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20世紀以來，特別是二戰以后，科學知識以前所未有的速度增長。科學知識迅猛增長主要由于下面三個方面因素的推動：1．學科交叉融合。跨學科研究、學科交叉研究不斷開拓出新的研究領域，促使新興學科不斷涌現。此外，傳統學科不斷分化出新的分支，孕育出許多新學科生長點。2．研究方法與手段的進步。先進現代實驗與計算方法、技術和手段的運用，使科學研究能力大大增強，并且還原論與整體論相結合，微觀研究與宏觀研究方法相結合，不斷創新科學研究的方法論，使人類不斷突破傳統研究的極限。3．科學和技術的融合。科學與技術之間的相互融合、相互作用和相互轉化，逐步形成一體的科學技術體系，極大地拓展了科學的研究范疇，促進了科學知識的增長。

 

但是，科學知識的快速增長沒有使需要研究的問題減少，相反，擺在人類面前的問題同樣急劇增長。從認識論講，人類認識和發現問題的能力是隨著其擁有知識的增加而增長的。另一方面，現代科學已不再是傳統意義上的自然科學，盡管像組成物質的基本粒子、宇宙與生命的起源等問題仍是科學研究的根本問題，但科學現在研究的對象絕大部分是人類所創造出來的問題。

 

人類創造問題的能力遠大于其解決問題的能力，人類沒有能力解決所有的科學問題，科學研究的疆域是沒有邊界的。但是，因為人類的科學研究能力不足，難以跟上科學發展的要求，科學問題的增長給科學研究帶來很大的挑戰。這一問題需要引起深思，由此衍生的問題值得深入研究。

 

影響科學研究能力的因素主要是科研資金投入量、科研人員的數量與素質以及科研基礎設施狀況。其中，科研資金的投入量最重要，它不但決定科學研究的開展程度，而且決定科研人員數量，決定著科研基礎設施的先進程度。

 

近幾年，全世界每年研究與發展（R&D）的投入在7000億至7500億美元左右，占當年全世界GDP的2%左右。在R&D的投入中，像美國及歐洲發達國家也僅有1/6左右用在基礎研究上，發展中國家則更低，全世界在科學研究上的投入遠低于花在武器或毒品上的費用。而且，值得關注的是，在R&D的投入中，商業機構的投入已占主導地位，而商業機構投入的主要目的并不是基礎科學研究；更值得關注的是，占科研投入絕大比例的西方國家正失去資助基礎研究的興趣。大量的科研項目申請得不到資助，美國國家自然科學基金會項目申請的資助率僅為25%左右。全世界的科學家都感到科學研究的經費不足，尤其是從事基礎研究的科學家。法國科學家甚至為此走上街頭，抗議政府基礎研究經費的投入政策。

 

在市場經濟社會，科學家尤其是從事基礎研究的科學家，工作要求高，經濟收入水平僅在中產階級行列，其職業并不特別具有吸引力，世界主要發達國家都面臨著青年人對科技工作興趣下降的問題。加之科研經費投入有限，科研人員的數量不可能十分充足，在一些學科上，科研人員數量不足的問題更加突出。雖然對是否存在科技人員短缺問題還有不同意見，但主要發達國家都面臨著一段時間內科技人員退休高峰的挑戰，美國這方面的問題更加顯著：30%的大學教師年齡超過55歲，45歲以下的教師僅占36%。與此同時，現代科學研究對科研人員素質也提出了挑戰。很多現代科學問題具有復雜性、非線性、多學科交叉性、技術依賴性等特點，對科學家及科學家團隊提出很高的要求�？茖W家及科學家團隊要具有多方面的知識積累，要掌握先進的研究手段，要有豐富的工作經驗，要能夠協同工作等等，才具備從事高水平科學研究工作的能力�？蒲泄ぷ髡咴谡w上能否適應科學發展的要求，這方面尚未見到專門的研究。而筆者認為，科學發展對科研工作者素質的挑戰比數量的挑戰更大。

 

科學的發展對科研基礎設施不斷提出更高的要求。美國擁有世界上最先進的科研條件，但在過去10年，美國自然科學基金會（NSF）、國家科技委員會（NSTC）、國家健康研究院（NIH）、國家航空航天局（NASA）的調查研究顯示：科研基礎設施的需求與供給之間的差距持續擴大，美國的科研基礎設施未能滿足科研發展的需要。在當代，建造和維護科學研究基礎設施需要投入當量的資金。美國國家科技委員會（NSTC）在2003年發布的報告認為：在過去10年內，美國對學術研究基礎設施的投資沒有跟上飛速改變的技術、飛速增加的研究機會以及飛速增長的用戶數；國家科學基金用于基礎設施的預算太少，僅占22%。很多大型科研基礎設施由于其本身的復雜性以及資金投入、技術、人員、管理等方面的要求，遠非一個國家所能完成，目前一些大型科研基礎設施通過國際合作進行建設。然而，從人類共同面對重大科學問題的角度，這方面的工作僅僅是剛開始，還遠不夠深入。

 

影響人類科研能力的還有制度、文化等方面的因素。另外，科學技術的教育、大眾的科學愛好等，也對人類的科研能力有影響。除了科學發展對人類的科研能力提出新的要求，人類社會生存、發展還有很多重大問題，如氣候變化、自然災害、疾病、環境污染、資源緊張等等問題，迫切需要人類通過科學研究能力的提高，去研究、探索解決的途徑。（作者為北京交通大學教授）