这是应用研究；如果这是关于“为什么”的，这是基础研究。
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“怎么做”很重要，这是最终引向有用产品的，不管这产品是有形的，还是无形的。但“为什么”也很重要，离开了“为什么”，“怎么做”成为带有盲目性的摸索和反复试错后的经验累积，难以对进一步的摸索提供有用的指引。用打仗来比较，基础研究好比敌情背景调查和战场实际侦察，应用研究好比作战计划。没有充足的敌情背调和侦察，不等于就不打仗了，但打仗也必然带有更多的盲目性，必须在战斗中随时调整作战计划，应对没有预见到的不定因素。有了充分的敌情背调和侦察，打仗当然就更加主动。

/ d2 T, F) q* [2 o* Z' k  ?) Q所以，光刻机、钠离子电池不是基础研究，是应用研究。用数学解决大数据搜索的效率，也是应用研究。
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产品科技肯定是应用研究，但支持产品科技的，可能就是基础研究。

基础研究不提供产品，基础研究提供工具。工具什么时候能被“工匠”使用，转化为产品，基础研究本身并不提供答案。在发明计算机前，二进制只是数学上的“玩意儿”，谁都不知道能派什么用场；在用于人工智能之前，sigmoid函数也是一样，有很多有趣的数学性质，引起很多研究，但要是问数学家这有什么用，他们也是一脸茫然。

基础研究与应用研究的关系也不是简单的“基础不牢地动山摇”。

. z6 `+ X0 r# Q6 q+ X3 n  k在历史上，出现牛顿力学之前千百年，人们已经在造房子、造桥。没有力学知识的指引，只能靠摸索和经验。金字塔、赵州桥的设计和建造都没有牛顿力学的基础，没有地动山摇。
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但有了牛顿力学的指引，进一步的工程实践有了明确的方向，这也是无容置疑的。今天人们可以断言，米开朗琪罗建造圣彼得大教堂的穹顶时，一米厚的结构是过于保守了。如果减轻穹顶重量，整个圣彼得大教堂的建造都可以简化很多。但在没有力学和计算的指引时，只有靠不断加大安全系数。
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应用会启迪基础研究。在“彗星”式客机接连坠毁前，人们对金属疲劳没有认识。之后，疲劳成为一门完整的学问，有关基础研究还在继续进行，降低疲劳容限有利于降低耗材、简化加工。最优化作为数学问题已经有一段时间了，但人工智能、大模型使得最优化面临全新的挑战。模型训练实际上就是将模型数据集与观测数据集的误差最小化的过程，但海量参数使得量变导致质变，过去基础研究提供的工具箱不够用了，必须研发更加锐利的新工具。这是当前基础研究很活跃的领域，但“大系统最优化”在80年代就在学术界开始了，只是当时只有非常模糊的应用前景，实际上还是基础研究。
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0 H) F  P4 o' R6 H基础研究就是“小圈子里互相调侃，弄出某个猜想或者假说，发一篇长长的大家都看不懂的论文”吗？

1 k& o) R5 U7 @$ k1 t; w这只是表面的形式。研究需要互相启发，就像投资者也喜欢扎堆吃饭喝酒调侃打屁一样。这些都是脑力劳动，需要互相启迪，谁都不能依靠在真空里的胡思乱想中产生有用的念头。基础研究的科学家也是渴望有更多人能看懂的，但学术门槛也决定了能看懂的必定是少数。“大家”看不懂与研究的价值并不直接相关，就像投资者的一大堆指数和分析“大家”也未必看得懂一样。

7 U0 ?  F2 v6 A; }/ G今天中国的产业发展突飞猛进，众多领域赶上甚至超过世界先进水平。但中国基础研究与世界水平的差距不是正确的问题，中国基础研究与应用技术发展需要的差距才是。在这方面，差距很大，还需要大力加强基础研究，保障中国崛起的继续进行。

7 e2 [2 T+ ~" h3 M/ _# q4 q同时，基础研究与应用技术应该是相向而行的关系，而不是互相鄙视的关系，但这是另外一个话题了。

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海森堡，玻尔这些人在100年前开创的量子物理基础研究，现在已经进入实用和应用研究了。