为什么我们需要资助基础科学研究

Fundamental scientific research into fibre optics and digital imaging laid the foundation for today's networked society
Fundamental scientific research into fibre optics and digital imaging laid the foundation for today's networked society.Image: Pexels/Altered Snaps
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  • 基础科学研究的驱动力并非商业或实际考量,而是纯粹的科学好奇心。

  • 这类研究为当今许多最重要的创新奠定了基础。

  • 现代经济体不能只投资于应用研究。

人们经常要求我解释资助基础科学研究的必要性,这类研究的驱动力并非商业或实际考量,而是纯粹的科学好奇心。尤其是在危机或经济不确定时期,难道不应该要求研究人员专注于务实的事务,难道不应该将公共资金用于支持专门解决社会面临问题的研究吗?

但基础科学推动创新是一个事实。除了满足人类好奇心和创造新知识所具有的重要文化价值之外,基础研究还能增进对自然世界的理解,并为解决紧迫的实际问题奠定所需的essential知识基础。

创新历史表明,研究人员在不受任何约束的情况下追求其创造性想法的自由,对无数发现至关重要,其中许多发现催生了突破性技术,为社会带来巨大益处,并推动了经济发展。

例如,“光纤和数字成像之父”、2009年诺贝尔物理学奖得主高锟(Charles Kuen Kao)、Willard S Boyle和George E Smith的工作,奠定了当今网络化社会的基础。2009年诺贝尔物理学奖。若没有他们对玻璃物理特性和半导体集成电路的研究,过去几十年推动经济增长的、价值万亿美元的通信产业可能永远不会出现。

另一个引人注目的例子是:爱因斯坦提出狭义和广义相对论时,很少有人会想到这类实验工作会有实际应用。但数十年后,它在全球定位系统(GPS)技术的发展中得到了应用。

该系统基于环绕地球运行的24颗卫星阵列,每颗卫星都搭载一台精确的原子钟,而这些原子钟最初是为检验广义相对论而研制的。GPS主要为军事导航而建,投资额超过100亿美元,如今已发展成为一个蓬勃发展的产业。

更近一些时候,2020年诺贝尔化学奖授予了Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna。这开辟了基因组精准医学的新领域,提供了可直接靶向遗传疾病的工具。但当研究人员研究细菌基因组时偶然发现奇特的重复DNA序列(即CRISPR),或其他人试图弄清如何防止酸奶发酵剂变质时,这一结果并未被预见。研究作为基因“剪刀”发挥作用的Cas9酶结构的人员,同样也未将其放在首要考虑之中。

创造高质量、可靠的新知识,是有用创新得以涌现的必要条件

Maria Leptin,欧洲研究理事会主席

最令人印象深刻的案例之一是新冠疫苗。Ugur Sahin和Özlem Türeci快速研发出辉瑞/BioNTech疫苗,这是首个经过充分测试并获批的免疫制剂,其成功不仅依赖于疫苗生产方面取得的进展,还依赖于欧盟的大量资金支持以及监管机构比平常更快的行动。但如果没有此前多年对mRNA技术的研究,这一切仍不足够, 其中尤以Katalin Karikó的工作为代表。早在疫情大流行之前就已开始癌症疫苗mRNA试验的研究人员,很快意识到同一技术可用于新冠疫苗。

关键在于,我们无法事先知道哪些研究成果最终会有用。但我们确实知道,创造高质量、可靠的新知识,是有用创新得以涌现的必要条件。这些少数例子表明,从发现到成功创新的商业化过程并非一帆风顺。创新并非遵循从发现到初创企业、再到带来增长和世界福祉的成功产品这一线性过程。

今天在实验室和大学中所做的发现,以及那些受过严格研究训练的熟练且有才华之人的工作,很可能在明天或十几二十年后,带来用于慢性病的新型诊断工具;或更廉价、更环保的能源技术;或对动植物种群相互作用的新见解,从而帮助我们找到适应气候变化的方法。

前沿研究持续推动现代创新漫长、复杂且反复迭代的过程,欧盟通过欧洲研究理事会( ERC)对此进行投入。我们资助此类研究时,并不期望其带来任何即时的技术效益。尽管如此,除基础性发现外,获ERC资助的研究人员还创办了众多初创企业,并将研究成果转让给现有企业。

他们的科学出版物中,有些对新科学领域的发展具有重要意义,也位列专利申请中被引用次数最多的文献之列。超过44%的ERC资助项目已产生了随后被专利申请引用的研究成果,这些专利申请由世界各地的企业和机构提交。

这些都是令人鼓舞的事实。现代经济体不能只投资于应用研究。如果我们希望能够将创新理念转化为能够提高生产力、提升全球生活水平的产品和服务,就需要提升全球基础研究的整体水平,并推动知识前沿的拓展。

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