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中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 基礎(chǔ)研究從自由探索式的、興趣導(dǎo)向的、純學(xué)理性的研究逐漸體現(xiàn)出對(duì)技術(shù)發(fā)明的帶動(dòng)效應(yīng),以及對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性影響作用。基礎(chǔ)研究是技術(shù)發(fā)明的源頭活水。二戰(zhàn)以后,以美國(guó)為代表的世界各國(guó)政府開始重視對(duì)基礎(chǔ)研究的資助,形成了相應(yīng)的科技政策體系。隨著科技發(fā)展不斷向宏觀推進(jìn)和向微觀演化,大團(tuán)隊(duì)、大設(shè)施、大平臺(tái)在基礎(chǔ)研究中的作用逐步加強(qiáng)。由此,基礎(chǔ)研究也演化出由政府組織、集中投入、體現(xiàn)國(guó)家意志,由科學(xué)家和科研團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)重大方向的具有定向性、導(dǎo)向性的研究模式。偏向個(gè)人主義的、無組織的、零散的傳統(tǒng)科研模式不斷進(jìn)行分工、協(xié)作、演化,體現(xiàn)新的特征,產(chǎn)生新的類型,基礎(chǔ)研究的有組織性不斷增強(qiáng),我們將這類基礎(chǔ)研究定義為“有組織的基礎(chǔ)研究”。
“有組織的基礎(chǔ)研究”的概念及其意義
1945?年?7?月,范內(nèi)瓦?·?布什向美國(guó)總統(tǒng)提交了科技政策史上最為著名的報(bào)告《科學(xué):無止境的前沿》(Science: The Endless Frontier)。該報(bào)告決定了二戰(zhàn)后美國(guó)國(guó)家科學(xué)發(fā)展政策走向,直接影響了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)的成立。該報(bào)告提出,基礎(chǔ)研究是創(chuàng)新的根基所在,基礎(chǔ)研究需要在研究型大學(xué)中由最有天賦的科學(xué)家通過自由探索的方式完成;科學(xué)的選題應(yīng)該由科學(xué)家在充分的自由下確定,國(guó)家在支持“無用”中實(shí)現(xiàn)“有用”的轉(zhuǎn)化……這一系列思想闡釋了基礎(chǔ)研究的重要性,影響了世界各國(guó)的科技政策制定,創(chuàng)立了國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究進(jìn)行資助的模式。
《科學(xué):無止境的前沿》發(fā)表?75?年之際,世界各國(guó)的科學(xué)界和科技政策界進(jìn)一步反思基礎(chǔ)研究和科技創(chuàng)新的重要意義,探索推進(jìn)基礎(chǔ)研究的新政策、新方式。2020?年?12?月,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院(NAS)就這些問題展開深入研討并出版報(bào)告《無盡的前沿:科學(xué)的下一個(gè)?75?年》(The Endless Frontier: The Next 75 Years in Science),重點(diǎn)探討為了迎接時(shí)代的挑戰(zhàn),為美國(guó)創(chuàng)新提供動(dòng)力的現(xiàn)代科研結(jié)構(gòu)應(yīng)如何重構(gòu),提出美國(guó)需要在關(guān)鍵研究領(lǐng)域進(jìn)行集中和持續(xù)的投資,建議在關(guān)注和支持基礎(chǔ)研究的國(guó)家科學(xué)基金會(huì)之外建立“國(guó)家技術(shù)委員會(huì)”,以專注于支持高風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。這體現(xiàn)了美國(guó)科學(xué)界和政策界在布什科技政策之上對(duì)于基礎(chǔ)研究的認(rèn)識(shí)深化,并將有“組織的基礎(chǔ)研究”納入未來科技規(guī)劃布局中。
基于對(duì)基礎(chǔ)研究的動(dòng)態(tài)發(fā)展演化,以及相關(guān)政策的歷史條件和現(xiàn)實(shí)進(jìn)展的綜合分析,本文提出“有組織的基礎(chǔ)研究”的概念,為理解基礎(chǔ)研究的規(guī)律和特征、優(yōu)化基礎(chǔ)研究的發(fā)展規(guī)劃提供了一種新的工具和框架。“有組織的基礎(chǔ)研究”能夠通過交叉融合研究解決知識(shí)體系中的根本性問題,通過國(guó)家大科學(xué)計(jì)劃的組織實(shí)施服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)并推動(dòng)基礎(chǔ)理論的進(jìn)步,通過基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)并重跨越從原理到技術(shù)再到產(chǎn)業(yè)之間的鴻溝,有助于在整個(gè)創(chuàng)新體系中促進(jìn)信息流動(dòng),優(yōu)化資源配置,形成協(xié)作合力,提高效率,從而深化拓展科學(xué)的無止境的前沿,促進(jìn)科學(xué)的“無用”與“有用”之間的互動(dòng)轉(zhuǎn)換。“有組織的基礎(chǔ)研究”的重要意義體現(xiàn)在?3?個(gè)方面。
“有組織的基礎(chǔ)研究”有助于解決知識(shí)體系中的根本性問題。基礎(chǔ)研究會(huì)帶來新知識(shí),基礎(chǔ)研究的根本性問題通常是由一組相互關(guān)聯(lián)的問題群、問題集構(gòu)成,形成對(duì)知識(shí)領(lǐng)域的進(jìn)步具有根本性影響的問題域。通過有組織的基礎(chǔ)研究能夠識(shí)別和界定出各領(lǐng)域中的問題群、問題集,組織優(yōu)勢(shì)力量,進(jìn)行長(zhǎng)期資助,既在每個(gè)子問題上進(jìn)行艱深研究,又同時(shí)開展跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的研究,形成具有整體性的認(rèn)識(shí)和理論,解決知識(shí)體系中的根本性問題。
“有組織的基礎(chǔ)研究”能夠更好地服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求。一方面,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,基礎(chǔ)研究從純自由探索的科研模式演化出面向重大科學(xué)目標(biāo)的、國(guó)家戰(zhàn)略需求牽引的基礎(chǔ)研究。驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)研究發(fā)展的動(dòng)力也由科學(xué)家個(gè)人的好奇心和科學(xué)興趣,生發(fā)出以解決實(shí)際問題,以任務(wù)需求為來源的驅(qū)動(dòng)力。國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需要的全局性、長(zhǎng)遠(yuǎn)性、緊迫性的科技創(chuàng)新,具有導(dǎo)向性、目標(biāo)性、定向性特點(diǎn),其所涵蓋的基礎(chǔ)研究問題也需要有組織地開展。另一方面,服務(wù)于國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的大科學(xué)計(jì)劃能夠促進(jìn)基礎(chǔ)研究理論的發(fā)展。例如:美國(guó)的“曼哈頓計(jì)劃”推動(dòng)了基本粒子物理理論的發(fā)展;二戰(zhàn)期間航空技術(shù)的發(fā)展需求促進(jìn)了空氣動(dòng)力學(xué)的理論進(jìn)步;從雷達(dá)技術(shù)到微波理論等諸多領(lǐng)域的突破都可以看出很多現(xiàn)代科學(xué)理論的產(chǎn)生是由重大科技計(jì)劃催生和發(fā)展的。
“有組織的基礎(chǔ)研究”能夠跨越從科學(xué)到技術(shù)再到產(chǎn)業(yè)的鴻溝,促進(jìn)創(chuàng)新的組織活力。科技對(duì)于產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的拉動(dòng)作用日益凸顯,技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求也成為基礎(chǔ)研究的問題來源和驅(qū)動(dòng)力。創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈融合速度加快,創(chuàng)新活動(dòng)開始需要政府、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)共同參與,以解決基礎(chǔ)研究、技術(shù)科學(xué)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的全鏈條的問題。在面向技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,無組織的、自由探索的基礎(chǔ)研究容易將科學(xué)家和科研團(tuán)隊(duì)局限在學(xué)科之中,科學(xué)問題也被割裂在學(xué)科體系之中。在跨學(xué)科、融合科學(xué)、技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展新趨勢(shì)下,要求基礎(chǔ)研究加強(qiáng)其組織性,將不同創(chuàng)新主體組織起來,使學(xué)術(shù)研究跨越傳統(tǒng)的學(xué)科劃分,打破學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)和其他部門的傳統(tǒng)藩籬,促進(jìn)個(gè)體和組織間的信息流動(dòng),從而促進(jìn)科學(xué)研究產(chǎn)生社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響。在這個(gè)意義上,“有組織的基礎(chǔ)研究”能夠全面促進(jìn)有組織的創(chuàng)新。
由此可見,從科學(xué)前沿的推進(jìn)、科學(xué)與政府的關(guān)系、科學(xué)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響等多重維度來看,基礎(chǔ)研究作為科技創(chuàng)新源頭,開始展現(xiàn)出新的特征:從自由探索走向任務(wù)和需求導(dǎo)向,從無組織性走向有組織性,基礎(chǔ)研究的“無用”與“有用”之間的關(guān)系發(fā)生變化。《科學(xué):無止境的前沿》揭示了科學(xué)的“無用”對(duì)于“有用”的單向的、線性的影響,而在現(xiàn)實(shí)發(fā)展過程中,基礎(chǔ)研究在“無用”和“有用”的雙向的、非線性的推動(dòng)中不斷前進(jìn)。由此,為了適應(yīng)這種新的趨勢(shì),國(guó)家有必要加強(qiáng)對(duì)“有組織的基礎(chǔ)研究”的支持,并根據(jù)“有組織的基礎(chǔ)研究”的特征和類型調(diào)整科技管理體制、科技政策導(dǎo)向及政策工具。
“有組織的基礎(chǔ)研究”的特征
基礎(chǔ)研究的全過程包括提出問題、爭(zhēng)取資助、設(shè)立項(xiàng)目、組織團(tuán)隊(duì)、開展研究、發(fā)表成果、后期評(píng)價(jià)等不同階段,這使得在全過程或者某一階段對(duì)研究工作和支撐資源的組織變得更加重要。基礎(chǔ)研究既需要解決知識(shí)體系中的根本問題,又需要服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo),調(diào)動(dòng)不同科研主體協(xié)同創(chuàng)新。這些復(fù)合性要求也使得加強(qiáng)組織性成為基礎(chǔ)研究的必然要求。“有組織的基礎(chǔ)研究”的特征主要體現(xiàn)在研究選題、研究過程、研究工具手段和不同研究主體協(xié)同創(chuàng)新4個(gè)方面。
研究選題的有組織性
選題是科學(xué)研究的起點(diǎn),也是原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究的首要問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)研究的有組織性首先體現(xiàn)在重大前沿問題的選取和凝練。我國(guó)科學(xué)研究選題的一個(gè)突出弱點(diǎn)是盲目跟蹤國(guó)外熱點(diǎn)問題、研究思路、技術(shù)路線,缺乏原創(chuàng)性、獨(dú)創(chuàng)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(lǐng)先性的基礎(chǔ)研究成果。因而,需要通過組織一定規(guī)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(chuàng)新性、可行性、效益性,并結(jié)合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)和科學(xué)積累,有組織地開展基礎(chǔ)研究的選題工作,形成問題域和問題集,推動(dòng)研究團(tuán)隊(duì)和研究任務(wù)的組織。
隨著科學(xué)研究利益主體日趨多元化,基礎(chǔ)研究的選題需要考慮到科學(xué)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)可能、研究積累、國(guó)家利益、社會(huì)訴求等多種要素,其選題過程需要加強(qiáng)和體現(xiàn)組織性。例如,美國(guó)通過“自下而上”和“自上而下”相結(jié)合的組織方式確定基礎(chǔ)研究選題。在“自下而上”和“自上而下”互動(dòng)的過程中,會(huì)存在資助部門、科研機(jī)構(gòu)間的競(jìng)爭(zhēng),各種利益集團(tuán)、咨詢機(jī)構(gòu)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(xué)家達(dá)成一定共識(shí),將科學(xué)發(fā)展與國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)緊密結(jié)合。在選題過程中,有組織的基礎(chǔ)研究選題要始終堅(jiān)持以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)和科學(xué)家的主導(dǎo)作用。德國(guó)馬普學(xué)會(huì)主要從事國(guó)家戰(zhàn)略性、目標(biāo)導(dǎo)向性的基礎(chǔ)研究。馬普學(xué)會(huì)各研究所對(duì)研究選題、研究框架和技術(shù)路線的選擇具有充分自主權(quán),可以在研究所的短期任務(wù)、中期規(guī)劃、長(zhǎng)期發(fā)展中進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)組織。為保證馬普學(xué)會(huì)各研究所在總體方向上的正確性,馬普學(xué)會(huì)國(guó)際評(píng)審委員會(huì)每?2?年對(duì)研究所的科研項(xiàng)目及成果進(jìn)行評(píng)估,其中科研質(zhì)量的高低是任命研究所領(lǐng)導(dǎo)和支持科研項(xiàng)目的決定性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
研究過程的有組織性
基礎(chǔ)研究具有高度的不確定性、長(zhǎng)期性,是極其艱苦而富于挑戰(zhàn)性的研究工作。基礎(chǔ)研究的突破需要依賴于一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在某一領(lǐng)域長(zhǎng)期不懈的積累和堅(jiān)持。隨著科學(xué)體系的不斷發(fā)展和完善,所涌現(xiàn)出的新問題、新現(xiàn)象往往需要不同的科學(xué)領(lǐng)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(lǐng)域、不同問題上具有長(zhǎng)期積累和優(yōu)秀實(shí)力的科研團(tuán)隊(duì)協(xié)同攻關(guān)。有組織的研究過程既能夠確保科研團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定性和持續(xù)性,又能夠根據(jù)具體問題和任務(wù)開展合作、形成合力,做到既有分工又有組織。基礎(chǔ)研究從散點(diǎn)式向系統(tǒng)式、工程式的轉(zhuǎn)變也亟須整合不同領(lǐng)域的研究人員、不同部門的資源配置,以加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的組織性。
“有組織的基礎(chǔ)研究”需要跨學(xué)科、跨機(jī)構(gòu)、跨部門的力量聯(lián)合,打破學(xué)科界限、融匯學(xué)科知識(shí),進(jìn)行綜合交叉的研究,這極大加強(qiáng)了對(duì)于國(guó)家科技資源配置、國(guó)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(xiàn)狀,統(tǒng)籌力量,形成合力,以解決關(guān)乎國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展的重大科學(xué)問題。例如,馬普學(xué)會(huì)啟動(dòng)的跨所研究計(jì)劃旨在促進(jìn)跨學(xué)科研究,打破研究所之間的界限,通過設(shè)立專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助馬普學(xué)會(huì)各研究所之間的尖端跨學(xué)科合作研究。在?2007?年啟動(dòng)的一項(xiàng)關(guān)于有毒蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究項(xiàng)目中,就聚集了來自馬普學(xué)會(huì)生物物理化學(xué)研究所、分子生理學(xué)研究所、生物化學(xué)研究所和結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)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(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)研究,已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)前沿重大突破的重要方式。一些規(guī)模較大的基礎(chǔ)研究任務(wù)和工程需要研制和運(yùn)行粒子加速器、大型真空或仿真模擬裝置、大口徑天文望遠(yuǎn)鏡等重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,還需要大量技術(shù)人員、研究人員參與到重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)與支持中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1970?年以來,超過?40%?的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)用到了大科學(xué)裝置或科學(xué)衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)。因而,基礎(chǔ)研究的有組織性需要體現(xiàn)在重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)和支持的全生命周期管理過程中。
日本在推動(dòng)本國(guó)基礎(chǔ)研究發(fā)展過程中尤其重視重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行與維護(hù),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(chǔ)設(shè)施的建設(shè)并進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定支持,促進(jìn)產(chǎn)官學(xué)研依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行廣泛合作,通過立法加強(qiáng)共享和利用。1994?年,日本文部科學(xué)省先后出臺(tái)和實(shí)施《促進(jìn)尖端大型研究設(shè)施共同利用法》《先進(jìn)研究設(shè)施平臺(tái)與共享計(jì)劃》。2016?年,日本文部科學(xué)省著力推動(dòng)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行、管理一體化,引入多家大學(xué)、研究所構(gòu)建共享網(wǎng)絡(luò)體系;日本的這些舉措從資金投入、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、法律規(guī)制、管理運(yùn)行等多方面加強(qiáng)了依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)研究的組織性。
協(xié)同創(chuàng)新的有組織性
基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到試驗(yàn)發(fā)展和市場(chǎng)化生產(chǎn),其相互關(guān)系不再是傳統(tǒng)的線性遞進(jìn)關(guān)系,而是呈現(xiàn)相互作用、交叉、融合的態(tài)勢(shì)。協(xié)同創(chuàng)新能夠使政府、大學(xué)、科研院所、企業(yè)等創(chuàng)新主體之間形成協(xié)同合作網(wǎng)絡(luò)以促進(jìn)創(chuàng)新資源和要素的有效匯聚。“有組織的基礎(chǔ)研究”能夠有效發(fā)揮協(xié)同創(chuàng)新的作用,通過企業(yè)出題、政府立題、有組織地解題、市場(chǎng)閱卷的方式,構(gòu)建更加開放的協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng),能夠促進(jìn)大學(xué)和科研院所共同研發(fā),解決制約多個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)的原理性、機(jī)理性的問題。
近年來的一些重大基礎(chǔ)研究成果就體現(xiàn)出協(xié)同創(chuàng)新的重要性。例如,獲得?2002?年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的日本科學(xué)家小柴昌俊,所從事的研究是大科學(xué)研究項(xiàng)目,需要依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和多方合作。項(xiàng)目的運(yùn)作需要科學(xué)家具備類似“企業(yè)家”的組織能力,其中包括:爭(zhēng)取政府投入經(jīng)費(fèi)支持項(xiàng)目研究,與企業(yè)協(xié)商獲得相應(yīng)的研究設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所,協(xié)調(diào)企業(yè)、政府、科學(xué)家的關(guān)系,最大限度地爭(zhēng)取來自外部的資助和支持,以及組織參與項(xiàng)目的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)揮所長(zhǎng)、共同攻關(guān)并管理好整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)作。
“有組織的基礎(chǔ)研究”的類型
前沿交叉融合的基礎(chǔ)研究
知識(shí)生產(chǎn)和學(xué)科發(fā)展已步入多學(xué)科交叉融合的時(shí)代,單一學(xué)科的研究范式與思維模式難以實(shí)現(xiàn)前沿科技創(chuàng)新和解決復(fù)雜的重大科學(xué)問題。對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)的統(tǒng)計(jì)也發(fā)現(xiàn),最近?25?年跨學(xué)科的交叉合作研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)的比例持續(xù)攀升,目前已接近?50%。前沿交叉融合的基礎(chǔ)研究強(qiáng)調(diào)通過不同學(xué)科間密切的交叉與融合,產(chǎn)出重大、前沿科學(xué)突破,是典型的“有組織的基礎(chǔ)研究”類型。一方面,這類基礎(chǔ)研究需要組織不同學(xué)科背景的相關(guān)研究力量開展聯(lián)合攻關(guān),提高各領(lǐng)域研究人員的協(xié)同合作能力,推進(jìn)前沿交叉科學(xué)問題的解決。另一方面,這類基礎(chǔ)研究還需要采取創(chuàng)新性的研究范式和學(xué)術(shù)思路,組織開展具有學(xué)科交叉融合特點(diǎn)的變革性技術(shù)研究,促進(jìn)以學(xué)科分類為基礎(chǔ)的知識(shí)體系融通發(fā)展為系統(tǒng)性的知識(shí)體系。
前沿交叉融合的基礎(chǔ)研究體現(xiàn)在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科上的交叉融合,也體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)、人工智能、信息技術(shù)等新興技術(shù)上的交叉融合,也是貫通理學(xué)、工學(xué)、醫(yī)學(xué)乃至社會(huì)科學(xué)等學(xué)科門類的交叉科學(xué)研究。例如,腦機(jī)接口等新興科技領(lǐng)域的重大前沿突破,需要涉及神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉融合,需要打破已有的學(xué)科體系,組織不同學(xué)科背景的研究人員開展研究,解決重大前沿的科學(xué)技術(shù)問題。
科學(xué)、技術(shù)、工程融通的基礎(chǔ)研究
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系由基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)構(gòu)成。科學(xué)、技術(shù)、工程融通的基礎(chǔ)研究屬于技術(shù)科學(xué)的范疇,旨在開展對(duì)技術(shù)問題的認(rèn)識(shí)和對(duì)新技術(shù)的預(yù)見研究,強(qiáng)化其在科技創(chuàng)新鏈條中的雙向連通作用。技術(shù)科學(xué)本質(zhì)上屬于一類“有組織的基礎(chǔ)研究”。一方面,這類基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)是建立有科學(xué)基礎(chǔ)的技術(shù)理論。需要開展自然科學(xué)和工程技術(shù)的綜合研究,通過對(duì)人工自然現(xiàn)象和工程技術(shù)問題重大原理的系統(tǒng)性研究,建立新的知識(shí)門類。另一方面,這類基礎(chǔ)研究的目的是實(shí)現(xiàn)科學(xué)原理和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的橋梁作用。通過大力發(fā)展多學(xué)科融合的、有組織的技術(shù)科學(xué),促進(jìn)底層基礎(chǔ)研究、基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)能力整體提升,進(jìn)而形成完整的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系。
科學(xué)、技術(shù)、工程融通的基礎(chǔ)研究主要涉及自動(dòng)化、化學(xué)工程、機(jī)械工程、土木工程、航空航天等領(lǐng)域,需要有組織地開展科學(xué)、技術(shù)與工程融合的綜合性創(chuàng)新活動(dòng)。例如,光導(dǎo)纖維通信研究、火箭發(fā)射裝置設(shè)計(jì)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究等均需要通過發(fā)展科學(xué)理論與技術(shù)實(shí)踐、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合的技術(shù)科學(xué),對(duì)工程技術(shù)問題中的重大科學(xué)原理問題進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。
依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)研究
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是為探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實(shí)現(xiàn)技術(shù)變革提供極限研究手段的大型復(fù)雜科學(xué)研究系統(tǒng),是突破科學(xué)前沿、解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全重大科技問題的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。一方面,依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)研究,強(qiáng)調(diào)設(shè)施平臺(tái)通過大規(guī)模的投入建設(shè)、長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)的科技活動(dòng)完成極限條件下才能開展的重要科技創(chuàng)新活動(dòng),屬于“有組織的基礎(chǔ)研究”。這類基礎(chǔ)研究需要采取組織化的方式開展重大科學(xué)問題的遴選和研究,以提高設(shè)施的利用效率和服務(wù)水平,促進(jìn)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨部門協(xié)同創(chuàng)新。另一方面,重大科技基礎(chǔ)設(shè)施需要適應(yīng)大數(shù)據(jù)、大平臺(tái)、大協(xié)同、大團(tuán)隊(duì)、大科學(xué)的時(shí)代要求。這就需要大量技術(shù)人員、研究人員有組織地參與設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù),為多學(xué)科領(lǐng)域的研究和技術(shù)發(fā)展提供平臺(tái)設(shè)備。
依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)研究代表國(guó)家重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究和科研條件建設(shè)維護(hù)的水平,主要包括依托大科學(xué)裝置平臺(tái)、科學(xué)數(shù)據(jù)與計(jì)算平臺(tái)、國(guó)家公共檢驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)等開展的基礎(chǔ)研究活動(dòng)。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(shí)驗(yàn)方法增加到?100?種,從而為基礎(chǔ)研究向未知領(lǐng)域進(jìn)發(fā)提供有力的組織和條件保障。
基于長(zhǎng)期、持續(xù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)研究
基礎(chǔ)研究主要目的之一是推進(jìn)人類對(duì)宇宙奧妙、生命本源、物質(zhì)本質(zhì)等的探索與發(fā)現(xiàn),拓展人類認(rèn)識(shí)自然的邊界,提高探索自然的深度。基于長(zhǎng)期、持續(xù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)研究針對(duì)環(huán)境、地質(zhì)、大氣等領(lǐng)域“滄海變桑田”的變化規(guī)律,由專業(yè)研究團(tuán)隊(duì)開展的長(zhǎng)期、持續(xù)監(jiān)測(cè)與跟蹤研究,屬于“有組織的基礎(chǔ)研究”。對(duì)于這類基礎(chǔ)研究,在空間尺度上,要求研究團(tuán)隊(duì)對(duì)特定區(qū)域范圍內(nèi)重要科學(xué)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與跟蹤;在時(shí)間尺度上,要求建設(shè)標(biāo)本館及野外臺(tái)站等監(jiān)測(cè)平臺(tái)(網(wǎng)絡(luò)),長(zhǎng)期持續(xù)地采集、觀測(cè)、分析、積累基本科學(xué)數(shù)據(jù)和資料。這類基礎(chǔ)研究通常涉及全球共同面臨的重大風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn),需要加強(qiáng)國(guó)際合作,應(yīng)對(duì)人類共同面臨的挑戰(zhàn)。
基于長(zhǎng)期、持續(xù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)研究主要涉及地質(zhì)科學(xué)、海洋科學(xué)、地球科學(xué)、生態(tài)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、大氣科學(xué)、空間科學(xué)、宇宙科學(xué)等領(lǐng)域的研究問題。例如,地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究、地面沉降成因機(jī)理研究、水文與氣象研究、沙漠形成演化規(guī)律研究、氣候變化機(jī)理研究、凍土帶可燃冰成因機(jī)理研究等均屬于這類基礎(chǔ)研究。
科研儀器設(shè)備研制的基礎(chǔ)研究
科研儀器設(shè)備是科學(xué)研究活動(dòng)的必要條件,原創(chuàng)性科學(xué)研究往往需要?jiǎng)?chuàng)制支持驗(yàn)證研究假設(shè)的科研儀器,因此科研儀器研制活動(dòng)本身也是基礎(chǔ)研究的重要方面。整合優(yōu)勢(shì)力量做精、做強(qiáng)儀器科學(xué),發(fā)展若干具有國(guó)際引領(lǐng)水平的科學(xué)儀器和技術(shù),對(duì)于我國(guó)解決高端科研儀器嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問題、對(duì)于原始創(chuàng)新具有重要意義。面向科研儀器設(shè)備研制的基礎(chǔ)研究強(qiáng)調(diào)以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,鼓勵(lì)和培育具有原創(chuàng)性的科研儀器研制,為科學(xué)研究提供更新穎的手段和工具,這也是“有組織的基礎(chǔ)研究”類型。這類基礎(chǔ)研究需要不同領(lǐng)域或?qū)W科的科研人員在發(fā)掘現(xiàn)有科研儀器設(shè)備問題的同時(shí),采用學(xué)科交叉融合創(chuàng)新的方式,開展科研儀器設(shè)備改進(jìn)的原理性研究。這類基礎(chǔ)研究還需要科學(xué)、技術(shù)、工程不同類型科研人員的系統(tǒng)配合,從而完成科研儀器設(shè)備的開發(fā)和研制。
面向科研儀器設(shè)備研制的基礎(chǔ)研究涉及時(shí)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(qiáng)度耐受性等,如生命科學(xué)領(lǐng)域高分辨質(zhì)譜儀、磁共振成像儀、超分辨熒光儀等高端科研儀器設(shè)備的研制活動(dòng)。例如,在生物化學(xué)領(lǐng)域,過去很長(zhǎng)一段時(shí)間已有顯微技術(shù)無法充分展示分子生命周期全過程,這在生物化學(xué)圖譜上留下很多空白。2017?年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的?3?位獲得者的獲獎(jiǎng)成果就是通過系統(tǒng)的研究,對(duì)低溫冷凍電子顯微鏡及其各部件進(jìn)行研制和優(yōu)化,將生物化學(xué)帶入了一個(gè)新時(shí)代。
“有組織的基礎(chǔ)研究”需要堅(jiān)持的原則
“有組織的基礎(chǔ)研究”的提出,是在國(guó)家重大戰(zhàn)略導(dǎo)向需求下,在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的需求下,將政府、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、科學(xué)家聯(lián)合起來追求科學(xué)進(jìn)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(xué)研究與工程、技術(shù)之間的鴻溝,能夠促進(jìn)跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的合作。它揭示了一種新的基礎(chǔ)研究模式,并架構(gòu)在布什所提出的基礎(chǔ)研究的自由探索的特性之上。無論何時(shí),科學(xué)家的好奇心是科學(xué)進(jìn)步的個(gè)體的、內(nèi)生的、微觀的動(dòng)力,而“有組織的基礎(chǔ)研究”是將科學(xué)家的好奇心引導(dǎo)到解決現(xiàn)實(shí)問題上。推動(dòng)“有組織的基礎(chǔ)研究”需要堅(jiān)持以下?3?個(gè)原則。
“有組織的基礎(chǔ)研究”要堅(jiān)持以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向。在政府的投入和管理下,科學(xué)研究與國(guó)家戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展目標(biāo)緊密相關(guān),這主要體現(xiàn)在研究問題的來源上,需要從國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需求和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的實(shí)際問題中凝練科學(xué)問題;也體現(xiàn)在研究的組織上,政府能夠出面組織跨部門、跨機(jī)構(gòu)、聚焦國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的研究問題。20?世紀(jì)?50?年代啟動(dòng)的“兩彈一星”工程就體現(xiàn)了我國(guó)“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(xué)計(jì)劃的規(guī)劃實(shí)施推進(jìn)“有組織的基礎(chǔ)研究”,其根本在于需要堅(jiān)持以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向。從研究問題的遴選、研究團(tuán)隊(duì)的組織、科學(xué)計(jì)劃的設(shè)立、大科學(xué)裝置的建設(shè)、野外觀測(cè)平臺(tái)的維護(hù)等關(guān)乎基礎(chǔ)研究的重要決策都需要以科學(xué)目標(biāo)為根本導(dǎo)向,而檢驗(yàn)一項(xiàng)科學(xué)投入的首要標(biāo)準(zhǔn)就是該項(xiàng)研究是否解決了重要的、關(guān)鍵的科學(xué)問題。
“有組織的基礎(chǔ)研究”要堅(jiān)持以自由探索為科學(xué)活動(dòng)的根本形式。科學(xué)的一切進(jìn)步都源于科學(xué)家的思想自由和學(xué)術(shù)自由。美國(guó)和日本等科技發(fā)達(dá)國(guó)家促進(jìn)基礎(chǔ)研究的各項(xiàng)政策的根本出發(fā)點(diǎn)都在于實(shí)行學(xué)術(shù)自治,保障學(xué)術(shù)自由,從而為科學(xué)發(fā)展提供自由的環(huán)境。科學(xué)家自由探索的科研活動(dòng)是基礎(chǔ)研究的基本模式。“有組織的基礎(chǔ)研究”是在學(xué)科交叉融合、國(guó)家戰(zhàn)略需求、技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展需要等新的驅(qū)動(dòng)因素下演化出來的基礎(chǔ)研究的新模式,旨在從研究選題、資源配置、管理模式、協(xié)同創(chuàng)新等方面加強(qiáng)有組織性,從而擺脫研究資源分散、學(xué)科分裂的問題。然而,解決具體科學(xué)問題的過程仍然必須依靠科學(xué)家和科研團(tuán)隊(duì)的自主探索。“有組織的基礎(chǔ)研究”建構(gòu)在自由探索的基礎(chǔ)研究之上,并且為自由探索的基礎(chǔ)研究提供新的科學(xué)問題、新的平臺(tái)和工具和大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累。
“有組織的基礎(chǔ)研究”要堅(jiān)持以科學(xué)家為主導(dǎo)。2002?年日本諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者小柴昌俊接受采訪時(shí)說,雖然他的研究項(xiàng)目受到政府資助和企業(yè)支持,但是他本人一直擁有對(duì)研究的絕對(duì)自由和自主權(quán)。小柴昌俊認(rèn)為這也是他所從事的研究能夠取得成功的一個(gè)重要原因。正如布什在《科學(xué):無止境的前沿》中指出,基礎(chǔ)研究應(yīng)該由“一小群熟諳自然基本規(guī)律的天才”來進(jìn)行。科學(xué)應(yīng)該由最優(yōu)秀的科學(xué)家來主導(dǎo),這也是“有組織的基礎(chǔ)研究”應(yīng)該堅(jiān)持的原則。這種主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在科學(xué)家和科研機(jī)構(gòu)在選擇研究方向和承擔(dān)研究任務(wù)上的自主權(quán)和主導(dǎo)權(quán)。為了推進(jìn)“有組織的基礎(chǔ)研究”,政府應(yīng)該在制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的科學(xué)規(guī)劃和目標(biāo)、進(jìn)行長(zhǎng)期有效的資助和投入、推進(jìn)科技管理體制的改革、制定更加適應(yīng)科學(xué)發(fā)展規(guī)律的政策體系等多方面發(fā)揮作用。
(作者:潘教峰,中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 公共政策與管理學(xué)院;魯曉、王光輝,中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院;《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿)