基础科学研究的使命是什么？
中国科学家何时能获得诺奖？科学研究都需要坐十年冷板凳吗？走进“基础科学之使命·破题”的现场，
听科学大咖碰撞出的思维火花！
对谈嘉宾：
张双南 中国科学院高能物理研究所研究员
傅向东 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员
何为基础研究的“使命”？
段玉龙：究竟什么是基础科学研究？是像大家想象的一样坐在实验室里做实验、写论文，甚至自己进行一番头脑风暴吗？
张双南：我做基础研究差不多就是这样子吧。简单来讲，基础研究是最底层的、原理性的研究。它有可能带来很好的应用，也可能短时间之内无法带来。但是它是原理性的，我们将其称为基础研究。
傅向东：我们不能简单地把基础科学看作没有用的、或者说投了钱却看不到效果的研究。原理研究的确是我们最早探索的问题，但是基础科学进入应用层面后，又会产生新的疑问，我们又要回来重新做原理研究。也就是说，当某一个问题开始的时候，可能的确停留在原理层面，做到后来就变成了技术，最后可能又有一些新的问题出来，再次回到原点。所以这也是基础科学之美吧！因为你永远有问不完的问题，永远有追问的力量，永远有让你探索的内容。
段玉龙：我们今天的主题是基础科学研究的使命。特别是咱们中国科学院推出了基础科学研究的十项举措，提出要“致力于使命驱动的建制化基础研究”。“使命”是一个特别高大上或者说源于思维深处的词，我们如何来把它具体落到实地？基础科学对于我们的现实生活、对于老百姓的生活、对于国计民生有怎样的意义和作用呢？
张双南：我觉得不同的地方、不同的部门都有各自的使命，国家成立不同的部门也有不同的用意。从咱们科学院基础研究的使命来讲呢，我觉得有两个方面：一个是面对科学前沿的最重大问题；另外一个是面向国家需求的最重大的科学问题。这里面有一些是共同的，有一些可能是不同的，但总之是这两个方面的最重要的科学问题，就是我们科学院所要做的基础科学的使命。
这是科学院的，当然比如在其他地方，可能更强调个人好奇心的驱动；有些可能是赞助人，我资助你做这个研究，回答这个问题。所以科学的发力有不同的驱动方式。并不是说这两个方面就是基础科学的使命，而是我们科学院所做的基础科学的使命。
从有用性上来讲，我的研究很显然不如傅老师做的有用。傅老师做的是水稻，直接解决的是吃饭的问题。我解决的是我们看天时所产生的疑问：我们的宇宙里面有什么、正在发生什么。就像我们吃完饭要到剧院里欣赏艺术。首先要吃饱饭，然后我们就有别的需求了。那我们人类在解决了吃饭的基本问题之后，同样就开始想着更远的事情。比如我们人类终究要寻找地球以外的生存空间，我们不可能永远限制在地球上面。这就需要我们的科学家不仅仅研究吃饭问题，还要研究未来更长远的人类生存问题。
段玉龙：我们为什么一定要离开地球呢？我觉得地球挺好的：一天三顿小烧烤，日子过得很逍遥。去别的星球，生活水平会下降的。
张双南：（笑）对。我不知道傅老师的水稻将来能支撑多少人，但是地球上的资源总体来讲还是有限的。也许吃饭的问题可以解决，不过总体还是有限制，这是一个方面。
另外一个方面，从咱们宇宙演化的角度来讲，地球不可能永远是人类所居住的地方。不仅有太阳的演化问题，还有小行星的撞击问题，或者说地球未来环境的变迁问题。所以我们人类没有近忧必有远虑。在远虑这个方面，我们天文学家希望能够为人类做些贡献。
段玉龙：好。我们来听一下傅老师的回答，您如何理解基础研究的使命？
傅向东：我认为基础科学的使命就是两个字“求是”：去追求它的本质，去了解为什么，探索原理。我想对于个人来说，探索基础科学最原始的动力可能就是好奇心。有好奇心你才会不断地追问：这到底是怎么回事？它的原理是什么？它的基础是什么？
但是科学研究是需要投入钱的，那么投入钱的人可能就赋予了它不同的使命、不同的追求。科学院有科学院的使命，国家有国家的使命。我个人觉得，中国真正投钱做研究大概是在2000年左右，时间很短，也就说我们的目标是有限的，不可能跟美国一样全方位。所以我们要有个范式，尤其是关于国家命运、关于民生的研究，这些必然是要重点去做的。
我2005年回国的时候就在想：我可以继续做拟南芥方向的研究，但如果只是发文章，我也可以不回国，反正国外也能有份工作，是吧？但是既然回国了，就希望自己学到的知识能为国家做点事，尤其是植物科学。能不能通过我的工作给老百姓们带来点益处？是不是为他们解决了问题？也就是说，我做的得是有用的。
我相信只要每个人认真思考，肯定能把这两个方面结合起来，找到那些切入点，进行既是自己喜欢的又是国家所需要的研究。这也是对我们科学院研究者的额外要求，不像在大学时，你可以“自由放飞”，只做自己喜欢的。
为什么我们需要自己研究基础科学？
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段玉龙：在基础研究领域，无论是国外还是国内，大家都非常认论文。很多基础研究的成果也在第一时间发表在国际期刊上，比如大家熟知的Science、Nature等。既然这些基础研究都已经以成果的方式发表在论文上了，我们直接拿来看、直接学习就可以，为什么还要继续研究呢？
张双南：我觉得这还是文化自信的问题。学习人家的知识是可以的，但是在这种情况下，我们得不到尊重，而且我们也是没有底气的。学习者和创造者的这份底气和自信是完全不一样的。所以我们比较穷、比较落后的时候，最简单、最快速的办法就是低下头，埋头学习。但是在今天，我们已经要有自信了，已经要昂首挺胸了，如果还全部学习的话，就没法获得自信。要想真的自信，你就要成为知识的创造者，所以我们国家要加强基础研究，要从源头上解决知识的问题。
依靠我们中国人的知识建立起来的技术，那可和从别人那里学来的知识和技术完全不一样。今天这样的事情做的还非常少，刚才傅老师也提到，我们不过做了20年而已，而西方的科学传统至少已经有四五百年了，进入到比较现代的科学研究阶段，所以这个差距是非常大的。
傅向东：我想作为一个科技工作者，尤其是做基础研究的科技工作者，说不想把自己的工作发表在期刊上，这估计是假话。每个人都希望成果得到别人的认可，每个人都有一个CNS（Cell、Science、Nature）的梦想，对吧？如果你说没有，我觉得不现实，因为这是对你工作的一种认可。现在我们中国的期刊进步很快，也许几年、几十年以后，它们就能代表世界一流水平。
但是科学并不等于技术，知道了“为什么”并不意味着它就一定能进行转化。从基础研究到应用研究，包括技术的研发，是有一个时间差的。不是说人家做完了，我们去看看文献，就能把他们的知识变成我们的技术，尤其这些技术还是有国界、有专利的。因此我们还需要不断地探索，也许就能找到外国人没有发现的点，然后独创出我们自己的一套技术体系。如果做到了这一点，这时我们就能拥有真正的科技自信了。
我们与诺奖还有多远的距离？
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段玉龙：发论文是一种科技自信的体现，客观来讲，它也是一套评价机制。比如您刚才提到，能够在这些顶级期刊上发表论文是一件非常荣耀的事情。同时我还想问二位另外一个比较困难的问题：现在看的话，中国科学家已经在这些顶级期刊上发表了数量庞大的论文，而且它们在各个领域的被引用率也占到了全球前列。但每年到了10月份的时候，大家都会发出类似的哀叹：唉，今年诺贝尔奖的自然科学奖项怎么又没有中国科学家？这种哀叹是不是也是一种文化不自信的表现？我们该如何看待论文数量已经世界第一，但是始终少有中国大陆科学家获得诺贝尔奖这一现象？
张双南：这个问题一直在讨论，也一直没有确切的回答。我觉得它首先是一个积累的问题。我们今天看到的奖项，往往是刚才傅老师讲的大规模投钱之前发生的事情，对不对？
另外一方面的话，原创的程度确实是不一样的。我们今天做的很多事情、研究的问题、研究的方向实际上是别人开创、别人提出来的。我们在这上面做了一些漂亮的工作，在CNS上面发表出来了。当然和几十年前还不会写文章相比，这是很大的进步，巨大的区别。但是，这些研究方向不是我们创立的，这些问题不是我们提出来的，所以提出这些方向、这些问题的人，他们最有机会在最重要的问题上面取得最早的原创性发现，所以难怪他们获得的大奖数目是最多的。
但是只要给足时间，我想中国人终究能够站到这样的奖台上面，人数也会越来越多的。因为当我们的科学水平足够高了，我们的自信足够强了，当我们不再去问“为什么美国人没有研究这个课题”“为什么欧洲人没有研究这个课题”的时候，我们就可以承担非常重要的项目。
今天我们研究课题都要回答这样的问题：如果美国人没有研究，你为什么要研究？美国人研究了，你为什么还研究？那还有什么东西可以研究？！所以到我们有那份自信的时候，我们要研究就可以研究，就能把它做好，那时你想不获奖恐怕都很难。所以我们还缺了这个阶段，但我相信这个阶段已经不远了。虽然我们的起点比较低，但是速度真的很快，可以眼见着我们往那个方向走，所以我觉得非常有希望。
段玉龙：我再补充一个问题。有一种声音认为，目前全世界95%的相关研究都是用英文发布的，而很多的中国研究都停留在中文的语境之下。是不是因为文化和语言的隔阂，我们很多的宝贝没有被他们了解和认可？在一定程度上，我们可不可以不跟他们看齐，我们自己玩是不是也挺好？您怎么看待这个说法？
张双南：我觉得不是的，这也是因为国际交流的需要。那为什么用英文呢？为什么英国人和美国人就可以用本国的语言？这又是一个文化自信问题，因为科学规则本来就是他们制定的，所以科学的语言就是他们的。如果有一天全世界的科学家都用中文写论文，那不用说，我们这个自信肯定就完全提上去了。
段玉龙：想想都很爽。傅老师，您的答案是什么？
傅向东：我非常赞同张老师的想法，其实这就是一个积累的过程。我们现在积累的时间还很短，但按照我们现在发表文章的速度，我们在科学技术上的突破也非常快。我相信在某一年的10月份，我们中国人肯定会得到一个奖项。当然从另一个方面讲，诺贝尔奖是一种荣誉，也是一种肯定，肯定国家或者个人在这个领域中的贡献。
我突然想起来一个小故事，它也佐证了积累是多么的重要。我在英国留学的时候，做的是赤霉素信号途径。赤霉素是一种植物激素，那么做信号途径中最有价值的部分是什么？找受体。感知这个小分子化合物的受体是这个研究领域最重要的东西。你要知道这个蛋白是不是和这个小分子化合物结合的受体，就需要进行标记。但我们那个小分子化合物——萜类化合物非常难标记。当时英国就没办法做到在标记同位素的时候，仍然让萜类化合物保持活性。但这时日本的科学家就成功了，为什么？因为日本在化学领域的研究非常强势，他就找到了一种标记办法，成功破解了赤霉素受体这个谜。
从这个角度来讲，诺贝尔奖靠的不是他一个人，靠的其实是一个群体。只有群体起来了，我们国家整体的科研起来了，无论是张三还是李四，可能某一天就会有一个人站出来。所以大家要齐心协力，把整个国家的科研水平提上去。我相信到那个时候，大家认为要不要得奖也不重要了，因为我们到时候可能已经是世界第一了。
段玉龙：我还是衷心希望两位老师能够拿到诺贝尔奖。
张双南、傅向东：（笑）那是不可能的。
观众提问环节
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观众：大家可能对分子设计育种比较陌生，但在很多年以前，崔永元和方舟子等人曾就转基因工程和应用展开争论。我想问问傅老师，您对在农业上应用生物工程技术有什么看法？还有一些人对转基因技术抱有敌视，您对此有着什么样的见解？
傅向东：其实我在演讲的时候，特意放了两张PPT，介绍了一万年前的作物长什么样子，跟现在的作物有什么区别。大家想，这一万年间它们发生了什么变化？很多基因都被改造了。我们人类在不自觉的情况下，经过长时间的积累，慢慢地把一个很差的性状变成了好的性状。
▲ 左：玉米祖先
右：现代玉米品种
而我们现在的科技进步了，我们有技术、有能力在更短的时间里精准地改造某一个性状。其实所做的事情都是一样的——都是人为地改造我们农作物的遗传背景，让它的品质变得更好，产量变得更高，或者让它更加适应这个环境。所以从这点来讲，现代生物技术和我们以前的技术是一样的，从安全角度来讲没有问题。
此外，大家可能把转基因这个概念妖魔化了。其实我们也在想，它应该分成两个层次：第一，技术本身没有任何问题；第二，技术的安全性也没有问题。我觉得很大的一个缺陷就是科普没有做好。
为什么呢？我们闷头去做科研了，没有让我们身边的人明白为什么要这样做，为什么能让庄稼长得更好。如果向大家普及了这一点，大家就能明白生物育种，尤其是现代生物技术如何提高了生物的育种效率。至于大家所关心的安全问题，我觉得这可能要在国家层面制定更加严格的管理措施，让老百姓能够真正放心地使用这项技术。我想科技的进步肯定会让我们的育种做到更快、更高效、更精准。
段玉龙：就像两块金块。一块是自然形成的狗头金，另外一块是人工炼出来的大金块，你说哪个金块更值钱？
傅向东：你这个比喻非常好。
张双南：其实是一样的嘛，而且现在这种办法更准确、更有效，有目的地把有害的东西去掉了。自然的那种变化可能催生了很多有害的东西，你也不知道，无非觉得动物吃了没事儿，我吃了可能也没事儿。其实这个实验还不如我们在实验室里面控制的好。所以我觉得大概是“转基因”这个词的问题：如果把它叫做“基因改良”，大家觉得就挺不错。
傅向东：既然老百姓产生了担忧，我想就是因为我们科普没做好。“转”和“改良”都有差不多的意思。
张双南：但你用“转”，大家就觉得基因改变了。而且我们觉得吃啥补啥，你改了这个玩意儿的一个基因，会不会我吃了之后，我的基因也改变了。
段玉龙：我曾经看过一个权威的统计调查，20年前老百姓对转基因技术的接受和支持率大约是40%。那么经过20年时间，在科学家们的“努力”、媒体工作者的“努力”下，现在的支持率已经不到10%了（笑）。所以客观来说，我们的科普工作需要在这个领域更进一步啊。接下来我们还有最后一个问题，看一下咱们现场的哪一位朋友来提问。
观众：我有一个相对来讲有点形而上的问题：我曾经想过走学术这条路，但是后来放弃了。原因是有的时候我会遇到一个问题，想了很久还是想不懂，然后我特别害怕这种状态，我觉得这让我非常痛苦。特别刚刚张老师也提到，如果我们沿着前人的路走，做出一些新的成绩可能相对容易；但是如果我们要思考一个全新的问题，回答一个全新的问题，去探索它的答案，这个可能会特别难。
所以我很想请教一下两位老师，你们在自己的科研道路中有没有遇到过这种情况？当找不到答案的时候，是如何处理这种困境并且克服它的呢？
张双南：这是做研究的时候常常遇到的情况。我们经常说“鼓励科学家、青年科学家坐冷板凳，一坐十年、二十年出不了成果也不要紧”，其实不能这样子。如果不出成果的话，可能十年、二十年就被废掉了，就真的出不了成果了。因为并不是所有的科学问题都能通过咬着牙坐十年冷板凳解决。
所以，我本人、还有其他科学家也都给过类似的建议：你做研究的时候呢，要有常规的科研题目，也就是说这个题目一定能够做下去。然后你也可以同时思考特别难的，做不下去的时候可以放下来，再回来做常规的。对于时间分配这个问题，年轻的时候可以做更多常规的项目，这样可以确保你的职位晋升，找到合适的工作，家庭也能够得到保障。
随着你的级别逐渐升高，假设你对这些事情不那么在乎了，你就可以花更多的时间去做那些比较难的研究。这些问题可能一时半会也解决不了，甚至永远也解决不了，但是这个时候你可以享受这个过程。就算你没能攻克难题，但是你还有常规的科研题目，它能保证你可以做每年的年终报告，职称晋升的时候还有论文。当然也有人始终很在乎，那你就永远不要做这些特别难的事情，因为可能确实做不出来。
我们毕竟不能保证自己是天才。确实有这样的天才：我就攻一个题目，啥也不弄，做不出来拉倒。反正我家里也有钱，家里也有矿，无所谓，对不对？是有这样的人，但我们大部分人不是这样的，所以我觉得“常规+难题”是一种比较合理的模式，我自己也是这样做的。
我从很早开始就有一两个特别难的科研题目，到现在也没有做完。当我遇到一个特别聪明的学生的时候，我就让他花一点时间帮我做一下，但是不作为他的毕业论文，因为很可能做不出来。花一点时间做一下，做不出来就拉倒，过一段时间再换一个学生做，所以这么多年来也就在这个方向上写了两三篇论文，而且别人还不认可，因为想法跟别人太不一样了（笑）。但是我很享受这方面的工作，我把它叫做我的业余爱好，也就是说除了科研工作之外，我还有一个科研的业余爱好，时不时做一做那个东西，做出来就做出来，做不出来就算了。这样的话，你就不会太受这件事情的困惑。尤其是对年轻人来讲，我觉得有志向做难题是好的，但是风险很大，所以要合理的回避风险，就像我们的投资一样。
段玉龙：我跟您二位讲，您看我是做媒体的，其实媒体人有意无意地都特别喜欢把这种极端型的人格、故事公之于众。这样会吸引大家的关注，觉得科学家一定要一门心思地扎一个问题。但是今天听您一说，我想问那样的人是不是也不会有巨大的成就？
张双南：也不是，你见到的往往是那群人里面成功的。存在幸存者偏差，但大部分都已经失败了。
段玉龙：成功的叫天才，没有成功的就叫小白。傅老师，您的答案是什么？
傅向东：我觉得现在年轻的科研人员都会有这样的顾虑，或者说有这样的焦虑。在本科阶段，我们大概都是填鸭式的，想着怎么把那些写进教科书的知识装进脑子里；到了研究生阶段，就该在导师的指导下去做一些工作，至少知道怎样去做科研；那么到了博士后阶段，就应该去探索一些你导师都不知道的事情；当你做了group leader（课题组长），能够带领一群学生做研究的时候，你可以放飞一下，可以做一两件你认为很有挑战的事。
其实我自己也遇到过这样的问题。我刚回国的时候申请了一个课题，找了个学生做。做不动怎么办呢？完全可以放一边等等。再过几年，像刚才张老师说碰到一个特别聪明孩子再捡起来，重新做做，做不下去再放放。但是，这个事是因为我带着好奇心，一直想把它搞清楚；但是对那个学生而言，如果他失败了，可能就意味着不行。所以在我们实验室里，我一般会给学生两种课题：一类是有点挑战性的，一类是保本。也就是说，不管怎样，要让年轻人能够看到自己在不同阶段的成长过程，坚信自己坚持做下去就会有点成绩和成就。当然也有很幸运的情况，那些很难的课题也可能被解决了，毕竟有人的确是天才，可以做很好；有的人经过自己努力，也可以做的很好。
段玉龙：前提条件是先上车，上了车之后再瞅准机会找好位置。那今天我们的圆桌论坛到此就告一段落了，再次请现场的各位朋友把热烈的掌声送给张双南研究员和傅向东研究员。谢谢大家，谢谢二位！
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