抓住机遇推进基础研究高质量发展

李静海

以习近平同志为核心的党中央高度重视基础研究。作为科技创新之源，基础研究关乎我国源头创新能力和国际科技竞争力的提升，决定着世界科技强国建设进程，对促进实现“两个一百年”奋斗目标有着重要的基础性作用。

进入新时代，国家发展对基础研究提出了新要求，正在发生的科学研究范式变革和日益严峻的全球性挑战给基础研究发展带来新机遇。在此背景下，深刻认识基础研究的重要作用和时代特征，理性客观地分析发展现状与存在问题，充分自信地探索推进基础研究高质量发展的路径，具有重要意义。

一、准确把握新时代对基础研究提出的新要求

党的十九大报告指出，要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破，要加强应用基础研究，要培养造就一大批具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队。

习近平总书记对科技创新和基础研究发展作出了一系列重要论述。我们应深刻把握以下三个方面：第一，要深刻理解习近平总书记关于“基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关”的重要论述，进一步提高对新时代基础研究重要性的认识。第二，要清醒认识习近平总书记指出的“我们迎来了世界新一轮科技革命和产业变革同我国转变发展方式的历史性交汇期，既面临着千载难逢的历史机遇，又面临着差距拉大的严峻挑战”的总体形势，明确历史性机遇与挑战并存，切实增强责任感、使命感和紧迫感，肩负起时代赋予我们的历史责任。第三，要坚决贯彻习近平总书记强调的“科技领域是最需要不断改革的领域”的重要指示，全面推进深化改革，破解长期以来存在的一些影响基础研究高质量发展的深层次问题。这是新时代对基础研究提出的新要求，也体现了党中央和习近平总书记对基础研究的高度重视和殷切期望。

从全球科学技术发展态势看，新一轮科技革命正在兴起，科学研究范式正在发生深刻变革，学科交叉融合大势所趋，创新驱动已成全球共识，化解全球重大挑战需要广泛的合作。历史经验表明，伴随这些变化，世界科技格局和版图可能会出现调整，这是我国在向世界科技强国进军过程中面临的重大机遇，也可能是未来一段时间内绝无仅有的机遇，如果我们没有抓住这次先机，那就可能会多付出几十年甚至上百年的代价。因此，要有敢于走前人没有走过的路的自信，也要有面对挑战审时度势、客观应对的理性。在充分调研和审慎判断后，果断地采取改革措施，促使基础研究真正成为科技创新之源、创新驱动发展的重要引擎和经济高质量发展的原动力。

党的十八大以来，党中央、国务院对加强基础研究作出了系列战略部署。2014年，国务院印发《关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》。2018年初，国务院印发《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》，对基础研究作出了全面部署。当前，我国已启动国家中长期科学技术发展规划和“十四五”规划的编制工作，面向未来的战略谋划正全面开展。全国人大正在积极推进科学技术进步法、专利法等科技领域重要法律的修改工作，建设世界科技强国的法治保障将得到进一步加强。在此形势下，我们需要更加系统地思考基础研究的未来发展。

二、深刻认识基础研究的重要作用和内涵演变

（一）基础研究的重要作用。

一是引领科技革命，改变世界格局。科技革命在很大程度上是建立在基础研究产生革命性突破的基础之上。抓住科技革命机遇的国家，其实力也会随之显著跃升。尽管不同角度认识会有一些差异，但通常认为，16世纪以来共发生5次科技革命，包括2次科学革命和3次技术革命。以经典物理学体系等为代表的近代科学发展，成就了第一次科学革命；以量子力学、相对论、DNA双螺旋结构等重大理论创建为标志的科学变革，引发了第二次科学革命。第一次科学革命中力学等科学的进步，为以蒸汽机的发明及应用为标志的第一次技术革命奠定了科学基础，英国正是抓住了这次机遇成为工业强国。电磁波理论等方面的发展推进了以电力技术和内燃机的发明为标志的第二次技术革命，德国和美国等正是抓住这次机遇先后成为新的工业强国。第二次科学革命中的量子力学、相对论等的突破和科学的整体进步，为以信息技术、生物医药技术、空间技术等为标志的第三次技术革命提供了知识源，美国等西方发达国家抓住机遇获得持续发展，日本等国家也抓住这次机遇成为工业强国。遗憾的是，我国与历史上的这几次发展机遇失之交臂。当前，面临新一轮的科学技术发展浪潮，国家高度重视科技创新，且无论是科技发展实力，还是创新人才队伍状况，我们都已具备抢抓机遇的基础和能力。

二是丰富人类知识体系，深化对世界的认识。知识生产是基础研究的重要功能。基础研究通过推进人类对宇宙奥妙、生命本源、物质本质等的探索与发现，不断拓展人类认识自然的边界，提高探索自然的深度，不断开辟新的认知疆域，持续刷新人类对自然界的认知，促进人类知识体系更加丰富和完善。例如：天文学、地球科学、空间科学等对银河系、地球系统的新认知，不断更新关于宇宙起源与演化的知识体系；生命科学和医学科学的研究不断揭示生命的本质，不断深化人类对生命结构和过程的认识；化学、物理学、材料科学等的研究，从不同尺度深化了人类对物质结构和功能的认识。

三是促进经济社会发展，深刻改变人类生产生活方式。尽管基础研究成果转化到实际应用的周期存在不确定性，但从历史上看，那些给人类社会带来变革性影响的技术大多源于基础研究的突破。例如：当前我们广泛使用的电脑和手机，究其本源，是由于量子力学等物理学理论、数学和相关技术领域的进步，促进了信息技术等一批新技术的发展，进而推动电子产业发展而来。再比如，相对论不仅改变了人类的时空观，又与我们日常生活密切相关，正是基于相对论的修正，卫星定位系统才能确保所需的定位精度。

四是培养创新人才，塑造科学文化。习近平总书记强调，人才是创新的第一资源，也是创新活动中最为活跃、最为积极的因素。科学技术的发展越来越依靠人才。对于基础研究而言，产出知识和培育人才是其两大核心功能，相对于科研成果的不确定性，基础研究培养人才的功能则是天然的。回望过去，许多科学家都是在日积月累的基础研究训练中成长起来的，而科学大师的诞生更是有赖于在基础研究探索中磨炼形成的理性思维和逻辑分析能力。一方面，基础研究能够稳定可持续地为科学事业本身培养人才队伍。另一方面，基础研究会源源不断地向各领域输送大批具有科学素养的高素质人才。另外，基础研究通过探索未知、传播科学精神和服务经济社会发展，不仅有力促进科学文化和社会文化发展，提升全社会的科学素质。在管理和政策制定方面，基于科学实证的决策也越来越受到重视。

（二）基础研究的基本内涵。

基础研究是二战之后逐渐强化的概念。此前，科学界多用“纯科学”或“纯研究”等来区别于“应用科学”或“应用研究”。二战后，美国等西方国家更加意识到科学突破对国家安全和经济社会发展的重要作用。以1945年美国的万尼瓦尔·布什发布《科学——没有止境的前沿》报告并直接促使成立美国国家科学基金会（NSF）来支持基础研究为标志，世界各国纷纷加强对基础研究的支持。其后，关于如何定义基础研究也开始了持续的讨论。

经济合作与发展组织（OECD）《弗拉斯卡蒂手册》和联合国教科文组织（UNESCO）《科学技术统计指南》对基础研究都有定义。两者基本一致，均将研究与试验发展活动分为三类，包括：基础研究、应用研究和试验发展。根据联合国教科文组织的定义：基础研究主要是为获得关于客观现象和可观察事实的基本原理的新知识所进行的实验性或理论性工作。它不以任何专门的或具体的应用或使用为目的。应用研究是为获得新知识而开展的独创性研究，主要是为了达到某一特定的实际目标。试验发展是运用基础研究和应用研究及实验的知识，为了推广新材料、新产品、新设计、新工艺和新方法，或为了对现有样机和中间生产进行重大改进的任何系统的创造性活动。三类研发活动性质不同，但都特别强调创造性。

但是，经过数十年的发展，对于基础研究、应用研究和试验发展这种线性接续关系的认识，以及基础研究主要是好奇心驱动的理解，已经越来越显露出其局限性。三者之间的非线性互动和交融关系已引起重视，这涉及到理念的转变。当前，应当结合基础研究自身发展及其面临的新形势新需求来深化认识，理清它与其他研发活动的关系问题。为此，需要分析基础研究的时代特征。

（三）基础研究发展的时代特征。

发展环境充满机遇和挑战。当前，基础研究发展整体呈现以下态势：前沿突破持续涌现，学科领域发展纵深推进；跨学科研究和学科交叉融合不断发展，科学的开放性和全球化发展迅速；科学、技术、工程、社会加速渗透融合；国际科学合作走向深化，应对全球性重大挑战，迫切需要重大科学突破，也需要全球科学家的合作。在如此日新月异的变革中，我国基础研究正处于一个机遇与挑战交汇并存的历史时期，作为科学技术后发国家，我们虽然有积淀不足的劣势，但也有传统约束较少的优势。因此，必须主动适应这些变化，及时响应并采取积极应对措施，以免失去发展机遇。

发展方向深受科学研究范式变革的影响。当前，科学研究范式正在发生深刻变革，除数据密集型特征外，应更加关注研究内容、方法和范畴所发生的实质性变化。研究内容已由静态平均向动态结构过渡，由局部现象发展到系统行为；研究方法已由传统的定性分析逐步向定量预测转变，从单一学科不断发展为学科交叉，从数据处理延伸到人工智能，从单纯的模拟计算演变到虚拟仿真；研究范畴也由知识区块拓展到知识体系，从传统理论延伸到复杂性科学，从追求细节发展到尺度关联，从多层次的分科知识演变到探索共性原理。这些变化表明，传统的科学研究在激烈竞争中获得发展的机会将越来越少，只有主动适应范式变革才能占据更多发展先机。比如：人们期望通过越来越深入了解一个现象的所有细节来解决问题，但其实不然。新范式下除继续深入了解细节外，还必须进一步认识这些细节如何相互作用及其与整体行为的关系，并关注由此产生的复杂动态变化等等。这是范式变革的要义之一，必须引起各学科领域的充分重视。客观来讲，范式变革时期的机会对各国是均等的，无论是科技强国还是后发国家，都是站在同一新的起点，就看谁善于抢占先机。

发展路径更加强调学科交叉融合。近年来，科学研究要解决的问题越来越复杂，单一学科的理念、知识、方法、工具等已不足以破解那些重大的科学难题，学科交叉研究已成为大势所趋，同时学科也会动态演变。基础研究重大成果的产出也大多具有鲜明的学科交叉研究特征。以自然科学领域诺贝尔奖为例：经粗略统计，1901-1920年获奖的成果中具有学科交叉研究特征的占比约为19%。21世纪以来，这一比例增至40%以上。特别是诺贝尔化学奖，2001年以来获奖成果约三分之二具有学科交叉特征。加强学科交叉是基础研究发展的重要趋势和方向，促进跨界和学科交叉融合是各国对未来发展方向的共识。因此，摆脱惯性优化学科布局促进交叉迫在眉睫，必须引起高度关注。

世界各国纷纷出台发展战略。美国、欧盟、英国、俄罗斯、日本、韩国等国家和组织对基础研究高度重视，不断推出发展战略，调整科技政策，增加科技投入。美国连续三次发布国家创新战略；欧盟启动地平线欧洲计划；英国注重研究与创新的整体化设计，将基础研究到商业创新纳入统一资助框架；俄罗斯出台科技发展战略；日本强调以国际化视野推进基础研究，支持风险高、挑战大的研究，拓展多元投入；韩国提出到2022年基础研究预算翻番，注重建设科技创新生态系统。各国在科技评价中既注重科学价值又强调对经济社会的广泛影响，重视青年人才培养，努力建立现代管理体系。美国国家科学基金会、英国研究与创新机构、德国研究联合会、日本学术振兴会等主要科学资助机构也纷纷强化支持基础研究的战略部署。国际科技竞争的关口进一步前移到基础研究，对此我们应当有清醒的认识。

（四）对基础研究的新认识。

立足上述时代特征思考基础研究的时代内涵，应该关注以下四个方面的趋势。第一，既要包容认知的多样性，又要确保核心要义的一致性。在发展进程中，“纯基础研究”“纯科学”“战略性基础研究”“应用基础研究”等多种概念不断出现并相互交织，由此带来对基础研究认识的多样性，从不同侧面强调基础研究的重要性，也客观存在不同概念偏重强调某一方面，易出现厚此薄彼的问题。因此，基础研究整体内涵的核心要义有待明确和强化。第二，要重视基础研究与应用的关系。基础研究已不仅仅是好奇心驱动，应用需求牵引也越来越明显。第三，要关注基础研究对技术和工程的实质性支撑。以我国当前面临的“卡脖子”问题为例，表面上主要表现为技术领域的困难，但实质上这些困难往往归结于技术瓶颈背后具体核心科学问题的制约。因此，要解决“卡脖子”问题，必须要突破核心科学问题。第四，要注意融通创新的发展趋势。基础研究、应用研究、技术创新等的界限越来越模糊，近年来关于ABC原则（基础研究与应用研究的结合）和SED原则（科学、工程与设计的融合）的讨论越来越多，非线性互动、融通创新等理念也得到更加重视。

基于上述趋势，当前应该如何来深化对基础研究的认识呢？我们认为，提出一个新的定义并取得共识不是一件容易的事，但从其核心功能出发，基础研究可以认为是：以提出和解决科学问题为根本指向的研究活动。进而，这些活动又可以根据科学问题的属性大致归纳为四种类型：（1）鼓励探索，突出原创；（2）聚焦前沿，独辟蹊径；（3）需求牵引，突破瓶颈；（4）共性导向，交叉融通。2018年在巴黎召开的“新时代科学基金发展战略国际研讨会”上，这一认识得到参会的16个科学资助机构的普遍认同。

“鼓励探索，突出原创”是指科学问题源于科研人员的灵感和新思想，且具有鲜明的首创性特征，旨在通过自由探索产出从无到有的原创性成果，即“从0到1”。如：相对论促进形成了科学的时空观，对现代物理学发展和人类文明进步产生了巨大影响。

“聚焦前沿，独辟蹊径”是指科学问题源于世界科技前沿的热点、难点和新兴领域，且具有鲜明的引领性或开创性特征，旨在通过独辟蹊径取得开拓性成果，引领或拓展科学前沿。如：蓝光LED突破红、绿LED的局限，使白光照明成为一个大的产业，大大提升了电能利用的效率。

“需求牵引，突破瓶颈”是指科学问题源于国家重大需求和经济主战场，且具有鲜明的需求导向、问题导向和目标导向特征，旨在通过解决技术瓶颈背后的核心科学问题，促使基础研究成果走向应用。如：青蒿素的研发就是需求导向，其突破拯救了许多人的生命。

“共性导向，交叉融通”是指科学问题源于多学科领域交叉的共性难题，具有鲜明的学科交叉特征，旨在通过交叉研究产出重大科学突破，促进分科知识融通发展为知识体系。如：未来人工智能的科学原理，需要各学科合作共同予以突破。

三、客观分析我国基础研究的发展现状和存在问题

新中国成立特别是改革开放以来，我国基础研究高速发展，建立了较为完整的研究体系，培育了一大批人才，尤其是近年来有重要突破的成果不断涌现，国际影响力显著提升，我国已经成为基础研究大国。但应当理性地看到，我国基础研究在产出、投入、人才培养、学科布局等方面取得巨大成就的同时，与世界科技强国要求相比确实还存在不小差距。其中，评价机制、价值理念和科学文化方面的差距已成为首要制约因素。中国基础研究发展正处在一个十分关键的历史时期。科学技术进步法等法律的修改，将对解决这些问题，推动基础研究发展起到十分重要的作用。

（一）投入持续增加，但多元投入机制尚未形成。

近年来，我国基础研究投入持续增长，从2011年411.8亿元增至2018年1118亿元，年均增长15.34%，增速显著高于美、英、德、法、日等国家。尽管如此，我国基础研究投入仍然不足。年度投入虽仅次于美国，但与其（2017年为922.31亿美元）仍有较大差距。况且基础研究需要长期的积累，仅从近20年累计投入看，我国与美国、日本的差距仍然较大。需要强调的是，我国基础研究投入占研究与试验发展经费的比例与发达国家差距明显。据统计，2018年我国基础研究占研究与试验发展经费的比例为5.69%，即使考虑统计口径不同的因素，也远远低于发达国家的水平（一般为15%上下）。当前，虽然国家高度重视基础研究，持续加大中央财政投入，但社会甚至部分科研人员对基础研究重要性的认识仍然不够，基础研究的投入结构问题比较突出，甚至有的投入并未真正用于基础研究，这已成为我国的短板。以企业基础研究支出为例：2017年，美国企业基础研究支出占全国基础研究总支出的比例为28.38%，而我国仅为2.97%；美国企业基础研究支出占企业研发总支出的比例为6.59%，而我国仅为0.21%，差距十分明显。近年来，地方和企业投入基础研究的积极性增强，如何集成各方资源解决共性问题，需要设计好多元投入机制，才有利于投入效益的最大化。

（二）产出数量持续增长，但质量有待提高。

我国科技论文产出数量持续增长，但质量与美国等科技强国仍有较大差距。据统计，2017年我国发表论文32.39万篇，占世界总数的16.7%，居世界第2位。2008-2018十年段论文被引用总次数也位居世界第2位。但是，由于低影响力论文所占比例不小，我国论文篇均被引用次数（10次/篇）仍低于世界平均水平（12.61次/篇），学科规范化的引文影响力刚刚达到世界平均水平，仍显著低于美国、英国、德国、法国等第一梯队国家，与印度等同处于第二梯队。这说明低影响力论文影响了整体水平。当然，引用并不能全面反映论文影响力，但无论如何，低影响力论文占比过高的问题应当引起高度关注！作为科学后发国家，量的积累是必经过程，但现在到了重视提升质量的发展时期。

近年来我国基础研究取得了一批世界瞩目的成果，如铁基超导材料保持国际最高转变温度，量子反常霍尔效应、多光子纠缠、中微子振荡、干细胞、利用体细胞克隆猕猴等取得重要原创性突破。2015年，我国科学家屠呦呦研究员因发现青蒿素获诺贝尔生理学或医学奖，实现了本土从事研究工作的科学家获诺贝尔科学奖零的突破。但是，目前我国仍然是跟踪研究多，原创性和引领性研究少，冲击重大科学难题的勇气和能力不足，重大原创成果仅呈现出点的突破，解决“卡脖子”问题的能力明显较弱，基础研究产出质量与发达国家仍有较大差距。

（三）人才队伍规模宏大，但第一资源作用有待强化。

我国基础研究人员数量逐年快速增长，全时当量（一个全时当量就是一个人全年的工作量，非全时人数按工作量折算为全时人员数）从2011年13.81万人年增长到2017年的29.01万人年，6年翻了一番。经过改革开放以来40年的发展，基本消除了人才断层影响，45岁以下的青年人已经成为我国基础研究的主力军，队伍年龄分布逐渐处于合理状态。同时也要看到，虽然我国造就了一支规模宏大、结构相对合理的研究队伍，但科学领军人才和顶尖团队仍然不足，对国际高水平人才的吸引力也有待提高。因此，在稳定培育人才队伍的同时，如何更加有力地吸引高层次人才和培养优秀青年人才，提高人才资源质量，确保合理规模和人才理性有序流动，是当前一项十分重要和迫切的任务，有待在体制机制上有所创新。

（四）学科布局相对完整，但划分过细不利于交叉融合。

经过几十年努力，我国建立了门类相对齐全的学科体系，有力推动了科学整体进步和全面培养人才，在历史发展过程中发挥了重要作用。但是，随着科学技术的发展，近年来我国学科布局日益呈现出一些问题。最为突出的是，学科划分过细，造成各个学科隔离，不利于交叉，成为制约基础研究发展的一个深层次问题。目前我国共分13个学科门类，下设一级学科111个，二级学科375个。在国家标准学科分类中，三级学科有2382个。同样，从科学资助机构项目申请代码看，各国科学基金会申请代码均少于500个，而我国自然科学基金2018年的三级申请代码有2111个。划分过细的申请代码不利于学科交叉，已不适应当前发展需要。前瞻和与时俱进地对学科布局进行优化调整，对于维护科技安全也具有重要意义。但如何调整，还是一个世界性的难题，当然也是一个机会，需要提上议事日程，不应被动等待。

（五）评价体系基本确立，但评价实践仍然有所偏离。

习近平总书记指出，要建立以科技创新质量、贡献、绩效为导向的分类评价体系。这为评价体系改革指明了方向。当前，我国初步建立了评价体系，但具体评价实践中一定程度存在三方面的偏离。一是评价标准偏离科学本质。存在“一刀切”“重数量、轻质量”等现象，容易导致跟风做科研，追求发文章的数量和短平快，过度关注数量指标而忽视追求实质性的科学突破。二是评价过程偏离科学规范。仍然存在个体和集体行为的不规范、不负责任、信誉理念缺乏等现象，严重干扰正常评价秩序。三是评价结果偏离科学属性。评价结果的过度使用，仍然存在人才“标签化”以及与待遇过度挂钩等问题，不仅背离了激励人才成长的初衷，还导致功利主义滋生。总之，评价体系存在的问题，已经制约了原始创新能力和质量的进一步提升，导致科学精神缺失，难以做到“坐住冷板凳”和“十年磨一剑”。当前我们正在大力推进这方面的改革，应当认识到这些问题与科学价值观和科学文化紧密相关。正是由于科学文化建设落后于科学发展的步伐，使得抄袭、造假等学术不端行为时有发生，甚至出现违背科研伦理的问题，这严重损害了中国科学的声誉。

四、推进基础研究高质量发展的思考

当前，促进我国基础研究实现高质量发展，必须加强顶层设计和注重统筹协调。明确发展思路应重点关注以下三个方面：第一，树立创新自信，持续深化改革。认真贯彻落实习近平总书记关于科技领域改革的重要指示，针对制约我国基础研究发展的深层次问题，采取精准系统有效的改革举措。第二，增强科学理性，抢抓发展机遇。充分利用科学研究范式变革和学科交叉融合的机遇，打破传统和惯性思维，切实转变理念，与时俱进谋发展。第三，追求卓越科学，大力鼓励原创。我国在短短几十年内发展成为科技大国和基础研究大国，但质的飞跃尚未实现。究其原因，根本在于对原创思想鼓励不够，真正解决关键科学问题聚力不足。在核心科学问题没有彻底解决的情况下，发展的技术必然缺少竞争力。因此，应下大力气增强我国的源头创新能力。