有的種子也許不會發(fā)芽，但必須嘗試種下去
伽利略說“數(shù)學(xué)是上帝用來書寫宇宙的文字”，研究這門學(xué)科很不簡單。“我經(jīng)常給學(xué)生講陳景潤的故事。為了證明哥德巴赫猜想中的‘1+2’，他用了十多年的時間去推演，而這只是將哥德巴赫猜想的證明往前推進(jìn)了一小步。”董瀟瀟常用這個故事給學(xué)生打“預(yù)防針”，告訴學(xué)生基礎(chǔ)研究的每一個突破都是漫長的、不可預(yù)知結(jié)果的過程，要有足夠的毅力和耐心，才能把最初的科學(xué)夢堅(jiān)持下去，發(fā)展數(shù)學(xué)前沿知識，為人工智能、量子通信等領(lǐng)域的進(jìn)步提供基礎(chǔ)動力。
董瀟瀟的同行、武漢大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院教授繆爽有同樣的感受。這位80后青年學(xué)者切身體會到，對基礎(chǔ)科學(xué)研究者而言，論文寫不出來是常事。“有很多想法，嘗試后卻發(fā)現(xiàn)不對。我手上有很多問題在我讀研究生的時候就發(fā)現(xiàn)了，但直到現(xiàn)在都還沒有完全解決。”他坦誠地告訴記者。
在基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域，有很多科學(xué)家用盡畢生精力鉆研但沒有獲得成果，也有很多科學(xué)家用無數(shù)次的失敗告訴后來人“此路不通”。在這些年輕的科研工作者看來，“失敗”同樣是成果，這樣的探索為后來的科學(xué)研究提供了參考與警示。他們說：“有的種子也許不會開花結(jié)果，但必須得種下去，這是科學(xué)進(jìn)步不可不做的嘗試。不去嘗試，就永遠(yuǎn)都不可能找到答案、獲得進(jìn)步。”
繆爽的研究方向是非線性雙曲型偏微分方程的數(shù)學(xué)理論，研究課題之一是考察這些解是否在有限時間內(nèi)產(chǎn)生奇性，理解奇性產(chǎn)生的機(jī)制，同時他也通過研究解的長時間行為來理解方程所刻畫的物理現(xiàn)象。
外行聽起來是“天書”，但是空氣動力學(xué)和電磁學(xué)應(yīng)用研究領(lǐng)域的科學(xué)家們清楚，這樣的研究成果可能會對相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)活動提供很大的幫助。用美國數(shù)學(xué)會雜志《數(shù)學(xué)評論》(MathematicalReviews)的評論來說，繆爽與合作者最近有關(guān)兩體運(yùn)動中星體邊界的形變?nèi)绾斡绊懶求w的運(yùn)動軌道的研究，“打開了研究‘衛(wèi)星潮汐俘獲’這一物理現(xiàn)象的大門”。
讓基礎(chǔ)學(xué)科的花朵在祖國盛開
“目前，我國的材料還存在短板，能應(yīng)用于高端產(chǎn)業(yè)的不多。我們要從跟隨國外，逐步做到引領(lǐng)，最后做出一些世界上沒有的東西，形成我們自己的材料體系。這是我們每一位材料基礎(chǔ)研究者的使命。”80后青年學(xué)者、南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉遵峰將自己的人生目標(biāo)與國家發(fā)展緊緊聯(lián)系在一起。
“我有豐富的國外留學(xué)經(jīng)歷，海外求學(xué)的幾年里我漸漸感覺到，在國外就像做客一樣，沒有歸屬感，我始終還是依戀祖國。我在國外和華人老師交流，經(jīng)常談?wù)撝袊c西方國家之間高新技術(shù)領(lǐng)域的差距，許多關(guān)鍵的核心技術(shù)被外國控制著，決定權(quán)在對方手里。這讓我感到深深的遺憾，心里很不舒服。”劉遵峰認(rèn)為知識分子是建設(shè)國家的重要力量，于是決心回國，用自己的所學(xué)去推動中國技術(shù)的進(jìn)步，改變一些重要科技受制于人的局面。
在中國，基礎(chǔ)科學(xué)研究越來越受重視。2020年起，中國部分高校開展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點(diǎn)，推出“強(qiáng)基計(jì)劃”，主要選拔培養(yǎng)有志于服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求且綜合素質(zhì)優(yōu)秀或基礎(chǔ)學(xué)科拔尖的學(xué)生，為高端芯片與軟件、智能科技、新材料、先進(jìn)制造等關(guān)鍵領(lǐng)域以及人才緊缺的人文社會科學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)新生力量。
今年9月25日，第二屆“科學(xué)探索獎”獲獎名單正式揭曉，50位青年科學(xué)家獲得騰訊基金會提供的獎金。其中35歲及以下的有6位，最年輕的獲獎?wù)邇H30歲。該獎設(shè)有“數(shù)學(xué)物理學(xué)”“天文和地學(xué)”等多個面向基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的單元，鼓勵在基礎(chǔ)研究方面具有原始創(chuàng)新能力的青年科技工作者。騰訊董事會主席兼首席執(zhí)行官、騰訊基金會發(fā)起人馬化騰表示：“我們非常期待‘科學(xué)探索獎’可以長期支持一大批優(yōu)秀的青年科學(xué)家潛心探索、獻(xiàn)身科研，希望將來在他們當(dāng)中誕生科學(xué)大家，為國家的科技事業(yè)作出突破性的貢獻(xiàn)。”
繆爽2019年初從國外學(xué)習(xí)工作歸來，在基礎(chǔ)研究上精心耕耘的他，日前獲得了2020年度“求是杰出青年學(xué)者獎”。他說：“現(xiàn)在國家非常重視基礎(chǔ)科學(xué)研究，我們大有可為。我留學(xué)國外的很多同學(xué)都有回國工作的意向，都在積極了解國內(nèi)相關(guān)政策。”
靈感閃現(xiàn)，只存在于漫長的跋涉途中
北京大學(xué)物理學(xué)院教授、陳嘉庚青年科學(xué)獎獲得者肖云峰在發(fā)表獲獎感言時感慨，原始創(chuàng)新依賴長時間的積累，也依賴一個稍縱即逝的靈感。這是大多數(shù)科學(xué)工作者的共識。
大多數(shù)基礎(chǔ)科學(xué)研究者為了靈感閃現(xiàn)的一瞬間，需要付出異常艱辛的努力。從本科學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)開始，董瀟瀟便一直在數(shù)學(xué)海洋中求索。“你不知道靈感什么時候會來，看了十幾篇資料后沒有的靈感，可能看了幾百篇論文后就突然來了。”董瀟瀟說。
她曾經(jīng)為了一個控制理論的推導(dǎo)步驟而長期輾轉(zhuǎn)反側(cè)。在解決一個工程中非線性切換系統(tǒng)的數(shù)學(xué)問題過程中，一個步驟就“卡”了她半年時間，反復(fù)演算也行不通。她開始懷疑自己的假設(shè)是否成立，為自己的科研前途而焦慮萬分。
好在靈感的閃光雖微弱，有心人卻終能捕捉。閱讀大量的資料，不厭其煩地一次次重來，董瀟瀟從前人和同行的方法中汲取經(jīng)驗(yàn)，不斷完善自己的公式，再加上導(dǎo)師及時的點(diǎn)撥，這個步驟終于推導(dǎo)成功，接下來的研究也一氣呵成。她成功發(fā)表論文，并申請到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。
“很多人說基礎(chǔ)研究可能付出很多努力，卻收效甚微。在我看來，科研工作者首先要有好奇心，有好奇心就會有源自內(nèi)心的動力。其次，重大、突破性的原始創(chuàng)新，一定要有自己的獨(dú)特想法。在這種想法的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)的過程也是不斷試錯的過程。”劉遵峰認(rèn)為發(fā)現(xiàn)問題的能力有時比解決問題的能力更重要，他說，“要提高發(fā)現(xiàn)問題的能力，還是要回到基本功上，積累足夠多的基礎(chǔ)知識。”
和董瀟瀟一樣，很多從事基礎(chǔ)科學(xué)研究的年輕人都發(fā)現(xiàn)身邊有不少同事?lián)Q了專業(yè)或轉(zhuǎn)到實(shí)用研究分支，他們自己也在科研成長路上遇到過不少瓶頸，但最終他們堅(jiān)持了下來。他們的經(jīng)驗(yàn)和心性被一同磨礪著，分析問題更有經(jīng)驗(yàn)了，也更“坐得住板凳”了。他們發(fā)現(xiàn)，留下來做基礎(chǔ)研究的人都有這樣的共同點(diǎn)：都是出于單純的熱愛而步入科學(xué)的殿堂，不追求立竿見影的成果或知識變現(xiàn)，而是享受探尋科學(xué)真理的過程本身。
