探究“卡脖子”的破解之道
——试论基础研究的价值及其实现方式

2023-12-15 14:28施晓光
北京教育·高教版 2023年10期
关键词:卡脖子基础科学

□ 文/施晓光

近几年,伴随国际地缘政治格局的改变,以美国为首的西方国家开始逆全球化趋势而动,采取贸易保护主义政策:一方面,通过制造“南海问题”“新疆问题”“台湾问题”等事端,在政治上污名抹黑中国;另一方面,通过在技术上构筑“小院高墙”,颁布《芯片和科学法案》,在关键技术上对我国企业实现“卡脖子”策略。目前,我国在高科技尤其是芯片技术领域,在一定程度上之所以受制于美国等西方国家,深层次原因在于我国基础研究投入的不足和力量薄弱等因素造成。基此,自党的十八大以来,我国党和政府开始重视基础研究工作。习近平总书记多次关心基础研究工作。他指出:“加强基础研究是科技自立自强的必然要求,是我们从未知到已知,从不确定性到确定性的必然选择”。[1]2023 年2月21日,在中共中央政治局第三次集体学习时,习近平总书记再次强调指出:“加强基础研究,是实现高水平科技自立自强的迫切要求,是建设世界科技强国的必由之路”。[2]目前,围绕基础研究方面的问题日益引起学术界的广泛重视。相关问题理论上的探讨也变得越来越重要。本文旨在通过探究基础研究概念入手,探究其特征、价值及其实现方式等问题,帮助人们更好地理解基础研究何以成为破解技术上“卡脖子”的突破口。

什么是基础研究

概念的理解和解释是揭示现象意义、认识事物本质的前提和基础。“基础研究”(Basic Research),曾经被称为“纯研究”(Pure Research)或“基础性研究”(Fundamental Research)。从历史上看,其核心基因或概念的源头可以追溯到古希腊的自然哲学研究。14世纪,科学(Science)一词产生,最初的含义是“知识”或“求知”,源于拉丁语的“Scientia”。在随后的几个世纪里,人们始终将科学等同于知识,尤其是哲学知识,将科学作为一种知识形式,赋予理性和理论以优势地位。17 世纪后,欧洲各国学者,如数学家范·罗门、哲学家培根、康德等对各自学科的“纯粹性”和“实用性”开始区分,赋予自然科学“纯科学”的优势等级化地位,即“纯科学领先于应用科学”。到了19 世纪,伴随着科学越来越建制化和职业化,政府、科学界、产业界开始关注探索知识的活动,逐步用“研究”(Research)来代替“科学”,并对“纯”(Pure)科学和“应用”(Applied)科学进行了区分,纯科学研究的概念才正式纳入政策话语体系。由于当时一些科学家难以接受纯科学研究概念的提法,认为有对应用科学研究贬低之嫌。于是,更多人开始用“基础研究”取代“纯基础研究”或“基础性研究”之概念。1945 年,V·布什在《科学:无尽的前沿》中将科学研究类型划分为“基础研究”和“应用研究”两种,并第一次清晰阐述了基础研究的概念,提出基础研究“不考虑实用目的”“是技术进步的先行官”两个重要的信条。[3]此后,基础研究及其对应概念——应用研究开始在政策文献、学术著作中以及在社会上大行其道,为世界各国普遍接受的政策话语。[4]

那么,什么是基础研究?根据经济合作与发展组织的《弗拉斯卡蒂手册》和联合国教科文组织的《科学技术统计指南》报告给出的定义,基础研究是“旨在获得关于现象和可观察事实的基本原理而进行的实验性或理论性研究工作。”[5]其中,后一个报告将现代科学分成三种:即基础研究、应用研究和实验发展。而这时的我国则采用了四分法,即基础研究、应用基础研究、应用研究和推广研究。但从20 世纪80 年代起,我国也倾向于统一采用联合国教科文组织的分类方案。[6]从这个定义可以将基础研究理解为是人类探究事物内在逻辑的理性思维活动,其始终致力于发展建立在经验基础上的概念框架,并通过对体系不断进行扩充、修订和检验,从而实现建立临时“真理”——科学事实——的目的。

基础研究的本质特征

基础研究的工作对象是科学,后者的本质特征决定前者的工作性质。因此,在认识基础研究本质特征之前,必须搞清楚科学的内涵。科学社会学家巴伯在《科学与社会秩序》中所言:“科学不只是大量事实的集合,相反,它是根据某种概念的实施的集合与排列,……基于高度普遍性的概念框架之上的高度发达的科学,本质上是一种动态的事业,无止境地改进概念框架,把动力因素引进科学活动之核心”[7]“没有适当的概念框架,科学研究要么是盲目的,要么是毫无成效的。”[8]巴伯进一步解释道:“在一个正式定义中,概念框架或许可以被说是经验关系之抽象命题或多或少的一般体系,……好的概念框架是所有科学基础的渐增要素。”[9]从历史上看,围绕科学的本质问题存在两种不同的对立观点:一种观点是科学社会学创始人之一的R·默顿的学说。他在《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》(1938 年)中把科学描述成静态的、学科性的、累积的、客观的和可证实性的。另一种观点是科学学创始人之一贝尔纳的观点。他在出版的《科学的社会功能》(1939 年)中则把科学刻画成“动态的、整体性的、与社会互动的”,并对之做出“基础的”和“应用性”两种类型之分[10]。20 世纪60 年代,科学哲学家库恩从“范式”概念理解,将科学界定为属于对世界和人类自身“未知领域”的探索的理论学科,称之为“常规科学”,即所谓的“基础学科”。这种基础学科在“结构”上具有比较稳定的状态。在他看来,只有当“常规科学”发展到一定阶段出现“反常”和“危机”,即依据旧范式不能解决难题的时候,基础研究者就会在基础科学领域建立新的范式,进而实现从旧范式到新范式的转变,完成真正意义上的科学革命。D·普赖斯则在《小科学,大科学》中复活了17 世纪科学家罗伯特·博伊尔爵士创立的“隐形学院”概念,将优先考虑经验主义和实验数据的基础研究称之为“科学的科学”。[11]巴伯认为,这样的科学“是从大量的特殊情景中抽象出来的……概括化和系统化的系列观念,如牛顿或爱因斯坦关于宇宙的理论,就是表达在少数几个一般的观念之中(理论)”。[12]哈佛大学前校长康南特曾将这些观念称之为“概念框架”,将之比喻成“高度发达的近代科学心脏”。[13]

从科学发展史上看,20 世纪常规科学自爆发“物理学革命”以来,在相对论和量子物理学的主导下,科学尤其是基础科学始终处于相对平稳的状态。正因为如此,科学的每一种理论产生都是极其困难的。巴伯曾批评那种把科学发展看作是“轻而易举的和不可避免的”的错误认知。他讽刺那些把科学进步想象成“像一辆蒸汽压路机,以不折不扣的和不屈不挠的力量一个一个地使问题得到解决的”观点是多么的谬误。在他看来,科学总是艰难的,其进化总是蹒跚的、复杂的,几乎是非理性的。他感叹道:“科学中每迈出新的一步是多么困难,多少新的发现虽然是不可避免的,但却需要个人创造性的发挥。”[14]如前所述,科学本质特征决定科学研究,尤其是基础研究的特性,也使基础研究本身变得具有了某种特殊性。

第一,相对于应用研究,基础研究是一项“高”投入与“低”产出事业。一般情况,基础研究需要科研人员对主客观世界现象之谜进行长时期持续跟踪和探究,其研究发现和理论成果不能直接用于生产和生活领域,无法直接转换成生产力,带来直接的经济效益。从经济学角度上看,基础研究是几乎等于“高投入低产出”的事业。这种高投入不仅体现在金钱上,而且也包括身体、心理以及时间成本。虽然基础研究所需费用不像应用研究那样投入庞大资金,但由于周期长、见效慢,日积月累、年复一年,基础研究在人力、物力和时间上的投入也是巨大的。在某种程度上,从事基础研究是一项伟大而“寂寞”的事业。由于基础研究是对未知领域进行理论探索,其研究结果往往是不确定和不可预知的。因为科学发现如库恩所言是“不具有方向性的过程,……像生物进化一样从原始开端出发稳步前进,但绝不朝向任何目标的演化。”[15]这种不确定性导致的结果是投入与产出之间的不相等。更重要的是,基础科学“真理”的发现和突破是基础研究长期累积、反复验证的结果,但有些发现结果及其发生过程充满着“偶然性”,给人以“无心插柳柳成荫”“蓦然回首却发现那人在灯火阑珊处”之感觉。偶然性的存在导致基础科学前沿问题取得突破性进展变得异常困难。在现实社会中,很多基础研究常常被誉为是“无果之树”,因为很多科学家常年默默耕耘也未必会有较大收获。还有一些基础科学家,虽然其研究取得了一些成果,但他们的成果在一段时间内并没有得到科学界认可和应用,甚至招来一些权威们的极力反对,被长期搁置和争论,如G·康托尔提出的集合论,生前遭到自己老师克罗克的疯狂打击和嫉妒,其研究成果也在他逝世多年后才被证明正确。这样的悲剧在基础科学的研究中并非个案,如“伽罗华群论”“阿尔贝积分”和“非欧几里理论”等数学发现几乎都遭到同样的命运。进入21 世纪,伴随“科学计划”和“后科学学院”时代的来临,借助大型实验仪器开展有组织的跨学科研究将成为一种新趋势。基础研究也开始从“小科学”研究向“大科学”研究的方向发展。“大科学”研究是以跨学科、自由探索与有组织科研相结合,聚焦交叉学科领域问题的一种新的工作系统。在这个工作系统中,需要团队合作和大装置,如超级对撞机、重离子加速器、量子计算机等。这些设备建设成本和运行费用巨大,需要大量资金投入。尽管这些投入并不能很快产生直接的经济效益,但从长远来看,加大对基础研究的支持力度不仅是必要的,而且也是必需的。

第二,基础研究成果的基础性与独创性。基础科学和基础研究是互为因果的孪生兄弟,随影相伴。前者为目的,后者为手段。基础研究的目的在于生产出更多的科学理论知识,以累积的方式发展学科知识体系,基础科学是基础研究的出发点和归宿。正如习近平总书记指出:“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”[16]。当下,人类社会已进入第四次工业革命时期,基础科学研究对经济社会发展产生了深刻而广泛的影响。人工智能、虚拟现实、物联网、生物工程和无人驾驶技术等都是包括语言学、逻辑学和计算机科学等基础科学或应用基础科学研究成果的具体应用。基础研究成果的另一表征是其原创性或独创性。众所周知,基础研究是一种以基础科学内容为研究对象进行探索的社会活动。这种活动往往通常需要研究者具有高阶性思维能力,具有丰富想象力和强烈的求知欲望,并具有良好的敢于克服困难的勇气和毅力以及勇于承担风险和追求非传统路线意愿的品质等。每一次科学发现都是科学家的创造力、创新精神的集中体现,如周光召指出:“创新,是基础研究的最基本特征,是基础研究的生命”[17]。库恩之所以将科学范式转换过程视为一场化解“危机”的革命,是因为他看到,当传统研究范式无法化解常规科学危机的时候,也正是需要科学家拿出科学“革命”的方式和勇气对原有概念框架的否定,进而实现对科学结构的颠覆性改造。

第三,基础研究的目的在于实现科学的综合与分化。基础研究是科学知识的概念化和条理化过程,基本上处于两个不同阶段的变化之中。一个阶段是从综合到分化,即通过不断累积分支学科知识,完成自身的“亚结构子系统”构建;另一个阶段是从分化到新综合,即通过科学自身内部子系统之间或与其他科学子系统之间交叉后,形成新的研究领域,并借助不同科学概念框架进行新综合。当基础科学知识数量累积到一定程度时,过度的知识分化可能妨碍了对科学新问题的解决。于是,科学“危机”就出现了,并对范式转换产生需要。当学术共同体完成“范式革命”,建立起新的科学概念框架体系之后,科学家们便开始在新的常规范式下开展新的探索性活动,科学知识新的一次分化又开始。这样的分分合合几乎在所有的学科领域都屡见不鲜。

第四,理论成果的公开性与共享性。俗话说:“科学无国界”。这句话意味着:基础研究是对人类未知领域基本原理和规律的探索,突破性的理论成果和重要的发现通常需要在学术杂志上公开发表,旨在得到学术共同体的普遍公认。R·默顿认为,科学研究的目的在于扩展被证实了的知识。为实现这一目标,建立某种“用以约束科学家的有感情色彩的一套规则、规定、惯例、信念、价值观和基本假定的综合体——科学精神气质”就很有必要。这种精神气质必须体现在坚持“普遍主义、公有性、无私利性以及有组织的怀疑”的科学规范原则之中。[18]这四个基本原则是建立在对基础科学价值和属性认识基础上的,明确了科学家创造的科学知识是人类共同的认识成果,理所当然,它们应该属于整个人类社会所共有与共享。这也体现出基础研究与应用技术研究之间本质上的最大差别。换言之,基础研究成果并非私人所有,需要公开发表,封锁基础研究成果是不道德的事情,但与基础科学知识不同,应用技术研究是把科学的基本原理用于生产和生活各个领域,包括用于军事用途。任何应用技术研究一般都需要申请专利,以获得知识产权上的法律保护。任何专利技术知识与核心技术必须严格遵守保密原则。任何泄密国家核心技术的做法都是不道德的,甚至是违法的。

基础研究的价值

基础研究究竟有何价值?J·卡沃特在《基础研究有何特别之处》一文写道:“鉴于生产部门无法获得直接的经济回报,想让它们直接投资是比较困难的。然而,(我们)必须让人们有理由相信:基础研究的结果最终会流入工业并产生巨大的经济效益。”[19]K·列文也指出:“任何东西都不会像好的一种理论那样有实用性。它不仅是一个标签,还具有社会功能。”[20]列文言外之意,探究基础研究价值的意义就在于为阐释和理解问题提供理论视角。

第一,扩大对未知世界的认知水平和图景。基础研究是科学家们的社会化劳动,目的在于揭示客观事物的本质和运动规律,使科学获得新发展,产生新学说。从历史上,早在古希腊时期,自然哲学家们就开始对自然界有关世界和物质起源问题进行思考和探究,如泰勒斯提出的“水是世界本原”的命题,并标志着自然哲学的诞生。到古希腊晚期,柏拉图、亚里士多德等哲学家在开始关心“自然和世界起源问题”之外,也开始探讨城邦国家和理想社会等基本问题。然而,尽管这个时期,人类理性思维和世界认知水平有了一定提高,但由于受实验条件和研究方法的局限,人类还无法达到“科学”的认知水平。直到17世纪,伴随实验方法的问世,人类对世界的认知开始了“道德的和哲学的思想科学化的一个持续不断的过程”[21],进而催生了近代科学。在天文学领域,伽利略望远镜的发明为验证哥白尼提出的“日心说”提供了可能,其结果使得地球围绕太阳运转的观点成为人类新的科学认知。之后,伴随如哈勃望远镜等大型观测工具的出现和应用,从太阳系到银河系,再到“宇宙是均衡而无中心”的观点得到普遍接受,这些都标志着人类的认知水平又达到一个新高度。19 世纪末20 世纪初,伴随爱因斯坦相对论和量子力学的出现,一系列新的实验方法和理论再次出现,涤荡了牛顿经典力学的理论基础,从而揭开现代物理学的序幕,人类的认知水平再次得到提升。J·本-戴维在《科学家在社会中的角色》中所言:“人类认识图景的不断改变是科学对社会和道德哲学立刻产生影响的一个直接结果。”[22]布朗在《科学的智慧》中也写道:“科学是智慧而不是知识,科学最有价值的‘用处’就是获得智慧。”[23]这也说明,伴随着经验世界的拓展与人类实践范围的扩大不断修正,人类探索无止境,没有一成不变、永恒正确的科学,只有人类基础研究长期的探索。

第二,推动应用研究和技术发展。基础研究和应用研究是一对孪生兄弟。从理论上讲,科学和技术之间存在强烈的相互作用关系,两者之间相互影响、相互促进。在传统的基础研究与应用研究关系中,基础研究一直被视为技术的先驱,具有压倒一切的价值。然而,科学社会学家司托克斯认为,这种“技术是科学的应用”的观点过分强调了科学研究在技术开发过程中的作用,因而忽略了反方向的技术对科学研究的影响。1997 年,他在《基础科学与技术创新:巴斯德象限》中认为,基础研究与应用研究之间的关系并不是非此即彼的对立关系,它们之间存在某种交错关系。他依据科学研究的求知属性和应用属性将科学研究划分为四类,提出了著名的“二维象限模型”——巴斯德象限模型。该模型将科学与技术之间的关系描述为“一种动态的关系”,两者之间相互影响、如影随形。“巴斯德象限”概念的提出拓展了基础研究的内涵理解,引发人们对应用研究价值的重新审视,进而引导各国政府平衡基础研究和技术创新之间的关系。另外,“巴斯德象限”概念框架的确立也预示着“科学发现引领技术变革”发展模式主导的“科学时代”开始向“技术创新—科学发现”发展模式主导的“技术创新时代”的转移。[24]进入21 世纪,科学和技术之间的相互作用关系日趋紧密。尼尔森和罗森伯格认为,科学研究既是技术发展的“先导”同时又是技术发展的“追随者”。科学的技术化和技术的科学化发展趋势,使科学进步与技术进步互为前提,互相推动,促进了科学技术连续体的形成。[25]从科技历史看,在历次技术革命中,基础科学理论成果都起到至关重要的作用。例如:18世纪60 年代发生第一次技术革命与17 世纪产生的牛顿力学和热力学发展密不可分。19 世纪70 年代发生第二次技术革命是19 世纪30 年代至40 年代电磁现象研究的突破和经典电磁场理论的贡献。20 世纪40年代发生的第三次技术革命毫无疑问得益于伦琴射线和居里夫人镭放射线的发现,进而产生了现代高科技群落。在这个庞大的技术群落中,几乎每一项技术与现代基础科学都有着十分密切的关系,如帕瓦特指出:“基础研究越来越重要,不仅是因为它是技术进步的直接来源,而且它是对科技人员的一种很好的科学训练,可以提高其科研技能,同时科学成果也常会有很多意想不到的应用。”[26]人类历史上三次技术革命事实足以证明:科学是主干,技术是主干上发展出来的枝叶,没有科学只去做技术,最终可能什么也得不到。我国王贻芳院士一针见血地指出:“没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础,两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的,必须要有热力学理论的支撑。”[27]

第三,促进经济社会发展。科学技术,尤其是基础科学发展对经济社会发展具有重要的作用。李斯特指出:“所有工业都与物理、机械、化学、数学、工业设计等科学有着直接的关系,是科学研究中所有发现、发明和过程作用的结果。”[28]历史证明,在科学发展最快的时期,也是全球经济增长最明显的时期。以欧洲为例,伴随近代科学的出现,从18 世纪60 年代到20 世纪初的100 多年里,欧洲科学家人数和科学发现总数分别增长了203%和313.4%。同时,整个欧洲的GDP 数值和人均GDP 数值分别增长了445% 和173%。100 多年来,GDP 数值增长了4 倍,人均GDP数值增长近2 倍。[29]在当代社会,科学技术成为第一生产力。科学研究相当于一个“探测仪”,可以检测到对本国经济发展可能有用的新技术,为进入和发展关键性产业提供必然的科学知识和理论,为产业发展提供支持和保障。皮瑞兹和塞特指出:“公共的科学研究降低了新兴行业的进入门槛,是抓住机会窗口进行追赶的必要条件。”[30]J·本-戴维也指出:“……科学中的经济投资或许在持续增长,在这种普遍意义上,科学已经成为国家经济的一部分。因为这个原因,科学活动才发生在经济发达的国家而不在别处——一定水平的财富是出现科学的必要条件。”[31]

第四,影响民族国家在国际格局中的地位。当今世界正处于百年未有之大变局时代。新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,全球创新空间和分工体系面临一次“大洗牌”[32]。科学技术是第一生产力,科技创新对于国家维护国家安全,增强国际竞争力日趋重要。当下,科技进步与基础研究紧密相联,世界很多国家都强化基础研究战略部署,争取抢占基础研究的制高点。美国之所以能够称霸世界,经常无理地对其他国家实施经济制裁、技术封锁和军事威胁,除了仰仗美元霸权、军事霸权等因素之外,其中,基础研究以及支撑基础研究的大学教育系统领先于世界各国也是最重要的原因之一。法国是欧盟重要成员和“领头羊”,其政府十分重视基础研究。法国人普遍的共识是:如果在基础研究上不能取得进展,就不能算是真正的科学发展。在法国人眼中,基础研究是有目的性的应用研究的根基和保障,新技术图景的开辟只能来源于基础研究。正如法国大学校长会议研究委员会主席让·皮埃尔·卡阿奈指出:“往往最不能预见其用途的基础理论研究,常常显示出它的应用极其迅速。”[33]美国和法国的经验证明:强大的基础科学研究是成为世界科技强国的基石,也是主导世界政治、经济、教育格局的重要力量。

基础研究的实现方式

基础研究是一种特殊的社会活动,有其自身内在逻辑性。基础研究所应该遵循的内在逻辑包括如下内容:

第一,鼓励自由探索,但不排斥有组织的合作研究。基础研究的目的在于探究科学理论和现象本真,不以解决生产和生活中现实问题为目的。由于其研究对象问题不是规划和设计出来的,而是出于研究者的“好奇心”和兴趣,因此自由探索是科学发展的前提,是科学发展的内在动力。在科学发展历史中,几乎所有科学原理的发现都是自由探索和自主选题的结果。只有坚持自由探索,研究者们才能产出“前沿”的科学成果。V·布什指出:“科学在广阔前沿的进步来自于自由学者的不受约束的活动,他们用探求未知的好奇心所支配的方式,不断地研究他们自己选择的课题。”[34]当然,鼓励自由探索和支持自主选题与目前倡导的有组织的科研之间并不矛盾。现代科技的一个突出特点是在“无用”和“有用”的双向的、非线性的推动中不断前进。一些基础研究,尤其是应用基础研究正在“从个体劳动转变为有组织的社会化集体劳动,其研究规模巨大、探索领域的深广,都超过了以往。”[35]对于这类研究而言,尤其是具有交叉学科或跨学科性质的科研项目,将自由探索与有组织的科研有机结合起来也是非常必要的,即使对于纯基础研究而言,自由探索也并不意味着不需要学者之间进行学术探讨、相互启发和观点交流。库恩认为,对研究者个人而言,针对某种科学所做的研究,其得到的结果可能是由研究者的个人经验或个人性格决定的,但对“科学共同体”而言,他们必须要承诺接受一套关于本学科的共同信念(在常态科学时期),并将这套共同信念称为“范式”[36]。一般而言,有组织合作研究类型主要包括:前沿交叉融合的基础研究;科学、技术、工程融通的基础研究;依托重大科技基础设施的基础研究;基于长期、持续、系统数据积累的基础研究;科研仪器设备研制的基础研究。[37]

第二,建立良好的政策环境,加大对基础研究经费投入。首先,基础研究是一项长期的没有特定目标的活动,其发展与国家政策支持密不可分。这里涉及一个很重要的问题,即科学能否被“计划”?随着科学技术的快速发展,基础研究模式正在改变,开始从过去由研究者个人好奇心和科学兴起驱动的自由探索模式向服务于国家战略需求牵引的有计划有组织的科研模式转变。譬如:20 世纪90 年代,日本政府为了解决技术研究理论基础问题颁布了《科学技术基本法》,并以此为依据制定《科学技术基本计划》和《“50+30”诺贝尔奖计划》,提出要对科学技术研究财政扶持,增加对基础研究的扶持力度,培养出“万人博士”和争取在21 世纪中叶前培养出30 位诺贝尔奖获得者。到2022 年为止,日本已经累积有27 位诺贝尔奖获得者。[38]其次,大量经费投入,尤其政府公共经费投入是基础研究的主要渠道,也是开展基础研究的基本保障。由于基础研究非功利的公共属性,研究者很难从私人手中获得研究经费,政府资助基础科学研究具有不可推卸的责任。美国是科技强国,也是有大量高水平基础研究及其优秀人才储备的“超级大国”。第二次世界大战结束后,受到《科学:无尽的前沿》报告思想的影响,美国政府始终把加强基础研究作为重要的科学政策之一,基础研究经费占R&D 经费中的比例保持较高的水平,其中联邦政府基础研究经费比例长期稳定在23%左右。这也是美国能够长期保持基础研究总体水平雄居世界之首、诺贝尔奖得主数量居世界第一的主要原因。[39]有人曾经问瑞典皇家科学院的一位秘书长:“为什么美国科学家能赢得如此多的诺贝尔奖,他的回答是:世界上没有任何一个国家像美国那样在科学研究上投入那么大的本钱,原因就是这么简单。”[40]经济学家布莱恩·阿瑟明确指出:“如果一个国家希望能够引领先进技术,它需要的不是投资更多的工业园区或含糊地培养所谓‘创新’,它需要建立其基础科学,而且不带有任何商业目的。它应该在稳定的资金和激励安排下养育那样的科学,让科学在一些初创的小公司中自己实现商业性的发展,并受到最少的干扰。”[41]最后,建立科学有效的评价体系。对于基础研究工作的评价不能只重视短期成败,应该用长期发展的眼光和标准衡量其发展潜力。对偏向理论探索性的基础研究,考核不能以其科研经费和发表多少论文作为是否重要的唯一尺度。

第三,引导研究者积极开展交叉学科研究。从历史上看,人类科学和技术发展经历了多次“革命”。每一次科学革命都是通过科学或科学方法之间的介入和重构实现的。F·科恩在《世界的重新创造——近代科学是如何产生的》中指出,现代科学是数学、自然哲学和实验三种认识自然的方式相互融合的结果。每个科学家,如伽利略、牛顿都同时将数学家、哲学家和实验家三种角色完美地集于一身。他们深谙多学科知识,使之能够独自一人完成不同科学之间“分化、介入和整合”。[42]进入当代,科学发展开始客观上呈现综合性、整体性和融合性的表征。交叉学科和跨学科发展成为基础研究最新综合趋势。正如2020 年1月我国政府五部委联合发布对《加强“从0 到1”基础研究工作方案》政策文件指出:“新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,国际竞争向基础研究竞争前移,科学探索不断向宏观拓展、向微观深入,交叉融合汇聚不断加速,一些基本科学问题孕育重大突破,可望催生新的重大科学思想和科学理论,产生颠覆性技术。”[43]

第四,办好研究型大学,加速培养拔尖创新性人才。科技竞争的本质是人才竞争,人才竞争背后是教育竞争。人才是第一资源,全球科学界应在人才培养方面加强合作,特别是要适应学科交叉融合发展趋势,推动基础学科领域和信息生物材料等前沿领域的跨学科联合培养。现代大学是基础科学人才培养的重要场所和基础科学知识生产的中心,其职能和作用是其他社会组织不可替代的。因为原创性基础研究活动的主阵地之一是在大学,尤其是高水平的研究型大学。有关统计数据显示:在代表原创性基础研究水平的国际知名学术刊物《自然》和《科学》上,发表论文最多的是大学的科研人员及教师,大约占总数的2/3。历年诺贝尔奖获得者中,将近3/4 的获奖者也是来自于高校。[44]1938 年,《美国科学家》杂志曾经对28,000 名科学家进行调查,发现在1,556 位杰出科学家中,有1,135 人为在高校从事“纯”基础科学研究的科学家,大约占总数的73%。[45]正如社会学家T·维布伦指出:“大学是唯一公认的现代文化的研究机构,毫无疑问地应承担起探求知识之责,这是大学唯一毫无非议的义务。”[46]

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