贸易摩擦背景下科研团队基础研究与应用研究定位分析——基于某院士科研团队的扎根理论研究

孙艳丽

（华东理工大学高教所，上海 200237）

始于2018 年的中美贸易摩擦不仅将解决“卡脖子关键核心技术”视为国家经济安全、国防安全与其他安全的大事，也引发了人们对于基础研究、应用研究等知识生产模式的重视与讨论。加强“基础研究”呼声不断，但究竟什么是基础研究；在现有语境下，大学科研团队知识生产中基础研究与应用研究的关系如何，其知识生产究竟应该定位于基础研究还是应用研究？

1 知识生产模式的类型、特征及与基础研究、应用研究的关系

明确提出“知识生产模式”这一概念的是吉本斯等［1］79，其在《知识生产的新模式》一书中将传统的知识生产界定为“知识生产模式1”，把变化之后的知识生产模式称为“模式2”，并从知识的应用语境、研究人员的异质性、学科属性、知识的质量检验标准等方面对不同的知识生产模式进行了研究。传统知识生产模式的类型、特征究竟如何，变化之后的知识生产模式又怎样，其与基础研究、应用研究存在怎样的关系。

1.1 “目的自在”的纯粹科学研究

从历史的角度分析，“目的自在”的科学研究大致经历了古希腊、古罗马时代的科学研究、现代科学产生时期的科学研究、柏林大学时期的科学研究等几个阶段。“闲逸的好奇”是科学研究的问题来源，“祝愿他们以及所有自然真理的研究者们热诚地用他们的成就去赞颂那伟大的自然创造者并造福于人类之安逸［2］。”发现真理、追求至善、至美是现代科学产生时期波义耳对科学研究目的的表述，“以科学而达致修养”达到一种道德和人格上的境界是柏林大学科学研究的主要目的。这一类科学研究与“学以致用”的知识相对立，力求了解他们生存的世界，发自内心的求知欲，追求真理是他们共同的目的。来自于贵族阶层、国王等个人、团队或者国家的不附带任何条件的支持使研究者能够获得一定的经费。如卡文迪许实验室是他的家族及他本人自己创建的，西芒托学院是由梅迪契家族资助创办的［3］。柏林大学虽然在国家经费的支持下创办，但其学术自由、大学自治的制度体系为其独立进行学术研究提供了保障。随着时间的推移，这种“学术人所从事的事业不涉及终极关怀，不过问价值，更不应卷入政治”的知识生产模式越来越成为一种美丽的乌托邦［4］，但其价值理念和科学精神还是为世俗社会中保留这样一种知识生产模式留存了一份希望，成为了二战后知识生产线性模式的基础。

1.2 “国家战略导向下”的科学研究与知识生产的线性模式

1862 年《莫雷尔法案》的颁布开启了联邦政府通过政策、制度参与大学科学研究的先河，但政府对大学科学研究的全面的、直接的参与则是二战期间，20 世纪40 年代，由罗斯福总统倡议建立，由加利福尼亚大学负责管理，云集大批世界顶尖科学家的洛斯阿拉莫斯实验室，曼哈顿工程，芝加哥大学冶金实验室等，开启了学术界与政府间相互联动与协作的国家科研体制，阎光才将其称为“学术配合政治”的科学研究。这种全面参与表现在，在研究课题的决定权上，联邦政府具有决定权。正如Hunter［5］370所说，“在决定做什么项目以及如何做的问题上，代表政府的国防研究委员会而不是科学家具有‘独立判断的权力’”。二战时期学术配合政治的科研模式不仅帮助美国赢得了战争的胜利，而且为二战之后美国科学研究的走向奠定了一个基础，即人们没有必要再讨论国家参与科学研究的必要性。但是，政府以何种形式参与科学研究存在着两种观点，一种观点认为，联邦政府与大学科学研究之间的合作关系必须以保护科学的自治权和科学家的研究自主权为先决条件，而另一种观点则要求大学科研必须服务于国家和社会的需要。

为了解决这一问题，同时使战时形成的知识生产模式在战后得到延续，受罗斯福总统的请求，以布什为主任的美国科学研究与发展局总结了战时国防研究的经验教训，发布了著名的研究报告《科学：没有止境的前沿》，并提出了知识生产的线性模式，该模型认为“科学共同体从事基础研究，其成果‘外溢’，为从事应用科学研究的工作者所用，产业界接过应用科学工作抛来的‘绣球’，想方设法将之物化为商品，然后进行生产、包装，推向市场，继而向全社会扩散［6］。”这一模式隐含着的重要含义在于“基础研究的实施不考虑实际结果，基础科学一旦受命于不成熟的实际应用目标，就会断送他的创造力。基础研究与应用研究之间存在着内在的矛盾［1］2。”如布什所说的“基础研究不考虑实际应用，基础研究是技术的领路人［7］42。”。该模型也间接回答了政府在参与大学科学研究中的角色定位问题，强调了基础研究的重要性。1950 年成立的国家科学基金会（NSF，National Science Foundation）则成为这一知识生产模式的主要执行机构。

国家科学基金会以资助全国的基础研究作为自己的宗旨，在资助方式上主要以“课题”和“拨款”的方式，而不是合同，这就保证了受资助者在其领域内可以自行决定研究的进程。“一位科学家只要能证明自己的课题有价值，且能证明他有足够的能力和物质条件去实施这项研究，基金会便可向该科学家的研究课题拨款。”在知识生产的目的方面，以学术发表为基础的优先权之争成为其知识生产的主要目的。至此，现代意义上以自然科学基金为载体的基础研究模式正式确立。一直到今天“通过基础研究、知识创造促进科学进步”依旧为美国国家科学基金会（NSF）的宗旨［9］。

1.3 市场导向下的科学研究

而20 世纪80 年代之后，大学对科研经费需求的不断增加与资本主义经济危机之间的矛盾，以及信息化、全球化的不断加剧，导致市场作为一个重要的力量加入到大学的科学研究之中，科学研究与国家的双边关系发展成为了大学、政府和市场之间的三边关系或者是大学与市场直接关系。这一时期的知识生产模式，在研究目的方面，与作为真理的科研目的观或者作为国家需求的具有工具主义倾向的科研目的观不同，知识被作为了一种用于买卖与交换的商品。如德兰迪［10］所认为的，“学术资本主义最引人注目的一个方面是技术科学现象，科学完全是由市场驱动的。”比彻等［11］表述的更为直接，“知识被看成一种东西，可以购买，可以打包投递，知识的输出以货币为单位。”在科学研究的问题来源方面，如吉本斯所说的，“人们关注的中心由自由探究转向问题解决［1］79。”各地的大学都在技术科学的重要领域与商业界进行大量的合作。这样一种市场、顾客模式的形成开启了应用研究的另一种模式：市场导向下的科学研究。

1.4 基础研究、应用研究与知识生产模式的关系分析

以上关于知识生产模式的分析可见，基础研究起源于布什提出的“知识生产的线性模式”，充分吸收了纯粹科学研究的精髓，无论是知识生产的问题来源，还是知识生产的目的方面都与应用研究具有明确的边界。在资助方式上，主要是美国国家科学基金会以“课题”“拨款”的方式进行。应用研究主要有两种类型，国家战略导向下的科学研究、市场需求导向下的科学研究。其中国家战略导向下的科学研究，无论在选题还是知识生产目的方面都以是否关系国计民生为第一要素；市场需求导向的科学研究以解决实际问题为主。在资助方式上，以国防部、能源部和后来的航空航天局等国家部门以课题、拨款的方式完成对战略导向下科学研究的资助，“委托、合同”则成为市场需求导向下科学研究的主要模式。基础研究与应用研究是一种线性关系。根据以上文献形成本研究的理论框架：具体如图1。

图1 不同知识生产模式的类型、载体与特征

国内的科学研究是否遵循了以上从历史角度梳理的模式，三类不同的研究项目在团队中的布局如何，“加强基础研究”是否意味着需要加强对自然科学基金类项目的支持力度，本研究以某院士科研团队10 多年的项目为研究资料进行了分析，在厘清现状的基础上，着眼未来，从制度视角对未来的科技治理体系做一些分析。

2 研究设计与研究过程

2.1 研究问题

研究问题主要包括两个方面：（1）在当下的科学团队中，以自然科学基金为载体的基础研究、战略需求导向下的应用研究、市场需求导向下的应用研究在问题来源、知识生产目的方面的特征如何；（2）基础研究与应用研究的关系是否依然保持着一种线性模式；当下的语境下，“加强基础研究”过程中应该注意哪些问题，研究以某院士科研团队十多年的科研项目数据为资料，基于扎根理论研究方法基础上对此进行了分析。

2.2 样本选择

研究以某院士科研团队为研究对象，该团队成立于2002 年，经过10 多年的发展，截止到2019 年底，团队固定人员中拥有中国工程院院士1 名、国家杰出青年科学基金获得者5 名、国家优秀青年科学基金获得者5 名、青年拔尖人才2 名，2 人曾被聘为教育部长江学者特聘教授、1 人曾被聘为青年长江学者特聘教授。团队成立之初就确立了在“高温和高技术”领域开展研究的科研目标。团队负责人认为，在现代石油化工、发电、原子能技术及航空航天技术发展中，借助于现代的强度理论和计算工具以及断裂力学技术，人们可以较少地担忧高压装置所带来的威胁。但是，高温下材料和结构的劣化是和时间相关的，其复杂性大大地增加了人们进行破坏控制的难度，因此，高温结构设计理论成了过程装备学科基础中的重大难点问题，这一难题的解决将促进过程工业许多高新技术工艺的实现。团队成立至今取得了一系列重要成果，近5 年来，实验室承担科研经费1.43 亿元，获国家及省部级二等奖以上科技奖励21 项，起草实施国家标准5 项；授权发明专利97 项，形成了自己的研究特色。

2003—2018 年该团队共申请到的各类项目总计247 项，包括国家自然科学基金项目、省部级自然科学基金项目、“863”项目、“973”项目、国家科技攻关项目、国家科技支撑项目、国家重点研发计划项目等；省部级战略导向项目，各类人才项目以及来自企业的项目等。去除无法对应到上述3 类项目中的其他项目外，共159 项研究项目。其中自然科学基金类项目58 项，国家或地方战略导向下的项目36 项，横向项目65 项。因为研究资料的限制，收集到的资源中有些项目介绍比较完整，有些简略，本研究在自然科学类研究项目、国家战略导向下的研究项目、横向课题研究项目3 类项目中采用目的性抽样的方法，选取那些具有代表性的、较高信息密度和强度的个案作为研究对象，最终选择了基础研究类项目4 个，国家战略导向下的研究项目4 个，市场导向下的研究项目9 个。具体信息如表1。

表1 科研团队知识生产模式研究项目样本情况

9 个横向项目完全来源于企业一线生产过程中遇到的实际问题，具有市场导向下的科学研究的典型特征，如H1 项目主要针对炼油厂催化联合装置中的一台再生塔底重沸器（E-3204，浮头式管壳换热器）腐蚀失效问题开展研究。“坚持把支撑国家重大需求作为战略任务、坚持把科技为民作为根本宗旨，深入实施国家科技重大专项。”是国家战略导向下科研项目的核心，主要有“863”计划、“973”计划、国家科技攻关项目、国家科技支撑计划等。本研究中遴选的4 个国家战略导向下的应用研究项目均来源于国家、研究团队所在省市该领域科学技术发展过程中急需解决的重大问题，如G3 项目主要针对电力工业中的汽轮机、汽包，核反应器以及石化工业中的焦炭塔等，反复启动-停车长期服役情况下容易导致疲劳裂纹，如何精确地预测含裂纹构件的剩余寿命进而控制失效事故是该项目的核心；4个基础研究类项目是国家级、省市级的自然科学基金项目，《国家自然科学基金条例》规定“设立国家自然科学基金项目是为了资助《中华人民共和国科学技术进步法》规定的基础研究。”省市级的自然科学基金项目也规定“为加强市基础研究和应用基础研究工作，鼓励自由探索，使科学技术的发展具有稳固的基础和充足的技术储备。”不考虑实际应用，进行学理探究是基础研究类项目的核心。如Z1 项目研究的问题主要包括：时间相关条件下多个裂纹的干涉效应研究；多构元系统的时间相关断裂理论完善等。

2.3 研究过程

采用扎根理论的研究方法，笔者在仔细阅读了项目材料的基础上，按照贴标签，概念化、范畴化的方式，对原始资料进行开放式编码，共得到31 个概念，9 个范畴。具体如表2。

表2 科研团队知识生产开放式编码示例

表2 （续）

在开放式编码基础上，为了寻找范畴之间是否存在因果关系、情景关系等，研究进行了主轴编码。最终在对原始资料进行反复阅读，对研究问题进行不断审视基础上，建立了问题来源、研究过程、研究目的3 个主范畴，具体如表3

表3 科研团队知识生产主轴编码中主范畴与范畴对应关系及范畴内涵

3 研究结果

在对资料反复阅读，对开放式编码与关联式编码反复辨析的基础上，研究最终确定了核心类属，即“科研团队知识生产模式的特征分析”，将不同类别的研究项目与主范畴、范畴相对应，形成了2个扎根理论，即：第一，无论基础研究还是应用研究，都不存在单一的问题来源与研究目的，基础研究、应用研究与知识生产的问题来源、研究目的之间并不是一一对应的强关系。如果用实线表示强关系、虚线表示弱关系，具体的关系如图2。第二，对于机械工程等应用硬科学学科，相对于布什所认为的基础研究与应用研究两者间的线性关系，当下语境下两者更倾向于一种包含关系，基础研究中有应用研究，应用研究也离不开基础研究，具体如下：

图2 团队实际运作中知识生产模式、项目类型与研究目的关系图

3.1 对于基础研究、国家战略导向下的应用研究

（1）在问题来源上，两类项目与学科基础理论问题、行业领域的问题均呈现一种强关系，与企业遇到的问题呈现弱关系。从研究项目所生成的编码情况看，“基础研究问题”“理论研究问题”“重要技术研究问题”“工业领域中带有普适性的问题”“行业问题”是两类项目在问题来源方面的主要特征。如Z3 项目中提到的“结构完整性技术在石油化工、能源等工业零部件的设计和失效预防中，发挥着重要的作用。但是，迄今为止，关于薄膜/涂层等多组员结构的完整性评定的系统研究还相对甚少。该项目以薄膜/涂层为研究对象，进行涂层结构完整性的若干基础研究。”同样G2 项目“高温断裂判据及高温失效评定图的研究课题”中提到“如何评价这类含缺陷设备的安全性和可靠性是过程装备学科基础研究中的重大难点问题。”项目来源于学科基础理论相关的、行业领域中存在的普适性问题，但这类研究并非与企业遇到的问题完全没有关系，如H3 项目中“有限元分析中温度载荷条件的讨论；弹性条件下基管和鳍片部位的应力及变形分析”同样为G2 项目、Z1 项目、Z3 项目的问题来源提供了间接的支持。大量的企业实际问题提升到一般性基础理论层次，成为行业共性问题就会演变成基础研究、国家战略研究问题。

（2）在研究目的方面，两类项目与理论创新、发表论文、申请专利和发展技术等研究目的呈现一种强关系，与解决企业问题呈现弱关系。从形成的编码分析，两类项目的研究目的包括“建立行业评定标准、方法、设计准则、关系标准；拥有自主知识产权，国际领先的行业技术”“发表论文”“申请专利”等，如G3 项目的研究目的为“利用现代损伤理论和断裂理论，在材料-结构一体化的学术思想指导下，一方面针对典型高温装置（如超超临界电站装置、高温乙烯裂解装置、核装置），研究高温结构中裂纹萌生、发展和破坏的规律，建立拘束条件下高温断裂的判据，发展高温断裂理论”Z4 项目的研究目的为“在损伤理论和断裂理论的框架下研究复杂载荷下的寿命预测和安全评价方法，发展结构安全评价技术。”无论是基础研究项目还是国家战略导向下的项目在理论创新、论文发表、申请专利等方面取得了很好的成绩，“在役重要压力容器寿命预测与安全保障技术”“高温过程装备结构完整性关键技术及应用”“化工设备预测性维修规划关键技术的研究”等获国家科技进步二等奖，“极端条件下重要压力容器的设计、制造与维护”获国家科技进步一等奖；“面向再制造的表面工程技术基础”获国家自然科学二等奖等。研究的目的虽然不能直接解决企业的实际问题，但普适性问题的解决无疑有助于解决企业具体问题。

3.2 对于市场需求导向下的科学研究

（1）在问题来源上，其与企业生产实践中遇到的具体“问题”呈现出一种强关系，与学科基础理论问题、关系国计民生的行业问题呈现一种弱关系。如“上海赛科石油化工有限责任公司委托团队对裂解炉翅片管鳍片热应力弹塑性有限元分析”“合成氨车间高温管线的振动问题研究”“制氢转化炉中的高温炉管寿命损耗实时监测系统研究”等，其问题均来源于企业实际生产过程中遇到的具体问题。但这些问题中的某些方面同样也属于学科基本理论问题。如H4“扬子石化公司加热炉炉管寿命远程监测系”项目，也需要根据蠕变力学和高温结构完整性理论建立相应的炉管的损耗模型，估计炉管的剩余使用寿命。

（2）在研究目的方面，其与解决企业所面临的问题呈现出一种强关系，与理论创新、学术发表等研究目的呈现一种弱关系。从形成的编码分析，从工艺、选材、结构等方面给出具体改进建议，为企业实际遇到的问题提供理论依据等是该类项目的主要目的。比如，针对中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司的合成氨车间高温管线的振动问题的研究，其最终的结果是，“采用现场勘查、在线测量、有限元分析等手段，提出了该管线的动力修改方案，在静态强度分析和动态分析的基础上，提出了最优化的整改措施。”再比如“裂解炉翅片管鳍片热应力弹塑性有限元分析”项目，其最终的研究结果是“即使以最危险的情况计算，翅片管鳍片部位的最大应力也不超过材料的极限强度，不会导致翅片管在此断裂，该翅片管即不会在基管对接焊缝发生拉脱破坏，也不会在鳍片与基管的焊缝处失效。”但并不排除研究者运用这一研究结果发表文章、申请专利，而且，某些大型企业的横向项目，其研究结果也可能产生新的技术、新的产品与工艺，从而在世界占据一流，如研究就根据上海电子集团的项目“汽轮机D151 机型低压末级自锁叶片失效分析及预防措施”，编制了我国发电装备行业首部企业标准《高温汽轮机转子剩余寿命评定方法》。因此市场需求导向下的科学研究虽然与解决企业实际问题存在一种强关系，但与理论创新、学术发表等并非没有关系，而是一种弱关系。

4 思考与启示

（1）基础研究、应用研究分类模式的局限性。基础研究的概念起始于二战后布什提出的知识生产的线性模式，充分吸收了纯粹科学研究、现代大学产生时期自由进行科学研究的特性，并以自然科学基金的形式固定下来。但布什之后的科研实践中，人们对于这种分类模式进行了强烈的质疑。认为，“把基础研究和应用研究割离开来的观点和单向度的科学研究的线性模式是不全面的，科学史中充满了以求知为目标的基础研究和以实用为目标的应用研究共同引导的实际案例［12］。”司托克斯［7］22据此提出了科学研究的象限模式，第一象限为波尔象限，即纯基础研究，第二象限为巴斯德象限，即应用激发的基础研究，第三象限为技能训练与经验整理，第四象限为纯应用研究，即爱迪生象限。对于工程科学研究，更多的是应用激发的基础研究，即巴斯德象限。也有研究将国家战略导向下的应用研究命名为“使命导向型研究”，认为，“这一政策导向下的研究面向国家主权，采取大科学的方式，从事对国家发展具有重大影响的创新性科学研究［5］370。”《弗拉斯卡蒂手册》将这类研究界定为基础研究的范畴，命名为“定向基础研究”，以区别于传统的好奇心驱使的研究［7］65。”本研究也认为，基础研究与应用研究并没有明确的界限。这样一种结论也让我们反思，人们总在说基础研究与应用研究，但基础研究的概念是什么并不清楚，或者说由于基础研究涉及的领域、范围极其广泛，不同学科的研究人员所说的基础研究所指也不同。因此，面对传统上对基础研究、应用研究的分类，我们的科研工作者、科技政策制定者、科研管理工作者必须明白其真正所指，即在纯粹的基础研究、纯粹的应用研究之间还存在着使命导向型研究，有人将此类研究界定为国家战略导向下的应用研究，也有人将此类研究界定为定向基础研究，这类研究越来越成为世界各国综合实力角逐的关键。

（2）如果将布什所说的线性模式下的基础研究作为基础研究的定义，当下语境下，我们需要基础研究但不能全面转向基础研究。2018 年起始的贸易摩擦、2020 年初爆发的新冠疫情，复杂多变的政治经济格局再一次激起了民众对于科技强国的极大热情。“加强基础研究”“提升原始创新能力”呼声不断，但作为理论研究者、政策制定者必须清醒地意识到，原始创新与基础研究并不是等价关系，应用研究也可以有原始创新，尤其是国家战略导向下的应用研究可以通过技术转化极大地提升生产力。如“19 世纪末20 世纪初，美国在基础研究领域远远落后于欧洲，但其工业技术就处于领先地位。20 世纪后半叶，日本人汽车和家电市场占据霸主地位，并非因为科学的进一步应用，而是因为他们通过了解消费反馈信息，对产品的设计、制造工艺迅速进行微调，设计和生产出了更好的产品［7］16。”再比如，当前最为核心的芯片技术领域，其并不是存在科学上的障碍，更多的是技术问题。“技术创新可能是以科学为基础的，但不是像一般估计的那样，完全依赖于基础科学的进步。历史的发展也证明，人们不再相信，只要对好奇心驱使的基础研究投以重金，就足以保证国家在世界经济竞争中处于不败之地，并满足其他的社会需求［7］48。”因此，在当前的语境下，科研政策制定过程中，我们需要没有任何功利目的的、完全自由的基础研究，但不能不考虑科学研究的学科属性，全面转向基础研究，尤其是对于应用硬科学研究而言，战略导向、使命导向型科学研究应该成为科学研究的主要模式。如有研究指出的，“NIH的决策者必须要建立一个多样化的投资组合，不能将所有的力量都投资于基础研究，那样做是非常不明智的［13］。”

（3）在加快原始创新步伐的过程中，重要的是要营造一个安心、静心的科研环境。从历史上看，无论基础研究还是应用研究，不同的知识生产模式在不同的历史时期都曾经创造过辉煌，德国柏林大学时期的纯粹科学研究（基础研究）开创了在大学中进行科学研究的先河，使德国成为19 世纪中叶至20 世纪20 年代的“世界科学中心”［14］。以“曼哈顿计划”为代表的国家战略导向下的科学研究则为二战时期后科研项目的实施奠定了制度基础，其研究成果也成为改变世界格局的决定性因素。依托斯坦福大学而创立的硅谷，依托麻省理工学院、哈佛大学而创立的波士顿128 号公路同样创造了基于市场需求导向下的知识生产的辉煌。因此，不同的知识生产模式没有好坏优劣之分。对于科学技术管理者而言，最重要的不是纠结于进行基础研究还是应用研究，而是如何营造让科研工作者专心、静心、潜心进行科学研究的制度环境。