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springsunyj至尊木蟲 (文學泰斗)
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魏奉思院士：基礎研究轉(zhuǎn)型是時代要求
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魏奉思院士：基礎研究轉(zhuǎn)型是時代要求 -------------------------------------------------------------------------------- 作者:魏奉思 發(fā)表時間:2011-09-20 來源:科學時報 發(fā)展瓶頸 空間天氣研究從國家戰(zhàn)略發(fā)展來說非常重要，但目前我們對其認識還不夠。 空間天氣領域的研究包括三個層面：基礎空間天氣（針對空間自然現(xiàn)象本身的探測研究）；軍用空間天氣（關乎國家安全）；民用空間天氣（服務社會經(jīng)濟發(fā)展）。 在空間天氣研究方面，國外通常是基礎研究先行，與能力建設協(xié)調(diào)發(fā)展，“軟”“硬”兼施。我國空間天氣能力建設受到國家高度關注，雙星計劃已成功實施，子午工程今年將全部建成驗收，“夸父”衛(wèi)星計劃正在推動中。但基礎研究還沒有國家層面的計劃安排，如何實現(xiàn)空間天氣領域的科學發(fā)展是個重要的戰(zhàn)略問題。 空間天氣條件十分復雜，在地球上無法模擬和認知，空間天氣研究的意義有四個方面。 首先，基礎空間天氣研究薄弱，會成為我國從空間大國向空間強國發(fā)展的瓶頸之一。比如，我們現(xiàn)在遇到的問題，衛(wèi)星雖然上天了，但其壽命問題卻沒有很好地解決。衛(wèi)星運行的安全、可靠、長壽等問題都有賴基礎研究的提升。 其次，空間天氣研究能拓展人類的知識體系。人類傳統(tǒng)的知識、理論體系都建立在“碰撞”的基礎上，物體或粒子通過碰撞實現(xiàn)能量交換，進行擴散、傳導或?qū)α�。而空間基本無碰撞狀態(tài)，波和粒子間的相互作用非常重要，“燃燒”磁場可獲取動能和勢能。原來的知識積累和理論體系解決不了新問題，很多概念和理論都需要發(fā)展。 我們要和平利用空間，必須認識空間。比如我們要在近地空間發(fā)展飛艇、無人機，要進行精確追蹤和攔截，不能精確掌握大氣密度和風場變化規(guī)律，不了解空間狀況怎么行？再如，人類向空間要能源，日本已在設計利用空間數(shù)平方公里的太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成微波傳到地球。在空間收集太陽能不用擔心天陰下雨，如果衛(wèi)星軌道設計合理，可以24小時持續(xù)供電。未來十年人類還可以向空間的高超音速等離子體流以及地球空間的電流體系要能量。這些都是取之不盡的能量，如果打開這扇天門，能源問題就迎刃而解。 三是從國家空間安全考慮。過去國家安全是領土、領海、領空的問題，現(xiàn)在國家安全必須建立海、陸、空、天無縫隙的保障體系，特別是數(shù)字化、信息化空天環(huán)境建設。不認識空間天氣現(xiàn)象和規(guī)律，就無法去設計、防控空間安全。 四是應對空間天氣災害。最近20年，有十幾次空間災害給人類活動帶來顯著影響。2009年美國國家科學院發(fā)布空間天氣大災害報告，如果超強太陽風暴吹襲地球，會造成衛(wèi)星失控或毀壞，通訊中斷，電力系統(tǒng)受損，并相繼引起供水、污水處理、物流交通等系列問題，甚至帶來地球災害�？臻g天氣災害如同地震、海嘯，都是一種難預測的突發(fā)自然災害。不研究空間天氣災變問題，當它有一天真的發(fā)生時，我們?nèi)绾螒獙Γ?br /> 科學發(fā)展要軟硬件兼顧、統(tǒng)籌發(fā)展。美國1995年就開始第一個國家空間天氣十年計劃，2010年又批準實施第二個十年計劃。我們也在呼吁國家實施“空間天氣十年計劃”，但至今還沒有很好落實，不夯實基礎研究會成為我們繼續(xù)發(fā)展的瓶頸。 思考轉(zhuǎn)型 空間天氣科學是門相對年輕的學科，我國在這一領域有一支非常優(yōu)秀的隊伍，過去十多年，我國研究水平迅速提升。近年我們召開兩次全球華人空間天氣科學大會，很多海外學者對我們的進展速度感到吃驚。過去十年我們已經(jīng)從三流國家走到二流國家的前列，目前正處在向一流國家跨越的歷史機遇期，大家都鼓足干勁，準備為空間天氣科學的跨越發(fā)展貢獻力量。 過去十年中，我們空間天氣科學領域取得多項標志性成果。 2010年，雙星——集簇衛(wèi)星計劃獲年度國際宇航學院集體成就獎；子午工程備受國際矚目；美國《空間天氣》雜志封面評述為“雄心勃勃”、“影響深遠”、“震撼”；關于太陽活動、太陽風起源、日冕物質(zhì)拋射、行星際擾動傳播、磁層動力學、磁重聯(lián)等一批基礎研究成果站到國際前沿；建模與預報能力有了長足進展；科學研究體系基本形成；業(yè)務預報體系正快速成長；國際合作格局初步形成。 我國空間天氣領域過去10年的快速發(fā)展為未來10年實現(xiàn)跨入國際一流水平國家的目標夯實了基礎。事實上，不只空間天氣科學領域，我國在很多領域都取得了驕人的成績。很多領域都有一批亮點研究走在了國際前列。 在很多學科的某些研究方向，我們已經(jīng)具備向國際一流水平跨越的基礎和條件，也面臨國家重大戰(zhàn)略需求。在當前階段，時代要求我們進行思考和探討：該如何實現(xiàn)基礎研究從跟蹤模仿到原始創(chuàng)新、引領發(fā)展的轉(zhuǎn)型。 亮劍前沿 早期空間天氣方面的基礎研究主要是在科學基金支持下進行的，空間天氣科學研究也是基金委地球科學部的一個優(yōu)先發(fā)展方向�？茖W基金的作用不僅是“播種”，還培育其成長，提升它的競爭力。 前不久，空間天氣科學領域召集科學基金重大、重點、面上、青年基金承擔者一起開會。突破部門、單位、項目的局限，把科學家的自由探索與目標導向有機結(jié)合起來，向科學前沿亮劍。會議的主題是如何實現(xiàn)向原始創(chuàng)新、引領發(fā)展轉(zhuǎn)型。各亮點研究方向組織亮劍團隊，討論如何亮劍，如何行動。 針對某些科學問題或科學領域，如果我們的工作具有原創(chuàng)意義，得到了國際科學界的認可，開始產(chǎn)生影響，就被認為是亮點研究，其所在的領域或方向即亮點研究方向。 目前空間天氣領域共組織了13個亮點研究方向，其中一半已開始取得有國際影響的一流成果，另一些還需要一個培育和積累過程，經(jīng)過一段時間努力也將在國際上產(chǎn)生很好影響。 我們擬在亮點研究方向內(nèi)組織幾個相互有機聯(lián)系的，有基礎、有優(yōu)勢的研究課題為項目群，圍繞某一重大科學問題的突破展開聯(lián)合攻關，資助一批亮點研究方向。否則今年支持一個、明年支持一個，等我們?nèi)〉贸晒�，又一個十年過去了。 這是我們的歷史機遇，很多國家都在空間天氣研究方面制定了大型的研究計劃。在“十二五”開局之年，應該吹響向科學前沿進軍的號角，亮出我們的“劍”。真干實干，再次實現(xiàn)跨越發(fā)展。 鏈接地址：http://www.nsfc.gov.cn/Portal0/InfoModule_375/35377.htm |
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