当DeepMind公司人工智能程序AlphaFold 2对大部分蛋白质结构的预测与真实结构只差一个原子的宽度，并在《Nature》期刊宣布预测了人类98.5%的蛋白质时，中国工程院院士李国杰撰文提出，预测取得重大突破的一个启示是科研范式已经开始转向。
基于假设启动的研究、多领域跨学科合作、基础研究与工程开发相互交融，进而到生物医药研发的创新链条，科研创新模式正在以跨学科、跨领域、跨产业的生态链样貌出现，且呈现出巨大的生命力。
这种新的科研创新范式，基于迫切、强烈且巨大的现实需求提出问题，进而把问题的底层原理研究清楚，再用研究清楚的尖端基础原理来解决问题，这对于解决我国当下原始创新不足的问题具有什么借鉴意义？
解决中国原始创新不足之痛
随着经济水平的提升、企业实力的增强以及市场的勃兴，我国科技创新已走过以引进吸收、规模效应为主的阶段，进入到以原始创新、基础研究为主的科技创新阶段。近年来，我国基础科学研究在很多领域已跨入世界前列，在纳米、化学、材料、量子等领域取得了举世瞩目的成绩，论文数、被引用数、专利申请量位居世界第一，但核心技术短缺尚未根本改变。
“基础研究是科技创新的源头，也是科技强国建设的根基之一。一项科学发现能够开辟一项颠覆性的应用研究领域，而基础科学的水平是应用研究的灵魂。”中国工程院院士、中科院原副院长、中国工程物理研究院高级科学顾问杜祥琬曾经在一次会上如此表示。
加强基础研究、加大科研投入、加强产研结合力度，正是当前解决我国原创创新不足的重要工作，核心在于实现基础研究、科技成果的产品开发和转化。近年来，《促进科技成果转化法》《关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》等文件接连出台，鼓励和支持科研人员积极投身科技创业，建立高层次、常态化的企业技术创新对话、咨询制度，建设由大中型科技企业牵头，中小企业、科技社团、高校院所等共同参与的科技联合体。但现实中研究多数是技术驱动、论文导向，目标导向和问题导向的研究较少。李国杰撰文感叹：“我们与一流科学家的差距之一是选择可突破的重大科学问题的眼光不够敏锐，布局的科研项目要么是增量式的技术改进，要么是几十年都难以突破的理想型目标。”而AlphaFold 2的成功首先就在于DeepMind团队早早就开始关注“蛋白质折叠”这个有重大价值的科学问题，并矢志于攻克。无独有偶，华为能以极化码为基础研发的5G通信技术先行于世界，正在于华为历时8年花费数十亿美元投入到土耳其埃尔达尔·阿里坎教授的5G极化码（Polar码）理论的应用研发。
华为5G和AlphaFold 2得以成功的基础研究是什么？这些基础研究为何能够成功地转化为具有引导意义的原始创新？
创新范式变迁
何为基础研究，基础研究和应用研究什么关系，又怎么能更快地转化为原始创新？学界有两种观点，一种观点是美国科学与研发办公室主任万尼瓦尔·布什Vannevar Bush在线性模型下的定义，他将基础研究和应用研究视作两个相对独立的科研活动模块，认为先有作为创新源泉的基础研究，再有基于基础研究成果的应用研究。另一种观点是美国普林斯顿大学学者Donald E. Stokes定义的类型，其中由求知欲驱动的纯基础研究被称为“波尔象限”，由应用驱动的研究为爱迪生象限，介于两者之间的即“巴斯德象限”，旨在用尖端的基础科学研究来解决迫切、强烈且巨大的现实需求。第一种观点与“波尔象限”下的基础研究基本一致，其作用是产生知识，不需要考虑和具体技术的关系，在实施层面，“广撒网”可能是更有效的方式。而巴斯德象限则起于现实需求，但在把问题的根本原理研究清楚上又与前者一致，其特点是起于问题而终于问题。19世纪，路易斯·巴斯德关注食品安全等实际问题，在他努力试图从牛奶中去除有害细菌时，也对细菌开展了一系列探索性研究，开创了微生物生理学。
本着巴斯德象限这种研究范式，法国巴斯德研究所一直走在世界科技前沿，是微生物学、免疫学、传染病学等学科的起源地，也曾开发出狂犬病疫苗、天花疫苗、流感疫苗、黄热病疫苗等多个疫苗产品，并培养了10名诺贝尔奖生理学或医学奖获得者。
对于中国来说，要打破原始创新不足的短板，推广巴斯德象限这种科研范式正当其时。尤其是，信息革命带来的数字化时代，全球数字化正以指数速度增长，信息技术将以十年百倍的速度增长，互联的智能机器将无处不在。与此同时，几十年前甚至一百多年前提出的理论和技术开始遇到瓶颈，例如通信领域的奈奎斯特采样定理和香农定律、计算领域的可计算性理论和冯·诺依曼架构、半导体领域的摩尔定律等，在2022华为分析师大会上，华为战略研究院院长周红提出，现实“希望有新的假设和愿景来牵引突破。”
迎接智能时代挑战
信息时代的我们，正面对着海量数据的围堵和人工智能的蓬勃兴起，大踏步迈入智能时代。
有一种通俗的说法，当基建、管道、终端和应用这方面都建设齐备的时候，新时代就会被召唤出来。基建是算力、算法和数据，铺设让人工智能渗透到无数终端的“道路”；管道是5G乃至6G等通讯网络，以让人工智能具备在“道路”上畅行无阻的能力；终端就是硬件部分，比如智能汽车、物联网、智能家电等；应用是驱动终端的软件如支持智能汽车的SOA软件等。
面对着这样一个正在走来的智能时代，周红提出：“我们需要在感知、连接和计算方面有新的突破，由此带来对物质和现象、生命和能量等的更高认知和掌控能力。”
从中国“十四五规划”对未来5年国家重点关注科技领域的部署看，新一代人工智能、量子通信、集成电路以及脑科学等赫然在列。算法革命和算力突破，以及通用的具备感知及创造决策能力的人工智能，将是中国科研下一步突破的重点方向。
显然，人类需要在物理、化学、生物等领域继续探索拓展认知边界，并探索其底层逻辑以拓展至数字世界，更深地理解人的生理学模型，并构建起机器认知理解世界的模型，也需要在计算模式等方面不断实现新突破，让人工智能具备渗透到无数终端的新能力，还需要重构更能满足智能化终端需求的各类软件……
实现重构基础理论、重构架构、重构软件的愿景，周红提出：“需要最大的力是合力，最强的智是众智。”
探索“巴斯德象限”创新，推进中国原始创新
创新是华为的基因，其创新逻辑包含5个维度：假设创新–愿景创新–基础科学突破–工程技术创新–商业创新，恰是巴斯德象限创新范式的一个体现。
华为轮值董事长胡厚崑表示：“华为在创新方向上，将更加注重系统创新，正通过基础理论、软件、架构三个方面进行突破。另一方面，用世界级难题吸引世界级人才，共同迎接挑战，推动科技进步。昨天，华为再次面向全球招募天才少年，不分国籍、不分专业、也不限院校，只要对未来有梦想，相信自己有能力，就大胆加入华为。华为提供的是世界上最难的课题、强大的平台以及足够的资源，支持天才们去探索。”
“未来10年是人类走向智能世界的关键10年，”周红表示，面向未来，我们要大胆提出假设、大胆提出愿景，敢于打破既有理论与技术瓶颈的条条框框，大踏步前行，“我们要更加勇敢，希望能和学术界、产业界一起，重构基础理论、重构架构、重构软件，共同探索、开创未来。”
中国科学院计算技术研究所研究员包云岗则撰文提出，中国的学术界-产业界之间要打通基础设施和人才流通的渠道，以能效仿美国学术界-产业界形成的“创新想法-得到应用-收集反馈-新的创新想法-得到新的应用”的高效闭环。
科学家与产业界的结合，对中国来说是一种催生创新的新范式，为产业界迈向深水区保驾护航，为应对未来的挑战未雨绸缪。
已来的智能时代，充满了无数中国需要从无到有实现科研突破的地方，中国下一代在智能时代的突破，不仅需要政府集中力量办大事，更需要科研型企业发挥鲶鱼效应，全方位激活科研共同体的协同创新和系统作战能力。
实现此，除了支持以科学家兴趣驱动的“波尔象限”创新外，探索“巴斯德象限”创新，拓展科学认知与创造应用价值兼备，正当其时。
本文作者：科维，资深媒体人
