在世界百年未有之大變局下,科技強國建設已成為我國未來(lái)發(fā)展的必然選擇。建設世界科技強國,離不開(kāi)基礎研究的源頭供給??陀^(guān)認識基礎研究的內涵,科學(xué)遵循基礎研究的特點(diǎn),精心籌劃基礎研究發(fā)展,對于打造科技核心競爭力、構筑先發(fā)優(yōu)勢、蓄積長(cháng)遠發(fā)展原動(dòng)力,具有重要戰略意義和現實(shí)意義。
基礎研究概念及其內涵演化
19世紀初,美國出現了fundamental research的概念,最初是在農藝學(xué)中提出來(lái)的,是指育種過(guò)程中存在的一些植物生理學(xué)方面的基礎問(wèn)題?;A研究作為科學(xué)政策的詞匯,則首先使用于英國1916年新成立的科學(xué)和工業(yè)研究部,目的是更好地促進(jìn)工業(yè)研究。顯然,當時(shí)的基礎研究是指服務(wù)于具體目標的基礎問(wèn)題,并不是指純科學(xué)。
現代意義上的“基礎研究”概念最早出現于美國人范尼瓦·布什于1945年發(fā)布的《科學(xué)——無(wú)止境的前沿》報告。該報告是遵照羅斯??偨y的要求,基于二戰科學(xué)研究與開(kāi)發(fā)的空前成就,就如何在和平時(shí)期發(fā)揮科學(xué)的作用而組織開(kāi)展的咨詢(xún)研究成果。在該報告中,基礎研究被描繪為沒(méi)有明確應用背景、以好奇心所驅動(dòng)的科學(xué)研究。布什認為基礎研究導致新知識,最終不可避免地導致新的應用,因此是技術(shù)進(jìn)步的先行者,并提出了“基礎研究—應用研究—產(chǎn)品開(kāi)發(fā)—生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)”的科學(xué)研究線(xiàn)性模型。
布什關(guān)于科學(xué)研究的線(xiàn)性模型深刻影響了美國乃至世界各國制定科學(xué)技術(shù)政策的戰略目標?;A研究得到越來(lái)越多的關(guān)注,到現在已經(jīng)被認為是科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的動(dòng)力和源泉。例如,我國《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要(2006—2020年)》指出,基礎研究“是高新技術(shù)發(fā)展的重要源泉,是培育創(chuàng )新人才的搖籃,是建設先進(jìn)文化的基礎,是未來(lái)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的內在動(dòng)力”,應給予基礎研究高度的重視。
為了更清楚地認識科學(xué)和技術(shù)活動(dòng),經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)曾經(jīng)給基礎研究下了一個(gè)標準定義:基礎研究是為了獲取現象和可觀(guān)測事實(shí)背后的新知識所做的沒(méi)有特別應用或用途的實(shí)驗或理論工作。在此概念下,基礎研究還可以進(jìn)一步細分為純基礎研究和導向型基礎研究,前者沒(méi)有應用方面的考量,而后者有應用的背景。然而,這樣的定義太強調主觀(guān)意圖和對應用可能性的判斷,因此并沒(méi)有得到普遍認同。
20世紀80年代以來(lái),各國政府主動(dòng)引導學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求接軌,在國家創(chuàng )新體系的框架下將基礎研究與國家戰略及產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切結合起來(lái)。在國家目標的指引下,基礎研究的內涵得到了豐富,應用基礎研究成為各國政府關(guān)注的焦點(diǎn)。比如普林斯頓大學(xué)教授斯托克斯在“純基礎研究”概念的基礎之上,提出了“應用激發(fā)的基礎研究”即“巴斯德象限”的概念。
應用基礎研究與基礎研究的區別,不僅在于前者有明確的應用目標,解決技術(shù)、產(chǎn)品及應用背后的基礎性理論和方法問(wèn)題,支撐和引領(lǐng)相關(guān)應用的發(fā)展,而后者不考慮應用目的,在研究?jì)热萆弦灿胁顒e。雖然兩者都研究認識自然界現存規律,但基礎研究重在對自然界普遍規律的認識,而應用基礎研究則著(zhù)重把自然界普遍規律引申到對某一應用目標的特殊規律的研究。
應用基礎研究,一方面以基礎研究的理論成果的應用、轉化為己任,充當從基礎研究到應用技術(shù)研究以至開(kāi)發(fā)研究的橋梁;另一方面,又從應用技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)研究中引入新的共性問(wèn)題,把生產(chǎn)實(shí)踐中存在的共性問(wèn)題上升為理論,開(kāi)展必要的新理論和新知識的探索,豐富和深化基礎研究工作的內涵。
當前基礎研究發(fā)展的特點(diǎn)
從現代基礎研究發(fā)展規律和我國基礎研究工作的現狀來(lái)看,需要重點(diǎn)關(guān)注和準確把握以下幾個(gè)特點(diǎn)。
一是“雙力驅動(dòng)”是現代基礎研究的基本特征,目標導向的基礎研究發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越大的作用。
基礎研究所研究的科學(xué)問(wèn)題包括科學(xué)自身發(fā)展和經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展“兩個(gè)來(lái)源”,其發(fā)展受到“雙力驅動(dòng)”,既有來(lái)自科學(xué)系統自身不斷拓展和深化的內部需求動(dòng)力,也有來(lái)自經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展需要的動(dòng)力。從上世紀開(kāi)始,開(kāi)展基礎研究的目的,已逐步從單純滿(mǎn)足科學(xué)家深化對自然現象和規律認識的興趣,轉向更加注重服務(wù)于人類(lèi)社會(huì )發(fā)展和國力競爭的需要。因此,在基礎研究管理工作中,一定要準確全面地理解“雙力驅動(dòng)”的實(shí)質(zhì)和內涵,防止將兩種動(dòng)力因素割裂開(kāi)來(lái),以更好地促進(jìn)基礎研究的發(fā)展。
二是基礎研究的組織化程度越來(lái)越高,自由探索仍然是科學(xué)發(fā)現的基本途徑?;A研究具有長(cháng)期性、艱巨性,不確定因素多、風(fēng)險大;通常需要多年以上的持續探索積累,越重大的突破,孕育時(shí)間可能越長(cháng)。同時(shí),基礎研究的成本日漸提高,需要依賴(lài)更多的支持,重大科學(xué)成果往往是集體努力的結晶。平均而言,從20世紀初到20世紀末,科研團隊的規模幾乎翻了兩番,而且這種增長(cháng)趨勢持續至今。如今很多基礎研究需要更多的技巧、昂貴的科研設備和龐大的研究團隊,才可能取得突破。
在國家經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展戰略需求已成為基礎研究主要導向的今天,以現有的知識和技術(shù),難以預測在什么時(shí)候、在哪些具體領(lǐng)域出現什么具體的突破,必須依靠科學(xué)家充分發(fā)揮想象力和創(chuàng )造力,依靠科學(xué)家對科學(xué)前沿的敏感性進(jìn)行自由探索。無(wú)論是“自上而下”的選題還是“自下而上”的命題,真正有所發(fā)現、有所創(chuàng )新,都必須保障和依靠科學(xué)家的自由探索。
三是不同學(xué)科都包含基礎研究,同時(shí)其基礎研究體現著(zhù)相應學(xué)科的特點(diǎn)和差異?;A科學(xué)、應用科學(xué)、技術(shù)科學(xué),是對自然科學(xué)門(mén)類(lèi)的劃分;基礎研究、應用研究、試驗發(fā)展,是對研究活動(dòng)屬性的劃分。任何門(mén)類(lèi)的科學(xué)都包括這些屬性的研究?;A研究不僅包括面向學(xué)科發(fā)展(基礎學(xué)科、新興學(xué)科、交叉學(xué)科等)和科學(xué)前沿的研究,也包括面向國家戰略需求的研究。
同時(shí),不同學(xué)科領(lǐng)域的研究工作在驅動(dòng)力、選題來(lái)源、團隊規模、對資源體量和支撐條件需求、產(chǎn)出形式等方面存在巨大差異。如,純數學(xué)研究主要依仗研究人員的個(gè)人能力和堅持不懈,應用數學(xué)則非常強調與相關(guān)領(lǐng)域的深度融合;高能物理和天文學(xué)研究非常依賴(lài)大型儀器裝置,強調科學(xué)問(wèn)題牽引的大團隊攻關(guān),平臺型和工程化特點(diǎn)突出;化學(xué)作為物質(zhì)實(shí)現的中心學(xué)科,輻射產(chǎn)業(yè)的能力強,對研發(fā)支撐條件的要求高等。
四是學(xué)科交叉成為基礎研究重大突破的方向,學(xué)科均衡協(xié)調發(fā)展是實(shí)現重點(diǎn)跨越的科學(xué)基礎。當代科技發(fā)展日新月異,研究對象的復雜性不斷增強,現代科學(xué)研究領(lǐng)域不斷細分和融合,許多學(xué)科之間的邊界變得越來(lái)越模糊。以學(xué)科為單位的研究正在突破彼此的邊界,各學(xué)科正在以科技前沿問(wèn)題為導向重新聚合,學(xué)科間交叉融合、相互滲透的趨勢日益明顯。
學(xué)科均衡協(xié)調發(fā)展是實(shí)現學(xué)科交叉的基礎,也是實(shí)現重點(diǎn)跨越的重要條件。建設比較完備的學(xué)科體系,是實(shí)現交叉與融合、推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng )新的重要前提。如果各學(xué)科不能均衡發(fā)展,個(gè)別弱勢學(xué)科或落后學(xué)科就可能制約科技的整體發(fā)展,影響對復雜對象的深入研究,影響對科學(xué)規律整體認識的深化。
夯實(shí)科技強國建設的知識基礎
科技強國有兩層含義,不僅是指在科技創(chuàng )新領(lǐng)域的世界強國,還體現在通過(guò)科技創(chuàng )新實(shí)現國家強盛的目標??萍紡妵ㄔO是一個(gè)系統工程,需要從經(jīng)濟、教育、科研、文化等各個(gè)方面系統推進(jìn)。就基礎研究而言,關(guān)鍵需要突出以下三個(gè)方面的內容。
一是突出科學(xué)問(wèn)題引領(lǐng)??茖W(xué)問(wèn)題是基于現有科學(xué)知識基礎、為解決未知而提出的任務(wù)。重大科學(xué)問(wèn)題的提出, 蘊涵著(zhù)問(wèn)題的指向、研究的目標和求解的應答域,必然會(huì )引發(fā)一大批科學(xué)家去研究、探索和解疑,因此也塑造著(zhù)科學(xué)發(fā)展的方向,為基礎研究提供動(dòng)力。從來(lái)源上看,科學(xué)問(wèn)題既包括面向世界科學(xué)前沿的原創(chuàng )性科學(xué)問(wèn)題,也包括從國家安全、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、民生改善的實(shí)踐中凝練的基礎科學(xué)問(wèn)題。
二是根據科學(xué)問(wèn)題的來(lái)源不同分類(lèi)組織。針對來(lái)源于世界科學(xué)前沿的科學(xué)問(wèn)題,建立高度的競爭擇優(yōu)機制,并在此基礎上給予穩定持續支持,通過(guò)與國際接軌的管理、研究、評價(jià)、支撐以及人才培養體系,打造有利于原創(chuàng )的生態(tài)環(huán)境。針對經(jīng)濟社會(huì )實(shí)踐中凝練的基礎科學(xué)問(wèn)題,將成本、兼容性、時(shí)間、標準等市場(chǎng)約束條件下的技術(shù)需求與科學(xué)理論有機結合起來(lái),加強協(xié)同與集成,推動(dòng)科學(xué)家、企業(yè)家和工程師協(xié)同攻克“卡脖子”技術(shù)背后的相關(guān)技術(shù)科學(xué)問(wèn)題。
三是創(chuàng )新科學(xué)研究方法手段,加強科研基礎設施平臺建設。加強基礎學(xué)科與機器學(xué)習、深度學(xué)習等人工智能方法的深度結合,發(fā)展數據驅動(dòng)型科學(xué)研究的基礎算法模型、復雜系統的計算機模擬以及相應的通用技術(shù)方法,促進(jìn)一批新領(lǐng)域的涌現。強化基礎研究相關(guān)的大數據、信息庫、高端儀器和裝備研制、工具軟件研發(fā)、檢測和分析平臺等建設,建立相應的共享機制以及政策保障制度。
來(lái)源:《中國科學(xué)報》