为什么基础科学很久都没进步了?
基础科学看似“停滞”,实则是进入了一个深度沉淀与范式转换的复杂阶段。现代基础科学(如量子场论、弦理论)的数学工具和概念体系已高度抽象,远超牛顿、爱因斯坦时代的认知框架。例如,理解量子热化需掌握随机矩阵理论或辛代数,而掌握这些工具需数十年专业训练。
学科细分导致“知识碎片化”,科学家被禁锢在狭窄领域,难以跨越学科壁垒整合知识。
现在的实验验证成本与难度剧增,验证前沿理论需极端条件(如超高能粒子对撞、深空观测),欧洲大型强子对撞机耗资800亿美元,却可能数十年无突破性发现。
暗物质、量子引力等理论因缺乏实验支持,长期停留于假说阶段。
科学已经从“个人英雄”到“群体协作”阶段了!20世纪前半叶的重大突破多依赖天才科学家(如爱因斯坦、玻尔),但现代科研需跨学科团队协作。例如,引力波探测耗时50年、涉及全球千名科学家。 个体难以全面掌握多领域知识,科学进入“拼图式”创新时代。
AI(如AlphaFold)、超级计算与大数据成为新研究引擎,传统实验科学权重下降。 但工具依赖也带来风险算法可能固化思维路径,抑制颠覆性想象。
基础科学成果需数十年甚至百年才能转化应用(如黎曼几何于50年后支撑广义相对论),政府与资本更倾向投资短期见效的技术领域。
中国近年虽加强基础研究(如建成FAST射电望远镜),但投入仍集中于量子通信等“应用型基础科学”,纯理论数学、物理支持不足。
项目制考核强调论文数量与短期产出,导致科学家规避高风险课题。青年科研者为生存压力转向“灌水”研究,原创动力被削弱。
欧美因经费收缩放缓大科学项目,中国积极承接国际合作(如ITER核聚变计划承担12%核心部件)。 但中国原创能力仍“点强面弱”,数学、理论物理等基础学科薄弱,诺奖级成果稀缺。
想要突破基础科学的希望在于AI与交叉学科,AI正加速科学猜想-验证循环(如DeepMind破解蛋白质折叠),可能突破人脑局限。 复杂科学(系统生物学、网络科学)整合多学科工具,有望催生新范式。
突破在酝酿,但需耐心与变革。人类关于对基础科学并未停滞,而是从“可见突破”转向“地下蓄力”。未来突破极大可能来自于AI拓展认知边界、大科学工程积累数据、非主流理论边缘崛起(如量子引力新模型)。然而,社会需容忍长期不确定性,重构科研生态。减少功利考核、保护“无用之学”,方能在深暗中点亮下一束文明之光。