愛因斯坦建立相對論，推翻了牛頓的絕對時空觀；量子力學建立，打破了連續而平滑是時空觀，宇宙不再像時鐘那樣有規律地咔咔跳動。然而，相對論和量子力學已經誕生了一個多世紀，再也沒有出現過“顛覆性”的理論。

現代科技發展日新月異，特別是移動網際網路和人工智慧的飛速發展，給人一種應接不暇的感覺。但是，實用技術的繁榮表象，難以掩飾基礎科學停滯不前的事實。衛星導航精確到釐米的級別，但指導其執行的科學理論，仍然是一百年前的牛頓力學和相對論。人工智慧和移動網際網路執行的核心——晶片，其基礎科學理論依然是上世紀的量子力學。以操縱電子執行作為計算基礎的晶片，已經發展到7奈米的極限水平。再往下，比如3奈米左右，只有幾個原子那麼大小的尺寸，熱運動造成的擾動非常激烈，電子不再有規律地執行，已經無法承載計算功能了。計算技術要突破極限，需要尋找新的粒子，例如光子、中微子，等等。

人類要在技術上取得根本突破，首先需要在基礎科學上取得根本突破。

基礎科學為什麼近百年了，一直沒有取得根本突破呢？人類對宇宙探索的出路究竟在哪裡？

劉慈欣在《三體》中猜想，人類物理學最近百年沒有重大突破，是因為三體人為了阻止地球科技的發展，發射智子阻擋了人類科技的進步，人類科技被“外星人鎖定”了。當然，這是科學幻想。

一個理論的突破，往往是在前一個理論比較完善的前提下產生。相對論產生之前，牛頓力學和電磁理論已經非常完善，以致於有物理學家宣稱：後來者只能在這座輝煌的物理學大廈中做修補和裝飾的工作。而量子力學發展至今，雖然在技術運用方面取得了輝煌的成果，但就其裡面的具體原理和執行機制，一直都沒有完全搞清楚。例如，量子糾纏、量子躍遷、量子相干等，我們只知其然，不知其所以然。這種情況下，去談突破，未免太早了點。現代基礎科學，在原有體系下，往前走一小步，都異常艱難，更不用說建立一個新體系了。

現在的基礎科學突破難度是前所未有。

深入更加微觀的領域，實驗驗證異常困難。單靠個別科學家單打獨鬥，已經完全不可能。牛頓發現萬有引力定律，依靠個人的邏輯思維推理和一支筆做驗算，就成了。愛因斯坦創立相對論，也是一個在辦公室做邏輯推理運算就完成了。而量子力學，依靠的是若干個科學家、若干個科學團隊，一代人一代人地接力，才逐步建立起來。要驗證量子力學所做的預言，需要若干個科學團隊合作，才能完成。著名的大貝爾實驗，邀請了十萬之眾參與。研究基本粒子的大型對撞機，不僅需要龐大的科學團隊參與，而且需要若干個國家合作，才能完成。就像最近討論中國要不要建自己的對撞機，因為耗資巨大，及無法預知的結果，所以一直沒定論。相對論預測的引力波，直到最近才被實驗裝置驗證。團隊合作，國際合作，耗資巨大，已經是現代科學研究的基本現狀。可想而知，要突破現有的科學論，是何等的艱難。

人類的基礎科學並沒有停滯不前，只是進步十分緩慢。近幾十年來，的確沒有什麼重大突破，但一直在完善和穩固，只是沒能提出全新的框架式物理理論而已。

人們只記得顛覆性理論的誕生，卻忽略了它誕生前的理論積累。基礎科學要取得突破，離不開前人漫長而艱難的理論積累和技術積累。就像男人只會為新生嬰兒的第一聲啼哭感到驚喜，卻不能體驗到女人十月懷胎的艱辛。沒有量變，就不可能有質變。

當然，這可以讓人類清醒頭腦，打消科學可以征服一切的狂妄念頭。上帝把宇宙的秘密，隱藏在量子世界的最細微處。人類為刺探上帝的秘密樂此不倦，永不停留。

有人認為，人類目前無論是在運用技術方面，還是在基礎理論方面，都是處在“火山爆發”前夜，並不是沒有突破，而是即將取得巨大突破。也有人保守估計，現代物理學的突破，最遲也要在本世紀末到下個世紀初。在這之前，需要科學家不斷地研究積累，一個又一個的小突破，最終會躍遷為一個石破天驚的顛覆性突破。

什麼是基礎科學？根據聯合國教科文組織公佈的學科分類目錄，將基礎科學分成七大類，即：數學、物理學、化學、生物學、天文學、地球科學、邏輯學。而自然科學是以自然現象和物質運動形式為研究物件，探索自然界發展規律的科學。基礎科學的研究成果是整個科學技術的理論基礎，對技術科學和生產技術起指導作用。由此可見基礎科學的重要性。

如果說，21世紀基礎科學不如20世紀進步大，下這個結論還為時過早，畢竟21世紀還有很長的時間。我們可以先看看20世紀和19世紀相比較的結果。

19世紀簡直就是基礎科學的頂峰期。

代數學方面，產生了“群論”、“域論”、“環論”、“束論”等抽象代數學。俄國的數學家羅巴切夫斯基創立了非歐幾里德幾何學。

在物理學方面，法國的查理髮現了氣體的體積與溫度的關係，揭示了氣體的物理性質；法國物理學家佛克在實驗室裡成功地測定了光速；德國醫生邁亞和英華人焦耳都發現了能量守恆定律；分子和原子也相繼被發現。

在化學方面，俄華人門捷列夫發現了元素週期律，並在週期表上列出了63種元素。

在生物學方面，發現了細胞及細胞分裂現象；知道了生物的產生是雄性生殖細胞和雌性生殖細胞的結合。英國的達爾文還繞世界一週進行考察，發現了生物的進化現象。

到了20世紀，基礎科學的成果就沒有19世紀多了。最為重要的是基因、量子力學和相對論。其他的科學成果並不為大眾所熟知。

為什麼會出現這種現象？

早期，基礎科學研究的自然現象比較明顯，很多都是經歷了前人幾百年不斷探索研究過的。現在，基礎科學研究的物件層次更深，很多都是開創性的，短期很難出成果，需要幾代人甚至是十幾代人的努力。

早期，科學家的思維活躍，敢於質疑前人的理論，並堅持不懈地透過各種實驗的方法來揭示科學真相。現在的科學家，受各種因素的影響，不再質疑之前的成果，一派”歡樂祥和“的氣氛。為了自身的利益，不願做基礎性研究，而去做“短平快”的專案。

早期，的科學家“天才”比較多，他們不是全才，但在某個或某幾個方面表現出超人的能力。現在的科學家，從小接受固定模式的教育，束縛了思維的發展。學校出來的學生都是"各方面全面發展的學生”，“天才”變成了“廢才”。

基礎科學要想出貨真價實的成果，首先就是要國家重視。其次要改革教育和科研體制。只有這樣，基礎科學才能有所突破。