夯实科技强国建设的知识基础

在世界百年未有之大变局下，科技强国建设已成为我国未来发展的必然选择。建设世界科技强国，离不开基础研究的源头供给。客观认识基础研究的内涵，科学遵循基础研究的特点，精心筹划基础研究发展，对于打造科技核心竞争力、构筑先发优势、蓄积长远发展原动力，具有重要战略意义和现实意义。

基础研究的概念及其内涵演化

19世纪初，美国出现了fundamental research的概念，最初是在农艺学中提出来的，是指育种过程中存在的一些植物生理学方面的基础问题。基础研究作为科学政策的词汇，则首先使用于英国1916年新成立的科学和工业研究部，提出的目的是为了更好地促进工业研究。显然，当时的基础研究是指服务于具体目标的基础问题，并不是指纯科学。

现代意义上的“基础研究”概念最早出现于美国人范尼瓦·布什于1945年发布的《科学——无止境的前沿》报告。该报告是遵照罗斯福总统的要求，基于二战科学研究与开发的空前成就，就如何在和平时期发挥科学的作用而组织开展的咨询研究成果。在报告中，基础研究被描绘为没有明确应用背景、以好奇心所驱动的科学研究。布什认为基础研究导致新知识，最终不可避免地导致新的应用，因此是技术进步的先行者，并提出了“基础研究—应用研究—产品开发—生产经营”的科学研究线性模型。布什关于科学研究的线性模型深刻地影响了美国乃至世界各国制定科学技术政策的战略目标，基础研究得到越来越多的关注，到现在已经被认为是科学技术突飞猛进的动力和源泉。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》指出：“基础研究是高新技术发展的重要源泉，是培育创新人才的摇篮，是建设先进文化的基础，是未来科学和技术发展的内在动力”，应给予基础研究高度的重视。

为了更清楚地认识科学和技术活动，经济合作与发展组织（OECD）曾经给基础研究下了一个标准定义：基础研究是为了获取现象和可观测事实背后的新知识所做的没有特别应用或用途的实验或理论工作。在此概念下，基础研究还可以进一步细分为纯基础研究和导向型基础研究，前者没有应用方面的考量，而后者有应用的背景。然而，这样的定义太强调主观意图和对应用可能性的判断，因此并没有得到普遍的认同。

20 世纪80年代以来，各国政府主动引导学术研究与产业发展需求相接轨，在国家创新体系的框架下将基础研究与国家战略及产业发展密切结合起来。在国家目标的指引下，基础研究的内涵得到了丰富，应用基础研究成为各国政府关注的焦点。比如普林斯顿大学教授斯托克斯在“纯基础研究”概念的基础之上，提出了“应用激发的基础研究”即“巴斯德象限”的概念。

应用基础研究与基础研究的区别，不仅在于前者有明确的应用目标，解决技术、产品及应用背后的基础性理论和方法问题，支撑和引领相关应用的发展，而后者不考虑应用目的，在研究内容上也有差别。虽然两者都是研究认识自然界现存规律，但基础研究重在对自然界普遍规律的认识，而应用基础研究则着重把自然界普遍规律引伸到对某一应用目标的特殊规律的研究。应用基础研究，一方面以基础研究的理论成果的应用、转化为己任，充当从基础研究到应用技术研究以至开发研究的桥梁；另一方面，又从应用技术研究、开发研究中引入新的共性问题，把生产实践中存在的共性问题上升为理论，开展必要的新理论和新知识的探索，丰富和深化基础研究工作的内涵。

当前基础研究发展的特点

从现代基础研究发展规律和我国基础研究工作的现状来看，以下几个特点需要重点关注和准确把握。

一是“双力驱动”是现代基础研究的基本特征，目标导向的基础研究发挥着越来越大的作用。基础研究所研究的科学问题包括科学自身发展和经济社会发展“两个来源”，其发展受到“双力驱动”，既有来自科学系统自身不断拓展和深化的内部需求动力，也有来自经济社会发展需要的动力。从上个世纪开始，开展基础研究的目的，已逐步从单纯满足科学家深化对自然现象和规律认识的兴趣，转向更加注重服务于人类社会发展和国力竞争的需要。因此，在基础研究管理工作中，一定要准确全面地理解“双力驱动”的实质和内涵，防止将两种动力因素割裂开来，以更好地促进基础研究的发展。

二是基础研究的组织化程度越来越高，自由探索仍然是科学发现的基本途径。基础研究具有长期性、艰巨性，不确定因素多、风险大。通常需要多年以上的持续探索积累，越重大的突破，孕育的时间可能越长。同时，基础研究的成本日渐提高，需要依赖更多的支持，重大科学成果往往是集体努力的结晶。平均而言，从20世纪初到20世纪末，科研团队的规模几乎翻了两番，而且这种增长趋势持续至今。如今很多基础研究问题的研究，需要更多的技巧、昂贵的科研设备和庞大的研究团队，才可能取得突破。

在国家经济社会发展战略需求已成为基础研究主要导向的今天，以现有的知识和技术，难以预测在什么时候，在哪些具体领域，出现什么具体的突破，必须依靠科学家充分发挥想象力和创造力，依靠科学家对科学前沿的敏感性进行自由探索。无论是“自上而下”的选题，还是“自下而上”的命题，真正有所发现、有所创新，都必须保障和依靠科学家的自由探索。

三是不同学科都包含基础研究，同时其基础研究体现着相应学科的特点和差异。基础科学、应用科学、技术科学，是对自然科学门类的划分；基础研究、应用研究、试验发展，是对研究活动属性的划分。任何门类科学都包括这些属性的研究。基础研究不仅包括面向学科发展（基础学科、新兴学科、交叉学科等）和科学前沿的研究，也包括面向国家战略需求的研究。同时，不同学科领域的研究工作在驱动力、选题来源、团队规模、对资源体量和支撑条件需求、产出形式等方面存在巨大差异。如，纯数学研究主要依仗研究人员的个人能力和坚持不懈，应用数学则非常强调与相关领域的深度融合；高能物理和天文学研究非常依赖大型仪器装置，强调科学问题牵引的大团队攻关，平台型和工程化特点突出；化学作为物质实现的中心学科，辐射产业的能力强，对研发支撑条件的要求高等。

四是学科交叉成为基础研究重大突破的方向，学科均衡协调发展是实现重点跨越的科学基础。当代科技发展日新月异，研究对象的复杂性不断增强，现代科学研究领域不断细分和融合，许多学科之间的边界变得越来越模糊。以学科为单位的研究正在突破彼此的边界，各学科正在以科技前沿问题为导向重新聚合，学科间交叉融合、相互渗透的趋势日益明显。

学科均衡协调发展是实现学科交叉的基础，也是实现重点跨越的重要条件。建设比较完备的学科体系，是实现交叉与融合、推动科学技术进步与创新的重要前提。如果各学科不能均衡发展，个别弱势学科或落后学科就可能制约科技的整体发展，影响对复杂对象的深入研究，影响对科学规律整体认识的深化。

夯实科技强国建设的知识基础

科技强国有两层含义，不仅是指在科技创新领域的世界强国，还体现在通过科技创新实现国家强盛的目标。科技强国建设是一个系统工程，需要从经济、教育、科研、文化等各个方面系统推进。就基础研究而言，关键需要突出以下三个方面的内容。

一是突出科学问题引领。科学问题是基于现有科学知识基础、为解决未知而提出的任务。重大科学问题的提出, 蕴涵着问题的指向、研究的目标和求解的应答域，必然会引发一大批科学家去研究、探索和解疑,因此也塑造着科学发展的方向，为基础研究提供动力。从来源上看，科学问题既包括面向世界科学前沿的原创性科学问题，也包括从国家安全、产业发展、民生改善的实践中凝练的基础科学问题。

二是根据科学问题的来源不同分类组织。对于来源于世界科学前沿的科学问题，建立高度的竞争择优机制，并在此基础上给予稳定持续支持，通过国际接轨的管理、研究、评价、支撑以及人才培养体系，打造有利于原创的生态环境。对于来源于经济社会实践中凝练的基础科学问题，将成本、兼容性、时间、标准等市场约束条件下的技术需求与科学理论有机结合起来，加强协同与集成，推动科学家、企业家和工程师协同攻克“卡脖子”技术背后的相关技术科学问题。

三是创新科学研究方法手段，加强科研基础设施平台建设。加强基础学科与机器学习、深度学习等人工智能方法的深度结合，发展数据驱动型科学研究的基础算法模型、复杂系统的计算机模拟以及相应的通用技术方法，促进一批新领域的涌现。强化基础研究相关的大数据平台、信息库、高端仪器和装备研制、工具软件研发、检测和分析平台等相关平台建设，建立相应的共享机制以及政策保障制度。

（潘教峰系中国科学院科技战略咨询研究院院长，杜鹏系中国科学院科技战略咨询研究院研究员）