基础研究之要｜他山之石：从顶刊论文到科学基金中的长期主义

先讲一个有意思的故事。

1932年，挪威物理学家扎克莱亚森发表了一篇关于玻璃结构的论文。他没有拿任何实验数据，完全从几何学、拓扑学和热力学的第一性原理出发，手绘了一套原子排列模型。80多年后，人类第一次用扫描隧道显微镜真正看清玻璃结构时发现，真实观测到的原子网络，和他当年手绘的图几乎一模一样。

图片来源：ResearchGate

玻璃和生命，听起来完全是两码事。但科学研究这件事，从来就不是在一个狭窄的学科管道里闷头往前冲。恰恰相反，真正的突破往往来自不同领域之间的碰撞和交汇。随着结构生物学的兴起，科学家开始借用研究晶体的那套方法来探索核酸，最终在1953年，DNA双螺旋结构被提出来。接下来的几十年，DNA不再只是遗传信息的载体——它变成了可以测量的物理对象、可编程的分子系统，甚至给存储编码和计算领域提供了全新的思路。一项基础研究的发现，就这样从生命科学一路延伸，扎进材料科学、物理学、纳米技术、信息科学和计算机科学，长出一个个独立的枝杈。

研究玻璃的人，最后影响了DNA的研究。这就是基础研究最迷人的地方。

2025年中国基础研究经费占R&D投入的比重是7.08%，比上年增长11.1%。但跟美国等发达国家15%到20%的投入比例比一下，差距还是不小。在全球科技竞争越来越像赛车的今天，怎么把基础研究这块真正做强，值得好好讨论。

基础研究为什么重要：世界三大顶刊如何影响百年科研？

Nature、Science、Cell，这三本期刊几乎就是全球基础研究水平的温度计，它们刊登了什么，基本代表了科研前沿在朝什么方向走。

澎湃新闻美数课工作室做过一份统计：从1814年至今，他们找出了这三本期刊每年引用量最高的十篇论文，一共1873篇，然后追踪到了这些论文背后的331万篇引用论文。结果非常说明问题。

在这些最有影响力的“种子论文”里，基础研究所展现的生命力远超人们的预期。数据显示，顶刊论文平均跨学科引用占比达到了67.3%，19个学科的跨学科引用占比超过50%。换句话说，最顶尖的研究成果，大部分都被其他学科借鉴、引用、甚至捧进了自己的核心地带。

基础研究的生命力还可能跨越整整一个世纪。在17个学科里，平均持续影响时间达到76年；其中有7个学科超过100年。艺术与人文、数学这样的学科尤其突出。

与此同时，基础研究对国际合作的依赖越来越大。国际合作论文占比从1870年代的0.6%飙升到2020年代的26%，翻了42倍。

北京科技大学文法学院教授顾天安在采访中讲得很清楚：文献计量研究说明，这些年基础研究领域国际合作论文的占比整体在上涨。典型的例子就是欧洲，新增论文大部分来自跨国合作。为什么科学共同体会持续强化这种跨国合作的网络？根源在于基础研究本身的特性——开放性、可验证性和累积性。基础研究成果必须在同行评议、共同体检验和后续研究的验证中被承认，这让知识生产没办法封锁在单一国家内部，而是在跨国协作中不断地流动、验证、升级。

在1873篇顶刊论文中，美国参与的论文有864篇，是第二名英国的3.7倍。美国在顶刊研究上的领先，不是靠某一个因素。二战后，美国建立了一套体系：联邦政府持续资助基础研究，大学负责前沿探索，企业负责成果转化。这三方协同起来，形成了持续输出原创性成果的能力，长期占据全球顶尖学术期刊的重要位置。

基础研究的他山之石：美国如何长期投入基础研究？

基础研究要面对的，往往是那些从0到1、最根本也最难回答的问题。而发展基础研究，离不开长期、持续和稳定的投入。

美国是这条路走得最久的国家之一。根据美国国家科学基金会（NSF）2024财年数据，美国联邦政府的R&D研发投入大约是1942亿美元，其中基础研究投入约443亿美元，占联邦研发支出的22.8%。值得注意的是，美国国家科学基金会在基础研究中的投入比例最高，83%的项目属于基础研究。

澎湃新闻美数课工作室分析了大约52万条NSF资助记录，发现：在投入规模上，数学与物理科学领域拿到的资助总额最高，1960年以来累计超过500亿美元。在资助方式上，生物科学领域最倾向于持续资助——近一半项目采用分阶段的方式，一轮接一轮地投入。

顾天安指出，全球范围内能够持续保持基础研究高投入的国家，主要集中在这两类：发达国家和创新型经济体。它们大多形成了政府稳定支持、企业研发投入、公益基金和社会资本补充参与的多元投入结构。要让基础研究真正发展，政府要发挥主导作用，但市场主体、社会资本和公益基金的力量也不可或缺。最终的目标是形成一套稳定支持与竞争性资助相结合、基础性投入与接续性投入相衔接的多元体系。

“更重要的是，衡量基础研究投入不能只看总量，更要看制度供给能否保持稳定性和连续性。”顾天安特别强调。基础研究自身的特性——长期性、不确定性、公共性——决定了资助体系不仅需要顶层设计和公共政策引导，更需要覆盖项目遴选、持续资助、成果评价等环节的长效保障机制，保证基础研究能够在长期稳定的环境中持续推进。

基础研究投入如何适应和引领趋势？

新一轮科技革命和产业变革正在加速。人工智能、半导体芯片、能源技术、先进材料这些关键技术领域，已经成为基础研究的重要锚点。

从上世纪80年代开始，美国国家科学基金会的资助项目中就已经隐约映出了美国在关键技术领域的布局轨迹。据不完全统计，美国在人工智能及相关领域的累计投入，是所有关键技术领域中增幅最明显的。

更值得关注的是，美国布局人工智能基础研究的起点，远早于AI成为热点的最近几年。实际上，美国在AI及相关领域的基础研究投入已经超过了40年。到了2020年代之后，美国在人工智能领域的资助金额超过了此前40年投入总和的两倍以上。与此同时，美国在量子信息、网络安全、半导体微电子等领域的基础学科投入也在快速增长，显然正在围绕下一代通用技术提前铺路。

《科技导报》上有一篇关于中美在关键技术领域竞争格局的研究，里面给出了一组很有说服力的数据：按照领先度指标，中国在11个重点技术方向上已经实现了对美国的“后发赶超”，在9个方向上“持续跟进”，在6个方向上实现“重点突破”。更值得注意的是，中美两国在先进制造、半导体等11个重点技术方向的竞争集中度大幅提升。竞争格局正在从“各自为政”转向“贴身肉搏”。

顾天安给出了他的判断：人工智能、量子信息、生命科学与合成生物学、新材料、能源与气候系统科学，以及空间科学——这六大领域都具有通用技术底座的属性。对未来的产业变革和国家科技竞争格局来说，它们将成为主要的战略制高点。

资料来源：

1、求是网，《加强基础研究的战略意义与实践要求》，https://www.qstheory.cn/20260609/18b2b0f63e94495194ffe8e262c99cc9/c.html

2、求是网，《以更大力度更实举措加强基础研究》，https://www.qstheory.cn/20260615/5a175342c5264958ad21a33580db0b16/c.html

3、中国国际科技交流中心，《主要国家和地区基础研究政策走向分析》，https://www.ciste.org.cn/gjkjwj/zkgd/art/2026/art_94045af2683646b2900cef2c8b17d1dc.html

4、刘云等，《美国基础研究管理体系、经费投入与配置模式及对我国的启示》，中国基础科学管理论坛

5、顾天安等，科技导报，《中美科技"双峰对决"：中国在关键技术基础研究领域如何从跟跑到领跑？》，https://mp.weixin.qq.com/s/hfn3DR6yaqJTroDbi90LGA