向“无人区”挺进 向未来处“开花”——来自基础研究一线的声音

【一线讲述】

编者按

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。近年来，我国重大科技突破不断，这跟基础研究打下的根基有很大关系。今天，新一轮科技革命和产业变革加速突破，我们愈发需要原创性颠覆性创新，愈发需要以更大力度、更实举措加强基础研究。

周期长、投入大、风险高，是基础研究常面临的困难。如何让更多人能深耕基础研究，并打通基础研究、应用研究和成果转化的创新链条？听听一线科研人员的故事和心声。

在中国科学院遗传与发育生物学研究所实验室，智能育种机器人“吉儿”在做杂交授粉试验。新华社发

“大国重器”加速基础研究突破

讲述人：中国科学院高能物理研究所副所长、高能同步辐射光源常务副总指挥董宇辉

前沿科学问题的攻关，越来越离不开建制化布局、大团队协作和大型复杂装置的深度协同。大科学装置正是为此而生，专门解决单一科研团队难以突破的复杂问题——既包括基础科学领域的核心前沿难题，也涵盖产业技术进入“无人区”后面临的应用基础研究瓶颈。

高能同步辐射光源（HEPS）是我国布局建设的重大科技基础设施，具备纳米级空间分辨、皮秒级时间分辨和1毫电子伏特能量分辨的超强探测能力，可从原子、分子层级解析物质微观结构与演化规律，为前沿基础研究、产业技术升级提供强大的实验支撑平台。经过6年多的建设，HEPS于2025年12月正式试运行，面向全球用户开放试用课题实验。

科研人员在广东东莞阿秒科学中心实验室调试高性能激光器。新华社发

HEPS的运行理念很简单，也很明确：希望用户带着问题来，带着答案回。为实现这一目标，我们不仅需要高性能的光源和强大的原位实验环境作为基础，也需要完备的体制保障。为此，我们设立用户委员会，由各领域资深科学家评估实验的科学价值与可行性，用户课题通过严格遴选后方可获批实验机时，确保宝贵的机时真正用在“刀刃”上。

企业需求与基础科学研究有所不同。不少领军企业已进入技术“无人区”，突破瓶颈大多需要聚焦解决微观层面的应用基础科学问题。但基础研究与产品应用的鸿沟非常明显：基础研究的科学家常不理解技术应用的边界条件和路径依赖，给出的解决方案看似可行但难以真正落地；企业则因长期专注某一方向，容易陷入路径依赖，难以找到颠覆性解法。为弥合这一鸿沟，我们携手企业共建联合实验室。企业可以带着难题来，双方协同将工艺痛点“翻译”成基础科学问题，依托同步辐射技术联合攻关。

中国科学院长春应用化学研究所，工作人员在进行实验。新华社发

对更大尺度的前沿未知难题，这套攻关逻辑同样适用。当前我们正推进全脑神经连接图谱成像研究：人脑有数百亿个神经元，单个神经元极其微小，构成高度复杂的神经连接网络。要在大尺度样本上实现亚微米乃至纳米级的全脑高分辨成像，精准绘制神经元连接图谱，挑战极大。HEPS的超长线站——硬X射线成像线站创新插入件组设计，采用超长物源距，可实现强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像，为全脑介观3D成像、航空航天工程材料研究等前沿领域提供科研支撑。线站科学家联合神经科学领域专家团队，探索基于同步辐射X射线的三维微米—纳米多尺度成像方法，采用分尺度、分区域渐进式攻关。毫无疑问，这项研究的周期会非常漫长，但每推进一步，希望的光点就会越亮。

我们的核心定位和初心始终不会变：不是简单提供一束光或一个实验平台，更关键的是与科研工作者、产业应用者并肩求解、协同攻关，直到他们带着解决方案回去。我们相信，这是重大科技基础设施加速基础研究突破、助力高精产业升级的根本方式。

工作人员在维护子午工程二期圆环阵太阳射电成像望远镜设备。新华社发

长周期考核鼓励勇闯科学“无人区”

讲述人：中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员 闫建斌

我的研究领域是合成生物学，重点攻关的紫杉醇生物合成是一项耗时长、产出慢的基础研究。

位于四川稻城县海子山上的高海拔宇宙线观测站。新华社发

这是一个国际难题。紫杉醇是一种价格高昂的抗癌药物，提取自素有“植物大熊猫”之称的珍稀保护植物——红豆杉。这种植物生长速度极慢，一般成树需要几十年甚至上百年，人工种植也非常不易。如何不消耗天然红豆杉资源，直接实现紫杉醇的生物合成，让“救命药”不再昂贵？这是我的梦想。

党和国家高度重视基础研究，我所在的研究所作为科技部等八部门科技人才评价改革试点单位之一，对像我这样的基础研究类科研人员，实行“预聘—长聘制”与“代表性成果”评价相结合的考核机制。重点考察围绕具体科学问题开展的系列基础研究成果，结合5至6年的长周期考核导向，鼓励我们深耕科学“无人区”，勇闯“从0到1”的原始创新。

这样的长周期考核更尊重基础研究规律，也让我向紫杉醇生物合成发起冲击的信心更足了。

功夫不负有心人。2021年，我们团队通过生物多组学与合成生物学等技术，成功绘制了国际首张染色体级别的南方红豆杉高质量参考基因组图谱，并基于基因组图谱，发现了紫杉醇生物合成的关键酶，首次阐明紫杉醇核心药效基团的形成机制，结束了阐明紫杉醇生物合成途径的漫长研究历史。

2024年1月，我们在国际期刊《科学》上宣布：全球首次实现紫杉醇前体的异源合成，这意味着未来无须砍伐一棵红豆杉，就可以在微生物或植物细胞工厂中“定制”生产紫杉醇。这一突破成功入选了2024年度“中国生命科学十大进展”，也让世界看到了中国在生物合成领域的实力。

而这一年，正是我预聘期的第6年。没有短期频繁的考核“折腾”，长期稳定的支持让我可以带领团队潜心研究，完成了紫杉醇生物合成新制造途径的概念验证。

当然，这项成果不是终点，而是新的起点。目前，我们除继续优化红豆杉细胞自身的合成效率外，还在利用烟草细胞、酵母等异源系统作为底盘，推进紫杉醇的全程生物合成。同时，也用好深圳综合改革试点赋予的科技成果转化自主权，推动紫杉醇生物合成的产业化。

挑战无人轻易涉足的科研难题，远比一味追随他人的脚步更有意义。有了不断厚植的创新沃土，中国在重大科技领域的创新引领肯定会越来越多。

“黏合剂”联通科学发现和应用转化

讲述人：北京脑科学与类脑研究所所长 罗敏敏

基础研究是科技创新的源头，作为一名长期从事神经科学研究的科学家，我对此体会尤深。人脑这个仅重2斤8两的器官，拥有860亿个神经细胞，耗能占人体的20%，承担着全部心智功能。然而，曾经很长一段时间，我们对脑疾病常常束手无策。

十多年来，得益于基础研究的突破，我们对脑认知的基本原理、神经环路、分子细胞基础有了全新认识，催生了药物开发和医疗器械领域的重大进展。事实表明，基础研究就是创新药物和创新器械发展的“原始动力”。要做出原始创新药物，必须找到新靶点、发现新分子——这背后，必须有扎实的基础研究做支撑。没有基础研究的突破，转化研究便是无源之水、无本之木。作为北京市首批新型研发机构，我们一方面支持科学家聚焦重要的脑科学基本问题，另一方面推动基础科学发现向临床应用转化延伸。

以脑机接口为例，我们整合了多个研究团队的力量——有的团队专注电极研发，攻克材料与生物相容性的核心难题；有的团队深耕解码算法，解决如何从神经信号中准确解读运动意图的关键问题。同时，我们还调动多个技术平台，包括计算平台、动物平台、微纳加工平台等，形成协同攻关的合力。这一从基础原理到关键器件、再到系统集成的完整链条，让我们成功研制出“北脑一号”——全球首款128通道的基于皮层脑电的脑机接口产品，在安全性和有效性之间实现平衡，达到国际最先进水平。

在神经疾病基因治疗领域，我们也同样遵循这一路径。从基础研究揭示的疾病靶点出发，经过载体设计、动物实验验证，逐步推向临床探索。基础研究提供“弹药”，应用开发负责“攻关”，成果转化最终“落地”，三者环环相扣，缺一不可。

在这样的过程中，新型研发机构扮演着独特的“黏合剂”角色。我们不仅有长期稳定的资金支持，让科学家敢啃硬骨头，更重要的是搭建了国际先进的技术平台，以及联通基础与临床的协作机制。北京市在这方面给予了极大支持——从研究所建设到技术平台购置，从人才引进到与临床医院的对接合作，每一步都在为创新链条的畅通铺路架桥。我们还通过孵化企业，引入社会资本，推动产品从概念验证走向临床试验和实际应用——没有社会资本的参与，很多好想法可能只会停留在论文里。

基础研究如同植树，无法今天栽下、明天就摘果子。要真正成为生物医药创新的重要力量，就应该坚定不移地支持基础研究，同时打通从实验室到应用的每一道关卡。此外，还要坚持开放合作，与全世界的科学家共同探索。期待未来十年，在认知原理、神经新技术上能实现更多原始突破，让脑科学基础研究这棵大树，结出更多惠及大众的硕果。

智能科研基础设施助力青年创新

讲述人：中国科学技术大学精准智能化学全国重点实验室副主任 江俊

当前，新一轮科技革命和产业变革加速推进，第四次工业革命加速兴起，其核心在于人工智能与科学的深度融合、协同突破，二者相互赋能，不仅重塑科研范式，更重构产业体系，培养全新发展动能。AI原生代的年轻人天然具备数字化思维，是引领科研范式变革并驱动新一轮工业革命的主力军。

不过，年轻人的创新构想往往受到知识、能力、资源三重“孤岛”制约而难以落地。构建人工智能驱动的智能科研基础设施，是破解这一困境的关键路径。这些年，中国科学技术大学机器化学家团队构建智能科研基础设施，打造开放共享、协同高效的创新生态，激发青年创新活力，实现知识平权、创新平权、创业平权。

打破“知识孤岛”的关键，是让青年科研人员快速跨越学科语言障碍、缩短知识积累时间。机器化学家平台就是要做智能“翻译者”与“整合者”，能自主阅读全球范围内的科研论文、专利文献，将原本杂乱无章的非结构化知识，转化为可计算、可验证、可迭代的结构化知识，并打破不同学科之间的语言壁垒，实现跨领域知识的融合整合。青年科研人员能快速获取前沿科研认知，站在巨人的肩膀上开展创新研究。

破解“能力孤岛”的核心，是将顶尖实验室的“隐性知识”转化为可复制、可迁移的数字能力，让青年科研人员无需花费大量时间就能掌握高端实验技能。譬如，我们打造OpenClaw“龙虾”技能库，将繁杂的科研知识与复杂的实验操作封装为标准化、可调用的技能模块。原本需要半年时间掌握的分离纯化、光谱分析等实验技能，如今一键调用技能库即可实现。

打破“资源孤岛”的关键，是让青年科研人员和初创团队能低成本、公平获取科研所需的工业化资源。我们构建分布式智能科研机器人网络，集成数据、模型、科研“龙虾”技能库，打造了一张人人可随时调用的“资源电网”，实现试剂、设备、算力、模型等资源的全国统一调度。青年科研人员和初创团队不用投入巨资购置高端设备、建设实验室，可根据自身需求调用资源，创新的成本大幅降低。

为了激活全社会的创新动力，让每一个有梦想的青年科研人员都能平等地探索科学的奥秘。我们探索构建从0—1基础突破、1—10产品优化、10—∞规模化生态的三阶递进AI创新创业体系，通过打造适配青年成长的科研环境、开设面向青年的AI驱动科学课程，让智能科研基础设施成为青年创新的沃土。

以人工智能引领科研范式变革，让青年成为科技创新的主力军，是时代赋予我们的使命。面向未来，我们将持续深化智能科研基础设施建设，让更多青年在科技创新的舞台上挑大梁、当主角。

项目团队：光明日报记者 陈海波、詹媛、杨舒、崔兴毅、常河

《光明日报》（2026年06月03日 07版）