为什么是韩国?从 该国科研投入居世界首位说起

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在韩国大田市的一座不起眼的建筑中,一项重要实验已经展现雏形。走廊尽头,在一个质朴的实验室里,一台铜和金制成的实验设备正在闪闪发光。这是一台轴子探测器的原型机,或许有一天能解开重要的宇宙之谜。 如果成功,这台设备有望重写物理学,并使其设计者

  在韩国大田市的一座不起眼的建筑中,一项重要实验已经展现雏形。走廊尽头,在一个质朴的实验室里,一台铜和金制成的实验设备正在闪闪发光。这是一台轴子探测器的原型机,或许有一天能解开重要的宇宙之谜。

  如果成功,这台设备有望重写物理学,并使其设计者摘得诺贝尔奖桂冠。“毫无疑问,它将改变韩国。”物理学家Yannis Semertzidis说。但没有人知道轴子是否存在。不论如何,这个高风险高回报项目反映了韩国成为基础研究世界领军者的野心。

  为了达到这一目标,韩国不惜花费重金。1999年,该国研发投入占其国内生产总值的2.07%,仅低于经济合作与发展组织国家的平均值。最新数据显示,韩国已成为全球科研最密集的经济体之首。2014年,韩国在研发领域的投资占国内生产总值的4.29%,这一比例超过了位居第二位的以色列——相关投资占国内生产总值的4.11%。这些经费大部分被投入到应用研究和企业发展中,但该国政府也在基础科学领域投入巨大。

  该国希望这些投入能促使其摆脱经济危机困扰,并获得诺贝尔奖。韩国计划到2017年将科研投入比例提高到5%。日前,总统朴槿惠的政府宣布,到2018年,基础科学年度预算将提高36%,达到1.5万亿韩元。“基础研究始于科学家和技术人员的好奇心,也是新技术和新行业的源泉。”朴槿惠说。

  但韩国的雄心壮志能实现吗?答案因人而异。一些韩国科学家和政客担忧,文化障碍和官僚作风会制约研究发展。同时,青年科学家也“以足投票”,表达了自己的态度。美国国家科学基金会2014年发布的数据显示,2008年~2011年在美国获得博士学位的韩国人,约70%选择留在那里。

  另外,韩国科学技术评价院(KISTEP)院长Youngah Park指出,重新定向该国科学重点也非易事。韩国长期以来是一个以产业为中心的“快速跟随者”——能快速采用技术和产品,并使其更好更便宜,例如半导体和智能手机。但现在韩国需要新模式。“对我们而言,这是一个非常具有挑战性和大胆的计划。”她说。

  震慑和敬畏

  今年3月,谷歌DeepMind开发的人工智能(AI)程序AlphaGo战胜韩国棋手李世石,这给该国带来巨大震动。韩国希望建立类似DeepMind这样的人工智能企业。

  数天内,朴槿惠就宣布,到2020年将向AI领域投资1万亿韩元,并进一步刺激私有部门投资2.5万亿韩元。而且,该项目的基石将是一个公私合作的研究所,其中包括三星和LG等韩国企业。

  但该投资计划也引起了许多人的担心,他们认为,韩国政府负责该计划的部门并没有明确解释资金的流向,此外,这些投资是否会覆盖现有的研发计划也是个未知数。另外,许多科学家认为,这种模式可能会使政府经费用于产品开发,而非国家需要的基础研究。

  这一经费模式(政府设定目标,然后引导经费流向合作伙伴,执行相关项目)是由朴槿惠的父亲、前总统朴正熙设计提出的。在其执政的18年间,三星、LG和现代等企业成长为行业巨头,至今仍是该国的经济支柱。

  同时,政府资助的实验室也主要面向产业技术开发。“政治家没有区分技术和基础研究。”物理学家Doochul Kim说。“基础科学领域几乎没有得到支持。”

  2007年,情况发生了变化。韩国研究人员向政府建议设立基础科学研究院(IBS)。该机构计划建成能媲美德国马普学会和日本理化学研究所的一流学术机构。“这是科学家第一次向前迈出一大步,为国家提出自己的重大工程建议。”当时的保守党代表Youngah Par说。

  尽管政客们争吵不休,但IBS最终获批。50个IBS中心每年平均获得100亿韩元经费,延续至少10年。“我们有大量经费,你能做所有想做的。”IBS院长Kim说。

  其实此前韩国就已经开启了两项高规格的AI研发计划,其中包括用于对抗IBM Waston电脑的Exobrain和电脑视觉机器人Deep View。

  轴子竞赛

  轴子和精密物理中心(CAPP)就是其中之一。2013年,Semertzidis离开美国布鲁克海文国家实验室(BNL)到了这里,接手这个韩国科学技术院(KAIST)每年耗资760万美元的中心。

  为了寻找轴子,CAPP正在努力追赶美国“对手”:轴子暗物质实验(ADMX)。“我们有绝对聪明的人,我们会赢。”Semertzidis说。

  如果轴子确实是暗物质的一部分,它们将遍布四周。但物理学家并不清楚轴子的质量是多少,因此必须进行扫描,利用铜棒或蓝宝石棒调整设备腔室内的共振频率。但对一台设备而言,覆盖整个可能的频率将需要数年时间。

  CAPP还计划在同一个地下室建造7个腔洞。而且,该设备将装配BNL研发的更大功率的磁铁。“由于经费充足,我们可以扩大规模。”Semertzidis说,他认为自己的团队能在5年内超越ADMX。ADMX负责人Leslie Rosenberg也表示赞同,“CAPP是我们到目前为止最信任的对手”。

  无论结果如何,Rosenberg 表示,CAPP的进步是韩国物理学的里程碑。该国也将愿意出资引进国外人才和技术。“这些新的IBS中心将迈进世界顶尖行列。”他说。现有的其他25个中心将推动基因编辑、纳米材料和数学等领域的发展。IBS还计划将1/3的年度预算投入到稀有同位素科学项目(RISP),该项目计划建造重离子加速器,用于核科学和生物医学。

  面对韩国的巨大投入,Rosenberg表示,如果该国能持续投入,那产出将是巨大的。“如果找到轴子,将立刻获得诺贝尔奖。”他说。而这也是韩国深深渴望的东西。

  诺贝尔之梦

  “为何韩国没有诺贝尔奖?”去年10月,诺贝尔奖揭晓后,《韩国时报》提出这样的拷问。在近日举行的韩国议会科学委员会监督听证会上,这些问题再次被提上桌面。一位议员比较了日本和韩国诺贝尔科学类奖项的获奖情况,结果十分凄凉:日本21 vs 韩国0。“IBS何时能获奖?”他问Kim。

  Kim对该国某种程度上的急功近利思维表示不满。“我们只有4岁。”他说。获得中微子突破的日本超级神冈探测器,曾花费数十年发展基础设施。

  韩国10年前就期待诺贝尔奖的到来,当时干细胞学家黄禹锡宣布首次从人类克隆胚胎中培育出干细胞系。但荣誉很快变成丑闻,人们发现黄禹锡存在学术不端行为。

  不过,这些丑闻似乎带来了积极效果。韩国庆北国立大学结构生物学家Eric di Luccio表示,慢慢地,更多韩国刊物开始撤销有问题稿件,许多大学也开始使用剽窃检测系统检查论文等。

  IBS 基因工程中心主任Jin-Soo Kim指出,生物伦理学也开始备受关注。“在黄禹锡丑闻之前,人们在实验室里只是抽血和做实验。现在,大家开始意识到没有批准将不能做这些事。”

  但丑闻带来的变革并非皆是好事:韩国政府颁布了人类胚胎研究禁令。Kim 发现无法在韩国使用CRISPR-Cas9基因编辑技术研究人类胚胎。“这令人遗憾。”他说。目前,Kim转而研究转基因猪和植物。

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