基礎研究生態系統的概念、結構、特征與運行

周 茜

(武漢大學哲學學院，湖北 武漢 430000)

基礎研究是提升國家原始創新能力的源動力，是技術進步乃至國家經濟增長的重要源泉。改革開放以來，中國對基礎研究活動的重視程度不斷加強，在諸多領域取得了很大進步，但與打造世界主要科學中心和創新高地的目標相比，仍然存在不小的差距[1]。近年來，隨著中國對原始創新能力要求的提升以及對重大創新的需求，政府逐步將加強基礎研究能力建設提上議事日程，頒布了 《加強 “從0到1”基礎研究工作方案》等多項旨在提升基礎研究能力、強化基礎研究環境建設的政策文件，為基礎研究能力建設提供了行動綱領，并逐步增加了相關投入。基礎研究作為一個系統性環節，除了需要外界在政策與資金方面給予支持外，還需要從理論上對其內在整體性加以把握。因此，本研究引入生態系統的研究框架，強調基礎研究主體與環境的互動，試圖從生態系統的角度考察基礎研究活動與發展，為中國發展基礎研究事業提供新的思路。

1 基礎研究生態系統的理論基礎

1.1 基礎研究理論

基礎研究一詞源于古希臘時期的 “純科學”概念，原指對知識奧秘的追求，不摻雜任何功利性目的。到了20世紀，為了消除純科學的高尚性含義對工業及工程領域的影響，研究者引入 “根本的”與 “基礎的”術語來替代純科學概念[2]。此后，基礎研究成為美國科技政策領域的一個重要術語并被沿用至今。基礎研究的概念在政策界的標準較為明確，經濟合作組織、美國國家科學基金會與中國國家統計局等官方部門均從基礎研究的目的來對其進行界定，認為基礎研究是一種旨在獲取新知識，而不包含特定應用目的的科學活動。學術界除了從目的出發對基礎研究進行定義，還從認識論角度、自主性角度以及結果的維度進行了探索[2]。

對于基礎研究與創新活動的關系，研究者也展開了較為深入的探索。布什[3]認為基礎研究能夠創造知識儲備，已經成為技術進步的引路人，提出從基礎科學到應用科學再到技術創新的線性發展模式。司托克斯[4]將科學研究的類型劃分為四種模式，并提出基礎科學與技術創新的雙軌道動態模型。那拉亞那穆提[5]建立了發明-發現循環模型，認為發明和發現可以雙向跨越，二者關系可以循環往復。陳勁等[6]認為基礎研究的本質即為創新,基礎研究的原始性創新是所有創新中的最高層次。柳卸林等[7]認為，加強企業基礎研究是提升中國產業核心技術創新能力的關鍵。蔡勇峰等[8]通過分析實例，發現基礎研究對技術創新促進程度與技術發展時期存在一定相關性。除了對基礎研究概念及其與創新活動的關系進行討論之外，研究者對基礎研究理論的探索還重點圍繞基礎研究的分類、基礎研究與政府支持、各主體開展基礎研究活動等方面內容展開，對于基礎研究環境建設以及基礎研究主體與環境的互動關系則較少進行系統討論。

1.2 生態系統理論

生態系統是生態學領域最重要的研究對象，其理論的形成由來已久，后來逐步形成較為普遍的定義，即在一定時間和地理空間范圍內，生物群落與其周邊環境相互作用而形成的功能復合體[9-11]。系統內的能量與物質在生產者、消費者與分解者三大類群之間傳遞與流通,其中，能量流動是單向且逐級遞減的；物質循環具有全系統性，物質在系統內部反復出現；物質是能量流動的載體；能量是物質循環的動力。通過自組織作用，生態系統逐步由無序向有序轉變，最終達到穩態或平衡態[12]。隨著現代科學的相互交叉與綜合發展，生態學方法成為幫助人類認識復雜世界的重要思想方法，生態系統的理論也逐漸從自然領域逐步拓展到社會領域，為解決政治、經濟、管理等社會問題提供了重要思路，衍生了產業生態系統、知識生態系統、創新生態系統等諸多理論內容[13-14]。

1.3 創新生態系統理論

創新生態系統理論基于創新理論的成果逐步發展而來。熊彼特最早提出了創新概念，認為創新是推動經濟發展的持續動力[15]。此后，創新理論經過不斷發展與演變，內容逐漸豐富，衍生了創新網絡、創新系統等新的理論內容，使人們對創新理解的深度與廣度得以提升。隨著生態學理論在社會科學范圍內的廣泛應用，人們開始以生態學視角來對創新系統進行考察，將當今的科技活動視為一個生態系統而非生產線[16]。國內外學者對創新生態系統的內涵展開了廣泛且深入的討論，分別從企業、產業、國家等層面豐富了創新生態系統理論。柳卸林等[17]在對多案例考察的基礎上，認為創新主體需要關注自身內部的創新行為以及同其他創新主體之間的有效協同和整合。王小潔等[18]認為，創新生態系統概念是對傳統創新集群網絡內涵的延伸，更加強調系統自身的復雜性、動態性及自適應性。

創新生態系統理論為研究創新體系提供了新的視角，突破了以往單獨分析創新要素的局限，開始從整體上考察研究創新要素與環境的互動關系。然而，到目前為止，創新生態系統還沒有一個被普遍認可的清晰定義與結構，研究者根據不同角度得到的研究結果也存在較大差異[19]

2 基礎研究生態系統的概念界定

與自然界生命活動相似，基礎研究活動也是由基礎研究主體在各類環境因素作用下產生的一種特定行為，其中伴隨著能量與物質流動的過程。高校、科研院所與企業等組織機構直接參與各類基礎研究活動，可被認為是基礎研究活動的主體，而對主體開展基礎研究活動產生直接或間接影響的非主體事物的總和可被認為是基礎研究主體所處的環境。在基礎研究活動過程中，各主體之間、主體與周邊環境之間存在著非線性相互作用。主體可根據周邊環境變化不斷調整自身行為方式，在影響其他主體活動的同時也在影響其所處環境并使其發生改變。基礎研究主體對已有知識進行吸收與利用，并生產出新的知識，新知識以論文、著作、科研人員流動的形式在系統內部主體間以及系統內外進行傳遞，即為物質與能量流動的過程。其中，在基礎研究活動中被理解、吸收、生產、傳遞的知識可被視為流動的能量，伴隨知識流動的論文、著作、科研人員等知識載體可被視為基礎研究活動中的物質。主體間能量與物質的流動狀態將促使環境發生變化，這一變化又將影響主體基礎研究活動的進行。因此，從主體與環境相互作用以及物質、能量的流動兩個角度出發，可將從事基礎研究的主體以及相關環境要素納入生態系統的框架內進行考察。

基礎研究的目的在于發現知識，其本質是一種創新活動。基礎研究內部蘊含的原始性創新是所有創新活動中的最高層次，也是創新鏈條內部的重要一環，其成果可為后續的應用研究乃至技術開發等創新活動提供源動力[6]。將基礎研究與創新概念拓展到生態系統層面，可得知基礎研究生態系統與創新生態系統同樣存在著密不可分的聯系。從結構來看，基礎研究生態系統是創新生態系統的重要組成部分，內含于創新生態系統之中。創新生態系統包含基礎研究生態系統的各個要素，基礎研究生態系統的主體作為創新生態系統主體而存在，基礎研究生態系統中的環境要素也同樣包含于創新生態系統之內。從功能來看，基礎研究生態系統產出的知識成果可為創新生態系統的運行提供源泉與動力，是創新生態系統內在能量流動的重要過程。因此，就結構與功能兩方面而言，基礎研究生態系統可被視為創新生態系統的子系統。基礎研究生態系統運行得順暢與否，能夠在很大程度上影響創新生態系統的運行。

綜上，我們嘗試對基礎研究生態系統做出如下定義——基礎研究生態系統是在一定空間內，由從事基礎研究活動的主體與相關環境要素共同組成的動態演化的復雜開放系統，它通過其內部能量與物質流動實現自組織進化，是創新生態系統的子系統。該系統的功能是通過持續開放實現研究主體間的知識流動，使其內部研究主體與環境之間產生良性互動，促進知識持續涌現，為提升創新能力提供必要條件。

3 基礎研究生態系統的結構

3.1 基礎研究生態系統中的生態學隱喻

正如自然生態系統由生物體與非生物環境兩部分組成，基礎研究生態系統同樣是由參與基礎研究活動的主體與其周邊非主體環境兩部分構成。基礎研究生態系統建立在生態學理論基礎之上，可考慮運用生態學隱喻的方法來與自然生態系統中的相關概念建立聯系，以深入理解與充分把握基礎研究生態系統內部要素之間的關系。

如表1所示，基礎研究生態系統的主體即為從事基礎研究活動的組織機構統稱，環境則是對主體開展基礎研究活動有著直接或間接影響的非主體事物的總和，包括與基礎研究相關的公共科研基礎設施、技術條件、科學文化、政策措施、法律法規、評價體系等。主體由系統內參與基礎研究的個體構成，按照層次可被劃分為個體、物種、種群、群落等類型。根據在基礎研究生態系統中發揮作用的不同，主體又可劃分為生產者、消費者、分解者三大功能類群。這三種功能類型的主體與環境一同構成基礎研究生態系統，即為基礎研究生態系統的基本組成結構。知識隨著論文、著作以及科研人員的流動在系統主體之間以及系統內外實現傳遞與流通，其生成與流動又將對系統環境產生一定的影響。

表1 基礎研究生態系統中的生態學隱喻

3.2 基礎研究生態系統中的主體

基礎研究生態系統中的主體是從事基礎研究活動組織機構的統稱，主要由高校、科研院所與企業三大類別構成，三者按照層次可劃分為個體、物種、種群、群落四種類型。其中，從事基礎研究活動的個體為基礎研究生態系統主體的基本構成單元，任一參與基礎研究活動的組織機構，如清華大學、中國科學院、華為等單位，均可理解為參與基礎研究活動的個體；參與基礎研究活動同類個體的集合，如一個基礎研究生態系統內部的所有高校，可被視為生態系統中的物種；在一定時間內占據特定地理空間的同類物種集合可被視為生態系統中的種群，如某段時間內同處北京市這一地域范圍內參與基礎研究活動的所有高校，可被稱作種群；而在一定時間、一定空間內存在相互聯系與作用的所有種群的集合，如在某段時間內處于北京市的因基礎研究活動而具有直接或間接聯系并產生非線性相互作用的所有高校、科研院所、企業的集合，則一同構成生態系統中的群落。與自然生態系統相似，同一群落內的主體所處空間位置相近，較之系統內處于不同群落的主體更易產生相互作用的情況，能量與物質在群落中的傳遞與流通更為順暢。

在基礎研究生態系統的微觀層面，即基礎研究主體內部，存在一定數量的科研人員來進行基礎研究活動。科研人員作為參與基礎研究活動的核心力量，是基礎研究主體的基本組分，也是基礎研究生態系統得以運行的前提。基礎研究主體為內部科研人員群體提供各類有利于基礎研究活動的微觀環境要素，如實驗平臺、內部激勵制度等，使科研人員的才能得以施展，科研人員正是在這種微觀環境下相互配合、密切合作，才能將基礎研究活動持續進行下去，并不斷產生新的研究成果。因此，在基礎研究生態系統的微觀層面，基礎研究主體為科研人員的基礎研究活動提供必需的內部環境條件，科研人員則是主體開展各類基礎研究活動不可缺少的前提。正是由于科研人員能夠對已有知識進行加工以及再生產，基礎研究生態系統才有持續運行的可能。科研人員吸收已有知識并產生新知識的過程，即為基礎研究生態系統主體內部的微觀活動過程。

3.3 基礎研究生態系統中的功能類群

盡管高校、科研院所與企業同為基礎研究生態系統的主體，但其研究內容與研究層面不盡相同，各研究主體所具備的功能也存在較大差別。

部分研究主體利用已有資金條件，整合系統內外部知識并對其加以吸收利用，生成相對普遍的新的知識理論，能夠為更廣泛的研究群體所使用，并在一定程度上改變科學的面貌，這個過程可被視為生產過程，這些創造新理論、開辟新領域的個體可被認為是基礎研究生態系統中的生產者。例如，自然科學領域量子理論的創立、DNA雙螺旋結構的發現，以及社會科學領域創新理論的提出等，深刻影響著其所在的學科，甚至對其他學科乃至整個科學界都產生了深遠影響，其理論學說的創立者均可被認為是基礎研究生態系統中的生產者。還有部分研究主體對生產者生產的知識內容進行一定程度的拓展與利用，可將其稱為消費者。其中，對生產者生成的全新理論進行加工、細化、再生產，不斷完善生產者提供的新知識的結構、擴展新知識的體系，在理論上對其加以豐富的可稱為一級消費者。如量子力學領域的相對量子力學理論、矩陣力學理論，又如創新領域的國家創新系統理論、創新生態系統理論等，其創立者可被認為是一級消費者。對生產者與一級消費者提供的新知識理論進行實際論證，以使整個理論更具說服力，創造出更完善的知識體系的可稱為二級消費者，如參與驗證量子理論正確性的貝爾實驗的研究者，以及參與驗證相對論理論正確性的引力波探測實驗的研究者等，均可看作二級消費者。除此之外，基礎研究生態系統中還存在一定數量的分解者，他們將已有或新生成的各類知識理論分解為更基礎、更易吸收的基本知識，以供生產者與消費者使用。

在科學家職業化、投資強度加大的大科學時代，科研人員的科研行為更多的是一種集體行為，需要依靠團隊力量與其所屬組織機構才能得以實現，其研究成果也與其所屬的組織機構密不可分。因此，基礎研究生態系統中的生產者、消費者與分解者三種功能類型應依據科學工作者的所屬機構來確定。對于特定研究個體而言，其生產的知識類型并非固定不變，因而在功能方面存在交叉的可能性。每一研究個體，既有可能是基礎研究生態系統中的生產者，也有可能成為消費者與分解者，其生產的知識類型決定了它所扮演的角色。由于生產者所創造的知識具有較強的普遍性與適用性，與一級、二級消費者所生產的知識相比，其理論意義更強，要求生產者自身具備更深層次的知識背景與交叉綜合能力。在三類主要的研究主體中，高校具有相對自由的學術環境以及學科門類齊全、科研人員集中的特點，從理論上來講，生產者角色更多由高校扮演。在實際科研活動當中，相較于科研院所與企業，高校具備從事基礎研究活動所必需的人力、資金投入方面的優勢。從人力投入方面看，2019年高校從事基礎研究人員的數量約為27萬人，占全國基礎研究人員的68.1%，而科研院所與企業相應的比例分別為23.5%與2.9%。從資金投入方面看，2019年高校基礎研究投入總量約為722億元，是全國基礎研究投入總量的54.1%，而科研院所與企業相應的比例分別為38.2%與3.8%[20]。在知識產出方面，以體現基礎研究領域重要成果的諾貝爾自然科學獎為例，1901—2020年，該獎獲得者中有466人次來自高校，占獲獎人次總數的58.8%，科研院所與企業的這一比例分別為36.6%與2.8%[21]。綜合來看，高校在生產基礎知識方面有著不可比擬的優勢，從這個角度而言，高校更有機會扮演生產者角色。此外，高校兼備教學與研究的功能，其教學活動的過程實質上也是將知識理論分解簡化為基本知識的過程，因此高校在生產知識的同時也承擔分解者的任務與使命。

3.4 基礎研究生態系統中的環境

如同自然生態系統內部生命體需要特定的環境條件才能維持生命活動，對于基礎研究主體而言，能否順利開展基礎研究活動還依賴于系統內部環境因素的支持。在一個基礎研究生態系統中，對研究主體從事基礎研究活動產生直接或間接影響的除了其他主體外的一切事物的總和即為基礎研究生態系統中的環境。系統內與基礎研究相關的公共科研基礎設施、技術條件、科學文化、政策措施等，均可視為系統中的環境因素。各環境因素的外在表現形態以及對基礎研究活動的影響方式有所不同，可將它們劃分為硬環境與軟環境兩種類型。公共科研基礎設施與技術條件在基礎研究活動中能夠被直接應用，屬于有形的、物質的、不以系統要素主觀意志為轉移的客觀環境，可將其歸為硬環境類型；與之相對的科學文化、政策措施、法律法規、評價體系、國際環境等能夠受參與系統活動要素主觀意志影響的，屬于無形的、非物質的主觀環境，可將其歸為軟環境類型。與硬環境相比，軟環境更易受到系統重要因子——人的影響，從而具有更多的不確定性和復雜性。通常情況下，硬環境對基礎研究活動具有直接促進作用，軟環境則對生態系統具備調控作用，更易產生復雜與深刻的影響，如技術條件的改善以及大型基礎科研設施的建設能夠直接為科研主體使用，進而促進基礎研究活動的開展。以中國天眼為例，自2016年建成并投入使用以來，已發現脈沖星224顆，其探測能力能夠覆蓋百億光年，能夠極大地拓展人類的宇宙視野，為天文學及物理學的發展提供重要的實驗資料。基礎研究相關政策與評價體系的制定，則通過改變科研主體的行為方式來影響基礎研究活動的進行，其效果往往在實施一段時間之后才得以體現，具有一定的時滯性。決策者可根據基礎研究活動的目標及其開展情況來對軟環境進行適當調整，以最大限度提供適宜基礎研究活動開展的環境條件。

3.5 基礎研究生態系統中的能量與物質

在基礎研究生態系統中，其內外已有知識與資金投入作為系統的初始能量來源，是系統得以運行必不可少的條件。主體內部科研人員對已有知識進行理解與吸收，生成的新知識即為系統中的能量。新知識以兩種方式存在，一種可通過書面文字、圖表與數學公式的形式來表達，即為顯性知識；另一種則根植于科研人員的頭腦當中，通常以科研人員的經驗、技巧等形式存在，即為隱性知識。前者可通過論文、專著等載體來實現傳遞與流通，易為外界獲取與吸收；后者不易被輕易表述，通常隨著科研人員的流動而實現轉移與流通[22]。因此，論文、專著與科研人員均可視為知識能量的載體，是基礎研究生態系統中的物質成分。科研人員作為知識的直接轉化者與攜帶者，是主體內部特殊的存在，其核心地位也正由此來體現。新的知識作為系統運行過程中產生的能量，隨著其載體的流動而在基礎研究生態系統內外流通，其產出會對系統內部環境產生一定影響。在一定時間內，新的知識產出的類型及質量將對基礎研究政策環境產生不同程度的影響。政策制定者根據新的知識產出情況制定相應的政策措施，從而維持或改善基礎研究活動的現有環境，使環境處于有利于開展基礎研究活動的狀態。

4 基礎研究生態系統的特征

基礎研究生態系統有別于以往對基礎研究主體或環境要素進行的單獨考察，是以生態系統的視角將參與基礎研究活動的主體與其周邊環境作為整體來進行動態分析。總體來說，基礎研究生態系統具有以下四個方面的特征。

4.1 復雜性

基礎研究活動本身具有較強的復雜性，基礎研究生態系統內部也存在諸多復雜因素，系統也一樣會顯示出較強的復雜性。基礎研究活動涉及高校、科研院所以及企業等多個主體，且主體從事基礎研究的目的各不相同，或是為了滿足個人興趣愛好，或是為了順應國家戰略需要，或是為了順應未來產業發展，研究主體具備較高的自主性。從活動范圍來看，基礎研究包含各個科學領域旨在獲取科學知識的研究活動，其來源具有多樣性。從研究環境來看，國家相關政策的變化、國際科研環境的狀態改變都會帶來相應的影響，而基礎研究本身不可預測的特點又決定了其產出難以確定。因此，基礎研究活動從目標到產出、從主體到環境都存在較大的復雜性。在層次劃分方面，可將基礎研究生態系統劃分為區域、國家與全球三個層次，因此存在同一研究主體分屬不同層次生態系統的現象，其研究環境也存在一定的復雜性，如區域系統的研究主體依照區域政策開展基礎研究的同時也需要結合國家政策。由此可見，基礎研究生態系統縱向形成復雜的層次，橫向處于復雜的空間，各要素在從事基礎研究活動時存在直接或間接的聯系，共同形成復雜的網絡結構整體，具備較強的復雜性特征。

4.2 自組織演化

基礎研究生態系統是開放的系統，與外界持續進行能量與物質的交換。系統外部知識、資金不斷向系統內部輸入，論文、專著、科研人員在系統內外不斷流動，系統內生產的新知識在被系統內部要素利用的同時持續向系統外部輸出。在此過程中，生態系統各要素之間產生復雜的非線性相互作用，個別要素細微的變化便可使整個系統出現漲落，使系統有序程度不斷提高，并逐步向穩態趨近。基礎研究生態系統中個別要素的些許改變便可對系統產生諸多影響，如改變環境要素便可對各研究主體的行為方式產生直接影響，并間接影響其他環境要素，其結果再進一步影響研究主體，研究主體的行為反過來又對環境產生作用。在各要素持續動態變化中，系統向更有序的狀態演進，進而實現其自組織過程。由此可知，系統建立初期各要素的狀態與行為對系統演化進程影響巨大，對系統向最優狀態演化的速度具有決定性作用，并在一定程度上影響系統演化的方向。在各要素中，政策措施對主體行為與環境狀態更具導向性作用，針對系統目標所制定的適宜的政策有助于系統進化，因此，在系統建立的早期階段加強頂層設計，對縮短系統演化進程，使系統早日達到穩態具有積極的作用。

4.3 可控性

基礎研究生態系統作為社會領域的生態系統，有別于自然演化而來的自然生態系統，其環境更易受各種人為因素的影響。盡管基礎研究生態系統具有自組織特性，能夠自發實現系統的有序發展，然而若要達成系統既定目標，需要發揮政策及法律制定者等各類相關人員在其中的引導與控制作用，來調整系統發展的速度與方向。人員因素對基礎研究生態系統環境的影響較為直接，在環境塑造中具有較強的主觀能動性，能夠根據特定階段的基礎研究目標，通過自身行為對政策、法律等環境因素進行適當調整，使研究主體行為方式發生改變。研究主體的行為結果反饋至環境因素后，相關人員根據基礎研究目標對環境因素進行再次調整，如此循環往復，直至整體環境對提升研究主體知識產出能力的引導效用達到最優。通過對環境因素的人為控制，研究主體與研究環境之間產生良性互動，整個生態系統演進速度與演進方向不斷發生變化，使生態系統向著更有利于實現基礎研究目標的方向演進。由此可見，基礎研究生態系統具有明顯的可控性。需要注意的是，由于環境相關人員屬于系統內部因素，此處可控性是指系統的內部控制而非外部控制，即自控而非他控。在各類環境因素中，政府政策、評價體系、法律法規等政策規章最易受人為因素影響，直接引導與規范研究主體的行為，對基礎研究生態系統具有最直接的調控作用，且在系統演化的初始階段調控力最強。科學文化、國際環境等因素的形成過程較為復雜，影響因素眾多，且不易被人為因素改變，在短時間內調控力較弱，然而其一旦發生變化，則整個基礎研究生態系統的根基將隨之發生改變，對研究主體的研究動機與研究方式產生直接影響，進而改變整個基礎研究生態系統的演化進程。公共科研基礎設施、技術條件等硬環境由于其客觀存在的物質屬性，決定了其不易直接受人為因素影響，所以對基礎研究生態系統的調控作用最弱。

4.4 邊界模糊性

基礎研究生態系統的邊界是指系統與其外部環境之間的界限，根據系統具備的功能與空間地理位置兩種標準，可將其劃分為功能性邊界與物理性邊界。從系統的功能來看，凡是參與基礎研究活動、與生產科學知識相關的生物體及環境都可囊括在基礎研究生態系統當中，系統的功能性邊界即為系統包含的功能與不包含的功能之間存在的界限。基礎研究生態系統可根據空間地理位置以及政策范圍的不同劃分為區域、國家及全球三種類型，其地理與政策邊界即為系統的物理性邊界。此處的區域是指國家內部具有特定政策適用界限的地理空間，通常包括省、市、城市群、經濟帶等行政體或經濟體，而不是以國家為基本單位劃分的地域范圍。生態系統具有開放性與動態性特點，其研究主體與構成要素也不斷發生改變。近年來，信息技術的興起與應用使顯性知識能夠迅速跨越系統之間的地理屏障，而各地區寬松的人才政策使隱性知識也更易在系統內外進行流動，基于地理因素集群形成的生態系統邊界變得越來越模糊。隨著社會發展對創新能力要求的提升，基礎研究被相應提到至關重要的位置。越來越多的高校、科研院所、企業參與到基礎研究事業中來，這些因素使得研究主體結構與數量處于不斷變化之中，系統邊界也隨之呈現出模糊變動的趨勢。

5 基礎研究生態系統的運行

與自然生態系統相同，基礎研究生態系統中的能量作為物質循環的動力，伴隨其載體的流動而流動，并以此來維持系統中的一切研究活動。因此，可從能量流動的角度來分析基礎研究生態系統的運行，從以下四個方面展開探討。

5.1 系統運行動力

在自然生態系統中，生物體對能量與物質存在天然的需求，持續不斷的太陽能輸入為系統正常運行提供初始能量，是系統有機體進行一切活動的基礎。在基礎研究生態系統中，各主體活動的動力主要源于內外兩個方面：一是主體自身對知識的迫切需求，二是外界長期穩定持續的資金投入，尤其在大科學時代，二者缺一不可。人類自誕生以來，不斷探索世界的本原，以認識世界為目的開展各種科學探索，進而誕生了豐富多樣的科學理論，使人類科學不斷向前發展。基礎研究主體從事基礎研究活動的動機，不論是要滿足自身對世界的好奇，還是順應科學發展的進程，或是面向社會發展的需要，都是以獲取更多知識為目的。在科學發展的早期階段，大多數科研探索經由科研人員借助簡單儀器或是通過單純的邏輯運算來完成，外界少量的資助便可滿足科學研究對于資金的需求。隨著科學研究的逐步精細化與復雜化，需要借助大型研究設施以及大數據等現代研究設備與技術的支撐方可進行，大科學時代科學研究的職業化也需要投入更多的人力成本。基礎研究時間周期較長，產出具有不可預測性，短期大量一次性的投入并不能獲得更為穩定的結果，需要長期穩定的投入來為科研人員個人生活以及科研儀器設備采購提供資金來源，使基礎研究生態系統的運行獲得持續的動力。

5.2 系統能量獲取

基礎研究生態系統是與自然生態系統相似的開放式系統，其能量源于對外部知識和資金的吸收。知識以文字的形式儲存在論文、著作當中，或以技巧、經驗等形式存儲于已獲取知識的科研人員頭腦當中。研究主體通過知識搜尋、人才引進的方式促使外部知識向系統內部流動，即系統從外界獲取能量的過程。基礎研究生態系統的開放程度決定了系統能夠獲取外部知識的數量與質量，即系統吸收的外部能量。因此，強調基礎研究生態系統的開放性，增強系統的開放程度，對系統獲取外部知識進而獲得更多的能量具有重要作用。基礎研究生態系統的研究資金源自政府、企業及其他機構的投入。出于公共利益考慮，政府有必要為基礎研究提供適當的資金支持。對于企業來說，為了獲得更多的外部知識，提升內部原始創新能力，企業有意愿將資金投向基礎研究活動。隨著社會對原始創新能力要求的提升，企業增加基礎研究投入的趨勢正在進一步加強。除此之外，高校自籌經費、慈善機構捐款與社會基金也是基礎研究投入的重要來源[23]。

5.3 系統能量流通

基礎研究生態系統是開放的系統，系統外部已有知識通過論文、著作輸入以及人才引進等方式流入系統，被系統內部生產者捕捉利用，并以此為基礎生成新的知識。知識在研究主體間流動，途經一、二級消費者再至分解者。一級消費者對知識進行吸收利用再加工，實現知識結構的拓展與知識深度的挖掘。二級消費者對拓展后的知識理論進行逐一論證，使新生知識理論更具有說服力，完善新生知識理論體系。分解者則將知識理論分解為更為基礎的、更易被生產者吸收利用的基本知識。知識能量在系統內部三大功能類群之間實現傳遞與流通，在被系統內部研究主體獲取與利用的同時，存在部分能量輸出至系統外部的情況。系統內部的知識擴散到系統外部，并被系統外部要素加以利用的過程即為能量輸出過程。系統能量橫向跨越空間邊界，輸出至其他與該系統平行的基礎研究生態系統，如國內知識能量流向國外系統并被外部加以利用，即為能量橫向輸出過程。系統能量縱向跨越功能邊界，向創新生態系統傳遞，如當創新型企業利用相關知識創造新的技術并實現規模化生產，即為能量縱向輸出過程。基礎研究生態系統在能量流通中實現自身的進化與發展，并持續向外部各類型生態系統提供能量流，為創新生態系統提供動力與來源。

5.4 系統運行保障

自然生態系統通過反饋實現自我調節，其要素根據其他要素發展情況不斷調整自身行為狀態，這種行為反過來又會影響最初發生變化的要素，使其變化減弱或增強，進而促使整個生態系統向穩態趨近。在基礎研究生態系統中，系統環境與研究主體之間產生非線性相互作用。系統環境的變化使主體行為發生改變，進而影響系統的現有環境。政府可根據基礎研究目標，結合研究現狀制定促進基礎研究發展的相關政策，研究主體在政策的影響下不斷調整自身參與基礎研究的程度與方式，其結果又會影響政策的制定與調整。系統主體與環境正是在反饋的作用下不斷調整自身行為方式與狀態，二者相互作用并實現系統的自組織運行，最終使系統達到穩態。基礎研究生態系統同自然生態系統相似，主體多樣性在很大程度上影響系統的自我調節能力。一般情況下，組成生態系統主體的個體數量越豐富，能量與物質流動途徑越復雜，相應地系統自我調節能力越強，更易達到穩態，且不易被破壞。由此可見，在一定程度上，豐富參與基礎研究主體的多樣性，提升社會各界對基礎研究活動的參與程度，也是保障基礎研究生態系統正常運行的重要舉措。

6 結論

基礎研究活動集聚了高校、科研院所、企業等多種主體，以及科學文化、政策體系、法律法規、評價機制、國際環境等諸多環境因素，存在能量和物質流動過程，具有典型的生態學結構。基礎研究生態系統是在生態系統的理論框架內對基礎研究活動進行考察而得到的新的理論觀點。該理論從生態學角度出發，考察基礎研究生態系統的內涵與結構，認為該生態系統具有復雜性、自組織演化、可控性、邊界模糊性的特點，并從系統運行動力、能量來源、能量流動以及運行保障四個方面分析系統運行過程。本文對基礎研究生態系統進行了初步探索，以期豐富基礎研究的相關理論，為基礎研究相關政策的制定提供新的視角與思路，強化基礎研究環境建設，從整體入手逐步實現中國基礎研究能力與水平的提升。