如何改進中國純基礎研究系統

袁冉東

香港中文大學（深圳） 前海國際事務研究院 深圳 518172

創新驅動“三位一體”新模式的一大支柱是純基礎研究[1]。隨著創新驅動型經濟的發展，純基礎研究作為科技創新的源頭和推動技術進步的“發動機”的作用越來越顯著，得到各經濟體的重視。純基礎研究的成果具有超前性，純基礎研究的重大突破對提高人們認識世界和改造世界的能力，對高新技術產業的形成、經濟發展與社會進步，乃至人們的生活方式，都將產生深刻的影響和引領作用。純基礎研究是科學技術創新的源頭，是推動經濟社會發展的重要力量。一個經濟體的純基礎研究水平決定了該經濟體是屬于前沿經濟還是追趕經濟。新中國成立以來，中國在純基礎研究方面取得了很多進展，但在純基礎研究、應用技術和金融支持三大系統分工協作的“三位一體”新型發展模式中，純基礎研究總體來說是“軟肋”所在。本文認為，要全面提升純基礎研究水平，首先必須厘清一些認識誤區，然后要找到中國純基礎研究相對較弱的根本原因，并在此基礎上制定改進純基礎研究的戰略思路，通過系統性地重塑與之匹配的教育、管理和“軟基建”系統為中國純基礎研究的崛起創造有利條件。

1 厘清對純基礎研究的認識誤區

新中國成立以來迄今，我國科技水平發展很快，但總體來說應用技術研究的成就遠遠高于純基礎研究方面的成就的局面沒有改變。而且，對純基礎研究和應用技術研究的區分還不清晰，經常把應用性的技術研究認作純基礎研究。

需要對純基礎研究所包括的科研活動的范疇有一個明確的界定。純基礎研究，又被稱為純科學研究，是一種通過改進科學理論從而更好地理解和預測自然或其他現象的研究活動。純基礎研究的成果由科學共同體檢驗。通過檢驗被確認的純基礎研究成果，是對既有科學理論的一種革新和改進，成為科學知識的一部分，并為全人類所共有，是不折不扣的國際公共品[2]。例如，愛因斯坦提出狹義和廣義相對論，這是對牛頓力學的重大突破和改進，標志著人類對宇宙自然運行規律認識的又一次飛躍。除了相對論，20世紀以來，科學界取得了一系列重大的理論突破，如建立量子力學、提出大陸漂移學說、發現DNA的雙螺旋結構、提出與證明哥德爾不完備定理、建立關于宇宙演化的大爆炸理論、超導現象的發現及其理論解釋等，它們對人類社會的進步產生了深遠的積極影響。迄今為止，一切科學理論的真理性都是相對的，或者說人類還沒有掌握完美的科學理論。純基礎研究的目標就是要產生更好的科學理論。截至目前，中國對于人類科學理論的貢獻十分有限，由中國籍科學家實現的人類重大科學理論突破少之又少，這是一個需要面對的基本事實。

明確純基礎研究水平與“卡脖子”問題沒有因果關系。現在，美西方國家在一些關鍵技術領域對中國進行封鎖，想要阻止中國進步，這確實是急需解決的問題。但是，不能因為被別人“卡脖子”而病急亂投醫，把根本原因歸咎于中國純基礎研究水平不足的問題。中國的純基礎研究確實有問題，但那不是造成在一些科技領域被“卡脖子”的主要原因。道理其實很簡單——純基礎研究的成果是不存在秘密的，全世界每個國家的科研人員都能掌握最新的純基礎研究成果。因此，即使在某些純基礎研究領域做不出成果，也可以通過閱讀文獻來掌握其最新的成果。

所謂被“卡脖子”，具體來說體現為某種產品無法獨立自主地制造出來，如高端芯片、光刻機、高端軸承等。這些產品無法實現完全國產的最關鍵原因是，未掌握其制造過程中工藝流程的細節和參數，其中涉及很多非專利的商業秘密。很多真正值錢的制造工藝細節不以專利的形式存在，而是被企業作為秘而不傳的商業機密來處理，原因是：專利一旦注冊了，就要披露細節，且專利是有期限的；而商業秘密只要不泄密，永遠都能為企業帶來盈利。一個經典案例就是可口可樂的配方，其沒有申請專利，到現在都是一個商業秘密[3]。飲料的配方很難用反向工程得到。如果要完全復刻可口可樂的配方目前是做不到的，但沒有人會因此說中國在飲料產業上被“卡脖子”，更沒有人會說這是中國純基礎研究出了問題。千年不腐的越王勾踐劍和薄如蟬翼的西漢直裾素紗襌衣，以現代技術都很難制造出來；但很難說是2000多年前的中國古人掌握了更先進的科學理論，這也是制造工藝中的秘密。有些工藝失傳了就是沒辦法，很難再復制。今天的很多精密產品，買來成品拆開了，也很難用反向工程來破解制造工藝中的所有秘密。高端芯片、光刻機和高端軸承都是如此。例如，高端軸承所用的高品質鋼材，其制造工藝就涉及如何往鋼材里面摻入稀土等其他元素來改進鋼材的品質，這不是純基礎研究的范疇，而是應用技術系統的東西，是隱性知識。對這些隱性知識，發達國家的企業有數十年甚至上百年的積累[4]，中國在某些領域還沒能完全掌握，是很正常的事情。而要取得突破，應該在應用技術研發領域發力，而不應該錯誤地歸咎于相對薄弱的純基礎研究。因為最近被“卡脖子”了，才開始重視純基礎研究，這是不對的。純基礎研究和被“卡脖子”沒什么關系。被“卡脖子”主要還是技術不過關，隱性知識的積累和應用技術研發的投入還不夠。

2 中國的純基礎研究相對較弱的原因

客觀地看，相對于世界先進水平而言，中國的純基礎研究還相當薄弱。例如，數學這個純基礎研究的重要領域，中國的水平就很一般。數學家丘成桐在接受媒體采訪時直言：“相對于歐美的數學水平，中國數學界沒有輝煌過。”①專訪數學家丘成桐：如果我沒得過菲爾茲獎，早就被打垮了. (2016-01-16)[2023-11-03]. https://m.thepaper.cn/wifiKey_detail.jsp?contid=1418181&from=wifiKey#.諾貝爾獎的獲獎數據也很能說明問題。在化學、物理學、生理學或醫學這3 個與純基礎研究關系緊密的領域，諾貝爾獎得主數量排名前3 位的國家是美國、英國和德國。截至目前，因在中國本土進行研究而獲得諾貝爾化學、物理學、生理學或醫學獎的只有屠呦呦1 人，全部華人、華僑統計在內的話，也只有9人。

為什么中國的純基礎研究與世界先進水平相比差距如此之大呢？原因其實并不復雜，那就是中國還沒有真正意義上的純基礎研究。如果把純基礎研究比喻成一項體育運動的話，那么中國基本上還沒有開展這項運動。比如橄欖球，無論是英式還是美式，在中國基本很少有人玩。如果橄欖球比賽輸給美國隊，大家都知道為什么，也沒有人會埋怨什么。橄欖球在中國是小眾運動，開展的時間還不久，想馬上在國際賽場上斬金奪銀，是不現實的。但如果足夠重視，穩定地投入足夠的人力物力來支持推廣，假以時日一定會進步的。純基礎研究在中國目前也是“小眾運動”，盡管近年來加大了對科研經費的投入，但相對于其他科技強國，中國的科研經費投入仍然不足，尤其是在純基礎研究領域。近年來美國、英國、法國、日本等科技強國用于純基礎研究的經費占其國內研發總投入的12%—23%，而中國只占6%左右[5]；其中不少還不是真正意義上的純基礎研究，而是應用技術研發，真正用于純基礎研究的經費少之又少。因此，純基礎研究在中國就是“從0到1”的東西，而且現在還處于比較靠近“0”的階段，和別人的差距是“有”和“無”之間的距離。對于人類漫長的歷史而言，純基礎研究是很晚才出現的新鮮事物，只有500多年的歷史；對整個人類而言，可以說迄今還沒有徹底完成“從0到1”的轉變。當然，對于這方面的先進國家而言，因為起步早很多，其純基礎研究現在已經到了相當高的水平。

真正的純基礎研究應該具備的首要特征是動機要純。純基礎研究不是資本密集型的，而是興趣密集型，是科研人員追求興趣的結果[1]。因此，對純基礎研究的態度不能帶有太多的功利性，不能為了解決現實問題而搞純基礎研究。為了解決現實問題而搞的研究歸根到底還是應用研究，而不是純基礎研究。搞純基礎研究，如果說一定要有目的的話，那就是為了增進人類的知識，為了生產屬于全人類的國際公共品，因為純基礎研究的產出是無國界的、公開的、可以免費獲得的科學知識。凡是能夠注冊專利或被作為商業或軍事機密的都是應用型的，而不屬于純基礎研究的范疇。如果要定一個確切的目標，那么大概可以是這樣的：改進中國的純基礎研究水平，使得在將來的某個時間點，中國人對于人類科學知識的貢獻可以大幅提高。如果要把目標量化，那么大概可以是這樣的：100 年后，全世界數理化生教科書里的知識的來源，有大概1/5 來自中國，有大概1/5 的定理、定律、效應、公式或其他科學術語以中國人的名字命名（假設當時中國人口占世界總人口的1/5）。

3 搞好純基礎研究的戰略思路和必要條件

搞好中國的純基礎研究，要做好2個方面的工作：

3.1 塑造與之匹配的教育系統

要把“科學人口”的規模做大，最重要的是要塑造與之匹配的教育系統。特別是其中的基礎教育，即小學到初中的教育，對于培養科學興趣和能力尤為關鍵。這里的原因其實也和體育人才的培養十分類似，興趣和能力的培養要從小開始抓。不同的體育項目里，由于使用肌肉的方式不同，一個從小專業練滑雪的人游泳未必能勝過業余游泳愛好者。要勝任純基礎研究的工作，需要對科研具有濃厚的興趣，同時也需要相當特殊的能力組合，包括獨立思考、想象力、邏輯思維等，都需要從小培養。

（1）興趣是推動科學研究的重要動力。有興趣會使科學家更投入地研究問題，有助于創造性思維的產生。因此，培養學生的科學興趣對于培養未來純基礎研究人才至關重要。但是，現在的教育系統對這種興趣，基本上起到的是抹殺的效果。中國的應試教育體制過于強調標準答案，缺少鼓勵學生思考和探究的環境。許多學生被迫學習與興趣無關的科目，失去了學習的內在動機。此外，課業負擔重，學生缺乏自主探索科學的時間和精力。許多家長和學校也存在功利心態，更看重分數而非興趣。其結果就是，很多學生到了中學畢業進入到大學時，早就失去了對學習的興趣，更不用說對科學的興趣了[6]。

（2）獨立思考能力。純基礎研究所要求的獨立思考能力其實就是一種很獨特的使用大腦的方式，它和人類傳統思維方式乃至當今世界上絕大多數人的思維方式有著很大的區別。科學的本質是反權威，即理性的懷疑精神，對一切學說，包括既有的科學理論，都保持一種健康的懷疑態度[7]。對自然科學的發展作出過巨大貢獻的英國皇家學會，其院訓就是“不隨他人之言（Nullius in verba）”。對于“科學人口”來說，只要新的能證明他們以前相信的觀點是錯誤的證據出現，就可以否定一秒鐘以前的自己，更不用說去年或更久以前的自己了。只要有新的信息進來，就可能要重新審視自己的觀點并調整自己的行為，即使自我否定、改弦更張，并且其也不會覺得絲毫的丟臉——這就是“科學人口”最顯著的思維方式和行為模式。試問現在的教育系統，對純基礎研究所依賴的獨立思考和懷疑精神是促進還是阻礙？經歷了教育系統10多年的洗禮后，還能剩下多少“科學人口”？

（3）想象力和提問能力。培根說“知識就是力量”，而“想象力比知識更重要”則是愛因斯坦的名言。知識固然重要，但對于培養“科學人口”而言，愛因斯坦的觀點更具有參考價值。隨著人工智能領域大型語言模型的崛起，各個學科的解題能力逐漸被自動化，而就知識本身而言，人腦所能掌握的知識量早已趕不上計算機所能系統性地歸檔的知識庫規模，人類逐漸失去在這些方面的相對于機器的競爭優勢。在這樣的背景下，想象力和提出有價值問題的能力的重要性愈加凸顯。而中國當前的教育系統還是以灌輸知識和培養解題能力為核心，在培養想象力和提問能力方面十分欠缺。

（4）邏輯思維能力。數學是自然科學的基礎，而邏輯學是數學的基礎[8]。邏輯思維能力也是“科學人口”必須具備的能力。這種能力的培養也是需要時間的積累和沉淀的，起步越早越好。20世紀80年代末開始，中國的教育系統逐步弱化和縮減邏輯學教學。1988年，中學語文教材刪除了邏輯學內容。一些“專家學者”進而提議取消師范院校課程中的邏輯學。進入20 世紀90 年代，情況持續惡化。在許多大學，邏輯學課程從必修變為選修。最典型的是，1998年原國家教委文件將邏輯課從漢語言文學專業（師范類）的專業基礎課程中刪除。如今，不僅中小學生，就連許多大學生都可能從未聽說過“邏輯學”這門學科。削減邏輯學課程確實能節省一些資源，但對中國純基礎研究的發展無疑是不利的。

概括地說，如果不對中國的教育系統進行重塑，使之能夠從小培養學生的科學興趣，以及獨立思考、想象力和邏輯思維等能力，要做大“科學人口”規模則是不切實際的想法。

3.2 建立與之匹配的管理體系

有了一定的“科學人口”規模，接下來就是要讓他們有空間施展拳腳，可以長期穩定地從事純基礎研究工作。因為純基礎研究系統由大學等研究機構組成，這些大學等機構的管理方式直接決定了“科學人口”能否在一個自由的學術環境下，去追求其好奇心，探索前沿的科學問題。對于改進純基礎研究而言，目前最大的問題是整個中國的科研管理系統在架構上還是為了推動為解決現實問題而進行的應用性研究，而不是為了促進真正的“興趣密集型”或者說“自由密集型”的純基礎研究。在科學技術部發布的國家重點基礎研究發展計劃的科研項目目錄中，真正的純基礎研究領域的項目少之又少②科技部. 科技部關于發布國家重點基礎研究發展計劃（含重大科學研究計劃）2018年結題項目驗收結果的通知. (2019-12-03)[2023-10-31]. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-12/03/content_5457917.htm.。實際上，在世界范圍內，說得極端一些，純基礎研究不是被機構（包括政府和研究機構）規定出來的，純基礎研究的唯一驅動力是科研人員的興趣。

與中國現有的科研管理系統的底層邏輯不同，純基礎研究不是為了解決現實問題的。因此，需要建立一套專門促進純基礎研究的管理體系，它需要區別和獨立于現有的針對應用技術發展的科研管理體系。中國的新型舉國體制，能夠集中力量辦大事，對于推動關鍵核心領域的技術攻關，在應用技術領域實現對世界先進國家的趕超，具有重大意義，并被證明是十分有效的。但是，現在要搞好真正意義上的純基礎研究，即要生產出屬于全人類的新的科學理論和知識，要在若干年后在數學和自然科學的教科書里出現越來越多的中國人的名字，則必須探索形成一套有利于“科學人口”發揮所長的管理體系。在這個純基礎研究的管理體系中，能否賦予科研人員足夠的自由，讓他們能在內在動力的驅使下長期穩定地開展不是為了解決現實問題而開展的基于好奇心的科學探索，是搞好純基礎研究的一個必要條件。

如果要在純基礎研究領域趕上美國，從某年開始在每年諾貝爾獎的獲獎人數上和美國平分秋色，那么美國科研人員能享受到的自由度和體面的生活，中國科研人員也應該具備。例如，美國弗吉尼亞大學醫學院有一個研究中心，研究兒童的所謂“前世記憶”（即“這輩子投胎以前上輩子的記憶”），這樣的另類課題，美國科學家一做就是半個多世紀，至今仍在持續③Division of Perceptual Studies, University of Virginia of School of Medicine. Fifty Years of Research. (2023-01-01)[2023-11-03].https://med.virginia.edu/perceptual-studies/our-research/children-who-report-memories-of-previous-lives/fifty-years-of-research/.。在純基礎研究管理體系下，對科學家研究自由的尊重和對他們的研究經費支持的穩定性，也需要達到這種水平。

3.3 做好與之匹配的“軟基建”

解決了研究的自由和經費的穩定性，接下來就是要解決純基礎研究工作者們的薪資待遇、福利和保障等問題，即“軟基建”的問題。中國研發經費投入強度（研發經費與國內生產總值之比）近幾年來增長迅速，2022年已達到2.55%④國家統計局. 2022 年我國R&D 經費突破3 萬億元與GDP 之比達2.55%. (2023-01-20)[2023-11-03]. http://www.stats.gov.cn/sj/zxfb/202302/t20230203_1901730.html.，已經接近發達國家平均水平。但在中國的研發投入中，試驗發展經費占比非常高，達到80%以上⑤國家統計局. 全國科技經費投入統計公報. (2023-01-01)[2023-11-03]. http://www.stats.gov.cn/sj/tjgb/rdpcgb/qgkjjftrtjgb/.，其中大部分用于科研基礎設施的建設，如實驗室建設，以及儀器設備的制造、購買和安裝。用于提高科研人員、特別是青年科研人員福利和收入的科研“軟基建”明顯不足。例如，在貴州建立的500 米口徑球面射電望遠鏡（FAST），造價約6.67億元人民幣，是全世界最大的“望遠鏡”。該儀器啟動后為了科研效益最大化希望能24 小時運轉。然而，其招聘信息顯示駐地科研人員年薪只有10萬元人民幣，除了學歷要求還有愿意在偏遠地區長期現場工作、愿意加夜班、英語水平良好等要求；這樣的待遇據說已經很好了，是為FAST 這樣的重大項目特別爭取拿到的⑥過低“人頭費”支撐不起天文科研“國之重器”. (2018-10-30)[2023-11-03]. http://www.bjnews.com.cn/opinion/2018/10/30/515974.html.。這種科研“軟基建”上的滯后（薪酬和福利）與科研“硬基建”上的各種大手筆投入（各種實驗室和大型科研設備）明顯不成比例。機器固然重要，但要出成果，最終還是要靠人的勤勞和智慧；這種投入結構上的不合理，對提高科研人員積極性和對人才的吸引力極為不利，是制約我國純基礎研究實力提高的一大障礙。

“科學人口”對純基礎研究是充滿熱愛和激情的，其實他們對物質享受的需求并不高。既有興趣又有能力做純基礎研究的人，通常內心充滿了安寧清凈而綿綿不斷的愉悅，類似于佛學中所謂的“法喜充滿”的狀態。俄羅斯數學家格里戈里·佩雷爾曼（Григорий Яковлевич Перельман）就是一個很好的例子。佩雷爾曼證明了七大數學“千禧年難題”之一的龐加萊猜想，但他卻拒絕領取數學界最高獎菲爾茲獎和千禧數學獎（總獎金超過100萬美元），理由是他認為美國數學家理查德·哈密爾頓（Richard S. Hamilton）對證明龐加萊猜想的貢獻不在他本人之下，獲獎人不應只有他一個人。佩雷爾曼此前還拒絕了歐洲數學協會的獎金。他物質生活極為簡樸，只吃最簡單的黑面包、通心粉和酸奶之類的食物⑦天吾. 謎一般的數學天才佩雷爾曼. (2014-07-11)[2023-11-03]. https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2014/7/289392.shtm.。因此，真正的“科學人口”絕不是貪戀物質享受之徒。為他們提供的薪酬待遇不必很多，達到中產的水平即可，也就是按目前的物價水平的年收入，一線城市30萬元人民幣以上，其他城市20萬元人民幣以上；但收入和福利水平要穩定，要為他們長期從事純基礎研究免去后顧之憂。

以上3 個必要條件，目前在中國都很難滿足，其結果就是真正意義上的“科學人口”和純基礎研究在中國都是很稀缺的。有人說“浮躁”是中國科研的一大弊病。在當前國內環境下，從事純基礎研究的科研人員可能面臨一些挑戰。他們可能并不完全具備“科學人口”所應具備的理想特征，而管理他們的體制機制可能也不完全支持純基礎研究。此外，他們可能會感到薪資、福利等“軟基建”的不足，以及工作穩定性的不確定性，這可能導致他們在進行學術研究時感到壓力。這種情況可能導致一些人感到焦慮，甚至可能產生一些很不好的后果。另外，一些高校實行的管理制度可能不利于創造長期穩定的純基礎研究環境。例如，盡管青年學者在聘用期內的薪資待遇可能相對較好，但“非升即走”甚至“不升只走”的制度可能會帶來一些挑戰，這反映了一種可能產生長期負面影響的社會達爾文主義邏輯。如果真的要搞好純基礎研究，需要系統性地重塑與之匹配的教育、管理和“軟基建”體系。

4 總結

在厘清了對純基礎研究的一些認識誤區后，會發現中國純基礎研究相對落后的根本原因很簡單：在發展真正的純基礎研究方面還沒有開始發力。本文論述的搞好純基礎研究的戰略思路，即做大“科學人口”的規模并使“科學人口”人盡其才，以及建立在這一思路之上的以滿足教育、管理和“軟基建”三大必要條件為核心的具體策略，為改進中國純基礎研究指出了一條道路。

正因為還沒有開始發力，中國在這方面的潛力是巨大的。中國有14億勤勞和智慧的人民，只要把其中的萬分之一培養為真正有興趣并有能力從事純基礎研究的“科學人口”，并從管理制度和“軟基建”等方面為這些人創造發揮他們才能的環境，中國的純基礎研究水平將徹底改觀。因此，如果真的決定要搞好純基礎研究的話，是完全可以做到世界一流的。對中國純基礎研究的未來，應該充滿信心。

純基礎研究不是為了解決現實問題而開展的研究活動，所有為了解決現實問題而做的研究工作都屬于應用研究。從這個角度來看，在純基礎研究上花費人力、物力、財力確實不能直接帶來任何的經濟效益，至少短期內不存在這種收益。但長期來看，純基礎研究的發展決定了人類技術水平所能達到的高度。因為純基礎研究的成果是屬于全人類的公開透明的科學理論和知識，除了科學家的自我奉獻精神，政府對于這種國際公共品的支持至關重要。作為一個發展中國家，中國在純基礎研究的投入上要量力而為。即使是美國這樣的科技強國，長期以來對純基礎研究也是采取一種折中的實用主義態度，而并沒有理想主義的冒進行為。美國根據自身的經濟實力在科研上投入了巨大的資源，但其中的大部分也是花在了應用型的研發活動上。當然，美國在純基礎研究上，無論是相對投入還是絕對投入，都遠遠超過中國目前的水平。在這個問題上，趨勢是明顯的，隨著中國綜合國力的上升，在能力允許的范圍內逐漸加大對純基礎研究的投入，是符合中國和人類的長遠利益的明智之舉。