◎文/孟慶峰

基礎(chǔ)科學(xué)研究的累積方式和發(fā)展路徑

◎文/孟慶峰

基礎(chǔ)科學(xué)研究對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的影響既廣泛又深刻，我們現(xiàn)實(shí)生活中使用的計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星通信、高速列車、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和克隆技術(shù)等，都是基礎(chǔ)科學(xué)研究成果的具體應(yīng)用?；A(chǔ)科學(xué)研究已成為提升國家原始創(chuàng)新能力和國際競爭力的基礎(chǔ)。美、日、德、英等工業(yè)化國家為搶占國際競爭的制高點(diǎn)，紛紛加大基礎(chǔ)科學(xué)研究的投入強(qiáng)度?，F(xiàn)在知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)也已延伸到基礎(chǔ)科學(xué)研究階段。

基礎(chǔ)科學(xué)研究作為新知識產(chǎn)生的源泉和新發(fā)明創(chuàng)造的基礎(chǔ)，其累積增長是如何實(shí)現(xiàn)的？這種累積方式是否受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的影響，其在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家是否有不同的實(shí)現(xiàn)方式，這是基礎(chǔ)研究工作者普遍關(guān)心的話題，本文冀望起到拋磚引玉的作用。

科學(xué)發(fā)展的過程和動力

基礎(chǔ)科學(xué)研究的本義是科學(xué)發(fā)展，尤其是純科學(xué)的原始創(chuàng)新突破。托馬斯?庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書中將“科學(xué)發(fā)展”的概念帶進(jìn)科學(xué)的哲學(xué)領(lǐng)域之中。他從歷史的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為一個科學(xué)傳統(tǒng)的生命過程大致可分為常態(tài)科學(xué)、危機(jī)和革命三部分，并從這三個階段詮釋各個科學(xué)傳統(tǒng)如何興起、如何革命以及如何持續(xù)與衰亡，試圖通過這種歷史性觀察，發(fā)現(xiàn)一些有關(guān)科學(xué)社群發(fā)展動力的規(guī)律。其中，關(guān)于常態(tài)科學(xué)與科學(xué)社群結(jié)構(gòu)的諸多推理都與學(xué)術(shù)自主性密切相關(guān)，即自由探索。

1.自由探索是科學(xué)發(fā)展的前提

庫恩指出，對研究者個人而言，針對某種科學(xué)所做的研究，其得到的結(jié)果可能是由研究者的個人經(jīng)驗(yàn)或個人性格決定的；但對科學(xué)共同體而言，他們必須要承諾接受一套關(guān)于本學(xué)科的共同信念（在常態(tài)科學(xué)時期），并將這套共同信念稱為“范式”（Pattern）。庫恩強(qiáng)調(diào)“范式”的重要性，認(rèn)為有無共同的“范式”是判定一個學(xué)科是否是“科學(xué)”的主要標(biāo)準(zhǔn)。他同時指出，一個學(xué)科的長足發(fā)展必須建立在它與外部的隔離和封閉之上（革命階段除外），一個不自主、不自立的科學(xué)社群，無論它是基礎(chǔ)理論性的還是技術(shù)性的，都無法真正發(fā)展起來。布什在《科學(xué)：無盡的前沿》中寫道：“科學(xué)在廣闊前沿的進(jìn)步來自于自由學(xué)者的不受約束的活動，他們用探求未知的好奇心所支配的方式，不斷地研究他們自己選擇的課題?！?/p>

2.自由探索在科學(xué)發(fā)展過程的不同階段有不同的具體呈現(xiàn)

常態(tài)科學(xué)是大部分科學(xué)家基于其“知道這個世界像什么樣子，而且絕不會錯”，并且畢生所從事的研究活動。因此，在常態(tài)科學(xué)階段，絕大多數(shù)科學(xué)家的自由探索其實(shí)是在相應(yīng)的“范式”下進(jìn)行的。換言之，“科學(xué)之所以能如此成功，主要原因在于科學(xué)社群愿意維護(hù)這一假設(shè)”。即便出現(xiàn)創(chuàng)意研究成果，也常常會被壓制，因?yàn)閯?chuàng)意會破壞研究活動所賴以進(jìn)行的信念。因此，常態(tài)科學(xué)階段的自由探索在方向上存在一定程度的穩(wěn)定性。

3.自由探索是科學(xué)發(fā)展的內(nèi)在動力

隨著常態(tài)科學(xué)的發(fā)展，占主導(dǎo)地位的“范式”會產(chǎn)生新的問題，即：在科學(xué)研究的過程中，會出現(xiàn)一些舊“范式”無法解釋的反?，F(xiàn)象。因?yàn)槌B(tài)科學(xué)階段科學(xué)家秉持的信念必然含有武斷的成分，在科學(xué)發(fā)展過程中，這種信念形成的共識會逐漸耗竭，如一個應(yīng)該能用已知規(guī)律及程序解決的科學(xué)問題，經(jīng)過該科學(xué)社群內(nèi)最杰出的科學(xué)家反復(fù)鉆研之后，仍不能得到妥善解決，同時，不能用符合現(xiàn)存科學(xué)觀念解釋的異?，F(xiàn)象出現(xiàn)的頻率漸漸增多。此時，科學(xué)家會關(guān)注、開展一系列非常態(tài)的研究活動，進(jìn)而自由探索，在方向上呈現(xiàn)一種紊亂狀態(tài)，直至一套新的理念出現(xiàn)。

新問題的解決和反?，F(xiàn)象的解釋必須借助于自由探索，提出許多新的“范式”。新的“范式”之間以及與舊的“范式”相互競爭，最后能夠完善解決這一矛盾的“范式”會被科學(xué)共同體承認(rèn)，并上升為占主導(dǎo)地位的“范式”。庫恩認(rèn)為新舊“范式”具有本質(zhì)的不同，新“范式”代替舊“范式”不是量的變化，而是革命性的、質(zhì)的飛躍。如果說科學(xué)革命是推動科學(xué)發(fā)展的根本動力，那么，自由探索則是激發(fā)科學(xué)革命的源動力。

基礎(chǔ)科學(xué)研究的主要累積方式

基礎(chǔ)科學(xué)研究以探索發(fā)現(xiàn)為目標(biāo)，即研究、探索和發(fā)現(xiàn)事物運(yùn)動的客觀規(guī)律。它主要基于人們對知識和學(xué)問的自由思考和不懈探索而實(shí)現(xiàn)，其往往不能通過人為計(jì)劃和組織而獲得。自由探索作為人類追求真理、不懈創(chuàng)新的精神載體，有兩層含義：

1.一種有特點(diǎn)的研究活動

不同于技術(shù)發(fā)明中的攻關(guān)和組織，基礎(chǔ)理論研究往往“耗時長”且具有一定的不可預(yù)見性，因此，要提倡“自由探索”。另外，只有堅(jiān)持自由探索才能產(chǎn)出“前沿”的科學(xué)成果。從1901年諾貝爾獎設(shè)立到現(xiàn)在，各種科學(xué)獎項(xiàng)（物理、化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)）的所有獲獎?wù)呒捌溥x題顯示了一個普遍的規(guī)律：絕大部分都是由于基礎(chǔ)領(lǐng)域中的自由探索而獲獎的。目前國家自然科學(xué)基金委員會有兩種資助類型鼓勵并支持科學(xué)家在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域開展“自由探索”。其一是針對研究項(xiàng)目的資助，即項(xiàng)目申請人自主選題、自主設(shè)計(jì)研究路線，由同行專家對申請書內(nèi)容進(jìn)行評審，決定是否資助該項(xiàng)目；其二是針對人的資助，即依據(jù)申請人的條件進(jìn)行評審，對通過評審的研究者給予一定額度的資助，研究者可以自由選擇研究方向，設(shè)計(jì)研究計(jì)劃。前者主要針對的是有可能作出創(chuàng)新性成果的研究，后者主要針對的是成果相對未明確的研究。

2.一種培養(yǎng)合格研究者的途徑

一名合格的研究者既要具備科學(xué)思維，又要具備科研技能；既要抱有對未知的好奇心，又要秉持不畏失敗的精神；既要創(chuàng)新和求變，又要遵從和實(shí)踐學(xué)術(shù)道德。這些基本的科學(xué)素養(yǎng)并不能僅靠書本學(xué)習(xí)或參與科研項(xiàng)目而獲得，還要通過自主選擇方向、自主設(shè)計(jì)和實(shí)施研究計(jì)劃培養(yǎng)，并在失敗和解決問題的過程中成長起來?？偠灾?，自由探索是培養(yǎng)合格研究者所必不可少的途徑，研究者在開展科研之初，失敗的可能性盡管相對較高，但只有經(jīng)歷認(rèn)真開展研究工作并認(rèn)真總結(jié)失敗原因的訓(xùn)練，才能成為合格的研究者，進(jìn)而成為推動人類現(xiàn)代科學(xué)前沿擴(kuò)展的優(yōu)秀科學(xué)家。

從這個角度看，建設(shè)良好的創(chuàng)新生態(tài)，寬容失敗，不急功近利，對基礎(chǔ)科學(xué)研究而言，至關(guān)重要。科研工作者不能把基礎(chǔ)科學(xué)研究僅當(dāng)作一個謀生的方式、一種職業(yè)的選擇，不能僅滿足于搞項(xiàng)目、拿經(jīng)費(fèi)、寫文章、報獎項(xiàng)，而應(yīng)淡泊名利，甘坐冷板凳。但基礎(chǔ)研究領(lǐng)域現(xiàn)行的具體“引導(dǎo)”措施，大多局限于科研評價導(dǎo)向，較少深入到“合格科研者的生產(chǎn)過程”，即發(fā)現(xiàn)“自由探索”培養(yǎng)合格研究者的功用。

因此，我們既要充分認(rèn)識科學(xué)的價值，加大基礎(chǔ)科學(xué)研究投入；又要深入探索科學(xué)研究活動本身的規(guī)律，提高基礎(chǔ)科學(xué)研究的產(chǎn)出效率。通過加強(qiáng)“自由探索型”研究項(xiàng)目的資助規(guī)模，鼓勵科研人員敢于探索、勇于提出新的科學(xué)問題、開拓新的研究方向，引導(dǎo)科研人員求實(shí)、求真。

基礎(chǔ)科學(xué)研究的發(fā)展路徑

1.基礎(chǔ)科學(xué)研究作為一種專門的職業(yè)是社會分工發(fā)展的結(jié)果

按照庫恩分類，歐洲近代科學(xué)有兩個傳統(tǒng)：一是古典科學(xué)，包括力學(xué)、天文學(xué)和數(shù)學(xué)等；二是培根科學(xué)，包括磁學(xué)、化學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等。以現(xiàn)在對科學(xué)和技術(shù)關(guān)系的認(rèn)識來看，還應(yīng)增加一類“技術(shù)科學(xué)”——涵蓋機(jī)械和工程方面知識的科學(xué)。技術(shù)科學(xué)的源頭是中世紀(jì)的技工團(tuán)體。技術(shù)科學(xué)是推動西方工業(yè)革命主要的助力，而工業(yè)革命之后大工業(yè)的迅猛發(fā)展增加了對基礎(chǔ)科學(xué)的需求，最終使得基礎(chǔ)科學(xué)研究成為一種專門的職業(yè)。古典科學(xué)在十八、十九世紀(jì)變成高度數(shù)學(xué)化的純科學(xué)，培根科學(xué)受到工業(yè)革命的影響并逐步向高度數(shù)學(xué)化方向發(fā)展，進(jìn)而走上純科學(xué)之路。

2.由于科學(xué)知識的特殊性質(zhì)，絕大部分私人組織或團(tuán)體不能有效提供社會發(fā)展所需的新知識

一方面，科學(xué)研究生產(chǎn)的知識不僅具有“公共物品”的特性，即任何機(jī)構(gòu)或個人可以方便地使用它，還具有“自然壟斷產(chǎn)品”的特性，即社會生存和發(fā)展必不可少，如國防、健康等方面的新知識。另一方面，新知識不僅具有高度的不確定性，很大程度上屬于“未知的未知”，難以在事前規(guī)劃。相比起市場的利潤刺激，新知識的產(chǎn)出更需要獨(dú)立精神的牽引。換言之，在一定程度上私人組織會排斥純科學(xué)研究。因此，“基礎(chǔ)科學(xué)研究按其本性基本上是非商業(yè)性的”，政府資助基礎(chǔ)科學(xué)研究具有不可推卸的責(zé)任。

資料表明，美國即便在20世紀(jì)80年代政府基礎(chǔ)科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)投入下降期間，政府投入在基礎(chǔ)科學(xué)研究總支出中的占比始終維持在2/3左右。在美國經(jīng)濟(jì)高速穩(wěn)步增長的90年代，對企業(yè)最前沿的技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)，政府資助的學(xué)術(shù)研究是專門為企業(yè)進(jìn)行的產(chǎn)業(yè)研究的3倍；美國企業(yè)技術(shù)專利引用論文的73.3%來自公共資助的學(xué)術(shù)研究，只有26.7%的引文來自企業(yè)進(jìn)行的研究。如在IBM公司1993-1994年申報的專利中，屬于公司自給的科學(xué)知識貢獻(xiàn)只有21%，剩余的79%是公司以外的知識。

3.在基礎(chǔ)科學(xué)研究資助大多由國家財政提供的情況下，政府需要考慮科學(xué)發(fā)展和國家發(fā)展之間的關(guān)系

（1）政府主導(dǎo)。國家發(fā)展要尊重科學(xué)發(fā)展規(guī)律?？茖W(xué)不同于技術(shù)，科學(xué)可簡單分為基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)科學(xué)三大類，這種劃分只是以其在一個科學(xué)-技術(shù)-工業(yè)的大系統(tǒng)之內(nèi)所占有的位置與功能來確定的。它們沒有高下之別，只能從一個科學(xué)技術(shù)的學(xué)術(shù)市場結(jié)構(gòu)來估量它們的輕重。這種估量會因一個國家所處的時代以及其在國際分工中的地位等因素，有不同的結(jié)果。如在美國，科學(xué)與技術(shù)是相互促進(jìn)的，20世紀(jì)80年代美國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就是政府和企業(yè)雙方力量共同作用的結(jié)果；而在我國臺灣地區(qū)科技和技術(shù)間的關(guān)系則是相對獨(dú)立的，產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)多依賴日本技術(shù)，而科學(xué)則常依賴美國學(xué)術(shù)。

（2）學(xué)術(shù)自主。科學(xué)發(fā)展既要堅(jiān)持學(xué)術(shù)自主，又要適應(yīng)國家發(fā)展的需要?？茖W(xué)研究按照是否事先擬定目標(biāo)，可分為探索性研究和發(fā)展性研究。前者多數(shù)在基礎(chǔ)理論領(lǐng)域，它比較自由，有時能作出重大的、也許是意外的發(fā)現(xiàn)；有時則可能一無所獲。后者一般指應(yīng)用性研究，通常是事先擬訂目標(biāo)、計(jì)劃，在已開辟的領(lǐng)域內(nèi)獲得一定程度的發(fā)現(xiàn)。一般來說，相比發(fā)達(dá)國家，后發(fā)國家的科學(xué)研究中發(fā)展性研究的比重較大，因?yàn)楹蟀l(fā)國家對照發(fā)達(dá)國家已取得的進(jìn)步，可以發(fā)現(xiàn)更多已經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的方向。如日本在追趕階段，日本企業(yè)圍繞引起技術(shù)上的二次創(chuàng)新開展了大量的基礎(chǔ)科學(xué)研究工作，企業(yè)內(nèi)部工業(yè)實(shí)驗(yàn)室的人均經(jīng)費(fèi)甚至高于大學(xué)，而且稅收激勵和政府采購在其中起到了重要的引導(dǎo)作用。然而，在邁入發(fā)達(dá)國家行列之后，日本的基礎(chǔ)科學(xué)研究過度產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化帶來的弊端逐步顯現(xiàn)，20世紀(jì)90年代日本第五代超級計(jì)算機(jī)研制失敗就是一個例證。

因此，政府要考慮科學(xué)知識、技術(shù)發(fā)明所處的學(xué)術(shù)市場結(jié)構(gòu)性問題，在尊重科學(xué)發(fā)展規(guī)律、保持學(xué)術(shù)研究自主性和鼓勵自由探索的前提下，通過構(gòu)建學(xué)術(shù)市場，培育出有發(fā)展?jié)撃懿M足國家發(fā)展需求的科學(xué)知識“生產(chǎn)商”，使得優(yōu)秀者在主要市場關(guān)聯(lián)者互動過程中能夠勝出。政府一方面要積極促進(jìn)技術(shù)、工程和經(jīng)濟(jì)社會的緊密結(jié)合，通過技術(shù)創(chuàng)新支撐經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和持續(xù)發(fā)展；另一方面要逐步加大對基礎(chǔ)科學(xué)研究的支持力度，通過原始創(chuàng)新引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會長遠(yuǎn)健康發(fā)展?；A(chǔ)科學(xué)研究要在秉承好奇心和興趣驅(qū)動、堅(jiān)持自由探索的同時，從國際視野考察自身所處的科學(xué)發(fā)展階段與科學(xué)發(fā)展規(guī)律；科學(xué)基金采取相應(yīng)資助方式和組織模式，做到既能滿足科學(xué)前沿探索和科學(xué)后發(fā)國家發(fā)展需要，又能滿足國家經(jīng)濟(jì)社會重大需求。

■ 編輯：田佳奇

作者單位：（國家自然科學(xué)基金委員會政策局）