中國網/中國發展門戶網訊  基礎研究從自由探索式的、興趣導向的、純學理性的研究逐漸體現出對技術發明的帶動效應，以及對經濟社會發展的基礎性影響作用。基礎研究是技術發明的源頭活水。二戰以后，以美國為代表的世界各國政府開始重視對基礎研究的資助，形成了相應的科技政策體系。隨著科技發展不斷向宏觀推進和向微觀演化，大團隊、大設施、大平臺在基礎研究中的作用逐步加強。由此，基礎研究也演化出由政府組織、集中投入、體現國家意志，由科學家和科研團隊瞄準重大方向的具有定向性、導向性的研究模式。偏向個人主義的、無組織的、零散的傳統科研模式不斷進行分工、協作、演化，體現新的特征，產生新的類型，基礎研究的有組織性不斷增強，我們將這類基礎研究定義為“有組織的基礎研究”。 

“有組織的基礎研究”的概念及其意義

1945?年?7?月，范內瓦?·?布什向美國總統提交了科技政策史上最為著名的報告《科學：無止境的前沿》（Science: The Endless Frontier）。該報告決定了二戰后美國國家科學發展政策走向，直接影響了美國國家科學基金會（NSF）的成立。該報告提出，基礎研究是創新的根基所在，基礎研究需要在研究型大學中由最有天賦的科學家通過自由探索的方式完成；科學的選題應該由科學家在充分的自由下確定，國家在支持“無用”中實現“有用”的轉化……這一系列思想闡釋了基礎研究的重要性，影響了世界各國的科技政策制定，創立了國家對基礎研究進行資助的模式。

《科學：無止境的前沿》發表?75?年之際，世界各國的科學界和科技政策界進一步反思基礎研究和科技創新的重要意義，探索推進基礎研究的新政策、新方式。2020?年?12?月，美國國家科學院（NAS）就這些問題展開深入研討并出版報告《無盡的前沿：科學的下一個?75?年》（The Endless Frontier: The Next 75 Years in Science），重點探討為了迎接時代的挑戰，為美國創新提供動力的現代科研結構應如何重構，提出美國需要在關鍵研究領域進行集中和持續的投資，建議在關注和支持基礎研究的國家科學基金會之外建立“國家技術委員會”，以專注于支持高風險關鍵技術研發。這體現了美國科學界和政策界在布什科技政策之上對于基礎研究的認識深化，并將有“組織的基礎研究”納入未來科技規劃布局中。

基于對基礎研究的動態發展演化，以及相關政策的歷史條件和現實進展的綜合分析，本文提出“有組織的基礎研究”的概念，為理解基礎研究的規律和特征、優化基礎研究的發展規劃提供了一種新的工具和框架。“有組織的基礎研究”能夠通過交叉融合研究解決知識體系中的根本性問題，通過國家大科學計劃的組織實施服務國家戰略目標并推動基礎理論的進步，通過基礎科學、技術科學并重跨越從原理到技術再到產業之間的鴻溝，有助于在整個創新體系中促進信息流動，優化資源配置，形成協作合力，提高效率，從而深化拓展科學的無止境的前沿，促進科學的“無用”與“有用”之間的互動轉換。“有組織的基礎研究”的重要意義體現在?3?個方面。

“有組織的基礎研究”有助于解決知識體系中的根本性問題。基礎研究會帶來新知識，基礎研究的根本性問題通常是由一組相互關聯的問題群、問題集構成，形成對知識領域的進步具有根本性影響的問題域。通過有組織的基礎研究能夠識別和界定出各領域中的問題群、問題集，組織優勢力量，進行長期資助，既在每個子問題上進行艱深研究，又同時開展跨學科、跨領域的研究，形成具有整體性的認識和理論，解決知識體系中的根本性問題。

“有組織的基礎研究”能夠更好地服務國家戰略需求。一方面，隨著科學技術的快速發展，基礎研究從純自由探索的科研模式演化出面向重大科學目標的、國家戰略需求牽引的基礎研究。驅動基礎研究發展的動力也由科學家個人的好奇心和科學興趣，生發出以解決實際問題，以任務需求為來源的驅動力。國家戰略發展需要的全局性、長遠性、緊迫性的科技創新，具有導向性、目標性、定向性特點，其所涵蓋的基礎研究問題也需要有組織地開展。另一方面，服務于國家戰略目標的大科學計劃能夠促進基礎研究理論的發展。例如：美國的“曼哈頓計劃”推動了基本粒子物理理論的發展；二戰期間航空技術的發展需求促進了空氣動力學的理論進步；從雷達技術到微波理論等諸多領域的突破都可以看出很多現代科學理論的產生是由重大科技計劃催生和發展的。

“有組織的基礎研究”能夠跨越從科學到技術再到產業的鴻溝，促進創新的組織活力。科技對于產業、經濟、社會的拉動作用日益凸顯，技術創新和產業發展的需求也成為基礎研究的問題來源和驅動力。創新鏈和產業鏈融合速度加快，創新活動開始需要政府、大學、科研機構、企業共同參與，以解決基礎研究、技術科學、產業應用的全鏈條的問題。在面向技術和產業發展過程中，無組織的、自由探索的基礎研究容易將科學家和科研團隊局限在學科之中，科學問題也被割裂在學科體系之中。在跨學科、融合科學、技術創新的發展新趨勢下，要求基礎研究加強其組織性，將不同創新主體組織起來，使學術研究跨越傳統的學科劃分，打破學術、產業和其他部門的傳統藩籬，促進個體和組織間的信息流動，從而促進科學研究產生社會和經濟影響。在這個意義上，“有組織的基礎研究”能夠全面促進有組織的創新。

由此可見，從科學前沿的推進、科學與政府的關系、科學對經濟社會的影響等多重維度來看，基礎研究作為科技創新源頭，開始展現出新的特征：從自由探索走向任務和需求導向，從無組織性走向有組織性，基礎研究的“無用”與“有用”之間的關系發生變化。《科學：無止境的前沿》揭示了科學的“無用”對于“有用”的單向的、線性的影響，而在現實發展過程中，基礎研究在“無用”和“有用”的雙向的、非線性的推動中不斷前進。由此，為了適應這種新的趨勢，國家有必要加強對“有組織的基礎研究”的支持，并根據“有組織的基礎研究”的特征和類型調整科技管理體制、科技政策導向及政策工具。 

“有組織的基礎研究”的特征

基礎研究的全過程包括提出問題、爭取資助、設立項目、組織團隊、開展研究、發表成果、后期評價等不同階段，這使得在全過程或者某一階段對研究工作和支撐資源的組織變得更加重要。基礎研究既需要解決知識體系中的根本問題，又需要服務國家戰略目標，調動不同科研主體協同創新。這些復合性要求也使得加強組織性成為基礎研究的必然要求。“有組織的基礎研究”的特征主要體現在研究選題、研究過程、研究工具手段和不同研究主體協同創新4個方面。

研究選題的有組織性

選題是科學研究的起點，也是原創性基礎研究的首要問題和關鍵環節。基礎研究的有組織性首先體現在重大前沿問題的選取和凝練。我國科學研究選題的一個突出弱點是盲目跟蹤國外熱點問題、研究思路、技術路線，缺乏原創性、獨創性、前瞻性。這種跟蹤式、模仿式的選題思路無法取得具有突破性、領先性的基礎研究成果。因而，需要通過組織一定規模的、具有世界頂尖水平的專家研判，綜合考慮研究問題的創新性、可行性、效益性，并結合國家發展戰略目標和科學積累，有組織地開展基礎研究的選題工作，形成問題域和問題集，推動研究團隊和研究任務的組織。

隨著科學研究利益主體日趨多元化，基礎研究的選題需要考慮到科學目標、實現可能、研究積累、國家利益、社會訴求等多種要素，其選題過程需要加強和體現組織性。例如，美國通過“自下而上”和“自上而下”相結合的組織方式確定基礎研究選題。在“自下而上”和“自上而下”互動的過程中，會存在資助部門、科研機構間的競爭，各種利益集團、咨詢機構的不同訴求等問題；因此，需要促成各方利益平衡，使政府訴求與科學家達成一定共識，將科學發展與國家戰略目標緊密結合。在選題過程中，有組織的基礎研究選題要始終堅持以科學目標為導向，充分發揮科研機構和科學家的主導作用。德國馬普學會主要從事國家戰略性、目標導向性的基礎研究。馬普學會各研究所對研究選題、研究框架和技術路線的選擇具有充分自主權，可以在研究所的短期任務、中期規劃、長期發展中進行系統設計和動態組織。為保證馬普學會各研究所在總體方向上的正確性，馬普學會國際評審委員會每?2?年對研究所的科研項目及成果進行評估，其中科研質量的高低是任命研究所領導和支持科研項目的決定性評判標準。

研究過程的有組織性

基礎研究具有高度的不確定性、長期性，是極其艱苦而富于挑戰性的研究工作。基礎研究的突破需要依賴于一個科研團隊在某一領域長期不懈的積累和堅持。隨著科學體系的不斷發展和完善，所涌現出的新問題、新現象往往需要不同的科學領域交叉融合才能得以解釋和解決，這就需要在研究過程中組織在不同領域、不同問題上具有長期積累和優秀實力的科研團隊協同攻關。有組織的研究過程既能夠確保科研團隊的穩定性和持續性，又能夠根據具體問題和任務開展合作、形成合力，做到既有分工又有組織。基礎研究從散點式向系統式、工程式的轉變也亟須整合不同領域的研究人員、不同部門的資源配置，以加強基礎研究的組織性。

“有組織的基礎研究”需要跨學科、跨機構、跨部門的力量聯合，打破學科界限、融匯學科知識，進行綜合交叉的研究，這極大加強了對于國家科技資源配置、國家科研力量布局的有組織性的要求。因此，需要改變科研力量零散化、碎片化的現狀，統籌力量，形成合力，以解決關乎國家創新發展的重大科學問題。例如，馬普學會啟動的跨所研究計劃旨在促進跨學科研究，打破研究所之間的界限，通過設立專項經費資助馬普學會各研究所之間的尖端跨學科合作研究。在?2007?年啟動的一項關于有毒蛋白質結構的研究項目中，就聚集了來自馬普學會生物物理化學研究所、分子生理學研究所、生物化學研究所和結構分子生物學工作組的研究人員。

研究工具手段的有組織性

依托重大科技基礎設施的基礎研究，已經成為實現基礎科學前沿重大突破的重要方式。一些規模較大的基礎研究任務和工程需要研制和運行粒子加速器、大型真空或仿真模擬裝置、大口徑天文望遠鏡等重大科技基礎設施，還需要大量技術人員、研究人員參與到重大科技基礎設施的建設、運行、維護與支持中。據不完全統計，1970?年以來，超過?40%?的諾貝爾物理學獎用到了大科學裝置或科學衛星獲取的數據。因而，基礎研究的有組織性需要體現在重大科技基礎設施的建設、運行、維護和支持的全生命周期管理過程中。

日本在推動本國基礎研究發展過程中尤其重視重大科技基礎設施的建設、運行與維護，取得了顯著的成效。具體的舉措有：通過多種資金渠道支持重大科技基礎設施的建設并進行長期穩定支持，促進產官學研依托重大科技基礎設施進行廣泛合作，通過立法加強共享和利用。1994?年，日本文部科學省先后出臺和實施《促進尖端大型研究設施共同利用法》《先進研究設施平臺與共享計劃》。2016?年，日本文部科學省著力推動設施建設、運行、管理一體化，引入多家大學、研究所構建共享網絡體系；日本的這些舉措從資金投入、網絡建設、法律規制、管理運行等多方面加強了依托重大科技基礎設施的基礎研究的組織性。

協同創新的有組織性

基礎研究、應用研究到試驗發展和市場化生產，其相互關系不再是傳統的線性遞進關系，而是呈現相互作用、交叉、融合的態勢。協同創新能夠使政府、大學、科研院所、企業等創新主體之間形成協同合作網絡以促進創新資源和要素的有效匯聚。“有組織的基礎研究”能夠有效發揮協同創新的作用，通過企業出題、政府立題、有組織地解題、市場閱卷的方式，構建更加開放的協同創新系統，能夠促進大學和科研院所共同研發，解決制約多個產業發展的關鍵共性技術的原理性、機理性的問題。

近年來的一些重大基礎研究成果就體現出協同創新的重要性。例如，獲得?2002?年諾貝爾物理學獎的日本科學家小柴昌俊，所從事的研究是大科學研究項目，需要依托重大科技基礎設施和多方合作。項目的運作需要科學家具備類似“企業家”的組織能力，其中包括：爭取政府投入經費支持項目研究，與企業協商獲得相應的研究設備和實驗場所，協調企業、政府、科學家的關系，最大限度地爭取來自外部的資助和支持，以及組織參與項目的科研團隊發揮所長、共同攻關并管理好整個項目的運作。 

“有組織的基礎研究”的類型

前沿交叉融合的基礎研究

知識生產和學科發展已步入多學科交叉融合的時代，單一學科的研究范式與思維模式難以實現前沿科技創新和解決復雜的重大科學問題。對諾貝爾獎的統計也發現，最近?25?年跨學科的交叉合作研究獲得諾貝爾獎的比例持續攀升，目前已接近?50%。前沿交叉融合的基礎研究強調通過不同學科間密切的交叉與融合，產出重大、前沿科學突破，是典型的“有組織的基礎研究”類型。一方面，這類基礎研究需要組織不同學科背景的相關研究力量開展聯合攻關，提高各領域研究人員的協同合作能力，推進前沿交叉科學問題的解決。另一方面，這類基礎研究還需要采取創新性的研究范式和學術思路，組織開展具有學科交叉融合特點的變革性技術研究，促進以學科分類為基礎的知識體系融通發展為系統性的知識體系。

前沿交叉融合的基礎研究體現在數學、物理學、化學等基礎學科上的交叉融合，也體現在大數據、人工智能、信息技術等新興技術上的交叉融合，也是貫通理學、工學、醫學乃至社會科學等學科門類的交叉科學研究。例如，腦機接口等新興科技領域的重大前沿突破，需要涉及神經科學、心理學、計算機科學、生物醫學工程、臨床醫學等多個學科的交叉融合，需要打破已有的學科體系，組織不同學科背景的研究人員開展研究，解決重大前沿的科學技術問題。

科學、技術、工程融通的基礎研究

現代科學技術體系由基礎科學、技術科學和工程技術構成。科學、技術、工程融通的基礎研究屬于技術科學的范疇，旨在開展對技術問題的認識和對新技術的預見研究，強化其在科技創新鏈條中的雙向連通作用。技術科學本質上屬于一類“有組織的基礎研究”。一方面，這類基礎研究的重點是建立有科學基礎的技術理論。需要開展自然科學和工程技術的綜合研究，通過對人工自然現象和工程技術問題重大原理的系統性研究，建立新的知識門類。另一方面，這類基礎研究的目的是實現科學原理和產業發展的橋梁作用。通過大力發展多學科融合的、有組織的技術科學，促進底層基礎研究、基礎技術、基礎產業、基礎能力整體提升，進而形成完整的現代科學技術體系。

科學、技術、工程融通的基礎研究主要涉及自動化、化學工程、機械工程、土木工程、航空航天等領域，需要有組織地開展科學、技術與工程融合的綜合性創新活動。例如，光導纖維通信研究、火箭發射裝置設計、衛星導航系統研究等均需要通過發展科學理論與技術實踐、經驗知識相結合的技術科學，對工程技術問題中的重大科學原理問題進行系統性的研究。

依托重大科技基礎設施的基礎研究

重大科技基礎設施是為探索未知世界、發現自然規律、實現技術變革提供極限研究手段的大型復雜科學研究系統，是突破科學前沿、解決經濟社會發展和國家安全重大科技問題的物質技術基礎。一方面，依托重大科技基礎設施的基礎研究，強調設施平臺通過大規模的投入建設、長期的穩定運行和持續的科技活動完成極限條件下才能開展的重要科技創新活動，屬于“有組織的基礎研究”。這類基礎研究需要采取組織化的方式開展重大科學問題的遴選和研究，以提高設施的利用效率和服務水平，促進跨學科、跨領域、跨部門協同創新。另一方面，重大科技基礎設施需要適應大數據、大平臺、大協同、大團隊、大科學的時代要求。這就需要大量技術人員、研究人員有組織地參與設施的建設、運行和維護，為多學科領域的研究和技術發展提供平臺設備。

依托重大科技基礎設施的基礎研究代表國家重大戰略性基礎研究和科研條件建設維護的水平，主要包括依托大科學裝置平臺、科學數據與計算平臺、國家公共檢驗檢測平臺等開展的基礎研究活動。例如，2016?年底開工的上海光源二期工程全面建成開放后，在上海光源提供的極限條件下，實驗方法增加到?100?種，從而為基礎研究向未知領域進發提供有力的組織和條件保障。

基于長期、持續、系統數據積累的基礎研究

基礎研究主要目的之一是推進人類對宇宙奧妙、生命本源、物質本質等的探索與發現，拓展人類認識自然的邊界，提高探索自然的深度。基于長期、持續、系統數據積累的基礎研究針對環境、地質、大氣等領域“滄海變桑田”的變化規律，由專業研究團隊開展的長期、持續監測與跟蹤研究，屬于“有組織的基礎研究”。對于這類基礎研究，在空間尺度上，要求研究團隊對特定區域范圍內重要科學指標進行監測與跟蹤；在時間尺度上，要求建設標本館及野外臺站等監測平臺（網絡），長期持續地采集、觀測、分析、積累基本科學數據和資料。這類基礎研究通常涉及全球共同面臨的重大風險和挑戰，需要加強國際合作，應對人類共同面臨的挑戰。

基于長期、持續、系統數據積累的基礎研究主要涉及地質科學、海洋科學、地球科學、生態科學、環境科學、農業科學、大氣科學、空間科學、宇宙科學等領域的研究問題。例如，地貌學及第四紀地質學研究、地面沉降成因機理研究、水文與氣象研究、沙漠形成演化規律研究、氣候變化機理研究、凍土帶可燃冰成因機理研究等均屬于這類基礎研究。

科研儀器設備研制的基礎研究

科研儀器設備是科學研究活動的必要條件，原創性科學研究往往需要創制支持驗證研究假設的科研儀器，因此科研儀器研制活動本身也是基礎研究的重要方面。整合優勢力量做精、做強儀器科學，發展若干具有國際引領水平的科學儀器和技術，對于我國解決高端科研儀器嚴重依賴進口的問題、對于原始創新具有重要意義。面向科研儀器設備研制的基礎研究強調以科學目標為導向，鼓勵和培育具有原創性的科研儀器研制，為科學研究提供更新穎的手段和工具，這也是“有組織的基礎研究”類型。這類基礎研究需要不同領域或學科的科研人員在發掘現有科研儀器設備問題的同時，采用學科交叉融合創新的方式，開展科研儀器設備改進的原理性研究。這類基礎研究還需要科學、技術、工程不同類型科研人員的系統配合，從而完成科研儀器設備的開發和研制。

面向科研儀器設備研制的基礎研究涉及時間分辨率、空間分辨率及其精度和極端條件下的溫度、壓力、強度耐受性等，如生命科學領域高分辨質譜儀、磁共振成像儀、超分辨熒光儀等高端科研儀器設備的研制活動。例如，在生物化學領域，過去很長一段時間已有顯微技術無法充分展示分子生命周期全過程，這在生物化學圖譜上留下很多空白。2017?年諾貝爾化學獎的?3?位獲得者的獲獎成果就是通過系統的研究，對低溫冷凍電子顯微鏡及其各部件進行研制和優化，將生物化學帶入了一個新時代。

“有組織的基礎研究”需要堅持的原則

“有組織的基礎研究”的提出，是在國家重大戰略導向需求下，在經濟社會發展對技術創新的需求下，將政府、大學、科研機構、科學家聯合起來追求科學進步的一種新的框架和工具，能夠提高科技資源投入的效率，跨越科學研究與工程、技術之間的鴻溝，能夠促進跨領域、跨學科的合作。它揭示了一種新的基礎研究模式，并架構在布什所提出的基礎研究的自由探索的特性之上。無論何時，科學家的好奇心是科學進步的個體的、內生的、微觀的動力，而“有組織的基礎研究”是將科學家的好奇心引導到解決現實問題上。推動“有組織的基礎研究”需要堅持以下?3?個原則。

“有組織的基礎研究”要堅持以科學目標為導向。在政府的投入和管理下，科學研究與國家戰略需求和經濟社會發展目標緊密相關，這主要體現在研究問題的來源上，需要從國家戰略發展需求和經濟社會發展面臨的實際問題中凝練科學問題；也體現在研究的組織上，政府能夠出面組織跨部門、跨機構、聚焦國家重大戰略需求的研究問題。20?世紀?50?年代啟動的“兩彈一星”工程就體現了我國“集中力量辦大事”的高效組織能力。政府能夠通過科技資源配置和科學計劃的規劃實施推進“有組織的基礎研究”，其根本在于需要堅持以科學目標為導向。從研究問題的遴選、研究團隊的組織、科學計劃的設立、大科學裝置的建設、野外觀測平臺的維護等關乎基礎研究的重要決策都需要以科學目標為根本導向，而檢驗一項科學投入的首要標準就是該項研究是否解決了重要的、關鍵的科學問題。

“有組織的基礎研究”要堅持以自由探索為科學活動的根本形式。科學的一切進步都源于科學家的思想自由和學術自由。美國和日本等科技發達國家促進基礎研究的各項政策的根本出發點都在于實行學術自治，保障學術自由，從而為科學發展提供自由的環境。科學家自由探索的科研活動是基礎研究的基本模式。“有組織的基礎研究”是在學科交叉融合、國家戰略需求、技術創新發展需要等新的驅動因素下演化出來的基礎研究的新模式，旨在從研究選題、資源配置、管理模式、協同創新等方面加強有組織性，從而擺脫研究資源分散、學科分裂的問題。然而，解決具體科學問題的過程仍然必須依靠科學家和科研團隊的自主探索。“有組織的基礎研究”建構在自由探索的基礎研究之上，并且為自由探索的基礎研究提供新的科學問題、新的平臺和工具和大量的基礎數據的積累。

“有組織的基礎研究”要堅持以科學家為主導。2002?年日本諾貝爾物理學獎獲得者小柴昌俊接受采訪時說，雖然他的研究項目受到政府資助和企業支持，但是他本人一直擁有對研究的絕對自由和自主權。小柴昌俊認為這也是他所從事的研究能夠取得成功的一個重要原因。正如布什在《科學：無止境的前沿》中指出，基礎研究應該由“一小群熟諳自然基本規律的天才”來進行。科學應該由最優秀的科學家來主導，這也是“有組織的基礎研究”應該堅持的原則。這種主導作用主要體現在科學家和科研機構在選擇研究方向和承擔研究任務上的自主權和主導權。為了推進“有組織的基礎研究”，政府應該在制定長遠的科學規劃和目標、進行長期有效的資助和投入、推進科技管理體制的改革、制定更加適應科學發展規律的政策體系等多方面發揮作用。

（作者：潘教峰，中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院大學 公共政策與管理學院；魯曉、王光輝，中國科學院科技戰略咨詢研究院；《中國科學院院刊》供稿）

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