朱道本院士:推动我国分子科学发展的4点建议

发布时间: 2021-05-26

《2020科学发展报告》(中国科学院编.北京:科学出版社,2021.4)是中国科学院发布的年度系列报告《科学发展报告》的第23部,旨在全面综述和分析2019年度国际科学研究前沿进展动态,研判和展望国际重要科学领域研究发展趋势,揭示和洞察科技创新突破及快速应用的重大经济社会影响,观察和综述国际主要科技领域科学研究进展及科技战略规划与研究布局,评述和介绍国内外主要科学奖项的获奖工作,报道我国科学家具有代表性的重要科学研究成果,概括我国科学研究整体发展状况,并向国家决策部门提出有关中国科学的发展战略和科技政策咨询建议,为国家促进科学发展的宏观决策提供重要依据。

朱道本院士为“科学展望” 专题撰写了《我国分子科学的发展展望》一文。进入新的发展时期,分子科学高度交叉的基本属性与发展趋势越发显著,学科发展充满机遇也面临挑战:一是实现分子合成、反应过程及功能的精准控制和规律认知;二是发展变革性和颠覆性技术,实现创造物质过程的绿色无污染;三是为新材料、健康、环境、能源等领域提供高性能的分子及相关方法和技术。文章围绕我国分子科学的基本特征和发展现状,概述面向2035年的我国分子科学发展机遇与挑战,选择代表性研究方向阐述发展展望,提出促进我国分子科学跨越式发展的建议。

本文节选分享《我国分子科学的发展展望》一文“四、推动学科发展的政策建议”。

1. 重视剖析分子科学发展的内在规律与历史趋势

分子科学不是应用学科,而是交叉学科,跨学科融合是分子科学最突出的特征和发展趋势。分子科学即将全面进入“协奏”创新时代,单个学科、单个团队、单个个体的“独奏式”科研无法满足领域突破的重大需求。这一趋势在过去几十年中已经开始显现。以分子科学与生命科学的交叉为例,近20年的诺贝尔化学奖中有13次都与生命科学相关。因此,研究人员具有多学科交叉研究背景尤为重要,但是我国化学家在生命科学方面的教育背景和研究能力相较于欧美存在一定差距,这制约了我国分子科学与生命科学的深度交叉融合。要想突破上述限制,迫切需要建立多学科交叉的研究生培养和科研创新模式,鼓励多学科、多领域的人员协同攻关。但我国很多现行科研政策并未有效促进交叉合作。例如,在科研评价体制方面,现在通行的只看第一作者、单独通讯作者等评价方式不利于交叉合作,使得很多研究难以深入,难以解决重大科学问题。对交叉性的研究成果,特别是重大的原创成果,要从制度上采取可行的办法,充分尊重每一位参与者的贡献。

当代分子科学研究的另一特点是信息技术带来的正负效应。传统研究因信息技术发展滞后,研究者虽能潜心工作,不受外界太多干扰,但不能及时获得同行的建议和帮助,难以及时了解相关领域的发展情况。而现代信息化给基础研究带来了巨大冲击,科学家能迅速掌握各种资源,为自己的思想转化成具体成果助力;但是想要系统、全面地掌握海量的信息非常困难,而且还会潜意识影响自己的研究思路,使创新性大为降低。另外,一项原创性成果形成后,若无系统性地跟进和完善,就有可能被大量的相似工作淹没,继而被遗忘。因此,建议加强基础研究大数据库的建设,充分发挥人工智能等技术手段,提高基础研究选题时新颖性、重要性等的判断能力。

2. 科学引导,建立有利于原始创新的科研环境

过去20年,我国在基础研究领域取得的巨大成就主要源于国家长期和不断增长的投入,并主要由高水平研究机构实现。这些机构通常可从国家和各部委获得固定的经费支持,但与较发达国家同类型机构相比,有较大差距。例如,中国科学院化学研究所近几年的科研经费中,固定支持只占30% 左右,其余70% 的经费需要通过竞争性项目来获得。大多数的优秀科学家每年需要投入大量的时间撰写各类项目申请书、完成项目的检查和验收,难以潜心研究,不利于系统的、重大的、原创性的成果产出。建议国家统筹基础类研究机构的支持方式,对具有国际竞争力的单位加强稳定支持的力度,制定科学的评价方式,提高生活待遇,让科研人员敢于挑战重大的科学问题、敢于独辟蹊径、敢于开拓新方向和新领域。稳定支持的方式可以包括增加基本科研业务费,加强基础设施建设力度。对于领域的共性问题,可委托国家研究中心、国家重点实验室定向承担重大科技任务。

我国分子科学领域的优秀人才在数量上和质量上都很突出,因此论文数量才能在世界上迅速领先。但由于在一段时期内过于重视论文等成果的数量,强调“人才帽子”,导致很多研究人员盲目追求热点、短平快的工作和高影响因子的论文。这种利益驱动的科研模式与基础研究“深”和“新”的特点相违背。要实现真正的高水平创新,除了稳定的支持外,还应有良好的科研环境和机制;在社会上要大力提倡实事求是的科学精神,倡导真理面前人人平等的风气;要破除传统思想的束缚,敢于挑战未知领域;要鼓励交叉研究,协同集成创新。

3. 重视支撑条件的自主化能力建设

现代基础科学的发展离不开关键技术的突破,分子科学亦是如此。核磁共振、晶体衍射等技术揭开了分子世界的面纱,计算机和互联网促进了信息和成果的快速分享,人工智能更有可能彻底改变分子科学的研究范式。而这些技术基本都源自发达国家,相关产品的核心技术和知识产权并未掌握在我们手上。例如,我国分子科学研究中所使用的绝大多数生化试剂、软件、数据库等都需要进口,受国际环境变化的影响极大,风险极高,给国家安全带来威胁。分子科学的突破也越来越依赖大科学装置,美国、欧洲和日本的同步辐射等大科学装置在20世纪已经建设得比较完善,在蛋白质晶体结构、材料的表征等方面发挥了革命性的作用,而我国能够有效服务基础研究的大科学装置屈指可数。此外,我国基础研究领域发表论文常常要看国外编辑和出版集团的“脸色”,缺少话语权。总体而言,在分子科学持续突破的关键时期,若无利器,难成高手,关键科研条件的自主研发能力建设迫在眉睫。这些问题的解决需要国家的大力政策支持,在仪器、试剂等方面尽快形成从基础到产品的生态链。

4. 培养国际顶尖的战略科学家

国家需要具有国际视野的战略科学顾问。在基础研究经费不能完全满足要求的情况下,更加需要依靠战略科学家、依靠数据分析、依靠深入调研,寻找关键突破点,精准布局。但科学发展有其规律性,任何一个学科都有萌芽、成长、成熟、衰退(转型)的过程。随着知识水平的积累或技术、工具的变革,即使衰退的学科也会出现爆发点,集中涌现出一批领军科学家,催生一批在世界科技史上影响深远的成果。这需要对最源头、最基础的研究长期稳定支持。2000年之前,美国、德国、英国、法国等国家分子科学研究水平长期居世界前列,获得了诺贝尔化学奖的绝大多数。而日本在第二次世界大战之后开始了自己特色的研究,并在20世纪七八十年代实现了研究和人才体系的系统建设,在近20年有6人获诺贝尔化学奖。我国在分子科学领域现在已拥有一支整体水平居世界前列的高水平研究队伍,但要出现一批在世界上有引领能力的顶尖学者,还需要有耐心和信心。加强对基础研究的投入,创造有利于创新的文化环境和激励机制,特别是要关注青年科学家的健康成长,中国在分子科学领域一定能培育出伟大的科学家。

总体而言,中国的分子科学研究应抓住学科发展转型的战略机遇,营造有利于科研“协奏”的学术创新氛围,越来越有自信地面对领域的重大机遇与挑战,自信能培养出世界顶尖的科学家,自信能开创新的研究领域和方向、引领世界,自信能为国家的经济建设做出重大贡献,自信能服务国家战略,确保国家安全。 

本文摘编自《2020科学发展报告》(中国科学院编.北京:科学出版社,2021.4)一书,有删减,标题为编者所加。