这其实是科技进步中的常态。

以我国两弹一星为例。搞两弹一星是一项有明确目标的应用性项目。但又不是纯粹的应用研究,因为还需要许多物理、化学以及其他学科的基础研究,也需要一些我国所没有的工艺技术上的创新。这些理论和技术都需要我国在研制过程中自行突破。也就是说,我们只知道这东西能造出来,但不知道怎样能造出来,这就必须包括玻尔、巴斯德、爱迪生三个象限的研究。于敏对研制氢弹和核武器小型化的巨大贡献,都是在纯基础研究上:

在氢弹研制中,当时尚不能确定氘氘聚变、氘氚聚变和氚氚聚变哪种热核反应适用于氢弹。美国是通过实验来一项一项来试错的。这条路径要求有很强大的工业基础,非常耗时,代价又大。在没有条件做试验的情况下,于敏用一种近似方法估算出了所有轻核反应的反应截面上限,发现氚氚反应并不具有特殊优越性,予以否定,确立了氘化锂材料核反应中现场造氚的技术路线,使我们国家不仅大大节约了研制氢弹时间,也避开了工业基础差,资源有限的弱点。

在氢弹原理的研究上,于敏、黄祖洽领衔的三个小组对“放光模型”、“挡光模型”和周光召小组在冲击波聚焦传输能量上都失败了,最后于敏带领一个小组在上海计算机所通过百日攻关,找到了通过热核材料压缩的模型,突破了氢弹的原理构型。

在二代核武器的小型化过程中,于敏审慎地选择技术途径,从规划二代核武器发展的技术路线,提出物理模型,梳理关键问题,到制定核试验方案,再到每一次核试验后取得浩如烟海的数据中总结出物理图像和动作过程,来验证理论模型的正确性,提出改进方案,使中国用了最少的核试验次数研制出了第二代小型化核武器,技术上没有走任何弯路,以美国几十分之一的核试验次数和百分之一的经费投入达到了和美国同一技术水平,为转入实验室模拟提供了支撑,赶上了禁核试的末班车。[9]这些突破,都主要在基础研究上。

两弹一星研制的经验和19世纪以来科学和技术之间的相互促进关系是一致的:纯基础研究会引发更高水平的技术,纯应用技术的研究与开发会激发进一步的基础研究,两者就是在这样的相互作用的关系中不断发展。[10]这也是司托克斯提出巴斯德象限的意义所在:打破了只从基础研究会促使技术创新的一维角度来看待问题,即“科学技术已日益被技术进步探索的问题加以丰富,而不是仅仅由科学内部议程的展开来推进。”[11]这对于认识20世纪以来科学与技术的发展关系起到了关键作用。美国的科技战略也是如此。

周建明:我们为什么要强调基础科学研究?