基础研究及其重要性
什么是“基础研究”呢 ? 美国科学研究发展局（ OSRD ）局长 V ．布什在 1945 年 7 月向罗斯福总统提交的《科学：永无止境的前沿》的研究报告中这样写道：“基础研究并不考虑实用的目的，它产生的是普遍的知识和对自然及其规律的理解。这种普遍的知识提供了解答大量重要实用问题的方法，但是它不能给出任何一个问题的完全具体的答案。提供这种圆满答案是应用研究的职责。”美国国家科学基金会对基础研究所下的定义是：“发展科学知识的独创性研究，……它没有直接的商业目的。”而现在看来这两个定义以及其它一些类似的定义，都有一定的局限性，因为随着时代的发展基础研究和与之对应的应用研究的划分，越来越具有相对性。以往人们公认的“传统的”基础科学 ( 例如物理学和数学 ) ，今天也具有相当复杂的结构 ( 比如物理学有理论物理学、实验物理学和应用物理学之分，数学有理论数学与应用数学之分 ) ；而且，今天视为基础研究或应用研究的学科分支或课题，随时间的推移也可能发生变化。
如果我们能把基础研究和应用研究做一下比较，尤其是在其性质和特点方面，将会有利于我们对其概念的理解。
基础研究和应用研究的差别主要在于以下几点：
1 ．在研究的动机和目的方面。基础研究主要是以求知欲为引导的，其目的在于增加人类对周围事物的理解，是“为科学而科学”的研究。应用研究是以某一预先确定的目标为导向，即为某一实用的目的而进行的研究。基础研究是所谓的“好奇取向” (curiosity-oriented) ，应用研究则是所谓的“任务取向” (misson-oriented) 。前者无直接的商用目的，而后者一般可以产生直接的经济利益。这也许是两者的本质差别。
2 ．在应用的时间先后上。一般是先有基础研究，然后才被应用到具体领域，而且其间相差的时间间隔可能会很长。基础研究不论多么深奥、多么抽象、多么“脱离实际”，一般来说都会找到其用武之地。但是，越为“基础”的研究，其用途的发现所花费的时间越长。麦克斯韦通过对电动力学的数学研究，于１８６４年确立了电动力学的基本方程式并预言了电磁波的存在；赫兹在１８８７成功的证实了电磁波；而直到１８９５年马可尼才将电磁波用于通信。黎曼和哈密顿在１９世纪所做的深奥的数学研究，在大半个世纪后才在物理学中得到应用。从古希腊就开始研究的素数问题，直到几千年后才被应用到密码学中。与之相比应用研究必须在不太长的时间内把研究成果变为实际技术，从而获取经济利益。这是基础研究和应用研究显著的差别。
3 ．在研究者的自由程度方面。由于基础研究是以兴趣为导向的及研究过程的探索性、独创性和结果不可预测性，研究者在课题选择、兴趣变换、研究进程、计划安排等方面具有较大的自由度，这种自由度对于基础研究人员来说是必不可少的。正如布什在《科学：永无止境的前沿》的研究报告中所指出的：“由于纯科学无法预测的性质，使得为其研究提供一种颇为特殊的环境是合乎需要的。纯科学需要研究人员思想的自由，以新的观点来看熟悉的事实。纯科学研究始终不宜于被组织计划，并且它对于来自上述组织计划的指令是麻木的。事实上，对于有重要意义的成就来说，再也没有比自由的原则更加重要了。”由于应用研究往往事先能够明确确定目标和制定计划，因而适宜有组织地进行，研究者的自由度相对地要少得多。而且基础研究所获得的成果一般会及时的公布于众，不具有保密性；于之对应的应用研究往往会因为商业或军事目的而采取申请专利或封锁等措施加以保护。这在很大程度上也限制了应用研究者的自由程度。
4 ．在取得成果的时间长短方面。应用研究取得成果的时间一般不会很长，因为它是按照预定的目标和周密的计划有条不紊地进行的，而且实用的商业目的也不容许研究计划拖长，否则便难以即时取得经济效益或在商业竞争中获胜。相比之下，基础研究往往需要较长的时间，少则几年，多则几十年，有的甚至要耗费一个人的毕生精力或要经过几代人坚持不懈的努力。麦克斯韦为探索电磁场理论，整整用去了十多年时间。爱因斯坦思索狭义相对论和广义相对论，各花费了近十年时间，他把自己的后半生全部奉献给了统一场论的研究，可至今仍没有结果。为解决哥德巴赫猜想问题，几代人为之奋斗，但至今仍未攻克这个“堡垒”。从事基础研究的人员，必须要有“十年磨一剑”，“甘坐冷板凳”的精神，要学会“享受寂寞”，漠视金钱，不为名利所动。当然，社会应该理解他们，给他们以鼓励和帮助，不要动不动就指责他们脱离实际，更不要以各种诱惑来扰乱他们自由而宁静的心境。
由于基础研究不能迅速的带来可观的经济效益和商业利润，因而它经常受到不同程度的忽视。发达国家由于市场导向和经济价值规律的作用，自然而然地将资金更多的投入到应用科学的研究。发展中国家则苦于资金不足，不得不把资金投向与国计民生有关的部门，被视为“阳春白雪”的基础研究则少人问津。政治家为了赢得选票或显示政绩，也不得不制定或执行为期四、五年不等的短期计划，而科学和基础研究对于如此短暂的周期并不适应。结果是，在立即要得到实用结果的压力下，应用研究总是要排斥纯科学的基础研究的。
这一结果的寓意是十分清楚的：纯科学的基础研究需要有特别的保护。为此，除了制定切实可行的政策和法规、建立相应的基金和管理机构外，尤其不可忽略的是，要从人们的思想深处解决问题，使社会和公众充分认识到基础研究的重要性。
那么基础研究的重要性体现在哪里呢？从以下几个方面可见一斑。
1 ．基础研究是技术进步和经济发展的先锋。基础研究导致新知识的储备，这是向未来投入的科学资本。新技术、新工艺、新流程、新产品都是建立在新知识基础上的，都必须从新知识的储备中提取“资本”。没有法拉第、麦克斯韦、赫兹等人大半个世纪的持续的理论研究，人类哪能进入电气时代 ? 没有本世纪初的现代物理学的理论成果，哪有本世纪中期高技术产业 ? 随着科学技术的飞速发展，由基础研究向应用研究或直接生产力的转化的周期大大缩短了。上世纪 20 年代卢瑟福还大声宣称他关于原子结构的研究毫无用处，可是第一座原子反应堆竟奇迹般地在 1942 年投入运行了。现在一些基础医学和遗传工程的理论研究项目，更是不用很长时间就用于临床医疗和医药生产了。数学的基础研究也被广泛应用到金融、保险等行业中，甚至被应用到国家在政策的决策上了。基础研究是技术进步和经济发展的先锋，这一点比任何时候都更加确定。在这种意义上也许可以说，基础研究是现代社会的基础。
2 ．基础研究可以提高国家的 ( 潜在的 ) 综合国力和国际威望。当今国与国之间的竞争不再是单纯的军事力量或经济力量的竞争，而是综合国力的竞争。提高国家综合国力的重要途径之一就是必须有效地支持基础研究。因为一个国家若没有原创性的基础研究，基础知识全部依靠外国，它的技术和工业的进步将是缓慢的，它在世界贸易中的竞争地位将是虚弱的，它也很难吸收和消化外来的新知识和新技术，从而在全球角逐中失利。而且，一个国家的国际威望在某种程度上依据于它对基础知识的贡献，尽管这种威望主要局限在科学共同体内。在科学史上，意大利、英国、法国、德国、美国都扮演了科学中心的角色，它们“各领风骚”数十年乃至百余年。美国从上世纪 20 年代至今，一直独占基础科学的鳌头，这显然有助于提高其国际威望。科学具有普遍性，其成果是属于全人类的，可以无偿地为每一个社会成员享用。另一方面，若不生产知识，也难以从别人那“进口”知识。
3 ．基础研究有助于培养专门人才，并进而提高国民的智力水平。要建设发达的现代化社会，没有一大批训练有素的专门人才，没有国民智力水平的普遍提高，是很难成功的。通过严格的基础研究的训练，可以培养和集结一批专门人才，他们既可以成为本国研究和开发事业中的创新的中坚力量，也可以成为引进国外新知识和新技术的桥梁。基础研究也可以提高高等教育的水平，培养较高水准的科学技术后备力量，不搞基础研究的大学其科学教育水平是难以提高的，其国际威望也很难建立。此外，学习纯粹科学和从事一定时间的基础研究，也大大有助于提高国民的智力水准，并从中受到科学方法和科学精神的熏陶，陶冶出高尚的道德情操。
4 ．基础研究是可以称为一种文化。科学 ( 尤指纯粹科学 ) 不仅是智力意义上的文化，也是人类学意义上的文化，它可以被视为人类文化最高、最独特的成就。以增进科学知识为目标的基础研究是人类活动的顶点和极致，它充分体现了科学的文化价值，是一项有价值的文化活动。作为基础研究过程的研究活动，它以追求真理为最终目标，显示并实现人生的价值和意义；在追求真理的过程中所运用的科学方法不仅保证了科学理论的客观性、合理性和完美性，而且也使人们养成求真、务实、尚理的习惯和品格，从而有助于削弱教条、破除迷信、陶冶心智。由于基础研究的文化价值是无形的、抽象的、难以察觉的，因而有必要加以强调，使之成为每一个人的自觉意识。
如果说在控制应用研究时，我们必须认清科学对社会所负的责任的话，那么在控制基础研究时，我们必须认清社会对科学所负的责任。我们的社会把大量的价值的实现归功于科学的应用，而很少归功于科学思想、科学方法和科学的精神气质这些科学精神价值的负载者。要使社会公众尤其是决策者明白，要求所有研究都应该与我们的社会需要密切相关，这种流行的要求表面看来是公正的、善良的、无害的，实际上对科学进展来说却是最大的危险之一，从而对于社会需要的长期满足来说也是最大的危险。
