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做科研，从基础研究走向星辰大海！

大学作者：北京工业大学 2022-07-20 19:42:51

做科研要夯实基础研究这个源头，要以国家和北京重大战略需求为创新导向，加大应用基础研究比重，突出基础研究优势和特色，打造基础研究的核心竞争力，推动学校事业高质量发展。

——翟天瑞

在北京工业大学科技工作大会上

理学部党委副书记、主任翟天瑞

围绕瞄准国家重大需求

就基础研究如何保障支撑学校事业高质量发展

作交流发言

念念不忘，必有回响

让我们和工小V一起

来回顾理学部的思考和探索吧~

大家好！我汇报的主题是“瞄准国家重大需求，明确基础研究发展路径，推动学校事业高质量发展”。聚焦于理学部基础研究的现状，下面我将从“北工大需要什么样的基础研究，怎样开展北工大的基础研究”两个方面对基础研究发展路径作简要汇报。

北工大需要什么样的基础研究？

基础研究是科技创新的源头。经过一代代科技工作者不懈努力，我国基础研究取得显著进步，但同国际先进水平的差距还是明显的。我们仍然面临着很多“卡脖子”技术问题，根源是基础理论研究跟不上，源头和底层的东西没有搞清楚。基础研究一方面要遵循科学发现自身规律，以探索世界奥秘的好奇心来驱动，鼓励自由探索和充分的交流辩论；另一方面要通过重大科技问题带动，在重大应用研究中抽象出理论问题，进而探索科学规律，使基础研究和应用研究相互促进。既要讲“过河”的任务，也要解决“桥”和“船”的问题，我们要明确基础研究领域方向和发展目标，久久为功，持续不断坚持下去。

放眼全国，目前教育事业面临的机遇和挑战主要源于两个“大局”。全球政治经济秩序正在快速重建，国内既要“应变”，解决“卡脖子”问题，又要“改变”，加速新旧动能接续转换。这在战略层面对高等教育事业发展提出了新任务，对基础研究的范式提出了新要求。同时，国家自然科学基金委成立了交叉科学部，也促进了基础研究模式的快速重构。

立足北京，北京市第十三次党代会报告指出，新时代首都发展，根本要求是高质量发展。面向首都北京“四个中心”功能建设、“三城一区”建设、高精尖产业结构培育等发展需求，为基础研究大团队、大任务、大成果的产生提供了巨大的机遇。

聚焦学校，从近期目标来看，新一轮“双一流”建设提出了新要求，如何深入推进“双一流”建设是学校“十四五”高质量发展的关键。这要求学校的科技创新实力有新的更大飞跃，而科技创新实力的提升要求我们必须重视基础研究。北工大拥有很强的工科底蕴，工科是支撑学校的高质量、高水平发展的“四梁八柱”，而无论是土木工程、机械工程、电子与信息工程、材料工程、光学工程还是环境工程、生命工程，都离不开基础研究的支撑和创新，基础研究是“四梁八柱”的基石，是科技创新的源头活水。基础研究的厚度和深度，决定了学校科技创新体系的高度与广度。从中长期远景目标来看，学校如何圆满实现“三步走”战略目标，在建校100周年之际，全面建成世界一流大学，也要求我们必须夯实基础研究。

因此，我们需要面向国家和北京市重大战略需求的“有组织的”基础研究；我们需要交叉科学“催化剂”角色的基础研究；我们需要能为北工大高质量发展提供面向工程创新澎湃动力的基础研究。

怎样开展北工大的基础研究？

一方面需要主动借势，面向国家和北京急需的重大科技需求，我们要做好与兄弟院校的优势互补型合作。

市党代会指出，要“进一步突破怀柔科学城、深化院市合作，加快形成重大科技基础设施集群，打造世界级原始创新承载区，建设百年科学城”。按照学校统一部署，北工大基础学科要深度融入怀柔科学城建设，聚焦物质科学基础研究，对与中国科学院大学，中科院物理所、高能所、半导体所、系统所以及北京大学、清华大学等院所开展的既有合作进行提质增效，加强教师交流、学生联培、人才吸纳等。一箭三雕解决学校基础学科平台、人才、资源方面的发展难点，提升基础研究综合实力，逐步融入国家基础研究集群第一方阵。

另一方面需要强化内核，做好基础研究的内涵特色差异化发展。

基础研究是研究人员根据个人兴趣通过定量测量获得定量规律，具有探索性和不可预测性；而应用基础研究针对具体目标，具有导向性和较高成功率。立足北工大实际，基础学科的进一步发展，需要处理好“有组织的科研”和“自由探索的科研”的关系。以国家和北京急需的重大科技需求为创新导向，加大应用基础研究比重，“有所为，有所不为”，进一步突出基础研究优势和特色，打造基础研究的核心竞争力，进而推动学校事业高质量发展。

最后，将视角拉回到本次科技大会中“科技”一词的本源，我们会发现，基础研究的突破能够让人类文明突破时空羁绊，走向星辰大海。

基础研究是国家创新能力的重要保障

近年来，学校在数学、物理学和统计学

等基础研究方面

扎根中国大地，服务首都发展

为学校“双一流”建设打下了坚实基础

瞄准国际前沿和国家需求

开展数学基础研究

坚持“四个面向”，服务“国之大者”，学校数学基础研究以偏微分方程、分析学、几何代数等国际前沿核心基础问题，国家重大战略航空航天与航空发动机中的关键数学问题与技术工程建模，首都战略发展中的交通优化、机器学习与6G技术工程优化为重点研究方向，扎实开展相关研究。一方面，瞄准国际前沿理论研究核心问题，围绕偏微分方程、分析学、几何代数与拓扑学、科学计算、运筹与优化等若干基础数学核心方向开展前沿理论研究；另一方面，瞄准航空航天、航空发动机、受控核磁变、半导体物理、大数据与人工智能等国家重大战略需求，围绕跨域变构航天智能飞机工程建模与可视化理论、航空发动机中流固耦合数学理论与工程计算、机器学习与交通优化等实际应用中的重要数学问题开展研究。

近年来，学校数学基础研究取得了一系列高水平成果。与国内著名公司合作开展通讯网络优化、深度学习优化算法、视频防抖路径规划和超大规模阵列天线求解器研制等项目，部分成果已落地商用。相关研究团队主持国家自然科学基金等纵向科研课题100余项，包括国家自然科学基金重点项目2项，北京市自然科学基金委员会和北京市教委联合基金重点项目2项，在国际顶尖期刊《Adv. Math.》、《Arch. Ration. Mech. Anal.》、《SIAM J. Math. Anal.》《SIAM J OPTIMIZ》、《MATH PROGRAM》、《OPER RES》发表论文100余篇。

服务国家战略和首都发展

以应用驱动物理学基础研究

更好服务国家战略，深度融入首都发展，学校物理学基础研究紧密联系国家和首都经济社会发展的重大需求，开展应用驱动的基础研究，近年来在诸多领域取得了典型的研究成果。利用金属光子晶体实现生物特异反应传感器，成功应用于HIV病毒p24蛋白抗原抗体免疫反应的高灵敏度检测，并得到国家863计划和国家973计划项目的大力支持，获得教育部自然科学二等奖。利用太赫兹数字全息技术在人体原发性肝癌组织太赫兹相衬图像中发现了高密度纤维化组织，实现了太赫兹数字全息在生物成像领域的突破，目前已应用于成都中医药大学肝脏疾病早期诊断，获得军队科技进步二等奖。利用光纤端面集成的SERS传感技术实现水下有机污染物的痕量、现场检测，获得国家自然科学基金重点项目《面向水污染监测的光纤端面集成多参量传感器技术研究》支持。

学校物理学基础研究以微纳信息光子学为重点，以超快光谱学为研究工具，以新型微纳光子材料与器件光物理学研究为主线，在时间和空间极限条件下，突破瓶颈，探索物理学新规律、新方法和新功能，取得了系列突破性进展。相关研究团队的多项主要研究成果发表在《Science》子刊《Sci. Adv.》、《Adv. Mater.》、《Adv. Sci.》、《Laser Photonics Rev.》、《Nano Lett.》、《Optica》等重要国际期刊上，承担国家973计划、国家自然科学基金重点项目等重要国家级科研项目，并获得教育部自然科学奖、北京市科技奖、军队科技进步奖等重要科技奖项。人才培养方面，培养国家优秀青年基金获得者1名，北京市高层次人才计划入选者10余人，培养的博士生荣获全国优秀博士学位论文奖、全国光学优秀博士学位论文提名奖等。

加强多学科交叉融合

推进统计学基础研究

加强前沿交叉学科布局，完善交叉学科管理体系，为更好地开展统计学基础研究，学校大力建设生物医学交叉研究团队、智能化制造工程计算机设计与改进交叉研究团队、统计学基础研究团队和统计科学与大数据分析实验室，以特色应用促进统计学基础研究理论和方法研究发展。学校统计学基础研究围绕交叉学科发展，一方面聚焦生物医学统计研究，结合机器学习最新发展，着重推进基因与疾病的关联研究、脑电信号与神经反应的关联研究和生物医学统计的传统方向研究，产出高水平科研成果；另一方面，着重开展智能化制造工程计算机设计与改进研究，不断探索和实践，在改进计算机模型设计、人机系统设计等方面取得系列成果。

在注重交叉学科融合发展的不断努力下，学校统计学基础研究在科研和人才培养上均取得了丰硕成果。相关研究团队主持国家自然科学基金等课题60余项，发表论文200余篇。培养的博士生获全国优秀博士论文提名奖1人，北京市优秀博士论文1人，全国统计科学优秀博士论文二等奖1人。

重大原始创新成果

往往萌发于深厚的基础研究

聚力基础研究，打造国之重器

融入和服务新时代首都发展

不负时代使命，勇攀科技高峰！

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来源：理学部

排版：刘杉、张依晨