【摘要】人類的科技進步離不開基礎研究的貢獻?；A研究常常是解決應用層面關鍵核心技術的前提，進而導致新產品或新工藝的開發(fā)。原始創(chuàng)新是基礎研究的核心特征之一。我國當前處在提升基礎研究與原始創(chuàng)新能力的歷史關口，可持續(xù)加大資金投入，強化建制化基礎研究；聚焦重大問題，搶占科技制高點；培養(yǎng)青年才俊，增進國際交流與合作，以解決我國基礎研究與原始創(chuàng)新遭遇的“瓶頸”問題。

【關鍵詞】基礎研究  原始創(chuàng)新  科技制高點  青年人才    【中圖分類號】G31    【文獻標識碼】

回顧科學革命與工業(yè)革命的創(chuàng)新成就，似乎不難理解基礎研究的重要意義。科學革命的標志性成果，如日心說、牛頓力學、原子論，以及后來的進化論、相對論與量子力學、DNA雙螺旋模型等，都是純研究的新知識結晶；而工業(yè)革命的典型成就，如瓦特蒸汽機、西門子電機、貝塞麥煉鋼爐，以及狂犬疫苗、電報機、青霉素藥、晶體管器件、電子計算機等，都需要以新知識為發(fā)展基礎。簡言之，人類的科技進步離不開基礎研究的貢獻。不過，在不少人看來，基礎研究本身側重理論和方法的純研究，并不必然指向實際應用。因此，上述工業(yè)革命的例子，經(jīng)常被看作是應用取向的研究。其實，基礎研究可以沒有應用指向，但往往是應用指向的基礎，純研究產出的重要的理論、觀念和方法，常常是解決應用層面關鍵核心技術的前提，進而導致新產品或新工藝的開發(fā)。①因此，世界經(jīng)濟合作與開發(fā)組織（OECD）與美國國家科學基金會（NSF）等機構通常將研發(fā)活動分為基礎研究、應用研究和實驗開發(fā)三個大類。這一邏輯用因果鏈可以表示為：基礎研究→應用研究→實用開發(fā)。新知識的源頭，主要在基礎研究。

然而，基礎研究的社會價值并不容易判斷。在基礎領域求知的重要性，是經(jīng)過長期實踐才形成的社會共識。即便在當今歐美國家，該如何對待基礎和應用的研究，也并非毫無爭議②。究其原因，一方面，當科學作為一種社會建制時，基礎研究的社會功能、資源占用等因素，需在社會發(fā)展中切實考量才可能達成共識性的判斷；另一方面，學科交叉與跨國合作越來越普遍，基礎研究與應用研究的互動也愈加復雜，追求目標與資源投入等都需要不斷調整，以利于創(chuàng)新發(fā)展。

世界科技大國對基礎研究重要性的認識過程

不妨比較兩個歷史性的決策。其一發(fā)生在中國。1956年，中國政府制定了《1956-1967年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃》，明確了當時科技發(fā)展的輕重緩急。在規(guī)劃初稿確定的任務中，最為緊要的是原子彈、導彈、計算機、半導體、無線電電子學、自動化等國防建設和國民經(jīng)濟的應用發(fā)展任務，而基礎研究被嚴重弱化。這立刻成為科學家爭論的話題，隨之引起了周恩來總理的關注。他及時糾正了此問題并明確指出：“如果我們不及時地加強對于長遠需要和理論工作的注意，我們就要犯很大的錯誤，沒有一定的理論科學的研究作基礎，技術上就不可能有根本性質的進步和革新。”③很快，正式稿中增加了“現(xiàn)代自然科學中若干基本理論問題的研究”一項，其中包括“蛋白質的結構、功能和合成的研究”等科學前沿問題。由此，中國科學家大膽提出人工合成結晶牛胰島素的項目，后來也取得了達到世界先進水平的重大突破。④20世紀50年代至60年代，我國在科研資源高度緊缺的情況下，仍努力保持基礎研究在整個科研體系中的適當布局。這一舉措對于此后數(shù)十年中國穩(wěn)定科技體系的基礎、保留前沿探索的能力、延續(xù)基礎研究發(fā)展的勢頭，產生了極為重要的影響。

另一則例子來自于近年的美國。2021年，美國國會通過《無盡前沿法案》（Endless Frontier Act），要求在國家科學基金會中新設立一個“技術和創(chuàng)新指導委員會”，負責區(qū)域技術中心方案。法案高度重視創(chuàng)新，提出“必須促進美國的創(chuàng)新”，并且從兩個層面明確了依靠基礎研究帶動關鍵技術創(chuàng)新的舉措：一是在關鍵技術重點領域開展基礎研究，并促使這些技術商業(yè)化，以供美國企業(yè)使用；二是通過基礎研究及其轉化，推動關鍵技術的創(chuàng)新。前一個層面，由應用開發(fā)指向基礎研究，再通過技術商業(yè)化獲得優(yōu)勢，這被認為“是鞏固美國在關鍵技術領域領導地位的方法”；后一個層面，強調從基礎研究自身出發(fā)，“研究有關自然、人類和物理現(xiàn)象基本問題”，一般經(jīng)過轉化使其具有應用價值，“能夠使關鍵技術重點領域實現(xiàn)進步”。⑤

中美同為高度重視科技的大國，但彼此的國情差異很大。上述兩例，已大體反映出中外對基礎研究的重要性存在共識，也說明不同國家在不同階段發(fā)展基礎研究有所差異。共識主要源于科學研究的規(guī)律與成果具有顯著的普適性，而差異在很大程度上歸因于各國的科技、經(jīng)濟和社會等特定國情的直接影響。近十年來，世界科技大國強化了對基礎研究重要性的共識，有兩項典型的標志：

第一，以美國為代表的西方國家，基礎研究的資金投入總體呈上升勢頭。自1976年至2023年，美國基礎研究的總投入穩(wěn)中有升，從98.23億美元升至約482.13億美元，增長4.36倍⑥。其中包含三個相對明顯的加速期：1983至1987年、2000至2004年、2019至今，大致分別對應1980年代的《史蒂文森-懷德勒技術創(chuàng)新法案》（Stevenson-Wydler Technology Innovation Act）和“星球大戰(zhàn)計劃”，21世紀初的《關鍵基礎設施保護法》（Critical Infrastructures Protection Act）和美國發(fā)動的“全球反恐戰(zhàn)爭”，2021年的《無盡前沿法案》、2022年《芯片和科學法案》（CHIPS and Science Act）。不難發(fā)現(xiàn)，美國的基礎研究投入強度，總體上服從于國家利益與階段性戰(zhàn)略目標。對于其他西方國家而言，美國的舉措具有很強示范與帶動作用。

第二，以多國科學院為代表的科學研究機構，簽署了一項呼吁重視基礎研究的《關于基礎研究的聲明（2020）》（G-SCIENCE ACADEMIES STATEMENT 2020：Basic Research）。2020年，包括中、美、英、法、德、日等國科學院或相當于國家科學院的機構，共同確認基礎研究能夠促進科技發(fā)展與社會進步，應該增加相關投入。聲明同樣引述了1945年《科學——無盡的前沿》報告中有關基礎研究能夠帶來新知識、是技術進步的起搏器等觀點。目前，人類面臨諸多挑戰(zhàn)，譬如氣候變化與自然災害、新致病源與健康威脅、網(wǎng)絡安全、環(huán)境退化，以及能源、糧食和水的可持續(xù)性等問題。該聲明認為，基礎研究能夠應對共同挑戰(zhàn)、促進社會持久進步，現(xiàn)在比歷史上任何階段都更加重要。這一具有號召性質的聲明，象征世界科學共同體已經(jīng)形成對基礎研究的基本功能與典型價值的理性共識。

同許多國家一樣，中國對基礎研究的宏觀認識和總體舉措，同樣反映的是本國科技進步與社會發(fā)展的需求。特別是自改革開放以來，基礎研究得到重視的程度逐步提升，在不斷調試中找到適合現(xiàn)實國情的發(fā)展之路。從歷史上的三次“全國基礎研究工作會議”和一次中央政治局集體學習的思想脈絡中，不難發(fā)現(xiàn)中國基礎研究發(fā)展的特點。1989年“全國基礎研究工作會議”結合“經(jīng)濟建設必須依靠科學技術，科學技術工作必須面向經(jīng)濟建設”的總體思路，首次在國家層面加強協(xié)調基礎研究，提高投資比例，制定了有所為有所不為的戰(zhàn)略。2000年的全國會議，針對研究中暴露出的急功近利、片面追求“短、平、快”的傾向，提出“創(chuàng)新是基礎研究的靈魂”，號召推進知識創(chuàng)新，把基礎研究提高到一個新的水平。2011年的工作會議，判斷我國的基礎研究已進入從量的擴張向質的提高的重要躍升期，選擇若干重點科學領域加強支持，鼓勵科學家自由探索，強化學科建設基礎地位，加強研究能力建設，打造國際先進的科研基礎設施體系，首次將基礎研究指向自主創(chuàng)新能力的提高。2023年在二十屆中央政治局第三次集體學習時，習近平總書記指出：“應對國際科技競爭、實現(xiàn)高水平自立自強，推動構建新發(fā)展格局、實現(xiàn)高質量發(fā)展，迫切需要我們加強基礎研究，從源頭和底層解決關鍵技術問題。”顯然，當前中國正在經(jīng)歷一次新的調整，也必須作出新的轉變，使得基礎研究的發(fā)展指向實現(xiàn)科技自立自強與建設世界科技強國的新目標。

原始創(chuàng)新是基礎研究的核心特征

獲得新知識，是基礎研究最直接的結果，也是對人類社會最直接的貢獻。新知識，歸根到底來自原創(chuàng)。原創(chuàng)與否，成為判定知識發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造的優(yōu)先權歸屬的準則，榮譽與權益通常屬于第一個發(fā)表新發(fā)現(xiàn)的個人或團體。⑦由此，原始創(chuàng)新構成基礎研究的核心特征之一。

科學革命與工業(yè)革命以來，新知識的生成、迭代與應用在不斷加快。對于科技發(fā)展而言，有兩個體系值得關注：一個是現(xiàn)代科技知識體系，它由眾多學科（群）及其分支方向構成。這一體系從局部交叉到整體拓展，始終處于不斷演化之中。不同的國家或地區(qū)，在不同的時段，原始創(chuàng)新的活躍程度與成果質量不同，相應地對知識體系的貢獻與獲益也有明顯的強弱之分。近代以來，意大利、英國、法國、德國和美國，歷經(jīng)數(shù)次科學革命與工業(yè)革命，先后成為生產新知識及其應用的最主要的原始創(chuàng)新策源地。這些國家依托在關鍵學科與關鍵人才建立的優(yōu)勢壁壘，各領世界科技之風騷數(shù)十年。這就是科技史上著名的“世界科學中心轉移”現(xiàn)象。

另一個是知識產權保護體系，由各國從優(yōu)先權的認定與保護出發(fā)，通過辨識原創(chuàng)與系統(tǒng)累積而成。近兩個世紀以來，保護原始創(chuàng)新是一項全球共識。對優(yōu)先權和知識產權的推崇，鼓勵著層出不窮的探索與創(chuàng)新，催生了大量由基礎研究轉化出的發(fā)明創(chuàng)造，保護了眾多的關鍵核心技術，推動了技術與產業(yè)的良性發(fā)展。但是，因不可靠的結果、不合理的技術壁壘或不理性的濫用訴訟而出現(xiàn)的惡性競爭，也發(fā)生了大量妨害原創(chuàng)精神、正當權益和科學進步的事件。國際科技競爭，越來越倚重關鍵領域的原始創(chuàng)新及相關人才的比拼。但是，原創(chuàng)成果的地域分布并不均衡，而且與人口分布或人均GDP之間沒有簡單或直接的關系。

提升我國基礎研究與原始創(chuàng)新能力的途徑

基礎研究的學科分布和原始創(chuàng)新的地域分布，始終處于動態(tài)變化中，存在科學中心轉移與創(chuàng)新要素匯聚的現(xiàn)象，也存在抓住科技革命、成為科技強國的機遇期。提升我國基礎研究與原始創(chuàng)新能力，可在以下方面著力。

第一，經(jīng)費方面宜保持基礎研究發(fā)展思路的連續(xù)和穩(wěn)定，加大多渠道投入力度，強化建制化基礎研究?；A研究的規(guī)模與國家經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關，基礎研究的能力與應用、開發(fā)類研究的水平呈正相關性，中國亦是如此。保持在基礎研究、應用研究和開發(fā)工作之間的合理比例，有利于基礎研究的發(fā)展，也有利于向發(fā)明創(chuàng)造新產品方向轉化。從各國的成功經(jīng)驗來看，資金投入是促進基礎研究的重要前提。雖然大家普遍認同基礎研究的重要價值，但由于它的探索性強、不確定性高，容易降低對關鍵性與挑戰(zhàn)性研究的投資興趣。此類財政支出的緊缺，對各國政府來說都是難題。在西方發(fā)達國家，企業(yè)研發(fā)資金和民間資本也是基礎研究經(jīng)費的必要來源。一些看中基礎研究的高新技術企業(yè)，甚至產出了諾貝爾獎級的成果，形成了關鍵核心技術，同樣也吸引了大批頂尖人才。

建制化是基礎研究有別于早期發(fā)展的關鍵因素。近代以來，原創(chuàng)性的突破主要來自于體系化、成建制的專門研發(fā)機構或專門項目。美國在設立國家科學基金會之外，約85%的基礎性經(jīng)費投向國立衛(wèi)生院、能源部、國防部、航空航天局和農業(yè)部主要承擔的導向性基礎研究的部門⑧。德國也從財政上重點支持以從事基礎研究為主業(yè)的馬普學會。如此定向投入有利于基礎研究與大科學目標、國家戰(zhàn)略目標和長遠目標相結合，也有利于縮短應用轉化的距離，提高轉化效率。當然，對于個人或小規(guī)模、自由探索和純研究的投入，也應視作低投入、高產出、出好成果與大成果的重要途徑，需要始終給予足夠的支持力度。

第二，學科方面宜聚焦國家需求與科學前沿的重大問題，搶占科技制高點，促進科技基礎設施發(fā)揮支撐作用。相關學科與方向的國際影響力，是衡量基礎研究強弱的一個重要指標。找準學科與方向的創(chuàng)新突破口，是中國發(fā)展基礎研究的難題之一。盡管科學技術知識體系十分龐雜，在一個時期內卻總有幾個帶頭學科位于發(fā)展迅速、引領性強的先導位置，帶動學科之間的交叉融合。力學、熱力學、電磁學、化學、核物理、遺傳學、電子學、計算機等學科先后奠定了帶頭學科的地位。錯失帶頭學科與交叉學科的增長“紅利”，就很可能錯過基礎研究突破、甚至喪失科學技術革命的“風口”?；厥走^去，中國通過實施“兩彈一星”為代表的重大任務，跨入了核物理、電子學、計算機等學科的爆發(fā)期，帶動了一大批相關學科的成長，是搶占科技制高點、聚焦國家需求與科學前沿重大問題的典范。二戰(zhàn)期間與戰(zhàn)后很長時間，美蘇兩國的科技發(fā)展，也都受益于曼哈頓計劃、人造衛(wèi)星、阿波羅計劃等系列定向性、戰(zhàn)略性的攻關任務。當前美國著意布局芯片、量子信息、人工智能等方向，謀劃長期占領科技制高點。對中國而言，科研人員更需要大膽地在國家與社會眾多需求中捕捉重大問題，從新一輪科技革命的前沿方向中凝練重大問題，通過重大攻關任務搶占科技制高點。此外，帶頭學科的突破經(jīng)常依賴重大科技基礎設施的支撐。實驗探測、仿真計算和數(shù)據(jù)密集型發(fā)現(xiàn)等不同的研究范式，都離不開加速器、望遠鏡、超算、觀測臺站等大型科技基礎設施。合理前瞻地部署稀缺的大型關鍵裝置，不僅能夠直接增強整體科研實力，而且通過大科學工程的實施，可以帶動產業(yè)解決關鍵核心技術問題。

第三，人才方面宜注重基礎研究人才隊伍的規(guī)模與質量，營造青年人才成長的優(yōu)良生態(tài)，增進國際交流與合作。人才是第一資源。“全部科技史都證明，誰擁有了一流創(chuàng)新人才、擁有了一流科學家，誰就能在科技創(chuàng)新中占據(jù)優(yōu)勢。”在建設世界科學中心的過程中，科技人力資源領域的爭奪戰(zhàn)將更趨激烈。美國能夠奪取并長期占據(jù)世界科學中心的地位，與其一直保持國際人才高地的顯著優(yōu)勢密不可分。相反，邊緣國家的“腦力流失”，往往伴隨著規(guī)模化的創(chuàng)新資源逃離。中國若要發(fā)展成為世界科學中心，首先要加大加快科技人才庫的建設速度，注重基礎研究人才的規(guī)模與質量。

青年人思想活躍、不畏困難、敢于爭先，從事基礎研究具有天然的優(yōu)勢。為了多出人才，出好人才，青年人才的教育與成長環(huán)境應得到物質和精神的雙重保障。一方面，幫助解決他們急難愁盼的現(xiàn)實問題，另一方面，引導培養(yǎng)他們的科學興趣、原創(chuàng)意識、長遠眼光和奉獻精神。多鼓勵他們潛心基礎探索、勇挑創(chuàng)新重擔。原始創(chuàng)新在國際比較中才有意義。在國際交流與合作中，既要讓本土研究者直接參與國際前沿的競爭和合作，從中得到鍛煉與成長；也要善于通過國際大科學計劃、高層次人才培養(yǎng)計劃，吸引國際人才來華短期交流或長期工作。只要能夠聚天下英才而用之，就會形成世界人才中心與創(chuàng)新高地。

基礎研究與原始創(chuàng)新具有鮮明的時代性。無論是從中國科技體制的改革發(fā)展來看，還是從國際科技競爭的態(tài)勢變遷來看，無論從中國的科研實力來看，還是從國際面臨的共同挑戰(zhàn)來看，我們正處在提升基礎研究與原始創(chuàng)新能力的歷史關口。近一個世紀以來，高強度科技競爭的分水嶺，很大程度上在基礎研究與原始創(chuàng)新能力的強弱。作為一個人口與經(jīng)濟的大國，中國應該為人類科技知識的增長和原創(chuàng)性的突破作出應有的貢獻；同時，作為科技與經(jīng)濟發(fā)展的后進國家，在解決重大基礎理論、關鍵核心技術等典型基礎研究問題上，還存在明顯差距，世界人才中心與創(chuàng)新高地的建設也還有很長的路要走。

（作者為中國科學院自然科學史研究所研究員）

【注：本文系中國科學院項目“中外科技創(chuàng)新史比較研究——科技自立自強之路”階段性成果】

【注釋】

①李佩珊、許良英主編：《20世紀科學技術簡史》，北京：科學出版社，1999年，第748頁。

②Schauz D. What is basic research? Insights from historical semantics[J]. Minerva,2014,52(3):273-328.

③周恩來：《關于知識分子問題的報告(1956年1月14日)》，《中共中央文獻研究室建國以來重要文獻選編》(第8冊)，北京：中央文獻出版社，1994年，第11-45頁。

④張久春、張柏春：《規(guī)劃科學技術：〈1956-1967年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃〉的制定與實施》，《中國科學院院刊》，2019年第9期。

⑤Rep. Khanna, R.D., Text - H.R.2731 - 117th Congress (2021-2022): Endless Frontier Act. 2021.

⑥Trends in Basic Research by Agency, FY 1976-2023. 引自Hourihan M. Historical trends in Federal R&D[J]. Washington DC: The American Association for the Advancement of Science.2023.

⑦Strevens M. The role of the priority rule in science[J]. The Journal of philosophy, 2003, 100(2): 55-79.

⑧Burke A, Okrent A, Hale K, et al. The State of US Science & Engineering 2022. National Science Board Science & Engineering Indicators. NSB-2022-1[J]. National Science Foundation, 2022.

責編/常妍    美編/李祥峰

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