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基础研究不断推动科技进步和科学发展

来源:中国教育信息化网
作者:李志民

  基础类研究与应用类研究的区分是针对某个时间段而言,今天的基础研究经过一段时间发展,就会成为基础知识,再随着科学的发展会成为基本常识,对于一个学科就是这样的发展过程,靠常识基础知识,开展基础研究,在基础研究成果的新发现中,产生应用研究的可能。基础科学研究非常重要,推进人类现代文明的所有工程技术的发明和发展都是靠基础研究和基本理论支撑的。

  任何一项新技术的发明都离不开基础研究。比如,北京大学王选教授发明的激光照排技术,就是先有数学理论的基础,才有了激光照排技术,并最终完全取代延续千百年的活字印刷技术,极大地繁荣了人类社会技术和文化的传播。香港中文大学高琨教授的“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”的理论研究,提出以玻璃制造比头发丝更细的光纤,取代铜导线作为长距离的通讯线路,这个理论引起了世界通信技术的一次革命。这些都是基础研究促进技术发展的典型例子。

  从科学发展的历程中,我们也可以清楚地看到基础研究与科技进步的关系。科学的发展历经了几个层次:第一层次是以研究机械运动为代表的,也就是以经典物理学为基础,这是最早的、最简单的科学研究形式,指人们靠着自然现象来理解自然界,找出各种规律,如力学中的万有引力定律的发现;第二层次是以研究化学运动为基础,指人们开始利用基本的化学原理、分子结构创造出新物质;第三层次是以生命科学为代表的现代科学,比如研究细胞,基因的发现,双螺旋结构,奠定了生物学的基础,现代科学的特点是多学科交叉渗透,实验条件和装备向大型化、综合化和极端化发展;第四层次是以人为研究对象的行为科学。

  对应科学发展的这四个层次有不同的研究方法:机械运动基本上是靠理论,辅助实验证明;化学运动主要靠试验,也包括一定的理论分析;生命科学以来的现代科学,研究科学问题的手段除了理论和试验外,还多了一种新的方法——模拟,因为像地震、气象、地质、采油等这类学科,除了原有的理论和实验方法外,还更多地是依靠模拟、计算,而计算机的发明和发展更为科学研究提供了强大的工具;随着科学的发展,特别是研究人的行为科学的发展,还出现了一个新的研究手段——数据挖掘和数据分析,因为人的行为和机械运动是不一样的,是不确定的、可以随时变化并根据具体情形调节的,所以研究人的行为科学必须靠数据统计分析。“理论-实验-计算-数据”,正是这些研究方法的出现和发展,不断促进了基础研究的发展,推动了技术的进步,使科学向着更高层次迈进。(2017-03-01)


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