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〔中图分类号〕N01 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1000—0763（2000）04—0050—07
20世纪以来，经济实力的强弱已明显地成为各国夺取优势的决定性因素。随着经济发展中科技含量的日益增加，各国政府把推动经济发展的目标越来越定位于科技政策的调整方面。其中，如何理解与怎样处理基础研究与应用研究之间的关系问题，成为制订科技政策以及决定国家投资趋向的重要价值基础。在新的世纪之交即将来临和知识社会即将兴起之际，就此问题的进展进行回顾与展望，无疑具有一定的现实意义。
一、布什的科学研究线性模式及其影响
布什是二战期间美国科学研究发展局（OSRD）局长，1944年11月（即二战结束的前一年）他遵照罗斯福总统的指示，预测如何在和平时期发挥科学的作用。经过近一年的潜心研究，1945年7月， 他在著名的《科学：永无止境的前沿》的研究报告中，对基础研究下了明确的定义，并说明了基础科学和技术创新之间的联系环节。布什认为，基础研究是不考虑应用目标的研究，它产生的是普遍的知识和对自然及其规律的理解。〔1〕应用研究是有目的地为解决某个实用问题提供方法的研究。按照布什的理解，这两种研究分别由两个不同的机构来承担，大学主要从事基础研究，企业或政府设立的实验室主要从事应用研究。基础研究和应用研究分别位于一个杠杆的相对两端。如图一所示：
（图一）
布什指出，相对于生产实践而言，“基础研究是技术进步的先行官。”〔2 〕基础研究应当从过早地考虑实用价值的短视目标中解放出来，然后通过应用与发展研究的中间环节，转变为满足社会经济、军事、医疗等需要的技术发明，从而在根本上为技术进步提供间接而有力的内在动力。这种从基础研究到技术发明的序列模式，就是布什提出的科学研究的“线性模式”（Linear model），如图二所示：
（图二）
布什认为，在这一发展序列中，基础研究确立应用研究的方向：应用研究以创造和研制新产品、新品种、新技术、新方法、新流程、新规范为目标；发展研究是借助于基础研究和应用研究的成果，通过对材料、装置、系统、方法和过程……的有秩序的实用性研究，将理论形态的成果扩展为中间工厂试验、定型设计、小批量生产；生产和开发是最终将各种形式的研究成果转化为新商品的过程。由上图不难看出，在布什的序列模式中后面的研究总是依赖于前面的研究，从而突出了作为序列起点的基础研究的重要性。他强调指出：“一个在基础科学知识上依赖于其他民族的国家，它的工业进步将是缓慢的，它在世界贸易中的竞争地位将是虚弱的。”〔3〕
布什的研究报告产生了广泛的社会影响，不仅已出版的各类词典对基础研究和应用研究的定义都与布什的观点基本相同，而且更加重要的是在一定程度上引起了美国政府对基础研究的高度重视。具体表现是政府用于基础研究的经费一直保持着稳定增加的趋势，并且支持基础研究的机构和形式也越来越多。尤其是从1957年前苏联人造卫星发射到美国人首次登月成功这段时期内，联邦政府对基础研究的投资以20%的速度在增长。
在1966—1975年这十年间，由于科学悲观主义的盛行和通货膨胀等因素的影响，曾降低了对基础研究的资助力度。但是，从前苏联人侵阿富汗开始，美国政府产生了新的危机感，再一次体现为对基础研究的重视。卡特和里根政府像30年前的艾森豪威尔政府一样认为，国家实力最终取决于科学进步，因此，他们在很大程度上恢复了曾经遭到削减的基础研究的经费预算。下表是美国联邦政府1980—1992 年科研经费的支出情况。〔4〕
单位：亿美元
项目基础研究应用研究总支出
1980 66.23 98.09
164.32
1984 77.79 87.08
164.87
1985 82.90 88.15
171.05
1986 83.95 85.97
169.92
1987 89.42 89.98
179.40
1988 91.42 88.55
179.97
1989 97.96 93.90
191.95
1990 100.17 92.78
192.95
1991 106.29 99.29
205.58
1992 109.41 103.34
212.75
以上数字说明，政府在科研经费的分配中，投资于基础研究所占的比重在逐年增加，从1988年开始超过了投资于应用研究所占的比例。这从一个侧面反映了美国联邦政府对于基础研究的重视程度。
冷战结束后上台的克林顿总统意识到，在新的国际环境竞争中，保证美国持续处于优势地位的关键，主要取决于科技能否在经济发展中发挥决定性的作用。在这种思想的指导下，克林顿政府在重视研究甚至是基础教育的条件下，更加强调科技成果的转化问题，突出了“战略研究”的重要性。“技术是经济增长的引擎，科学是技术发展的动力”是他们的指导哲学。这种哲学更加明显地显示出布什的观点所产生的深远影响。
二、布什模式的局限性
尽管布什关于科学研究的线性概念模式深刻地影响了美国制定科技政策的战略目标，但是，当我们把布什的线性概念模式放到整个科学史的背景之中加以分析时，不难发现，他把基础研究和应用研究割离开来的观点和单向度的科学研究的线性模式，是不全面的。事实上，科学史中充满了以求知为目标的基础研究和以实用为目标的应用研究共同引导的实际案例。19世纪的微生物学家巴斯德（Louis Pasteur ）的工作便是典型一例。〔5〕
巴斯德在化学、微生物学及免疫学领域内都做出了卓越的贡献。他在学生时代就体现出对科学研究的浓厚兴趣，并在以后的工作中热衷于纯粹的基础研究。他所从事的微生物研究工作引起了当时的企业家和政府的密切关注，随着基础研究的不断深入，他选择的问题和寻求的研究路线却变得更加实用。例如，1856年，他为一位企业家解决从甜菜汁里提取酒精的实验所遇到的难题时，发现了微生物的发酵机理，这一发现为人们提供了控制发酵和限制腐烂的一种有效方法。同年，他受农业部的委托，研究当时使法国的养蚕业蒙受了惨重损失的一种流行病的治疗方法；他在研究炭疽和鸡霍乱的过程中，研制出了减毒炭疽疫苗，这种疫苗在用于动物的试验中效果甚好；1881 年他又着手研究狂犬病， 于1885年研制出减毒狂犬病疫苗。临床实验表明，实验室中制备的减毒疫苗可以安全有效地防治人类疾病。巴斯德在研究微生物的基础上，形成了疾病细菌理论，建立了微生物学，同时也得到了明显的实用效果。
这个案例充分表明，求知欲和实用性如同一个硬币的正反两面一样，是相互联系在一起的。这类事例同样存在于其它学科领域。例如，为推进工业化进程的需要导致了开尔文（Kelvin）物理学的产生。〔6 〕德国有机化学的发展奠定了德国化学燃料工业和药品工业的基础。美国的朗缪尔（Irving Langmuir）通过对电子器件表面的研究， 创立了物理化学，并获得1932年的诺贝尔奖。还有为了减轻地震、风暴、干旱和洪涝的损失，诞生了地震学、海洋学、大气学等学科。在社会科学中也存在着由扩展基本知识和追求实用目标共同激发的研究案例。例如，凯恩斯（J.M.Kenynes）的微观经济理论，一方面， 试图从根本上理解经济的动态发展，另一方面，企图解决令人苦恼的经济危机问题；还有近几年来盛行的企业伦理学，管理哲学等。
布什模式的另一个局限性是忽略了历史上实际研究情境中存在的相反情况。其实，在人类历史的早期，实用技艺是由技术的“改进者”来完成的，用玛勒桑弗（Robert P.Multhauf）的话说， “改进者”根本不懂科学，也没有从科学中得到过多少启发。〔7〕19世纪末， 第二次工业革命的产生，才改变了这种情况。但是，我们不可否认，直到现在，还有许多技术创新仍然是在没有科学进步的作用下进行的。例如，在最近几十年里，日本在汽车和电子的市场中所占有的地位，不是来自基础研究的突破性发展，而是在追求好产品和降低成本的指导思想之下，对设计和制造过程进行的一些小而快的改进方法。〔8〕
玛勒桑弗认为，在科学发展的早期阶段和在开发产品市场的实用阶段，主要是实践孕育的科学，而科学却没有能及时地指导实践。或者说，存在着科学研究的结构和过程是由技术进步来推动和激发的现实案例。例如，18世纪的物理学家主要是试图通过解释已经在机器运行中运用的原理去发展物理学的〔9〕；20世纪以来高新技术的崛起， 更是为基础研究提供了许多新的课题。
这些案例从一个层面说明，进一步揭示基础研究和应用研究之间的相互关系是使科学研究模式更具有合理性的关键，是有助于制定正确的科技政策的关键。
三、科学研究的扩展型模式和二维象限模式
布什模式的局限性表明，在科学发展史上，许多贴有基础研究标签的项目是有明显的实用性，反过来，被认为是应用研究的一些项目中也含有基础研究的成分。考虑到这些实际情况，二战期间布什最亲近的同事之一，曾任哈佛大学校长的康南特（James B.Conant），在任美国科学理事会（NSB）主席职务的首年报告（1951）中， 建议放弃“应用研究”和“基础研究”这两个术语的传统定义，把基础研究理解为是在科学领域中寻求拓展知识的所有研究。他把布什提出的“不考虑实用目标”的基础研究称为是“不受约束的研究（uncommitted research）”，此外，他认为基础研究中还应该包括涉及到应用，但又不等同于应用研究的“项目研究（programmatic research）”。〔10〕1964 年，美国国家科学基金会（NSF）的首届主任沃特曼（Alan T.Waterman）在辞去他的主任职务的讲话中，进一步把“项目研究”明确为是“任务导向的（mission－oriented）”基础研究，并明确指出， 这种研究旨在帮助解决一些实际问题，它既不同于应用研究，因为研究者不受具体实用目标的约束，仍能按自己设计的方案进行研究；也不同于“自由的”基础研究，因为资助机构拥有对研究成果的使用权和支配权。所以，他认为，基础研究活动可以细分为单纯指向科学前景的“自由”研究和期望其研究成果具有可预见的实际应用的与“任务相关的（mission－related）基础研究。〔11〕后来，把这种研究简称为“有导向的基础研究”。
1970年，OECD（发达国家组成的经济合作与发展组织）在修改1962年由英国的决策家布鲁克斯（Harvey Brooks ）起草的弗拉斯卡蒂指南（Frascati Manual）时， 把基础研究定义为“获得新科学知识……而不主要直接指向任何特定的实际目标的研究”；把应用研究定义为“获得新科学或技术知识……而不主要直接指向一个特定的实践目标的研究。”〔12〕与沃特曼的看法不同，他们把“有导向的研究”看成是应用研究的一个部分，把应用研究看成是技术开发的一部分，把基础研究看成是支撑整个研究大厦的根基。〔13〕如图三所示，我们在此不妨把这种模式称为科学研究的扩展型模式。
扩展型模式与线性模式的相同之处是都突出了“自由的”基础研究的地位。不同之处在于，它把含有实用成分的所有研究看成是相关于基础研究的相互包含的扩展关系，而不是相互依赖的前后推动关系。由图可知，通过切点强调了基础研究与应用研究和技术发展之间的双向促进作用，从而描绘出一幅动态的双向发展模式。
在这些基础之上，90年代，《科学美国人》杂志的撰稿人斯托克斯（E.Stokes）在担任美国科学基金会的顾问委员期间，通过对整个科技史的研究，提出了科学研究的二维象限模式，如图四所示：〔14〕
（图三）：1970年弗拉斯卡蒂指南中基础研究和应用研究的概念图解
研究起因 以实用为目标
否 是
求 是 Ⅰ纯基础研究 Ⅱ应用激发的基础
知(玻尔)研究(巴斯德)
目 否 Ⅲ技能训练与 Ⅳ纯应用研究
标经验整理 (爱迪生)
（图四）：科学研究的象限模式
第Ⅰ象限代表单纯由求知欲引导而不考虑应用目标的基础研究，他称之为玻尔（Niels Bohr）象限。斯托克斯认为，以玻尔为代表的原子物理学家对原子结构的探索，典型地代表了求知的研究类型。量子理论在本世纪三十年代以来的一系列应用研究中所取得的辉煌成就充分显示了纯基础研究的巨大潜力，同时也代表了19世纪的德国和20世纪的美国的研究风格，这个象限相当于布什的“基础研究”概念。
第Ⅳ象限代表只由实用目标引导而不追求科学解释的研究，他称之为爱迪生（Thomas Edison）象限。斯托克斯指出， 爱迪生领导的研究组织重视具有商业利益的各种发明，很少有兴趣追问发明项目背后所隐含的科学内涵，更不注重用物理学的基本原理对新技术作出解释。〔15〕这个象限的研究相当于布什的应用研究类型。
第Ⅱ象限代表既寻求拓展知识又考虑应用目标的基础研究，他称之为巴斯德象限。凯恩斯的主要工作、曼哈顿计划和朗缪尔的表面物理学的研究都属于这种类型的研究，主要特点是将纯基础研究与纯应用研究有机地结合起来，从而为“战争研究”的出现奠定了基础。
在这个模式中，斯托克斯所理解的“求知”主要指揭示自然的奥秘，“实用”主要指面向市场的技术开发。按照这种理解，既不由求知欲望引导也不考虑实用目标的第Ⅲ象限的研究，主要是强化研究者的研究技能，并对已有经验进行分析与整合，为研究者能够尽快地胜任新领域内的工作要下良好的基础。
二维象限模式虽然较好地体现了科技史上已有的研究类型，但是却没有把这些研究之间的内在关系很好地体现出来。
四、值得深思的问题
综上所述，基础研究与应用研究虽然从表面上看是极其普通的概念，但是，当我们试图给出它们的明确定义时，或者说，试图在这两种研究之间划出明确的分界线时，概念自身所隐藏的困难就会体现出来，因为在两种极端的研究形式之间存在着既包含着基础研究又包含着应用研究的交叉研究类型，这部分研究究竟应该归属于哪个范围是难以确定的。或者说，也许根本就不存在任何分界线，所以，才导致出现了沃特曼、斯托克斯及OECD的指南中提出的三种不同类型的归属形式。无疑，这些观念变化在扩展了布什的原始定义的同时，也向人们提出了值得深入思考的一系列问题。
历史地看，不论是OECD的扩展型模式，还是二维象限模式，都在最基本的意义上无争议地保留了布什对基础研究和应用研究的原始定义。而问题的本质在于，在实践中如何区分这两种研究的性质，或者说，这两种研究之间究竟是否有分界线：如果认为没有，那么，应该如何理解它们的存在；如果认为有，那么，应该如何界定存在的分界线，如何评价类似于巴斯德研究类型的归属问题，是依据可能达到目标的前瞻性判断？还是依据已经取得成果的回顾性判断？
在知识激增的大科学背景之下，不仅协作研究不可缺少，而且任何一项具有重大意义的研究都离不开社会，特别是政府的支持，而政府的决策导向和资源分配主要取决于前瞻性判断。由于这种判断标准的多元化，以及理论判断不可能穷尽具体实践过程中产生的各种不确定因素等多方面的原因，因此，“战略研究”比如何界定概念本身更加重要。特别是在高新技术领域内，推动经济发展，提高人的生活质量，维护人类生存环境已成为主要目标，在这些目标的驱使下，很难找到任何一种极端形式的研究类型。以美国为例，政府为了提高国际竞争力，在“经济至上”原则的指导下，倡导国家实验室与企业联合，这些联合体在利润共享、风险共担的宗旨下，将侧重于基础研究和侧重于应用研究的优势结合起来，共同开发新产品，既增强了实验室的科研能力，也加速了技术成果的市场转化。这也是我国近年来科研机构改革的主要方向。
当前不断提高的产品更新率表明，不仅由理论形态的知识向市场转化的周期越来越短，而且传统的基础研究同应用研究之间的交叉渗透、并肩合作的趋势越来越强，由应用激发的有导向的基础研究越来越位于主导地位。这样，只有摆脱传统的“要么是基础研究，要么是应用研究”的简单逻辑，才能进一步认识到由求知欲引导的基础研究在本质上同以实用为目标的应用研究之间的潜在依赖性。何况说明一项研究类型的性质还要依赖于研究环境的选择，同一项研究在不同的实验室将会向着不同的方向或按照不同的思路展开。例如，某种关于半导体材料的研究，在大学实验室进行可能被看作相当“纯的（Pure）”基础研究，而在贝尔实验室进行将被看作“应用研究”，因为贝尔实验室更关注市场的需求。
由此可见，基础研究、应用研究和技术开发之间的关系不再是传统的线性模式，它们之间具有交叉的网状关联。在这种关联中，从基础研究到应用的过程越来越短，有的甚至合而为一，即有的应用研究本身就包括了基础研究，有的基础研究可能是应用研究的成果。每一过程都具有相互促进的作用。特别是随着知识经济时代的崛起，产品的市场占有率不再唯一地取决于它的耐久性、实用性等传统指标，还与产品蕴含的文化背景、美学成分、鉴赏水平等人文因素有关，基础研究也正在向着跨学科、跨文化、跨国界等联合方向发展。在这种将基础研究、应用研究正在不断地与人文社会科学研究进行整合的背景下，我们认为基础研究与应用研究将会成为同一个研究过程的两个侧面，而不是两个极端。
〔收稿日期〕2000年3月4日