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

1932年，挪威物理学家威廉·扎克莱亚森发表了一篇关于玻璃结构的论文。他没有依靠实验数据，而是从几何学、拓扑学和热力学的第一性原理出发，尝试描绘玻璃内部原子的排列方式。80多年后，人类第一次通过扫描隧道显微镜看清玻璃结构时发现，真实观测到的原子网络，与扎克莱亚森当年的手绘模型高度相似。

图片来源：ResearchGate

玻璃和生命，看起来属于两个毫不相关的世界。但科学的发展往往不是沿着单一学科向前推进，而是在不同领域之间不断碰撞、交汇。随着结构生物学的发展，科学家开始借鉴研究晶体和分子的方法研究核酸，并在1953年提出DNA双螺旋结构。此后的几十年里，DNA不仅是遗传信息的载体，也成为可测量的物理对象、可编程的分子系统，甚至为信息存储和计算编码提供灵感。一项基础研究，就这样从生命科学不断延伸，长出材料科学、物理学、纳米技术、信息科学和计算机科学等多个分支。

研究玻璃的人，最终影响了DNA研究，这恰恰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投入比重为7.08%，较上一年增长11.1%。与美国等发达国家15%至20%左右的投入比重相比，中国基础研究投入还有巨大的上升空间。在全球科技竞争日趋激烈的背景下，如何大力发展基础研究成为值得关注的话题。

基础研究为什么重要：世界三大顶刊如何影响百年科研？

世界三大顶刊（Nature、Science、Cell）是全球基础研究水平的重要风向标，代表全球科研的前沿领域和演进方向。

澎湃新闻美数课工作室统计了1814年以来Nature、Science、Cell每年引用量最高的十篇论文（共1873篇），并进一步追踪到了331万篇引用论文。

从这些最具影响力的种子论文中可以看出，基础研究不仅推动本学科发展，也不断催生新的交叉领域。数据显示，顶刊论文平均跨学科引用占比达到67.3%，19个学科的跨学科引用占比超过50%。

基础研究的生命力还可能跨越一个世纪。在17个学科中，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、数学等学科尤为突出。

与此同时，基础研究越来越依赖国际合作。国际合作论文占比从1870年代的0.6%提升至2020年代的26%，增长42倍。

北京科技大学文法学院教授顾天安在接受澎湃新闻采访时表示，通过文献计量研究能够看出，近年来基础研究领域国际合作论文占比整体呈上升趋势。比较典型的是欧洲，新增论文大部分来自跨国合作。科学共同体之所以能够持续强化跨国合作网络，根源在于基础研究具有开放性、可验证性和累积性。基础研究成果需要在同行评议、共同体检验和后续研究验证中获得承认，这使知识生产难以局限于单一国家内部，而是不断推动理论、方法、数据和人才在全球范围内流动，形成跨国协作的知识生产体系。

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。美国在顶刊研究中成果比较领先，并非来自单一因素。二战后，美国形成了由联邦政府持续资助基础研究、大学承担前沿探索、企业推动成果转化的科研体系。这套协同体系使其能够持续产出原创性成果，并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？

基础研究往往面对的是那些从0到1，最根本、也最难回答的问题。基础研究的发展，往往也建立在长期、持续和稳定的投入上。

美国是长期投入基础研究的代表之一。根据美国国家科学基金会（NSF）披露的2024财年数据显示，联邦政府的R&D研发投入约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%。其中，美国国家科学基金会在基础研究中的投入比重最高，83%的项目属于基础研究。

澎湃新闻美数课工作室分析了约52万条NSF资助记录后发现：投入规模上，数学与物理科学领域获得的资助总额最高，1960年以来累计投入超过500亿美元。资助方式上，生物科学领域持续资助占比最高，近一半项目采用分阶段方式资助。

顾天安表示，从全球范围看，持续保持基础研究高投入的国家，主要集中在发达国家和创新型经济体。这些国家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。在政府发挥基础研究投入主导作用的同时，也需要更好发挥市场主体、社会资本和公益基金等多元力量的支持作用，逐步形成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投入体系。

“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”，顾天安强调。基础研究具有长期性、不确定性、公共性等特征，资助体系不仅需要顶层设计和公共政策引导，更需要建立覆盖项目遴选、持续资助、成果评价等环节的长效保障机制，保障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？

随着新一轮科技革命和产业变革加速，人工智能、半导体芯片、能源技术、先进材料等关键技术领域，已成为基础研究的重要锚点。

自上世纪80年代起，美国国家科学基金（NSF）的资助项目中已逐渐显露出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。

值得关注的是，美国布局人工智能基础研究投入的时间，远早于人工智能在近年成为研究热点。相反，美国对人工智能及相关领域的基础研究投入已经长逾40年。2020年代之后，美国人工智能领域的资助金额超过此前40年投入总和的两倍以上。此外，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，显现出美国正围绕下一代通用技术提前展开布局。

科技导报发表的一项中美在关键技术领域竞争格局的研究指出，按照领先度指标，中国在11个重点技术方向实现对美国的“后发赶超”，在9个方向“持续跟进”，在6个方向“重点突破”。此外，中美两国在先进制造、半导体等11个重点技术方向竞争集中度大幅提升。

顾天安表示，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的科技竞争格局而言，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