在现代学科体系中，基础学科是最基本、最核心的部分。此可谓“元学科”，堪称“学科之母”。首先，从类型上看， 基础学科主要包括数字科学、物质科学、生命科学和地球与空间科学四大门类。四大基础学科门类分别成为不同分支学科的基础。其中：（1）数字科学，主要指数学、统计学等，是逻辑学、经济学、语言学、学习心理学等学科的基础；（2）物质科学主要指物理和化学，是工程学、材料学等学科的基础；（3）生命科学主要指生物学、植物学，是医学、药学、农学、免疫学等学科的基础；（4）地球与空间科学包括地理学、天文学、地质学、土壤学等，是整个地球科学的基础。其次，从层次上看，有些学科既是其他学科的基础，同时又需要另外一些更加基础性的学科作为自己的基础。例如，信息技术学科的基础是计算机科学，而计算机科学又是以数学和语言学，尤其是计算语言学的发展为前提的。最后，从作用上看，在学科体系中，基础学科是构成全部学科体系的根基，是构成其他分支学科的基础。
众所周知，任何一门学科的成长都有其内在逻辑。已有研究表明：（1）学科发展是知识累积的结果，与经济社会发展和技术革命的发生保持高度一致性；（2）随着知识生产模式和科学范式的转换，学科体系结构始终处于不断变化之中，从学科整合到学科分化，再从学科分化到学科新综合；（3）作为大学发展最重要的部分，学科成长始终与大学自身发展相互促进、相辅相成，等等。这些内在逻辑的表述代表了学科发展的一般性规律，是所有学科发展都必须遵循的生长之“道”。然而，基础学科除了受学科成长一般性规律的制约，还有一些特殊的规律，受到一些关键要素的影响。那么，这些基础学科是如何成长的？它们在成长过程中受哪些关键因素制约？本文聚焦影响基础学科发展的五个关键因素，探索其各自的本质特征及功用，进而加深人们对基础学科发展的特殊规律的认识。
一、基础研究：基础学科发展的必要前提
所谓“基础研究”（basic research），曾经被称作“纯研究”（pure research）或“基础性研究”（fundamental research）。1945年，布什（Bush）在《科学：无尽的前沿》中对科学研究类型做了“基础性和应用性”之区分，并第一次清晰阐述了基础研究的概念，提出基础研究“不考虑实用目的”“是技术进步的先行官”两个重要的信条。其隐含之意是基础研究的优势在于“基础”一词的隐喻，即“基础研究”可以为科学进步和经济社会发展奠定基石。换言之，基础研究这个术语不仅是一个标签，还具有社会功能，如定义自我形象和保护科学自治，此后，基础研究及其对应概念——应用研究开始在政策文献、学术著作中以及在社会上大行其道，成为世界各国普遍接受的政策话语。20世纪60和70年代，经济合作与发展组织的《弗拉斯卡蒂手册》和联合国教科文组织的《科学技术统计指南》对基础研究给出了较为权威的界定，将之定义为“旨在获得关于现象和可观察事实的基本原理而进行的实验性或理论性研究工作”。联合国教科文组织将现代科学分成三种：基础研究、应用研究和实验发展。20世纪60年代，我国采用四分法，即基础研究、应用基础研究、应用研究和推广研究。从80年代起，我国开始倾向于统一采用联合国教科文组织的分类方案。
从本质上讲，基础研究是人类探究事物内在逻辑的理性思维活动，始终致力于发展建立在经验基础上的概念框架，并通过对体系不断进行扩充、修订和检验，从而实现建立临时“真理”的目的。基础研究产生的直接结果是不断扩大对未知世界的认知图景，产生新的科学知识，为学科发展奠定基础。回顾历史可以发现，基础研究古已有之。早在古希腊早期，自然哲学家就开始对有关世界和物质起源的问题进行思考和探究，如泰勒斯（Thales）提出的“水是世界本原”的命题，标志着自然哲学的诞生。到古希腊晚期，柏拉图（Plato）、亚里士多德（Aristotle）等哲学家除了关心“自然和世界的起源问题”之外，也开始探讨城邦国家和理想社会等的基本问题。但由于受实验条件和研究方法的局限，这一时期人类认知水平还无法达到“科学”认知水平。直到17世纪，伴随实验方法的问世，人类对世界的认知开始了“道德的和哲学的思想科学化的一个持续不断的过程”，进而催生了近代科学。在天文学领域，伽利略（Galileo）望远镜的发明为验证哥白尼（Copernicus）的“日心说”提供可能，其结果是地球围绕太阳运转的观点成为人类新的科学认知。之后，伴随哈勃望远镜等大型观测工具的出现和应用，从太阳系到银河系，再到“宇宙是均衡而无中心”的观点得到普遍接受，这些都标志着人类的认知水平又达到一个新高度。19世纪末20世纪初，伴随爱因斯坦（Einstein）相对论和量子力学的出现，一系列新的实验方法和理论再次出现，涤荡了牛顿经典力学的理论基础，从而拉开现代物理学的序幕，人类的认知水平再次得到提升。20世纪40年代后，皮亚杰（Piaget）“发生认识论”和“三论”（系统论、控制论和信息论）的提出，极大促进了基础应用学科的发展，雷达技术、青霉素、计算机技术、原子技术、海洋工程技术等领域的发明和创造取得新的进展，但所有这些进步都得益于物理学、数学基础研究及其创新成果。如本戴维（Ben-David）在《科学家在社会中的角色》中所言：“人类认识图景的不断改变是科学对社会和道德哲学立刻产生影响的一个直接结果。”帕瓦特（Pavitt）也指出：“基础研究越来越重要，因为它不仅是技术进步的直接来源，而且是对科技人员的一种很好的科学训练，可以提高其科研技能，同时科学成果也常会有很多意想不到的应用。”这也说明，伴随经验世界的拓展与人类实践范围的扩大，人类探索无止境，人类认知无终结，没有一成不变永恒的科学，只有人类基础研究长期的探索。正因为有基础研究的存在，基础学科的发展才有了取之不尽、用之不竭的知识源泉。
二、基础科学：基础学科发展的核心内容
什么是科学？这是一个见仁见智的问题。有学者认为，科学既是精确科学知识或系统化的实证知识，如化学、物理等；又是通过逻辑推理从观察到的事实得出可验证的结论的思维方式。也有学者将科学定义为指导人与外部事物打交道的理论知识。科学社会学家巴伯（Barber）在《科学与社会秩序》中全面阐述了科学的内涵与作用，认为“科学不只是大量事实的集合，相反，它是根据某种概念实施的集合与排列……本质上是一种动态的事业，无止境地改进概念框架，把动力因素引进科学活动之核心”，“在一个正式定义中，概念框架或许可以被说成是经验关系之抽象命题或多或少的一般体系……好的概念框架是所有科学基础的渐增要素。”在他看来，“没有适当的概念框架，科学研究要么是盲目的，要么是毫无成效的”。从这些定义可以看出，作为知识体系的科学，既是概念框架，也是思维方式。前者是以实验和观察等为存在方式的探究性活动，后者是科学家个体/群体理性的“审辩思维”或称“批判性思维”（critical thinking）活动。
从历史上看，古希腊是科学概念的源头活水，是学科发展最初的核心元素，也是近代科学的摇篮。其最大价值在于为现代科学奠定了基础，铺平了道路。科学发现源于人类对自然界的观察和探索，如泰勒斯、赫拉克利特（Heraclitus）、德谟克利特（Democritus）等的世界起源说。到古希腊晚期，亚里士多德提出了自然哲学的概念，创立了希腊理性主义科学哲学、道德哲学、逻辑学等基础学科。14世纪，英文科学（science）一词从拉丁语“Scientia”的引申中产生，最初的含义是“知识”或“求知”。在随后的几个世纪里，人们始终将科学等同于知识，尤其是哲学知识，将科学作为一种知识形式，赋予理性和理论以优势地位。17世纪后，欧洲各国学者如数学家范罗门（Van-Romen）、哲学家培根（Bacon）和康德（Kant）等开始对各自学科的“纯粹性”和“实用性”进行区分，赋予自然科学“纯科学”的优势等级化地位，即“纯科学领先于应用科学”。18—19世纪的德国学术界，“科学”又称为“纯科学”（real science），不仅包括数学、物理学、天文学等自然科学知识，也包括哲学和科学哲学知识。20世纪初，伴随爱因斯坦相对论、量子力学等现代物理学理论上的突破，现代科学体系应运而生。这个时期，围绕科学的本质问题存在两种对立的观点，一种观点是科学社会学创始人之一默顿（Merton）的学说。他在《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》中把科学描述成静态的、学科性的、累积的、客观的和可证实性的。另一种观点是科学学创始人之一贝尔纳（Bernal）的观点。他在《科学的社会功能》中则把科学刻画成“动态的、整体性的、与社会互动的”，并对之做出“基础的”和“应用性”两种类型之分。到了60年代，科学哲学家库恩（Kunn）从“范式”概念上理解，将科学界定为对世界和人类自身“未知领域”进行探索的理论学科，称之为“常规科学”。普赖斯（Price）则在《小科学，大科学》中复活了17世纪科学家博伊尔（Boyle）爵士创立的“隐形学院”的概念，将优先考虑经验主义和实验数据的基础研究称为“科学的科学”。在他看来，这样的科学“是从大量的特殊情景中抽象出来的……概括化和系统化的系列观念，如牛顿（Newton）或爱因斯坦关于宇宙的理论，就是表达在少数几个一般的观念（理论）之中”。哈佛大学前校长康南特（Conant）曾将这些观念称之为“概念框架”，将之比喻成“高度发达的近代科学心脏”。当今社会，社会发展越来越依赖科技进步，尤其是基础科学的进步。数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学是联合国教科文组织学科分类目录中明确的基础科学。这些学科的最大价值在于提出新的思想、建立新的研究范式、创立新的理论、揭示新的规律。它们不仅可以引领学科新的发展方向，同时还能围绕国家重大需求和涉及国计民生的重大问题进行技术研发，服务于国家之间科技领域的竞争与合作。列文（Levin）也指出：“任何东西都不会像好的理论那样有实用性。它不仅是一个标签，还具有社会功能。”王贻芳院士指出：“没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础，两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的，必须要有热力学理论的支撑。”
三、知识重混：基础学科发展的基本方式
科学知识是学科发展的基础，其发生的内在逻辑体现在科学知识从综合到分化，再通过学科交叉实现新综合的过程之中。从综合到分化趋势是学科发展的重要方式，有时这两种趋势同时存在，互为补充。其中学科分化反映了科学知识生产中劳动分工的必要性，是保证科学知识生产工作经济性、高效性的手段；相反，学科综合则是面向现代社会日益复杂的、超越单一学科领域知识的科学研究问题，提供全局、有效的解决方案，如遗传工程、生物技术、信息理论和技术、人工智能、高新材料等。从现代哲学角度看，分化过程的本质是一种“解构”过程，而综合过程则是一种“重混”过程。所谓“解构”（deconstruction）是海德格尔（Heidegger）提出的一个哲学概念。他在《存在与时间》中写道：“解构的意思并不是摧毁，而是拆解、肃清和撇开那些关于哲学史的纯粹历史学上的陈述。”在他看来，知识往往被认为归属于或附着于某一固定的学科、学派，但真正“居有”知识形成历史中的时间、场域特征，才能“拆解、肃清和撇开”那些“纯粹历史学的陈述”，把核心的“元素”从“结构”中拆解出来。“重混”（remixing），是凯利（Kelly）提出的一个哲学概念。它由“重”（re）—“混”（mixing）两部分组成，其中“混”的对象是一些基本元素。正如科恩（Cohen）在《世界的重新创造——近代科学是如何形成的》中写道：“现代科学是数学、自然哲学和实验三种认识自然的方式相互融合的结果”，即是数学、自然哲学和实验认识方式的“集体混合”。而作为这种“集体混合”的基本方式就是分化与综合。很多科学家，如伽利略、牛顿都同时将数学家、哲学家和实验家三种角色完美地集于一身。他们深谙多学科知识，能够独自一人完成不同学科之间的“分化、介入和整合”。分化与综合既是科学知识累积的基本方式，也是学科发展的“黄金律”。分化与综合的转换过程就像“海水潮起潮落”一样持续地发生，如王一凡指出：“科学中真正重要的发现更像海水涨潮而非海啸，它们是经过稳步积累而逐渐显露的，并非如洪水般乍现。”
回顾科学发展史可以发现，在人类社会早期，“科学”知识是作为完整“学科”概念而存在的。在西方，15世纪之前，不论是古希腊时期的“七艺学科”，还是中世纪时期的“四门之学”，所有这些学科几乎都统合在自然哲学、道德哲学和宗教哲学之中。文艺复兴之后，伴随理性主义哲学和实验主义研究方法的出现，近代科学出现第一次分化，一些学科开始摆脱神学的枷锁和哲学的藩篱，朝着制度化的学科方向发展，如教育学和社会学等。17世纪，科学在英国开始体制化，这意味着“承认精确的及经验的科学研究是（除了哲学以外的）一种探索方法，它带来了重要的知识发现”，也标志着“科学独立于其他探索领域，以及承认科学的规范独立于其他规范”。19世纪，学科发展进一步分化，一端是数学和自然科学，另一端是人文科学和社会科学，其中社会科学整体上又偏向自然科学。这三种认识事物的方式构成了学科体系自身“熵”化的基础，学科内部的自然分化过程开始，形成了一个个分支学科，学科发展进入相对稳定阶段。学科分化到一定程度，一个个新研究领域相继出现。由于新领域中研究问题的复杂性，依靠单一学科可能无法解决新的问题，交叉学科应运而生。这种新的交叉学科本质上就是学科意义上的综合，是不同科学之间交叉的结果。当代，全球科学地图呈现更加紧密的综合与融合表征。学科之间相互交叉，使得跨学科研究成为当下科学研究的新常态。研究发现，基础研究具有学科融合性，主要国家的高水平基础研究人才较多集中在交叉学科领域。这些交叉学科研究不仅集中在医学、生物学、经济学、教育学等领域，而且也聚焦语言学、计算机、心理学等领域，如人工智能、生物医学、物联网技术等就是学科交叉的产物。
四、学者群体：基础学科发展的必备条件
基础科学发展离不开从事基础科学研究的人才。只有拥有了一流的基础科学领域的科学人才，基础学科发展才有了智力资源上的条件，才能产出更多的高水平的科学成果。从这个意义上说，杰出科学人才，尤其是大批从事基础研究的自然科学家、社会科学家和人文学者的存在是基础学科发展不可或缺的条件，是宝贵的人力资源。从历史上看，在科学家（自然科学和社会科学领域）作为一种社会职业确立之前，人文学者，尤其是哲学家，是基础学科的最初贡献者，如泰勒斯、毕德哥拉斯（Pythagoras）、阿基米德（Archimedes）、柏拉图和亚里士多德等。他们采用逻辑模型和思辨对自然界某种现象的“真实”进行观察、理解和解释，并创建出早期的天文学、物理学、数学、道德哲学和自然哲学等学科。“黑暗”的欧洲千年中世纪（5—15世纪）可谓科学发展史上的“冰河期”。尽管中世纪大学的诞生促进了神学、法学、医学和人文学科的发展，但在这个时期，几乎全部学科都笼罩在宗教的控制之中，教父哲学和经院哲学成为主流学科，科学成了它们的对立面，少数从事科学研究的科学家，如哥白尼、伽利略等受到打击和迫害。中世纪之后的文艺复兴时期，自然科学以神奇的速度发展起来。在开普勒（Kepler）、牛顿等科学奇才的努力下，经典力学的理论体系构建完成，促进了哲学、艺术、文学、数学、化学、物理学、生物学和医学等基础学科的发展，一大批近代基础学科先驱者雨后春笋般涌现。这些先驱者包括提出“我思故我在”的笛卡尔（Descartes）、创立“科学研究方法论”的培根、推动“绘画革命”的达·芬奇（Da Vinci）、写出《李尔王》的莎士比亚（Shakespeare）、发明“微积分”的莱布尼茨（Leibniz）、掀起“化学革命”的拉瓦锡（Lavoisier）、提出“分析力学”的拉格朗日（Lagrange）、建立“血液循环学说”的哈维（Harvey）等。18世纪后半叶到19世纪中叶，产业革命推动了自然科学的发展，推动了天文学、地质学、物理学、化学和生物学的快速发展，“使科学获得了一个与专业职业很接近的地位，并且使它变成了一种有组织的科层性质的活动”。这些科学发展或促进一些学科成熟，或帮助一些学科成为新的独立学科。新学科的产生与发展与这一时期出现的大批杰出科学家的贡献密不可分，如提出“星云假说”的康德和拉普拉斯（Lapras），提出“地质渐变论”的赖尔（Raier）和赫顿（Hutton），确立“能量守恒和转换定律”的迈尔（Mayer）、焦耳（Joule）和霍尔姆霍茨（Holmholtz），合成“尿素”的维勒（Veiller），提出“元素周期律”的门捷列夫（Villemendeleev），提出“细胞构造理论”的施莱登（Schleiden）和提出“生物进化论”的达尔文（Darwin）等。这个时期，“科学家”（scientist）概念在1834年召开的“英国科学促进协会”成立大会上首次被提出，尽管晚于“哲学家”概念，但预示着科学知识生产将成为“那些准备献身于斯的人的职业”。这一概念的提出者哲学家惠威尔（Whewell）在阐述其想法时解释道，新组织需要一个一般性的词汇来说明和称呼协会所接纳的成员，而哲学家这个传统的词汇又显得太广泛太崇高。1840年，他在《归纳科学的哲学》中进一步强调：“需要对培植科学的人予以命名，我以为可称呼其为‘科学家’。”从此之后，“科学家”这个称呼便逐渐为人们所熟悉。19世纪末到20世纪，伴随X射线、放射性元素和电子的发展，古代物理学理论业已无法解释“以太漂移实验”和“紫外灾难”这两个被凯尔文称为物理学上“两朵乌云”的现象，以牛顿经典力学为基础的物理学遇到前所未有的危机，进而引发了“物理学革命”。这也标志着库恩所说的“常规科学”的基础学科的“范式转换”时代随即来临。这场“范式转换”的结果就是爱因斯坦的“相对论”和普朗克（Planck）、珀尔（Pearl）等的“量子理论”代替了以牛顿经典力学理论为基础的物理学，成为新的基础学科。相对论和量子力学的诞生从根本上修改了经典的时空概念，即“时空不再是物质活动的舞台，而是物质分布和运动的结果……引力就是时空的几何，引力场就是时空的度规”。伴随现代物理学的发展，20世纪40年代“科学共同体”一词应运而生。这意味着个体科学家“无法孤立地实践自己的天职。在制度的框架当中，他必得占有一个确定的地位。化学家成为化学专家中的一员；动物学家、数学家、心理学家——他们每个人，都属于专业化了的科学家之特定的集团 ”。科学发展历史证明，几乎所有的科学发现、科学思想、科学理论的产生都是一代接一代科学家和普通科学工作者执着追求和长期不懈努力的结果。基础科学研究中的一些重大突破性发现可能来自少数科学天才，如牛顿、爱因斯坦、薛定谔（Schrodinger）等，但是如果没有大量基础科学研究者的默默支撑，天才很难脱颖而出，牛顿也很难成为“拾到美丽贝壳”的幸运儿。进入21世纪，全球科技竞争和发展持续升温，科研人员的数量逐年增多，其中从事基础研究的科研人员的数量也在增加，从2017年总数约10万人增长到2021年的约21万人。
五、制度安排：基础学科发展的重要保障
所谓制度是泛指以规则或运作模式规范个体行动的一种社会结构，是“历史景观中相对持久的特征，是推动历史沿着一系列路径发展的核心因素之一”。特伦（Thelen）指出，制度总是以某种方式镶嵌在变化的（环境）背景之中，本质上就是制度安排建构的过程。制度安排是政治学、经济学、法学、社会学和教育学等社会科学领域中最流行的术语之一，是指国家或社会为发展有目的建构的存在物，即制度化系统，其基本要素包括政策、资源、人才、社会文化和评价体系等多方面。第一，政策环境建设是制度安排最先考虑的问题，是基础学科发展不可或缺的条件。从19世纪初德国发展基础研究的经验看，1810年德国政府为了促进基础科学发展，实现“教育救国”理想，创办了人类历史上第一所真正意义上的“现代大学”——柏林洪堡大学，形成了以“修养、科学、自由和寂寞”为核心的，以“教授自由，学习自由”“教学科研统一”为原则的新的大学观——“洪堡思想”。在这种新观念的感召下，柏林洪堡大学首次将科学研究作为大学职能，通过采取大学组织再造、研究实验室建设、“习明纳”（seminar）教学法引入等一系列大学改革措施，使得19世纪的德国大学成为世界学术中心和科学领导者。从20世纪的美国经验看，1945年的布什报告《科学：无尽的前沿》是一份具有划时代意义的科学发展计划，其让美国各界意识到加强基础研究、发展基础学科的重要性，美国人开始坚信“只要政府肯资助基础科学研究，就能在科技领域有重大突破”。对基础研究的投入使美国成为当今世界名副其实的科技强国和代表基础科学最高水平的诺贝尔奖“第一夺牌大户”。从20世纪90年代后日本政府的经验看，1995年日本政府颁布了《科学技术基本法》，制定了《科学技术基本计划》和《诺贝尔奖计划》等政策和行动计划，增加对基础研究的扶持力度，提出要培养出“万人博士”和争取在21世纪中叶前培养出30位诺贝尔奖获得者。截至2022年，日本已经累计有27位诺贝尔奖获得者。第二，在资源配置方面，经费投入，尤其是政府公共经费投入是基础研究的主要渠道，也是开展基础学科建设的基本保障。例如，自20世纪50—60年代以来，美国基础研究经费占研究发展经费的比例始终保持较高水平，其中联邦政府基础研究经费比例长期稳定在23%左右。这也是美国能够长期保持基础研究总体水平雄居世界之首、诺贝尔奖得主数量居世界第一的主要原因。有人曾经问瑞典皇家科学院的一位秘书长：为什么美国科学家能赢得如此多的诺贝尔奖？他的回答是：世界上没有任何一个国家像美国那样在科学研究上投入那么大的本钱，原因就是这么简单。经济学家阿瑟（Artur）明确指出：“如果一个国家希望能够引领先进技术，它需要的不是投资更多的工业园区或含糊地培养所谓‘创新’，它需要建立其基础科学，而且不带有任何商业目的。它应该在稳定的资金和激励安排下养育那样的科学，让科学在一些初创的小公司中自己实现商业性的发展，并受到最少的干扰。”第三，办好研究型大学，加速培养拔尖创新人才。科技竞争的本质是人才竞争。人才是第一资源，人才竞争背后是教育竞争。现代大学是基础科学人才培养的重要场所和基础科学知识生产中心，其职能和作用是其他社会组织不可替代的。正如美国社会学家维布伦（Veblen）指出：“大学是唯一公认的现代文化的研究机构，毫无疑问应承担起探求知识之责，这是大学唯一毫无非议的义务。”第四，重视学科组织文化建设。学科文化是科学研究工作日益分化而成的界限分明的亚文化，是学科群体内的成员在社会行为与学科知识方面所形成的共同价值观念、思维方式、态度和取向。其概念本源来自学术界对文化的理解。韦伯（Weber）认为，人是悬在由他自己所编织的意义之网中的动物。格尔茨（Geertz）对此表示认同，即文化就是这样一些由人自己编织的意义之网，并在《文化的解释》中进一步指出，文化的概念实质上是一个符号学的解释，即“对文化的分析是一种探究意义的解释科学”。学科文化概念的提出为学科制度性发展提供了坚实的理论基础，如斯诺（Snow）的“两种文化说”、凯根（Kagan）的“三种文化说”、比格兰（Bygland）的“八大学科群说”，以及比彻（Becher）等提出的“学科文化部落说”等。学科文化对学科发展具有重要影响。因为在学科文化环境中，科学家们“心照不宣地同意为在小范围内界定的目标从事研究，所使用的文化资源的范围也是得到充分界定的”。库恩也指出，对研究者个人而言，针对某种科学所做的研究，得到的结果可能是由研究者的个人经验或个人性格决定的；但对科学共同体而言，他们必须承诺接受一套关于本学科的共同信念（在常态科学时期），并将这套共同信念称为“范式”。第五，建立科学有效的评价体系。基础学科建设是一项具有长期性的系统工程，重点在于优化学科方向，不计较短期成败，应该用长期发展的眼光和标准去衡量其发展潜力。对偏向理论探索性的基础研究，不能以其科研经费和发表论文数量多少作为其是否重要的唯一考核尺度。
（来源：大学与学科）
