“卡脖子”技术究竟属于基础研究还是应用研究？

■文/夏清华 乐毅（武汉大学经济与管理学院）

习近平总书记指出：“回顾近代以来世界发展历程，可以清楚看到，一个国家和民族的创新能力，从根本上影响甚至决定国家和民族前途命运。”我们要从国家战略需要出发，坚持需求导向，加强基础研究与应用研究，重塑科学研究体系认识，培育我国原始创新土壤，通过颠覆性和变革性科学技术，解决“卡脖子”技术问题，引领和支撑经济高质量发展。

“卡脖子”问题是指我国经济社会发展进程中，一些产业发展需要的关键核心技术依赖进口，从而制约了产业升级和发展。社会舆论和导向普遍认为，“卡脖子”问题的主要原因是我国长期以来对基础研究不够重视，实际情况真是如此吗?

一、基础研究与应用研究的科学范畴

现代科学技术已经形成一个多门类、多层次、相互渗透、纵横交叉的学科集群体系。根据科学技术分类的客观性原则、发展性原则和系统论原则，现代科学技术的体系结构可分为横向的部类结构与纵向的层次结构。对于现代科学技术的横向分类，学术界并没有一致的定论，多数学者认为可以分成自然科学、社会科学和思维科学三大部类。自然科学的研究对象是自然界的物质运动规律，社会科学的研究对象是人类社会的各种社会现象以及社会运动的发展变化规律，思维科学的研究对象是人类大脑思维活动的物质基础、特征及其规律。在纵向层次结构上，我国著名科学家钱学森认为现代科学技术从下至上一般分为三大门类，分别是基础科学、技术科学和工程科学。基础科学包含基础理论和相应的实验技术，比如牛顿力学、电磁理论就是典型的在实验基础上总结出来的基础科学。技术科学既是基础科学的应用又是工程科学的技术理论基础，它包含了一些实用的科学知识和一定的基本技术，比如电子学涉及晶体管和集成电路，同时也涉及制造工艺与流程。工程科学是基础科学、技术科学的理论成果在工程或生产过程中的具体应用，使科学技术转化为现实的生产力。

通常将基础科学分为数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学六个学科，每一学科又包含着大量的边缘学科、综合学科、横断学科，比如计算物理、空间科学、系统论等。技术科学也可以叫做应用科学，是独立的研究领域，重点研究应用型的基础理论，诸如信息技术、生物技术、材料技术、能源技术、自动化技术、空间技术、海洋技术等都是技术科学的主要分支学科。工程科学担负着研制新产品和开发新工艺的任务，其研究成果直接为生产服务，充分发挥科学技术在生产中的指导作用。

OECD 将研发活动分为基础研究、应用研究和试验发展。从定义上看：基础研究是为了获得新的知识，它不以任何特定的应用或使用为目的；应用研究是为了获取新知识而进行的创造性研究，但它主要针对某一特定的实际目的或目标；试验发展是利用现有的知识，为生产新的材料、产品和设备，建立新的工艺、系统和服务及其改进而进行的系统性工作。

据此，可以将基础研究的范围对应基础科学，应用研究的范围对应技术科学，试验发展的范围对应工程科学。

二、基础研究与应用研究之间的关系

基础研究与应用研究并非对立二分，而是双向互动。1997 年美国学者唐纳德·斯托克提出了科学研究的二维象限模式。他依照研究究竟是由求知和拓展知识激发还是由应用激发建立二维坐标，把科学技术研究类型分为四个象限，即由认知需求引导而不考虑应用目标的纯基础研究（玻尔象限）、寻求拓展知识又考虑应用目标的基础研究（巴斯德象限）、不由认知欲望引导也不考虑应用目标的技能训练与经验整理（皮特森象限）和纯粹由应用目标引导而不追求科学解释的研究（爱迪生象限）。在科学研究的象限模型中，各象限之间并非相互隔绝，而是存在着复杂的双向互动联系。该理论得到了广泛支持并在科技政策领域中产生了重要影响。

基础研究与应用研究之间并不是界限分明，很多应用研究同时也是基础研究。“卡脖子”技术多属于由应用引起的基础研究（巴斯德象限）和纯应用研究（爱迪生象限），同时受认知目标和应用目标驱使，比如有机光电子学十几年来的飞速发展在很大程度上得益于基础研究与应用研究的紧密结合和相互促进。基础研究与应用研究的关系是一种动态关系，科学探索日益被技术进步予以丰富，而技术发展对于科学的需求又来自实践中的问题和社会需要。

三、“卡脖子”技术既有归于基础研究，也有归于应用研究

以《科技日报》2018 年4 月19 日至7 月3 日连载“是什么卡了我们的脖子”系列报道的35 项“卡脖子”技术为例，对每项“卡脖子”技术的技术卡点所对应的基础科学、技术科学和工程科学依据《中华人民共和国国家标准学科分类与代码表（GB/T13745-2009）》和《国家重点支持的高新技术领域（2019）》进行分类，具体见表1。“卡脖子”技术所涉及的基础科学主要集中于物理学和化学，在35 项“卡脖子”技术中，两者占比分别为65.71%和60%；技术科学主要集中于材料科学、机械工程和电子、通信与自动控制技术，占比分别为54.29%，31.43%和28.57%。分类结果表明，这些“卡脖子”技术是基础科学、技术科学和工程科学的结合体，不能机械地对其进行单一归属划分。

四、解决“卡脖子“问题的关键策略

第一，基础研究与应用研究同步发展，不可顾此失彼。建国初期，以“两弹一星”为代表的奠定新中国竞争力基础的重大成就几乎无不源自应用研究，由此带来了我国力学、数学、通信等学科的传统优势。中国经济的增长正在从要素和投资驱动转向创新和技术驱动的进程中，在研发投入上，不能片面强调加强基础研究投入而忽视应用研究投入，世界从来没有像今天这样如此重视科技创新发展，基础研究与应用研究都是国家利益的重要战略投资。

第二，重视原始创新和颠覆式创新。“卡脖子”技术的原始创新全部来自国外，由于这些技术存在先发优势和后发劣势，因此在市场竞争条件下我国作为后来者很难进行“卡脖子”技术创新。同时，在出现贸易摩擦和地缘政治冲突时，“卡脖子”技术拥有国通过“断供”手段遏制我国发展。因此，一味地注重模仿追赶的技术战略是有问题的，当务之急是要重视原始创新、破坏性创新与颠覆性创新。

表1 “卡脖子”技术一览表

表1（续）

表1（续）

第三，支持和鼓励企业增加基础研究投入。我国的基础研究投入长期以大学和科研院所为主，基础研究转化为应用研究的渠道不通畅，导致很多科学创新没有产生产业竞争力。我国企业研发投入总量很大，但其主要投资方向是应用开发研究，基础研究占比过低，严重阻碍我国企业的自主创新发展。因此，今后国家对企业的创新支持也要改变方式，要向重大原始创新倾斜，注重创新质量。