科学网—基础科学研究的意义
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2026-7-13 07:08
| 系统分类: 观点评述
基础科学研究的意义
——由杨巍然先生电话聊天说起
刘庆生
（中国地质大学，武汉）
基础科学研究的意义是一个宏大议题，我们可以通过大模型查询到“标准答案”：基础研究看似“无用”，却是人类文明进步最根本的驱动力；基础研究是技术创新的“活水源泉”，是一切颠覆性技术的源头等。以 DNA 双螺旋结构的发现为例，它 解开了生命遗传的密码，开启了分子生物学和基因工程时代，彻底改变了生命科学。 DNA 解开的遗传密码产生的 技术更是家喻户晓的寻找失散亲人，公安侦破命案等不可或缺的重要技术手段。所以，本文不打算谈论概念式的基础研究意义的文字表述，聊一点基础研究“务实”看法。
近日，原中国地质大学（武汉）副校长杨巍然先生（分管科学研究和研究生）从北京打来电话聊天。今年93岁高龄的杨老师是我国著名构造地质学家，1957年北京地质学院毕业留校任教。电话中杨老师思维敏捷，声音洪亮，回忆往事依然准确清晰，这是杨老师年轻时酷爱体育锻炼，尤其是篮球运动练就的健康体魄。杨老师看到学校微信公众号“我爱我校-说出你的故事”栏目中刚刚发布的闻立峰老师文章《从讲台到案头 躬耕地学出版》中一张老照片，照片前排C位是原矿床教研室老师，现年101岁的卢作祥先生。杨老师电话中提到当年马杏垣先生领导的大地构造团队的一件与基础科学研究相关的往事。杨老师说，当年马先生为了开展大地构造与深部找矿结合研究，将矿床学专业的卢作祥纳入团队，期望通过合作，能够在大地构造基础与地质找矿技术交叉研究方向有所作为。马杏垣先生团队长期从事大地构造基础地质研究，他领衔的“中国东部前寒武纪大地构造发展样式”成果曾获1978年全国科学大会奖。马杏垣先生试图开展大地构造与地质找矿相结合研究属于典型的基础研究与应用结合的科学研究范式。然而，我国大学经历太多的“运动”，尤其是无产阶级文化大革命，1975年学校又从北京迁往武汉，加上马杏垣先生1978年调离学校，导致马先生团队的这项基础与应用科学研究步履维艰，似乎没有看到产出的具体成果。这是半个多世纪前的往事，体现了老一辈科学家重视基础研究与应用结合的思想与理念《刘庆生，回忆30年前得到一位老科学家的帮助，科教人生拓思集，华中科技大学出版社，2025年12月，P.282-283》。当然，这种大跨度交叉科学研究本身就具有大的挑战，不仅需要科学激情，更需要相关交叉学科的基础知识。
6 月17日新任湖北省委书记关志鸥来学校调研，这是他上任以来调研武汉大学，华中科技大学后湖北省的第三所大学。据参与接待有关人员告诉我，关志鸥书记提出，学校要聚焦三深科学研究，即深地、深海、深空和新材料。我理解，三深研究体现了作为一所地球科学领域世界知名的特色大学的担当与责任。深地，深海，深空研究同样属于具有基础研究与应用研究相结合特点，深地探测与资源开发及地质灾害，深海探测与海洋资源及全球环境，例如全球气候变化密切相关。为此，我给学校有关人士微信：我们应该响应省委书记的号召，将三深领域研究做强做大，做出特色，服务国家经济与科技创新。
美国航空航天局（ NASA ） 2002 年地球科学工作报告的题目为：我们生活在一 个“不安分”的 星球（ Living on a restless planet ） 上，这是我在职给大学生（包括研究生）上课开场白时常用的素材。六大科学问题 属于典型的基础与应用研究相结合范例。每个问题都由前面的基础研究与后面的应用研究两部分组成。具体如下（中文翻译仅供参考）： 1. What is the nature of deformation at plate boundaries and what are the implications for earthquake hazards? 板块边界变形的性质（基础）及其在地震灾害（应用）研究中的意义！ 2. What are the interactions among ice masses, oceans, and the Solid Earth and their implications for sea-level change? 冰体、海洋与固体地球之间的相互作用（基础）及其在海平面变化（应用）研究中的意义！ 3. How do tectonics and climate interact to shape the Earth’s surface and create natural hazards? 构造、气候与地球表面之间的相互作用（基础）及其与自然灾害发生（应用）的关系！ 4. How do magmatic systems evolve and under what conditions do volcanoes erupt? 岩浆系统如何演化？（基础）它们导致火山喷发的条件（应用）是什么？ 5. What are the dynamics of the mantle and crust and how does the Earth’s surface respond? 地幔与地壳的动力学特征（基础）及其对地球表面（应用）的影响！ 6. What are the dynamics of the Earth’s magnetic field and its interactions with the Earth system? 地球磁场的动力学特征（基础）及与地球系统（应用）的相互关系！
我在大学教师岗位上，除了常规的本科生和研究生教学工作，我的科学研究也始终尝试将基础研究与应用技术研究相结合，在开展的地质与环境过程的磁响应科研方向时涉及的“城市化过程的环境磁响应与环境评价应用研究”与“烃微渗漏的磁效应与磁法直接找油方法技术研究”两个领域就是由基础与应用两部分组成。这两个领域的基础研究成果主要以学术论文的形式发表在两个领域的主流学术刊物，并得到同行的较高评价。
在我的科学理念里，基础科学研究本质上属于生产知识，即我们常说的“金钱（就是科研投入）产生知识（成果）”；这些知识最终可以通过直接或间接转化成技术，从而改变人们的生活方式，提高人们的生活质量，这个过程属于“知识转化为金钱。”这就是基础研究意义的最通俗理解《我国基础研究之困？科教人生拓思集，华中科技大学出版社，2025年12月，P.228-231》。
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