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” ,“要以更大力度、更实举措加强基础研究,提升我国原始创新能力,进一步打牢科技强国建设根基”。党的二十大明确到2035年建成科技强国,凸显了科技的战略先导地位和根本支撑作用。加强基础研究,是实现高水平科技自立自强的迫切要求,是建设科技强国的必由之路。
■ 科技创新链条从“源头探索”走向“颠覆性突破”
基础研究是以探索未知、建立新理论和新方法为目标的开创性科学研究。它通过揭示自然规律、探索未知世界,产出原创理论和底层技术,为应用研究提供原动力。基础研究处于创新体系的最底层,是科技创新链条的起始端,是“根”和“源”,是所有技术问题的总机关,决定了一个国家科技创新的根基和未来竞争力。
深入理解基础研究的“基础”内涵,需要从四个核心维度把握:其一,研究逻辑的起点之“基”,即基础研究提供概念框架和思维工具,若无此支撑,技术应用便失去理论依据;其二,科学知识的通用之“基”,即通过产出普适性科学原理,支撑多个学科和产业的衍生突破;其三,社会认知的范式之“基”,即改变人类认识世界和理解世界的方式,持续推动人类认知边界的拓展;其四,科技与产业能力的阈值之“基”,即决定一个国家科学技术与产业发展的深度与高度,诸多“卡脖子”问题的根源往往就在于基础理论薄弱。
原始创新则是指从无到有、具有原创性和颠覆性的重大科学发现、理论突破与底层技术发明,是科技创新的“源头活水”。原始创新覆盖基础科研、技术落地、产业创新的全链条,由科学原创、工程原创和范式原创三个重要维度构成,其中科学原创主要来源于基础研究。
从基础研究到原始创新,是科技创新链条从“源头探索”到“颠覆性突破”的关键演化跃升过程。没有底层基础理论的坚实支撑,原始创新便难以实现,关键核心技术也容易受制于人。原始创新则是基础研究成果的升华,实现了从“无”到“有”的质变,进而引领产业变革和未来发展。
■ 基础研究决定原始创新的高度与深度
原始创新能力的高度依赖于基础研究的深度与广度。基础研究提供了原始创新所必备的科学原理、理论突破与底层规律,是技术颠覆和产业新生的唯一源头。原始创新则将基础研究成果转化为可落地的系统架构和全新的产业共识,推动国家实现从跟跑到绝对引领的跨越式发展。
在理论先导性方面,基础研究决定了原始创新的高度与深度。例如,量子力学催生了半导体技术,若缺乏基础理论的突破,应用技术只能停留在跟随和模仿层面,无法实现原创引领。原始创新本质上是“从0到1”的突破,源于对自然规律的全新认知,没有基础理论的突破,原始创新便成为无源之水。
在战略必要性方面,基础研究是解决“卡脖子”问题的根本所在。许多技术瓶颈表面上是工程问题,本质上是基础科学问题,是基本原理和底层逻辑未能解决。例如,芯片材料的物理极限、算法的数学基础等。当前,全球科技竞争已前移至基础前沿领域,谁掌握了基础科学的主导权,谁就能定义未来的技术路线和产业格局。
在发展新质生产力方面,基础研究是孕育新质生产力的关键引擎。基础研究通过揭示自然规律与底层原理,为技术革命性突破提供源头供给,依托“理论突破—技术转化—产业升级”的完整链条,成为孕育新质生产力的根本前提与关键引擎,为新质生产力发展提供源源不断的原创动能和新赛道支撑。
■ 基础研究已走出“纯科学”研究范式
与“应用研究”相比,基础研究在研究目的、研究导向与成果形态等方面存在显著差异。基础研究是“地基”与“源头”,其旨在提供新知识、理解“为什么”,而应用研究则重在利用现有知识解决“怎么办”的具体问题,强调技术的实用性和经济效益。在研究导向上,基础研究主要源于基于个人兴趣的自由探索或面向重大科学问题的有组织科研,均不以直接产业化为目标;应用研究则直接面向市场需求或工程落地。在成果形态上,基础研究产出新原理、新规律、新理论,主要表现为科学论文、理论模型等;应用研究则产出新技术、新工艺、新产品,主要表现为专利、技术原型等。
当前,基础研究已演变为自由探索与目标导向深度融合的全新形态,成为解决现实瓶颈、孕育新质生产力的源头引擎,而非脱离现实需求、产业发展要求的“纯科学”孤岛。具体表现在:第一,在科技创新源头供给上,基础研究处于科研链条最前端,地基的牢靠程度直接决定科技大厦的高度,历次科技革命均肇始于基础科学的重大发现;第二,在科技创新周期上,新一轮科技革命中基础研究与应用研究、工程开发的边界日益模糊,“应用基础研究”成为主流范式,从科学发现到产业应用转化的周期显著压缩;第三,在创新组织模式变革上,现代基础研究主要依赖企业出题与产学研协同解题的机制,科技领军企业开始深度参与早期研发,改变了传统高校院所单向输出的模式;第四,在创新驱动机制上,已从单纯的“好奇心驱动”转向“好奇心与国家战略、产业需求双轮驱动”,强调在解决重大现实问题中提炼科学命题。
■ 七条路径让基础研究“活起来”
第一,加强党对科技工作的统一领导。锚定2035年科技强国建设目标,充分发挥新型举国体制优势,加强部门协同、央地联动,共同抓好落实。既要支持自由探索,更要面向重大科学问题和关键核心技术瓶颈凝练课题,将产业“卡脖子”难题转化为科学问题。营造宽容失败、鼓励探索的制度环境,激发全链条创新活力。
第二,构建新型研发机构。聚焦科技创新与产业创新需求,重构科研组织体系,布局大科学装置与重点实验室,高水平建设国家实验室和基础学科研究中心,加速布局人工智能驱动科研新范式,打通“基础研究—技术攻关—成果转化”全链条。
第三,强化经费支持与自主权改革。加大基础研究投入,提高基础研究经费占比,构建“政府主导、企业主体、社会参与”的多元化投入格局。设立非共识、颠覆性技术探索基金,实施长周期稳定支持机制,推行科研经费“包干制”,赋予科研人员更大的技术路线决定权和经费使用自主权,强化有组织科研与自由探索“两条腿走路”。
第四,改革基础研究评价机制。深化体制机制与评价改革,建立突出原创价值、科学贡献及长远产业影响的长周期评价资助机制,建立以创新能力、质量、实效、贡献为导向的分类评价体系,鼓励科研人员勇闯科研“无人区”,鼓励“冷门绝学”与“解决真问题”并重。
第五,构建人才梯队。实施基础学科拔尖计划,弘扬科学家精神,推进教育科技人才一体化发展。实施更加开放的海外引才政策,主动融入全球创新网络,吸引顶尖科学家来华开展合作研究。
第六,强化全链条融合。打造概念验证中心、中试平台等衔接载体,打通从实验室到生产线的堵点,让基础研究在真实产业场景中迭代验证。打通“科学—工程—产业”全链条,推动企业出题、高校解题,强化科研范式变革,加速成果从原理到产品的转化,推动创新链、产业链、人才链深度融合。
第七,强化国际合作研究。深化国际间科技交流与合作,以自主创新为根基主动融入全球创新网络,通过制度型开放、大科学计划牵头、人才双向流动及规则共建等方式,实现国内创新网络与全球创新网络的良性互动,在开放合作中持续提升中国基础研究与原始创新能力。
(作者单位为武汉大学经济与管理学院、武汉大学国家治理与经济体系现代化研究中心)