先分享一个引人入胜的科研故事。
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。他没有依赖任何实验数据，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，人类首次借助扫描隧道显微镜真正看清玻璃结构时发现，实验观测到的原子网络与他当年手绘的图几乎毫无二致。
图片来源：ResearchGate
玻璃与生命，看似风马牛不相及。但科学研究从来不是在一个狭窄学科领域内埋头苦干；真正的突破往往源于不同学科之间的碰撞与交叉。随着结构生物学的兴起，科学家开始借用研究晶体的方法探索核酸，最终在1953年提出了DNA双螺旋结构。随后几十年，DNA不再仅仅是遗传信息的载体——它成为可测量的物理对象、可编程的分子系统，甚至为存储编码和计算领域带来了全新思路。这项基础研究的发现，从生命科学一路延伸到材料科学、物理学、纳米技术、信息科学和计算机科学，衍生出多个独立分支。
研究玻璃的人，最终影响了DNA的研究。这正是基础研究最迷人的地方。
2025年，中国基础研究经费占R&D投入的比重为7.08%，同比增长11.1%。但与美等发达国家15%到20%的投入比例相比，差距依然显著。在全球科技竞争日益激烈的今天，如何真正做强基础研究，值得深入探讨。
基础研究的战略价值：世界三大顶刊如何塑造百年科研？
Nature、Science、Cell这三本期刊，堪称全球基础研究水平的晴雨表；它们刊登的内容，基本代表了科研前沿的演进方向。
澎湃新闻美数课工作室曾做过一项统计：从1814年至今，他们筛选出这三本期刊每年引用量最高的十篇论文，共计1873篇，并追踪了这些论文背后的331万篇引用文献。结果非常具有说服力。
在这些最具影响力的“种子论文”中，基础研究展现的生命力远超预期。数据显示，顶刊论文的平均跨学科引用占比高达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，甚至融入其核心领域。
基础研究的影响力还可能跨越整整一个世纪。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，基础研究对国际合作的依赖程度日益加深。国际合作论文占比从1870年代的0.6%飙升到2020年代的26%，增长了42倍。
北京科技大学文法学院教授顾天安在采访中明确指出：文献计量研究显示，近年来基础研究领域国际合作论文的占比整体呈上升趋势。典型例子就是欧洲，新增论文大多来自跨国合作。为什么科学共同体持续强化这种跨国合作网络？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获得认可，这使得知识生产无法封锁在单一国家内部，而是在跨国协作中不断流动、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并非依赖单一因素。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。三方协同发力，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：美国如何实现长期稳定投入？
基础研究要解决的往往是那些从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、持续和稳定的资金支持。
美国是这条路上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研发投入约为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占比最高，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获得的资助总额最高，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模式，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。最终目标是构建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，确保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并引领未来趋势？
新一轮科技革命和产业变革正在加速演进。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。
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隐约映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为显著的。
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超过40年。进入2020年代后，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》上有一篇关于中美关键技术领域竞争格局的研究，提供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实现对美国的“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。对于未来的产业变革和国家科技竞争格局而言，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
