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【文/觀察者網專欄作者 周建明】

近年來，以美國為首的西方國家在科技上對我們的封鎖、打壓，在高科技領域卡我國脖子，引起了人們對加強基礎科學的重視。而今年《科學：無盡的前沿》的再版，76年前范內瓦·布什把發展科學作為二戰后美國核心任務的觀點，再一次在人們心中引起震蕩。美國戰后占領世界科技高地的歷程，為我們實現科技強國提供了他山之錯，也引起了怎樣認識基礎科學與應用類研究關系的討論。

《科學：無盡的前沿》，范內瓦·布什著

基礎研究和應用研究的分類標準

范內瓦·布什在《科學：無盡的前沿》中提出基礎研究的重要性：“今天，基礎科學是技術進步的引領者，這一點比以往任何時候都接近真理。19世紀，美國人以歐洲科學家的基礎為主要依托，便可以憑借其機械發明大力推進實用技術的發展，但如今的情況已經完全不同。”[1]據此，布什提出了政府必須承擔起領導科學發展責任的觀點，也標志著戰后美國國家科技戰略拉開了序幕。

對于布什的這個觀點，交通大學江曉原教授提出了技術和科學是兩個平行系統的觀點[2]。他以美國國家科學基金會為例，認為美國主要的研發資金投入的是應用類研發，提出了“美國是因為重視基礎科學而強大的嗎”的質疑[3]。這個質疑，進一步引起了對我們應怎樣用好有限的研發資金的思考。

要考察這個問題，首先要搞清楚什么是基礎研究，什么是應用研究。寧南山在讀《科學：無盡的前言》之后，寫下了感言，也進一步從統計部門的資料查詢了對基礎和應用類研發資金的分類標準：

基礎研究是“指一種不預設任何特定應用或使用目的的實驗性或理論性工作，其主要目的是為獲得（已發生）現象和可觀察事實的基本原理、規律和新知識。”

應用研究是“指為獲取新知識，達到某一特定的實際目的或目標而開展的初始性研究。應用研究是為了確定基礎研究成果的可能用途，或確定實現特定和預定目標的新方法”，試驗開發經費是“指利用從科學研究、實際經驗中獲取的知識和研究過程中產生的其他知識，開發新的產品、工藝或改進現有產品、工藝而進行的系統性研究”。寧南山把應用研究和試驗發展經費統稱為應用類研究經費。[4]

其實，統計部門采用的分類標準是OECD1963年在意大利的弗拉斯卡蒂開會所制定的，載于《弗拉斯卡蒂手冊》：基礎研究是“主要為了科學知識的增加而進行的工作，不考慮實際的特殊應用。”應用研究是“考慮實際應用而進行的工作。”試驗開發“旨在利用基本研究和應用研究的成果開發出有用的材料、儀器、產品、系統及工藝，或者對現狀進行改進提高的過程。”這個《弗拉斯卡蒂手冊》是英國科學政策方面的專家克里斯蒂弗·弗里曼起草的，根據的是10年前美國國家科學基金會的定義。[5]這個分類標準對基礎科學研究與應用研究的分類產生了廣泛的影響。

而美國國家科學基金會對基礎研究和應用研究的分類標準，又可以追溯到范內瓦·布什的《科學：無盡的前沿》中提出的基本觀點：“進行基礎研究并不考慮實際目的。它產生的是一般性知識以及對自然和規律的理解。”基礎科學的特性之一是它能開辟出多種引發進步成果的途徑。“是所有實用知識的來源”，是“技術進步的引領者”。[6]

一定是對立的嗎？

但是，這種對科技研發分類標準在20世紀90年受到了挑戰。

1997年，曾在美國國家科學基金會主席顧問委員會工作、時任普林斯頓大學研究生院院長的D.E.司托克斯，出版了《基礎科學與技術創新：巴斯德象限》一書，對近代科學以來的基礎研究與應用研究進行了梳理，特別是對二戰以后美國對基礎研究和應用研究的投入進行了分析，發現布什提出的基礎和應用兩分法的范式有片面性，從而提出了對研發進行四個象限的分類：

純基礎研究（玻爾象限）；既包含應用研究，也包含基礎研究（巴斯德象限）；純應用研究（愛迪生象限）；還有一個象限是“包含那種探索特殊現象的研究，既不考慮一般的解釋目的，也不考慮其結果會有什么應用。”[7]

在這四個象限的研究中，最關鍵的是巴斯德象限。它著眼于基礎與應用相結合的研究，包括曼哈頓工程以及戰略研究。這個概念的提出，有力地解釋了美國戰后對科技研發投入中的關系。

司托克斯看來，一項重大的技術創新往往既包含基礎研究，也包含應用研究，認為只有基礎研究才促進了應用研究的線性觀點是錯誤的。而對于政府的科技政策，因為巴斯德象限上聯著基礎研究，下聯著應用研究，使這幾種研究相互關聯與滲透，無法截然區分。他以心臟手術為例：

1846年普通麻醉投入使用，使外科手術成為可能。但到能進行心臟手術，卻經過了一個世紀，這是由于一系列基礎科學與醫療技術需要突破。卡莫羅和最普斯在1975年11月號《循環研究》（Circulation Reseach）上發表文章，發現能夠進行心臟手術實際上需要有三類研究的突破：與解決臨床問題無關的基礎研究；與解決臨床問題有關的基礎研究；還有與基礎生物、化學或物理無關的研究，它們所占的比例分別為37%、25%和21%，其余剩下17%中有15%的開發和2%的評估與綜合。司托克斯認為這個例子正好證明了一項重大突破，包含著玻爾象限（純基礎研究）、巴斯德象限（基礎研究與應用研究的結合）、愛迪生象限（純應用研究）的突破。[8]

這其實是科技進步中的常態。

以我國兩彈一星為例。搞兩彈一星是一項有明確目標的應用性項目。但又不是純粹的應用研究，因為還需要許多物理、化學以及其他學科的基礎研究，也需要一些我國所沒有的工藝技術上的創新。這些理論和技術都需要我國在研制過程中自行突破。也就是說，我們只知道這東西能造出來，但不知道怎樣能造出來，這就必須包括玻爾、巴斯德、愛迪生三個象限的研究。于敏對研制氫彈和核武器小型化的巨大貢獻，都是在純基礎研究上：

在氫彈研制中，當時尚不能確定氘氘聚變、氘氚聚變和氚氚聚變哪種熱核反應適用于氫彈。美國是通過實驗來一項一項來試錯的。這條路徑要求有很強大的工業基礎，非常耗時，代價又大。在沒有條件做試驗的情況下，于敏用一種近似方法估算出了所有輕核反應的反應截面上限，發現氚氚反應并不具有特殊優越性，予以否定，確立了氘化鋰材料核反應中現場造氚的技術路線，使我們國家不僅大大節約了研制氫彈時間，也避開了工業基礎差，資源有限的弱點。