自然科学的研究，主要有两大分支：理学和工学。二者的主要区别在于研究方向不同。理学属于基础科学，注重理论研究，其研究目的主要是发现自然界的各种规律，例如数学、物理学、化学、生物学、地理学、天文学等。而工学更侧重实际应用，即将理学发现的各种理论规律转化成生产力，也就是根据理学所发现的规律研制出各种产品或技术造福于人类。理学偏重于基础理论研究，而工学偏重于实际应用研究。

许多人可能认为，工学更接近于人们的生活实际，对人类的贡献更大，其实不然。没有理学对自然规律的发现这一基础，就不可能产生工学中的技术运用和产品生产。工学中的一切成果都是基于理学所发现的理论规律。如果说工学是将“1”变成“10”“100”乃至“1000”的话，那么理学就是将“0”变成“1”。“1”到“1000”的变化虽然非常巨大，不过是一种量变，是很容易实现的，而从“0”到“1”的变化虽然很小，却是质变，是划时代的变化，是非常难以实现的，同时也是意义巨大的。基础理论的威力还并不只在于它的严格和优美，更在于它指导实践的作用。在20世纪，量子力学更是促成了几乎所有高技术(不限于材料和信息技术)领域里的革命。同样，今天的基础研究必将成为21世纪高新技术的源泉。

概括起来说，理学的作用主要有四大方面：人类文明进步的动力，科技与经济发展的源泉和后盾，新技术、新发明的先导，培养和造就高层次科技人才的摇篮。

首先，人类文明进步主要靠理学的研究。十五世纪中叶，哥白尼经过一生的观察和探索，发现了日心说，这是一场真正的革命，它不仅彻底颠覆了统治世界一千多年的地心说，更正了人们的宇宙观，更是将人们的头脑从禁锢中解放了出来。这一发现就像一把火炬一样照亮了人类前行的道路。于是伽利略、笛卡尔、开普勒、达尔文等一大批科学相继诞生，一大批科学成果相继问世，人类前进的步伐明显加快。这就是理学研究的极大作用。同样，牛顿三大定律的发现，结束了两千多年来自然界带给人类的巍峨感和神秘感，为人类打开世界知识宝库之门提供了开锁钥匙。自此，潘多拉魔盒被彻底打开了，数学、工程力学、天体力学等诸多学科像是找到了灵魂切入点一般，呈现出了井喷式的发展态势，直接推动人类社会进入了前所未有的历史大变革——工业革命。

其次，经济和技术发展主要依靠理学，即基础科学的研究。历史上，基础研究一直是经济和技术发展的主要动力。牛顿力学开创了机械化的时代，法拉第——麦克斯韦的电磁理论则奠定了电气化的基础。1803年，道尔顿提出了原子学说，这本是一个很简陋的假说，并且这一假说在提出一百多年之后，才被证明是真实的。但它却结束了整个化学领域一千多年在黑暗中摸索的历史，并促成了19至20世纪化学工业的大发展。而香农、布尔和图灵的理论则直接开创了信息时代，催生了一大批信息技术的，并开启了崭新的数字经济时代。

再次，理学研究是新技术、新发明的先导。任何发明都是基于理学的研究成果的，没有法拉第—麦克斯韦的电磁理论，就没有萨缪尔·莫尔斯电报的发明；没有伦琴对x射线的发现，就没有x光机的发明；没有布劳恩发现半导体现象，就没有以半导体为基本材料的收音机、电视机、芯片等一系列的发明。现在的芯片无论做得多么高级，也都是根据半导体导电理论发明的。

基础研究还有一个最重要的功能，它是培养、造就国家急需的高层次科技人才的主要途径。虽然不是所有人才都要通过基础研究来培养的，但高层次人才则特别需要基础研究的培养，这是世界上的成功经验。我国的基础研究缺少原始性创新，并常在几乎同时起步的情况下被其他国家拉开距离，这些问题常常可以从在科技人才成长过程中对基础研究的作用重视不够中找到原因。我国十分需要一个通过基础研究培育高层次科技人才的软硬环境。要摆脱模仿，实现原始创新，基础研究的锻炼必不可少。

当一个国家的综合国力还处在世界中下等发展水平的时候，它的科学研究一般侧重于工学，也就是主要研究如何将已经成熟的科学理论转化为生产力。但当它的综合国力处在发达国家的发展水平的时候，它的科学研究重点往往会转移到理学方面，即科学理论的研究，因为生产力的发展促使它必须向新的领域进军，只有继续发现新的自然规律，才能引领工学向前发展。当今中国正在在走向世界各国的前面，在许多领域都处在了科研的最前沿，就像已经走到了科研隧道的最深处，急需一把火炬照亮前行的路。因而只有加强理学研究，才能继续向前。

年轻有志向的朋友，你难道不应该举起这支火炬照亮人类前行的路吗？