——从科学、技术、工程的概念说起
白春礼
文章来源：光明日报 发布时间：2014-05-15
“基础研究有什么用？”这是大家常常讨论的话题。我想，明代徐光启所说的“无用之用，众用之基”，法拉第所说的“问基础研究有什么用就好像问一个初生的婴儿有什么用”，都是很好的回答。基础研究的“用”，首先体现在它对经济社会发展无所不在的作用，在我们现实生活中广泛使用的半导体、计算机、激光技术等，都是基础研究成果的实际应用。
现在知识产权的保护已从基础研究阶段开始，原始性创新是核心关键技术的源泉。基础研究还体现了人类不断追求真理、不懈创新探索的精神，也培育了创新人才，是现代社会文明、进步、发展的重要基石。
科学、技术、工程的概念
从本质上讲，科学、技术和工程三者是不同类型的创造性活动，有着不同的发展规律，体现着不同的价值，需要不同的评价标准和支持政策。
“科学”源于拉丁文scientia，本义是知识和学问的意思。通常认为，科学以探索发现为核心，主要是发现、探索研究事物运动的客观规律。科学发现，特别是纯科学的原始性创新突破，也就是纯基础研究，在于人们对科学真理的自由思考和不懈探索，往往不是通过人为地计划和组织来实现的。
“技术”由希腊文techne（工艺、技能）和logos（词，讲话）构成，意为工艺、技能。一般认为，技术以发明革新为核心，着重解决“做什么、怎么做”的问题。
“工程”一词，最早产生于十八世纪的欧洲，其本义是兵器制造、军事目的的各项劳作，后扩展到许多领域，如制造机器、架桥修路等。一般认为，工程着重解决“做出了什么”的问题。
从世界科技革命的发展进程看，在人类经济社会发展强大需求和知识与技术体系内在矛盾运动两大驱动力量下，一系列重大科学发现和深刻技术变革，根本改变了人类的生活和生产方式，极大解放和发展了社会生产力。其间，每次重大科学发现，往往成为后来重大技术突破的基础；每次技术革命都以一定的科学理论为基础，反过来也影响和推动着新的科学理论的探索与发现。
根据基础研究、应用研究和开发试验三者的不同特征和发展规律，世界各国都有适当比例的经费投入。根据《美国科学工程指标2014》的统计，2011年按购买力平价的总研发、基础研究投入及比例、企业和政府投入占总研发的比例，美国、中国、日本、韩国、法国、英国六国中，我国总研发投入稳居第二；但是基础研究投入占总研发投入的比例其他各国均超过10%，大部分科技发达国家平均为20%左右，只有我国仅仅4.7%；况且我国有73.9%的投入来自企业，来自政府财政的只有21.7%。根据国家2012年科技经费投入统计公报，2012年我国研发经费（R&D）达到10298.4亿元，其中基础研究、应用研究、试验发展占比分别为4.8%、11.3%和83.9%，基础研究投入差距仍然很大。
匡正一些说法和认识
增进认知、分类管理、统筹推进，确定科学、技术与工程在社会生活中的不同的地位和作用。
在我国科技事业的发展进程中，无论是 “973”计划、“863”计划、“两弹一星”工程还是载人航天工程、“嫦娥”探月工程等，都攻克了一系列关键技术难关，带动了一大批高新技术和产业发展，促进了我国诸多领域科学技术的进步。但是，除了“两弹一星”“探月工程”等举全国之力组织实施的重大任务外，多数都不同程度存在着评价导向单一、普遍重论文轻实用、科研项目布局结构不合理、重复交叉分散等现象。
特别是，我国在看待和处理科学、技术和工程三者关系方面，存在不少混淆性的错误认识。例如，提出“科技与经济‘两张皮’、科技对经济发展贡献太少”，主要针对技术研发和生产实际之间脱节的问题，而不应误导成科学发现与生产实际之间的脱节；而“科技工作不能以SCI论文为导向、成果被束之高阁”的问题，主要也是指技术和工程活动的成果，而科学发现的成果恰恰主要体现在高水平的学术论文等方面；“科技工作者要潜心致研，‘板凳要坐十年冷’”，主要说的是科学家、特别是像陈景润那样不懈探索的纯基础研究工作者，而技术发明家、工程师等则要通过致力于对人类立竿见影的应用研究成果来体现自身价值；“科技工作原始创新能力不足，至今尚无获得诺贝尔科学奖”，主要则指科学发现方面的工作，而不应是对技术研发工作的要求，因为诺贝尔奖级的重大成果很大程度上都是来源于新现象、新规律的原始性发现。只有从理论概念上有了比较清晰的认知，逐步矫正上述模糊认识，才能在团队组织、成果评价、政策支持等具体实施中有的放矢。
要适应我国实施创新驱动发展战略的新要求，进一步总结组织实施重大科技任务等方面的经验，充分认识科学、技术和工程各自的不可替代性、各自特殊的规律、各自承担的责任，厘清科学、技术和工程的基本概念，并逐步落实到相关文件、讲话以及法律法规、政策措施等方面，加强基础研究、应用研究、开发试验的统筹布局和顶层设计，坚持分类管理、分类评价、分类制订支持政策，促进三者协调发展，促进价值链、创新链、产业链的有机贯通。
充分认识科学的价值和基础研究的功效，加大原始创新的力度
充分认识科学的价值，逐步加大对基础研究的支持力度，积极发挥科学在致力原始创新、引领经济社会长远健康发展中的关键作用。
在统筹推进科学、技术和工程的过程中，要充分考虑应用研究和开发试验对基础研究的“挤兑效应”。有人认为，我国毕竟还是发展中国家，不应该支持暂时没有什么效益的基础研究，而应更多采取“拿来主义”。但现实反复表明，关键核心技术是“拿不来”“买不到”的。我国经济社会发展到现在，主要的制约因素就是缺乏原创性重大成果、缺乏核心知识产权。
一方面，基础性科学研究开始时往往凭好奇心和兴趣驱使，并不一定马上以实用为目的，但是很多的科学研究成果，往往成为之后一些重大技术突破的基础。比如，若20世纪初没有量子论、相对论的发现，就没有今天的半导体产业、纳米技术、航空航天技术等的广泛应用；没有DNA双螺旋结构模型的建立，也就没有今天生物工程、生物技术的不断突破和发展。而且，现代技术的核心知识产权，往往赶在向公众发布之前，是在基础研究活动中，在实验室的新发现还没有成为技术的时候，就开始申请专利加以保护了。
另一方面，基础性研究工作往往发挥着养兵千日、用兵一时之功效。比如，动植物分类、偏科的语言如阿富汗语以及历史、宗教等研究，在国家检验检疫、国际仲裁、阿富汗危机研判等方面就发挥了独特的作用。在冠状病毒等流行性病毒的基础科研中，我国大陆受竞争性科研经费体制等影响，对搞病毒基础研究的稳定性支持不足，相关研究学者纷纷转到热门领域，SARS突袭时，很难找到一个权威的冠状病毒学者，迟迟研究不出SARS为何物，最早还是香港大学医学院凭借以往长期积累的基础研究经验和成果率先揭示的。还有，基础研究也是培养创新人才的平台。比如我国“两弹一星”功勋奖章获得者中彭桓武、周光召等就是搞理论物理研究的。显然，基础研究对锻炼、培养人的科学态度、科学精神、科学思维至关重要。我国这样一个泱泱文明古国，如果缺乏像纯理论物理、天文、数学等较高水平的基础研究和基础学科，缺乏培养科学精神、科学思维的土壤，是很难想象的。
要解决这些问题，我们一方面要参考发达国家的成功做法，着眼长远发展，充分认识基础研究、科学发现在致力原始创新、引领经济社会长远健康发展中的关键作用，逐步加大中央财政对基础研究的持续、稳定支持力度。另一方面，要建设良好的创新生态，不急功近利，同时要大力倡导科学精神。梁启超说过，有系统之真知识，是为科学，可以教人求得有系统之真知识的方法是为科学精神。要引导相关科研人员不能把基础研究仅仅当作一个谋生的方式、一种职业的选择，满足于搞点项目、拿点经费、写写论文、报报奖，而是要淡泊名利、孜孜以求，弘扬“板凳宁做十年冷”精神；引导科研人员求实、求真、敢于质疑和批判、敢于探索，勇于提出新的科学问题、开拓新的科研方向，攻坚克难，追求卓越，为创造我们的自主知识产权奠定坚实基础。目前，在基础研究方面存在的最大问题是科研人员满足于追逐国外科研活动的热点，真正致力于原始创新，即提出新理论，创立新观点、新领域，取得有重大影响的新发现，影响人类认知的重大原创性研究成果太少。在这方面要摒弃单纯的论文多少论英雄的弊端，建立起重大产出导向的评价体系。国家科研机构的定位也不能都以科学家个人的兴趣为导向，要有效整合资源，致力于重大产出。
大力发展以企业为主体的技术创新体系
应积极促进技术、工程与经济社会紧密结合，发挥技术创新在支撑当前经济转型和持续发展中的核心作用。
近年来，我国企业研发投入占全国R&D总投入的比例很高，企业技术创新的意识和能力都有较大提升。但是，从总体上看，我国的高技术企业还很少，多数企业还没有真正成为技术创新的主体，还很难发挥市场对科技资源配置的决定性作用，很难实现通过产业链部署创新链。
因此，必须进一步发挥企业在技术创新决策、研发投入、科研组织和成果转化中的主体作用，使应用研究、开发试验和产业需求、经济社会发展要求紧密结合。通过财税金融政策引导企业和社会加大研发投入，让技术创新真正成为企业内生动力，提升企业自主创新的意识和能力。加强产学研合作，推动科研院所、大学与企业共建技术研发平台、创新联盟，打通创新链与产业链，集中力量突破关键核心技术。加强知识产权保护力度，提高全社会的知识产权意识，完善科技成果转移转化的法律和政策。要采取多种切实有效的举措，综合施策，努力通过技术创新支撑当前经济转型增效，通过创新驱动打造经济升级版。
面向经济社会重大需求，不断增加发展后劲
应面向国家经济社会重大需求，与科技前沿有机结合，大力组织应用性基础研究和市场竞争前关键共性技术研究。
许多未知的重大科学问题和科技需求孕育在人类生存发展过程中，孕育在诸多技术的集成创新中。比如，大气灰霾的预测与治理是社会各界高度关注的问题，已被党中央国务院提升到国家生态文明的战略高度。中国科学院依托正在组织实施的战略性科技先导专项“大气灰霾追因与控制”，建设灰霾与空气污染研究卓越创新中心，整合院内相关科技力量，联合北大、清华、中国环科院等院外研究资源协同创新，研究灰霾形成机理、空气污染成因与影响、污染预警预报与控制等重大科学与技术问题。
又如，近年来信息安全、网络安全作为国家安全的重要领域，被世界各国广泛关注。而量子通信不会被破译、被干扰，可以说是目前最保密的通信技术。为此，中国科技大学的潘建伟院士、郭光灿院士及其科研团队，在国家和中科院的支持下，长期以来致力于量子纠缠的基础研究和量子通信技术的应用，在取得一系列科学和技术突破的同时，直接为国家举办的重要活动、重要会议建立了保密的量子通信体系，提供了有效的通信安全保障。目前正在实施“京沪干线”（北京到上海）量子通讯建设项目和星地量子通讯研究，拟发射量子通信卫星。像这样的研究领域，既是国家重大需求，也是科技前沿，值得高度重视、加强布局。
强化科技面向经济社会发展的导向，面向未来高技术和我国新兴产业发展需求，还需要我们积极适应初现端倪的新科技革命和产业革命趋势，整合创新资源，加强物质、生命、信息、地球等可能出现革命性突破的科学前沿及交叉领域方向布局，加强在信息、生物、能源、空天、海洋、网络等关键技术领域的前瞻系统布局，努力抢占未来科技制高点，不断增强我国经济社会持续发展、长远发展的后劲。
“率先”垂范：中科院的历史责任
中国科学院作为国家战略科技力量，应不断深化对科学、技术与工程的辩证认识，在深化科研管理体系改革、统筹推进三者发展方面发挥“率先”垂范作用
近年来，伴随国家对科技工作的高度重视，中科院各项事业发展很快，同时也不同程度地存在着规模扩张、资源分散、重复布局、同质化竞争等现象。为此，我们需要从院层面到各研究所进一步发挥优势、明晰定位、聚焦重点、突出不可替代性，坚持有所为有所不为，坚持面向需求和瞄准前沿的统一，充分认识科学、技术和工程的辩证关系，既努力保持和发展在基础研究的传统优势，致力原始创新突破，又更加注重应用性基础研究，注重面向重大需求的技术创新和成果应用。比如，2011年实施“创新2020”以来，院层面组织实施国家重大需求导向的战略性科技先导专项，所层面深入实施“一个定位、三个重大突破、五个重点培育方向”的“一三五”规划，在统筹推进改革创新发展方面加大了力度。2013年5月，按照理顺关系、强化协同、提高效能的目标，对院机关进行了较大力度的科研管理改革，特别是按照创新价值链新组建设置了前沿科学与教育局、重大科技任务局、科技促进发展局，既贯彻落实中央关于深化科技体制改革的一系列要求，也充分反映了科学、技术和工程三者不同的发展规律。
2013年7月17日，习近平总书记考察中科院，要求中科院“率先实现科学技术跨越发展，率先建成国家创新人才高地，率先建成国家高水平科技智库，率先建设国际一流科研机构”。当前，中科院正全面贯彻落实习总书记“四个率先”的要求，贯彻落实十八届三中全会精神，发挥集科研院所、学部和教育机构“三位一体”的优势，认真制订和实施《“率先行动”计划暨全面深化改革纲要》，力争用15年时间，到2030年左右，根据不同性质科技创新活动的特点和规律，对院属研究所进行较大力度的系统整合和精简优化，建立分类管理的制度体系和运行机制，打破跨机构、跨学科协同创新的障碍，促进价值链、创新链和产业链的贯通，统筹推进科学、技术和工程，着力建设一流科研机构、产出一流科研成果，有效服务支撑创新驱动发展战略，为建设世界科技强国、实现中华民族伟大复兴中国梦，不断作出应有的创新贡献。
（作者系中国科学院院长）
延伸阅读
科学、技术、工程的区别和联系
从目的和过程来看，科学是开发未知领域的，提供精神财富；技术和工程都是满足人类现实需要的，提供物质财富。科学研究不管是来自人们的好奇心和兴趣驱动，还是来自人类生产生活的重大需求以及已有技术成果的集成，往往都需要宽松的环境，需要自由探索的氛围，需要比较长的研究周期；技术研发和工程建造，往往都来自人类经济社会发展的直接需求，都需要取得立竿见影的应用效果。
从成果和评价来看，科学更关乎文化，是体现一个国家文明程度的重要标志，一般可划在文化和社会事业的范畴；技术、工程本身更多考虑产业发展、经济效益，一般可划在与经济建设紧密结合的范畴。科学活动成果的主要形式是科学概念、科学定律、科学理论，是论文、著作，是全人类的共同财富、“公有的知识”，评价以学术水平为主要价值导向，注重国际同行评价；技术活动成果的主要形式是专利、图纸、配方、诀窍等，在一定时间内是“私有的知识”，评价更多地参考专利数量和质量；工程活动成果的主要形式是物质产品、物质设施，一般来说是“属于”某个特定的“主体”的，评价更多地参考工程实体的质量和水平，技术和工程都注重应用部门、用户和市场评价。
科学和技术是相互依存、相互促进的。伴随人类社会发展的历史进程，人们在开展兴趣驱动的自由探索式研究的同时，源自经济社会发展重大需求的创新驱动式研究日趋增长。正是这种需求导向的应用性基础研究，极大地推动了科学、技术、工程之间,科技与经济社会发展之间的相互衔接、相互促进，其内在的统一与协调发展已经成为当今“大科学”的一个基本特征。
工程和技术是相辅相成的。技术是工程活动的基本要素，是手段性活动。在工程活动中有技术的发明和创造，但这些技术发明和创造是工程活动的一个组成部分，为工程的总体目的服务。技术可以是知识形态的，也可以是实物形态的，当从知识形态向实物形态转化时就是工程活动。
科学与工程是相互影响的。科学是工程的理论基础和必须遵循的原则。科学发展的日新月异推动了工程集成建造模式的创新。
对于科学、技术与工程（主要是科学与技术）的区别和联系，诺贝尔奖获得者李政道先生曾经讲过一个生动的比喻。他把三者分别比喻为水、鱼和鱼市场。没有水，就没有鱼和鱼市场。基础研究（科学）是水，应用研究（技术）是鱼，开发试验（工程）是鱼市场。没有基础研究之水，就难以养活应用之鱼；没有市场开发，也就没有鱼市场，老百姓也就不能享受到鱼的美味。当然，现实中，还有很多例子并不完全遵从这样的一维线性关系，但对三者各自的定位比喻是恰当的。
（白春礼）
（原载于《光明日报》 2014-05-15 16版）