以更大力度、更实举措加强基础研究（院士讲科普）
4月30日，习在加强基础研究座谈会上强调：“基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关。要以更大力度、更实举措加强基础研究，提升我国原始创造新兴事物的能力，进一步打牢科技强国建设根基。”
当前，世界已确定进入大科学时代，科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力。应对国际科技竞争、实现高水平科技自立自强，推动构建新发展格局、实现高水平质量的发展，迫切地需要我们加强基础研究，从源头和底层解决关键技术问题。
本版推出特别报道，邀请中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿，中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤和青年科学家李晓，结合自己科研经历谈谈他们如何理解基础研究，当前加强基础研究最需要做什么。
习在加强基础研究座谈会上强调：“要以更大力度、更实举措加强基础研究，提升我国原始创造新兴事物的能力，进一步打牢科技强国建设根基。”作为一名在量子领域耕耘40余年的科研工作者，我亲历了中国量子科学从“无人问津”到“世界瞩目”的全过程。回望这段历程，我深切体会到：基础研究是一个国家科学技术实力的根基，是科技强国建设的“必修课”。
我们国家量子科学的突围之路，是基础研究厚积薄发的线多年，我做了两件事：把量子光学理论体系引入国内；在国内率先开展量子信息科学研究。支撑我一路走下来的，是一个朴素而坚定的信念：基础研究是大国科技的立身之本，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，必须依靠自主深耕、久久为功。
量子科学在中国的萌芽，始于改革开放初期的破冰探索。上世纪80年代初，量子光学在国际上已发展20余年，而在中国却是无人问津的学术“荒原”。1981年，我作为改革开放后首批公派学者赴加拿大访学，初次接触到量子光学前沿，便被其颠覆传统的理论体系与巨大应用潜力深深震撼。那一刻，我暗下决心：一定要把量子光学研究做起来，不能让中国在这一前沿领域缺席。
1983年回国后，我开始了量子光学的研究。当时国内学界对量子光学普遍存疑，认为它是“冷门无用之学”，经费匮乏、人才稀缺、共识不足，研究举步维艰。为搭建理论基础，我通宵整理国外前沿资料，编撰量子光学专业讲义，填补国内教材空白。为聚合国内科研力量、搭建学术交流平台，1984年，我牵头在安徽滁州举办全国量子光学研讨会。尽管当时仅有数十人参会，但这场小小的学术会议，播下了中国量子科学研究的种子，为学科发展积蓄了最初的科研力量。
从备受质疑的“冷门学科”到广受瞩目的“前沿热点”，我国量子科学的突围之路，是基础研究厚积薄发的线年代初，我认识到量子信息将是未来的重大方向，着手进行量子信息科学研究。但因超出当时学界普遍认知，这一前沿探索一度被误解、被质疑。攻坚阶段，我致信钱学森先生请教方向，得到了先生的明确肯定，为我坚守前沿研究增添了底气与力量。1998年香山科学会议上，“量子通信与量子计算”被列为主题之一，王大珩院士更是明确说：“量子科学太重要了，必须要有中国人的声音。”
在基础研究领域，一代代科研工作者甘坐“冷板凳”、敢坐“冷板凳”，这份勇气和底气，源于国家战略与时代机遇的稳稳守护。伴随着学界共识逐步加深，国家对量子前沿基础研究的支持不断的提高，量子科学迎来发展的春天。2001年，我国首个量子信息领域国家级重点基础研究项目落地，量子信息研究被纳入国家战略布局。
四十余载，我们国家量子科学实现了从“一无所有”到“世界前列”的历史性跨越。如今，我们国家量子科技发展水平已稳居世界第一梯队，形成“局部领跑、整体并跑”的战略格局。量子通信领域，我们团队在合肥成功建成“星汉二号”多模式量子中继网络，实现了14.5公里的物质纠缠。量子计算领域，第四代自主超导量子计算机“本源悟空—180”上线运行，标志着我国超导量子计算机制造链具备持续迭代的工程化能力。
量子科学40余年的探索实践，深刻揭示了基础研究对一个国家的重要意义——基础研究非做不可、一定要做好，这是关乎国家前途命运的战略抉择。基础研究的根扎得越深，科学技术创新的树干才能长得越高、枝叶才能伸展越广。
基础研究是破解“卡脖子”难题的前提，不做就会受制于人。关键核心技术的根源在于基础研究，没有基础理论的突破，应用技术就是无源之水、无本之木。量子科学的发展历史充分证明，前沿领域的竞争，本质上是基础研究能力的竞争。倘若当年我们因质疑与困境放弃量子领域基础研究，今日我国就不可能在量子通信、量子计算等领域占据国际话语权，更难以在信息安全、算力竞争等关键领域摆脱对外依赖。当前，全球科学技术竞争日趋激烈，唯有持续加强基础研究，攻克前沿基础理论，才能从根本上破解“卡脖子”困局，掌握发展主动权。
基础研究是原始创新的“源头活水”。量子力学作为现代物理学的基础，其百年发展催生了半导体、激光、核能等颠覆性技术，深刻改变了世界发展格局。我国量子科学的突破，正是源于对量子力学基础理论的持续深耕，从量子光学理论引入，到量子信息原理创新，再到量子器件技术突破，每一步原始创新都扎根于基础研究的深厚土壤。我国基础研究正处于从量的积累向质的飞跃、从点的突破向系统能力提升的关键阶段，唯有持之以恒加强基础研究，鼓励“坐冷板凳、甘做潜功”，才能源源不断催生原创性、颠覆性成果，提升国家原始创新能力。
加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，是建设世界科学技术强国的必由之路。我们要以量子科学发展为借鉴，坚定“非做不可”的战略定力，涵养“十年磨一剑”的科研品格，以更大力度完善基础研究体制机制，以更实举措培育基础研究人才队伍，鼓励科学家勇闯“无人区”，持续加强基础研究，提升原始创造新兴事物的能力，为加快建设科技强国筑牢坚实根基。
今年是“十五五”开局之年，习在加强基础研究座谈会上强调：“基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关。”
纵览科学技术发展之路，科学研究大致可划分为3个层次：发现/发明、拓展与应用。发现/发明为科学界带来全新的理论、视角与工具；拓展阶段将这些发现/发明转化为一个个研究领域；应用阶段则是将某领域的研究成果转化成产业化的技术，推动经济社会发展。
钱学森曾说过：“常常是最后一把钥匙打开了门”。在我看来，这至少包含两层意思：一是在找到开锁钥匙之前，要坚持不断试错；二是坚信总会有一把钥匙把锁打开。
2008年起，我带着清华大学物理系和中国科学院物理研究所联合团队，利用5台特色精密实验仪器，制备测试了1000多个样本，历时4年多，于2012年底最终完成量子反常霍尔效应实验。过程中，每当我们用实验结果排除掉某些材料组分和实验条件时，小组成员都异常兴奋，代表着我们已解决了一些重要问题，前进的路更加清晰了。这如同推翻了一个“旧理论”，给人以难以名状的幸福感和成就感，这也是“冷板凳”能被坐热的驱动力。
破解高温超导机理之谜，是40年来凝聚态物理领域的重大科学难题，也是近年来我和团队发力的又一方向。去年，我带着南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心、清华大学联合研究团队，在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性，使镍基材料成为第三类在常压下突破“麦克米兰极限”的高温超导材料体系。今年，团队在这一方向接连取得突破，成果相继发表于国内外学术期刊。突破背后是我们提升了强氧化能力薄膜生长技术，成功获得晶体质量更高的薄膜材料。
人才是基础研究发展的“第一资源”。实现基础研究突破，需要研究者成为“多面手”：不仅要有炉火纯青的理论基础、驾轻就熟的专业实验技术，也要有好的科学直觉、强大的辩证思维能力与科学兴趣，更要有“虽千万人吾往矣”的勇气与坚韧。
在基础研究人才的成长中，高水平研究型大学要勇于承担重要责任，支持青年科学技术人员挑大梁、当主角，锻造“未来的力量”。以我所在的南方科技大学为例，我们一方面通过加快建设粤港澳大湾区量子科学中心、自由电子激光、材料基因组等一批大科学装置和平台，为青年科学技术人员打造开展科学研究的“金刚钻”；另一方面，积极推行符合基础研究规律和青年人才成长规律的长周期支持机制，既鼓励“项目负责人制”下的自由探索，也围绕国家需求开展有组织科研，鼓励青年人才在基础研究中深挖深潜，追求“从0到1”的原始创新。
基础研究从来不是空中楼阁，它需要深厚的学科交叉实践与产业视野支撑。“十五五”规划纲要在部署“强化战略前沿领域科技布局”时，提出“实施人工智能、量子科技、生物科学技术、新能源等科技战略部署，加快突破基础理论和底层技术，促进转化应用”。这些领域既是国家给科研工作者列出的考题，也是未来10年科技突破的主战场。这种以国家战略需求为牵引、以重大科学技术问题为导向的科研组织模式，已成为新时代基础研究的重要特征。
我从读研究生起，整个求学、研究、工作历程，伴随着散裂中子源的预研、建设和运行。工作越久，对这个大科学装置的及其重要的作用体会就越深。散裂中子源就像一台“超级显微镜”，以中子作为“探针”，清晰“看透”材料的微观结构和动力学过程，为我国物质科学、生命科学、材料和新能源等方面的基础前沿研究和高新技术研发提供了重要平台，突破诸多“卡脖子”技术。
与之相伴随，我们团队从基础材料和基本工艺着手，经过10余年的持续攻关，自主研制了国产高功率高梯度磁合金加载腔，关键技术指标加速梯度较国际顶配水平大幅度的提高。如果把中国散裂中子源比作科研界的“F1方程式赛场”，那么磁合金加载腔就是赛车的引擎。这一突破，扫清了散裂中子源二期功率提升至500千瓦的关键障碍，更为粒子治疗装置等民用领域开辟了新路径。
协作研究的过程，也是人才集聚和培养的过程。在很多实验中，散裂中子源平台都能发挥及其重要的作用，因此，它成了一个天然的人才“磁力场”，吸引中外各领域科研人员前来；它也是人才“蓄水池”，散裂中子源科学中心注重以重要的任务和项目为驱动培养人，敢于给青年人“压担子”，系统负责人中40岁以下的占比超过七成。就我个人来说，在研究实践中，统筹能力、协调能力、管理能力都得到了锻炼。
推动科学技术创新和产业创新深层次地融合，大科学装置大有可为。现在，我们的研究特别强调与AI（人工智能）的结合，以AI来驱动科学研究，驱动实验装置效率的提升，是一个非常大的课题。比如，散裂中子源大量数据原本要依靠科研人员处理，今后依靠AI技术能大大提升数据处理效率；再比如，未来很多实验通过智能体的模拟和推理就能得到精准的预测结果，大幅度的提高实验效率。
