基础研究生态系统的概念、结构、特征与运行

周 茜

(武汉大学哲学学院，湖北 武汉 430000)

基础研究是提升国家原始创新能力的源动力，是技术进步乃至国家经济增长的重要源泉。改革开放以来，中国对基础研究活动的重视程度不断加强，在诸多领域取得了很大进步，但与打造世界主要科学中心和创新高地的目标相比，仍然存在不小的差距[1]。近年来，随着中国对原始创新能力要求的提升以及对重大创新的需求，政府逐步将加强基础研究能力建设提上议事日程，颁布了 《加强 “从0到1”基础研究工作方案》等多项旨在提升基础研究能力、强化基础研究环境建设的政策文件，为基础研究能力建设提供了行动纲领，并逐步增加了相关投入。基础研究作为一个系统性环节，除了需要外界在政策与资金方面给予支持外，还需要从理论上对其内在整体性加以把握。因此，本研究引入生态系统的研究框架，强调基础研究主体与环境的互动，试图从生态系统的角度考察基础研究活动与发展，为中国发展基础研究事业提供新的思路。

1 基础研究生态系统的理论基础

1.1 基础研究理论

基础研究一词源于古希腊时期的 “纯科学”概念，原指对知识奥秘的追求，不掺杂任何功利性目的。到了20世纪，为了消除纯科学的高尚性含义对工业及工程领域的影响，研究者引入 “根本的”与 “基础的”术语来替代纯科学概念[2]。此后，基础研究成为美国科技政策领域的一个重要术语并被沿用至今。基础研究的概念在政策界的标准较为明确，经济合作组织、美国国家科学基金会与中国国家统计局等官方部门均从基础研究的目的来对其进行界定，认为基础研究是一种旨在获取新知识，而不包含特定应用目的的科学活动。学术界除了从目的出发对基础研究进行定义，还从认识论角度、自主性角度以及结果的维度进行了探索[2]。

对于基础研究与创新活动的关系，研究者也展开了较为深入的探索。布什[3]认为基础研究能够创造知识储备，已经成为技术进步的引路人，提出从基础科学到应用科学再到技术创新的线性发展模式。司托克斯[4]将科学研究的类型划分为四种模式，并提出基础科学与技术创新的双轨道动态模型。那拉亚那穆提[5]建立了发明-发现循环模型，认为发明和发现可以双向跨越，二者关系可以循环往复。陈劲等[6]认为基础研究的本质即为创新,基础研究的原始性创新是所有创新中的最高层次。柳卸林等[7]认为，加强企业基础研究是提升中国产业核心技术创新能力的关键。蔡勇峰等[8]通过分析实例，发现基础研究对技术创新促进程度与技术发展时期存在一定相关性。除了对基础研究概念及其与创新活动的关系进行讨论之外，研究者对基础研究理论的探索还重点围绕基础研究的分类、基础研究与政府支持、各主体开展基础研究活动等方面内容展开，对于基础研究环境建设以及基础研究主体与环境的互动关系则较少进行系统讨论。

1.2 生态系统理论

生态系统是生态学领域最重要的研究对象，其理论的形成由来已久，后来逐步形成较为普遍的定义，即在一定时间和地理空间范围内，生物群落与其周边环境相互作用而形成的功能复合体[9-11]。系统内的能量与物质在生产者、消费者与分解者三大类群之间传递与流通,其中，能量流动是单向且逐级递减的；物质循环具有全系统性，物质在系统内部反复出现；物质是能量流动的载体；能量是物质循环的动力。通过自组织作用，生态系统逐步由无序向有序转变，最终达到稳态或平衡态[12]。随着现代科学的相互交叉与综合发展，生态学方法成为帮助人类认识复杂世界的重要思想方法，生态系统的理论也逐渐从自然领域逐步拓展到社会领域，为解决政治、经济、管理等社会问题提供了重要思路，衍生了产业生态系统、知识生态系统、创新生态系统等诸多理论内容[13-14]。

1.3 创新生态系统理论

创新生态系统理论基于创新理论的成果逐步发展而来。熊彼特最早提出了创新概念，认为创新是推动经济发展的持续动力[15]。此后，创新理论经过不断发展与演变，内容逐渐丰富，衍生了创新网络、创新系统等新的理论内容，使人们对创新理解的深度与广度得以提升。随着生态学理论在社会科学范围内的广泛应用，人们开始以生态学视角来对创新系统进行考察，将当今的科技活动视为一个生态系统而非生产线[16]。国内外学者对创新生态系统的内涵展开了广泛且深入的讨论，分别从企业、产业、国家等层面丰富了创新生态系统理论。柳卸林等[17]在对多案例考察的基础上，认为创新主体需要关注自身内部的创新行为以及同其他创新主体之间的有效协同和整合。王小洁等[18]认为，创新生态系统概念是对传统创新集群网络内涵的延伸，更加强调系统自身的复杂性、动态性及自适应性。

创新生态系统理论为研究创新体系提供了新的视角，突破了以往单独分析创新要素的局限，开始从整体上考察研究创新要素与环境的互动关系。然而，到目前为止，创新生态系统还没有一个被普遍认可的清晰定义与结构，研究者根据不同角度得到的研究结果也存在较大差异[19]

2 基础研究生态系统的概念界定

与自然界生命活动相似，基础研究活动也是由基础研究主体在各类环境因素作用下产生的一种特定行为，其中伴随着能量与物质流动的过程。高校、科研院所与企业等组织机构直接参与各类基础研究活动，可被认为是基础研究活动的主体，而对主体开展基础研究活动产生直接或间接影响的非主体事物的总和可被认为是基础研究主体所处的环境。在基础研究活动过程中，各主体之间、主体与周边环境之间存在着非线性相互作用。主体可根据周边环境变化不断调整自身行为方式，在影响其他主体活动的同时也在影响其所处环境并使其发生改变。基础研究主体对已有知识进行吸收与利用，并生产出新的知识，新知识以论文、著作、科研人员流动的形式在系统内部主体间以及系统内外进行传递，即为物质与能量流动的过程。其中，在基础研究活动中被理解、吸收、生产、传递的知识可被视为流动的能量，伴随知识流动的论文、著作、科研人员等知识载体可被视为基础研究活动中的物质。主体间能量与物质的流动状态将促使环境发生变化，这一变化又将影响主体基础研究活动的进行。因此，从主体与环境相互作用以及物质、能量的流动两个角度出发，可将从事基础研究的主体以及相关环境要素纳入生态系统的框架内进行考察。

基础研究的目的在于发现知识，其本质是一种创新活动。基础研究内部蕴含的原始性创新是所有创新活动中的最高层次，也是创新链条内部的重要一环，其成果可为后续的应用研究乃至技术开发等创新活动提供源动力[6]。将基础研究与创新概念拓展到生态系统层面，可得知基础研究生态系统与创新生态系统同样存在着密不可分的联系。从结构来看，基础研究生态系统是创新生态系统的重要组成部分，内含于创新生态系统之中。创新生态系统包含基础研究生态系统的各个要素，基础研究生态系统的主体作为创新生态系统主体而存在，基础研究生态系统中的环境要素也同样包含于创新生态系统之内。从功能来看，基础研究生态系统产出的知识成果可为创新生态系统的运行提供源泉与动力，是创新生态系统内在能量流动的重要过程。因此，就结构与功能两方面而言，基础研究生态系统可被视为创新生态系统的子系统。基础研究生态系统运行得顺畅与否，能够在很大程度上影响创新生态系统的运行。

综上，我们尝试对基础研究生态系统做出如下定义——基础研究生态系统是在一定空间内，由从事基础研究活动的主体与相关环境要素共同组成的动态演化的复杂开放系统，它通过其内部能量与物质流动实现自组织进化，是创新生态系统的子系统。该系统的功能是通过持续开放实现研究主体间的知识流动，使其内部研究主体与环境之间产生良性互动，促进知识持续涌现，为提升创新能力提供必要条件。

3 基础研究生态系统的结构

3.1 基础研究生态系统中的生态学隐喻

正如自然生态系统由生物体与非生物环境两部分组成，基础研究生态系统同样是由参与基础研究活动的主体与其周边非主体环境两部分构成。基础研究生态系统建立在生态学理论基础之上，可考虑运用生态学隐喻的方法来与自然生态系统中的相关概念建立联系，以深入理解与充分把握基础研究生态系统内部要素之间的关系。

如表1所示，基础研究生态系统的主体即为从事基础研究活动的组织机构统称，环境则是对主体开展基础研究活动有着直接或间接影响的非主体事物的总和，包括与基础研究相关的公共科研基础设施、技术条件、科学文化、政策措施、法律法规、评价体系等。主体由系统内参与基础研究的个体构成，按照层次可被划分为个体、物种、种群、群落等类型。根据在基础研究生态系统中发挥作用的不同，主体又可划分为生产者、消费者、分解者三大功能类群。这三种功能类型的主体与环境一同构成基础研究生态系统，即为基础研究生态系统的基本组成结构。知识随着论文、著作以及科研人员的流动在系统主体之间以及系统内外实现传递与流通，其生成与流动又将对系统环境产生一定的影响。

表1 基础研究生态系统中的生态学隐喻

3.2 基础研究生态系统中的主体

基础研究生态系统中的主体是从事基础研究活动组织机构的统称，主要由高校、科研院所与企业三大类别构成，三者按照层次可划分为个体、物种、种群、群落四种类型。其中，从事基础研究活动的个体为基础研究生态系统主体的基本构成单元，任一参与基础研究活动的组织机构，如清华大学、中国科学院、华为等单位，均可理解为参与基础研究活动的个体；参与基础研究活动同类个体的集合，如一个基础研究生态系统内部的所有高校，可被视为生态系统中的物种；在一定时间内占据特定地理空间的同类物种集合可被视为生态系统中的种群，如某段时间内同处北京市这一地域范围内参与基础研究活动的所有高校，可被称作种群；而在一定时间、一定空间内存在相互联系与作用的所有种群的集合，如在某段时间内处于北京市的因基础研究活动而具有直接或间接联系并产生非线性相互作用的所有高校、科研院所、企业的集合，则一同构成生态系统中的群落。与自然生态系统相似，同一群落内的主体所处空间位置相近，较之系统内处于不同群落的主体更易产生相互作用的情况，能量与物质在群落中的传递与流通更为顺畅。

在基础研究生态系统的微观层面，即基础研究主体内部，存在一定数量的科研人员来进行基础研究活动。科研人员作为参与基础研究活动的核心力量，是基础研究主体的基本组分，也是基础研究生态系统得以运行的前提。基础研究主体为内部科研人员群体提供各类有利于基础研究活动的微观环境要素，如实验平台、内部激励制度等，使科研人员的才能得以施展，科研人员正是在这种微观环境下相互配合、密切合作，才能将基础研究活动持续进行下去，并不断产生新的研究成果。因此，在基础研究生态系统的微观层面，基础研究主体为科研人员的基础研究活动提供必需的内部环境条件，科研人员则是主体开展各类基础研究活动不可缺少的前提。正是由于科研人员能够对已有知识进行加工以及再生产，基础研究生态系统才有持续运行的可能。科研人员吸收已有知识并产生新知识的过程，即为基础研究生态系统主体内部的微观活动过程。

3.3 基础研究生态系统中的功能类群

尽管高校、科研院所与企业同为基础研究生态系统的主体，但其研究内容与研究层面不尽相同，各研究主体所具备的功能也存在较大差别。

部分研究主体利用已有资金条件，整合系统内外部知识并对其加以吸收利用，生成相对普遍的新的知识理论，能够为更广泛的研究群体所使用，并在一定程度上改变科学的面貌，这个过程可被视为生产过程，这些创造新理论、开辟新领域的个体可被认为是基础研究生态系统中的生产者。例如，自然科学领域量子理论的创立、DNA双螺旋结构的发现，以及社会科学领域创新理论的提出等，深刻影响着其所在的学科，甚至对其他学科乃至整个科学界都产生了深远影响，其理论学说的创立者均可被认为是基础研究生态系统中的生产者。还有部分研究主体对生产者生产的知识内容进行一定程度的拓展与利用，可将其称为消费者。其中，对生产者生成的全新理论进行加工、细化、再生产，不断完善生产者提供的新知识的结构、扩展新知识的体系，在理论上对其加以丰富的可称为一级消费者。如量子力学领域的相对量子力学理论、矩阵力学理论，又如创新领域的国家创新系统理论、创新生态系统理论等，其创立者可被认为是一级消费者。对生产者与一级消费者提供的新知识理论进行实际论证，以使整个理论更具说服力，创造出更完善的知识体系的可称为二级消费者，如参与验证量子理论正确性的贝尔实验的研究者，以及参与验证相对论理论正确性的引力波探测实验的研究者等，均可看作二级消费者。除此之外，基础研究生态系统中还存在一定数量的分解者，他们将已有或新生成的各类知识理论分解为更基础、更易吸收的基本知识，以供生产者与消费者使用。

在科学家职业化、投资强度加大的大科学时代，科研人员的科研行为更多的是一种集体行为，需要依靠团队力量与其所属组织机构才能得以实现，其研究成果也与其所属的组织机构密不可分。因此，基础研究生态系统中的生产者、消费者与分解者三种功能类型应依据科学工作者的所属机构来确定。对于特定研究个体而言，其生产的知识类型并非固定不变，因而在功能方面存在交叉的可能性。每一研究个体，既有可能是基础研究生态系统中的生产者，也有可能成为消费者与分解者，其生产的知识类型决定了它所扮演的角色。由于生产者所创造的知识具有较强的普遍性与适用性，与一级、二级消费者所生产的知识相比，其理论意义更强，要求生产者自身具备更深层次的知识背景与交叉综合能力。在三类主要的研究主体中，高校具有相对自由的学术环境以及学科门类齐全、科研人员集中的特点，从理论上来讲，生产者角色更多由高校扮演。在实际科研活动当中，相较于科研院所与企业，高校具备从事基础研究活动所必需的人力、资金投入方面的优势。从人力投入方面看，2019年高校从事基础研究人员的数量约为27万人，占全国基础研究人员的68.1%，而科研院所与企业相应的比例分别为23.5%与2.9%。从资金投入方面看，2019年高校基础研究投入总量约为722亿元，是全国基础研究投入总量的54.1%，而科研院所与企业相应的比例分别为38.2%与3.8%[20]。在知识产出方面，以体现基础研究领域重要成果的诺贝尔自然科学奖为例，1901—2020年，该奖获得者中有466人次来自高校，占获奖人次总数的58.8%，科研院所与企业的这一比例分别为36.6%与2.8%[21]。综合来看，高校在生产基础知识方面有着不可比拟的优势，从这个角度而言，高校更有机会扮演生产者角色。此外，高校兼备教学与研究的功能，其教学活动的过程实质上也是将知识理论分解简化为基本知识的过程，因此高校在生产知识的同时也承担分解者的任务与使命。

3.4 基础研究生态系统中的环境

如同自然生态系统内部生命体需要特定的环境条件才能维持生命活动，对于基础研究主体而言，能否顺利开展基础研究活动还依赖于系统内部环境因素的支持。在一个基础研究生态系统中，对研究主体从事基础研究活动产生直接或间接影响的除了其他主体外的一切事物的总和即为基础研究生态系统中的环境。系统内与基础研究相关的公共科研基础设施、技术条件、科学文化、政策措施等，均可视为系统中的环境因素。各环境因素的外在表现形态以及对基础研究活动的影响方式有所不同，可将它们划分为硬环境与软环境两种类型。公共科研基础设施与技术条件在基础研究活动中能够被直接应用，属于有形的、物质的、不以系统要素主观意志为转移的客观环境，可将其归为硬环境类型；与之相对的科学文化、政策措施、法律法规、评价体系、国际环境等能够受参与系统活动要素主观意志影响的，属于无形的、非物质的主观环境，可将其归为软环境类型。与硬环境相比，软环境更易受到系统重要因子——人的影响，从而具有更多的不确定性和复杂性。通常情况下，硬环境对基础研究活动具有直接促进作用，软环境则对生态系统具备调控作用，更易产生复杂与深刻的影响，如技术条件的改善以及大型基础科研设施的建设能够直接为科研主体使用，进而促进基础研究活动的开展。以中国天眼为例，自2016年建成并投入使用以来，已发现脉冲星224颗，其探测能力能够覆盖百亿光年，能够极大地拓展人类的宇宙视野，为天文学及物理学的发展提供重要的实验资料。基础研究相关政策与评价体系的制定，则通过改变科研主体的行为方式来影响基础研究活动的进行，其效果往往在实施一段时间之后才得以体现，具有一定的时滞性。决策者可根据基础研究活动的目标及其开展情况来对软环境进行适当调整，以最大限度提供适宜基础研究活动开展的环境条件。

3.5 基础研究生态系统中的能量与物质

在基础研究生态系统中，其内外已有知识与资金投入作为系统的初始能量来源，是系统得以运行必不可少的条件。主体内部科研人员对已有知识进行理解与吸收，生成的新知识即为系统中的能量。新知识以两种方式存在，一种可通过书面文字、图表与数学公式的形式来表达，即为显性知识；另一种则根植于科研人员的头脑当中，通常以科研人员的经验、技巧等形式存在，即为隐性知识。前者可通过论文、专著等载体来实现传递与流通，易为外界获取与吸收；后者不易被轻易表述，通常随着科研人员的流动而实现转移与流通[22]。因此，论文、专著与科研人员均可视为知识能量的载体，是基础研究生态系统中的物质成分。科研人员作为知识的直接转化者与携带者，是主体内部特殊的存在，其核心地位也正由此来体现。新的知识作为系统运行过程中产生的能量，随着其载体的流动而在基础研究生态系统内外流通，其产出会对系统内部环境产生一定影响。在一定时间内，新的知识产出的类型及质量将对基础研究政策环境产生不同程度的影响。政策制定者根据新的知识产出情况制定相应的政策措施，从而维持或改善基础研究活动的现有环境，使环境处于有利于开展基础研究活动的状态。

4 基础研究生态系统的特征

基础研究生态系统有别于以往对基础研究主体或环境要素进行的单独考察，是以生态系统的视角将参与基础研究活动的主体与其周边环境作为整体来进行动态分析。总体来说，基础研究生态系统具有以下四个方面的特征。

4.1 复杂性

基础研究活动本身具有较强的复杂性，基础研究生态系统内部也存在诸多复杂因素，系统也一样会显示出较强的复杂性。基础研究活动涉及高校、科研院所以及企业等多个主体，且主体从事基础研究的目的各不相同，或是为了满足个人兴趣爱好，或是为了顺应国家战略需要，或是为了顺应未来产业发展，研究主体具备较高的自主性。从活动范围来看，基础研究包含各个科学领域旨在获取科学知识的研究活动，其来源具有多样性。从研究环境来看，国家相关政策的变化、国际科研环境的状态改变都会带来相应的影响，而基础研究本身不可预测的特点又决定了其产出难以确定。因此，基础研究活动从目标到产出、从主体到环境都存在较大的复杂性。在层次划分方面，可将基础研究生态系统划分为区域、国家与全球三个层次，因此存在同一研究主体分属不同层次生态系统的现象，其研究环境也存在一定的复杂性，如区域系统的研究主体依照区域政策开展基础研究的同时也需要结合国家政策。由此可见，基础研究生态系统纵向形成复杂的层次，横向处于复杂的空间，各要素在从事基础研究活动时存在直接或间接的联系，共同形成复杂的网络结构整体，具备较强的复杂性特征。

4.2 自组织演化

基础研究生态系统是开放的系统，与外界持续进行能量与物质的交换。系统外部知识、资金不断向系统内部输入，论文、专著、科研人员在系统内外不断流动，系统内生产的新知识在被系统内部要素利用的同时持续向系统外部输出。在此过程中，生态系统各要素之间产生复杂的非线性相互作用，个别要素细微的变化便可使整个系统出现涨落，使系统有序程度不断提高，并逐步向稳态趋近。基础研究生态系统中个别要素的些许改变便可对系统产生诸多影响，如改变环境要素便可对各研究主体的行为方式产生直接影响，并间接影响其他环境要素，其结果再进一步影响研究主体，研究主体的行为反过来又对环境产生作用。在各要素持续动态变化中，系统向更有序的状态演进，进而实现其自组织过程。由此可知，系统建立初期各要素的状态与行为对系统演化进程影响巨大，对系统向最优状态演化的速度具有决定性作用，并在一定程度上影响系统演化的方向。在各要素中，政策措施对主体行为与环境状态更具导向性作用，针对系统目标所制定的适宜的政策有助于系统进化，因此，在系统建立的早期阶段加强顶层设计，对缩短系统演化进程，使系统早日达到稳态具有积极的作用。

4.3 可控性

基础研究生态系统作为社会领域的生态系统，有别于自然演化而来的自然生态系统，其环境更易受各种人为因素的影响。尽管基础研究生态系统具有自组织特性，能够自发实现系统的有序发展，然而若要达成系统既定目标，需要发挥政策及法律制定者等各类相关人员在其中的引导与控制作用，来调整系统发展的速度与方向。人员因素对基础研究生态系统环境的影响较为直接，在环境塑造中具有较强的主观能动性，能够根据特定阶段的基础研究目标，通过自身行为对政策、法律等环境因素进行适当调整，使研究主体行为方式发生改变。研究主体的行为结果反馈至环境因素后，相关人员根据基础研究目标对环境因素进行再次调整，如此循环往复，直至整体环境对提升研究主体知识产出能力的引导效用达到最优。通过对环境因素的人为控制，研究主体与研究环境之间产生良性互动，整个生态系统演进速度与演进方向不断发生变化，使生态系统向着更有利于实现基础研究目标的方向演进。由此可见，基础研究生态系统具有明显的可控性。需要注意的是，由于环境相关人员属于系统内部因素，此处可控性是指系统的内部控制而非外部控制，即自控而非他控。在各类环境因素中，政府政策、评价体系、法律法规等政策规章最易受人为因素影响，直接引导与规范研究主体的行为，对基础研究生态系统具有最直接的调控作用，且在系统演化的初始阶段调控力最强。科学文化、国际环境等因素的形成过程较为复杂，影响因素众多，且不易被人为因素改变，在短时间内调控力较弱，然而其一旦发生变化，则整个基础研究生态系统的根基将随之发生改变，对研究主体的研究动机与研究方式产生直接影响，进而改变整个基础研究生态系统的演化进程。公共科研基础设施、技术条件等硬环境由于其客观存在的物质属性，决定了其不易直接受人为因素影响，所以对基础研究生态系统的调控作用最弱。

4.4 边界模糊性

基础研究生态系统的边界是指系统与其外部环境之间的界限，根据系统具备的功能与空间地理位置两种标准，可将其划分为功能性边界与物理性边界。从系统的功能来看，凡是参与基础研究活动、与生产科学知识相关的生物体及环境都可囊括在基础研究生态系统当中，系统的功能性边界即为系统包含的功能与不包含的功能之间存在的界限。基础研究生态系统可根据空间地理位置以及政策范围的不同划分为区域、国家及全球三种类型，其地理与政策边界即为系统的物理性边界。此处的区域是指国家内部具有特定政策适用界限的地理空间，通常包括省、市、城市群、经济带等行政体或经济体，而不是以国家为基本单位划分的地域范围。生态系统具有开放性与动态性特点，其研究主体与构成要素也不断发生改变。近年来，信息技术的兴起与应用使显性知识能够迅速跨越系统之间的地理屏障，而各地区宽松的人才政策使隐性知识也更易在系统内外进行流动，基于地理因素集群形成的生态系统边界变得越来越模糊。随着社会发展对创新能力要求的提升，基础研究被相应提到至关重要的位置。越来越多的高校、科研院所、企业参与到基础研究事业中来，这些因素使得研究主体结构与数量处于不断变化之中，系统边界也随之呈现出模糊变动的趋势。

5 基础研究生态系统的运行

与自然生态系统相同，基础研究生态系统中的能量作为物质循环的动力，伴随其载体的流动而流动，并以此来维持系统中的一切研究活动。因此，可从能量流动的角度来分析基础研究生态系统的运行，从以下四个方面展开探讨。

5.1 系统运行动力

在自然生态系统中，生物体对能量与物质存在天然的需求，持续不断的太阳能输入为系统正常运行提供初始能量，是系统有机体进行一切活动的基础。在基础研究生态系统中，各主体活动的动力主要源于内外两个方面：一是主体自身对知识的迫切需求，二是外界长期稳定持续的资金投入，尤其在大科学时代，二者缺一不可。人类自诞生以来，不断探索世界的本原，以认识世界为目的开展各种科学探索，进而诞生了丰富多样的科学理论，使人类科学不断向前发展。基础研究主体从事基础研究活动的动机，不论是要满足自身对世界的好奇，还是顺应科学发展的进程，或是面向社会发展的需要，都是以获取更多知识为目的。在科学发展的早期阶段，大多数科研探索经由科研人员借助简单仪器或是通过单纯的逻辑运算来完成，外界少量的资助便可满足科学研究对于资金的需求。随着科学研究的逐步精细化与复杂化，需要借助大型研究设施以及大数据等现代研究设备与技术的支撑方可进行，大科学时代科学研究的职业化也需要投入更多的人力成本。基础研究时间周期较长，产出具有不可预测性，短期大量一次性的投入并不能获得更为稳定的结果，需要长期稳定的投入来为科研人员个人生活以及科研仪器设备采购提供资金来源，使基础研究生态系统的运行获得持续的动力。

5.2 系统能量获取

基础研究生态系统是与自然生态系统相似的开放式系统，其能量源于对外部知识和资金的吸收。知识以文字的形式储存在论文、著作当中，或以技巧、经验等形式存储于已获取知识的科研人员头脑当中。研究主体通过知识搜寻、人才引进的方式促使外部知识向系统内部流动，即系统从外界获取能量的过程。基础研究生态系统的开放程度决定了系统能够获取外部知识的数量与质量，即系统吸收的外部能量。因此，强调基础研究生态系统的开放性，增强系统的开放程度，对系统获取外部知识进而获得更多的能量具有重要作用。基础研究生态系统的研究资金源自政府、企业及其他机构的投入。出于公共利益考虑，政府有必要为基础研究提供适当的资金支持。对于企业来说，为了获得更多的外部知识，提升内部原始创新能力，企业有意愿将资金投向基础研究活动。随着社会对原始创新能力要求的提升，企业增加基础研究投入的趋势正在进一步加强。除此之外，高校自筹经费、慈善机构捐款与社会基金也是基础研究投入的重要来源[23]。

5.3 系统能量流通

基础研究生态系统是开放的系统，系统外部已有知识通过论文、著作输入以及人才引进等方式流入系统，被系统内部生产者捕捉利用，并以此为基础生成新的知识。知识在研究主体间流动，途经一、二级消费者再至分解者。一级消费者对知识进行吸收利用再加工，实现知识结构的拓展与知识深度的挖掘。二级消费者对拓展后的知识理论进行逐一论证，使新生知识理论更具有说服力，完善新生知识理论体系。分解者则将知识理论分解为更为基础的、更易被生产者吸收利用的基本知识。知识能量在系统内部三大功能类群之间实现传递与流通，在被系统内部研究主体获取与利用的同时，存在部分能量输出至系统外部的情况。系统内部的知识扩散到系统外部，并被系统外部要素加以利用的过程即为能量输出过程。系统能量横向跨越空间边界，输出至其他与该系统平行的基础研究生态系统，如国内知识能量流向国外系统并被外部加以利用，即为能量横向输出过程。系统能量纵向跨越功能边界，向创新生态系统传递，如当创新型企业利用相关知识创造新的技术并实现规模化生产，即为能量纵向输出过程。基础研究生态系统在能量流通中实现自身的进化与发展，并持续向外部各类型生态系统提供能量流，为创新生态系统提供动力与来源。

5.4 系统运行保障

自然生态系统通过反馈实现自我调节，其要素根据其他要素发展情况不断调整自身行为状态，这种行为反过来又会影响最初发生变化的要素，使其变化减弱或增强，进而促使整个生态系统向稳态趋近。在基础研究生态系统中，系统环境与研究主体之间产生非线性相互作用。系统环境的变化使主体行为发生改变，进而影响系统的现有环境。政府可根据基础研究目标，结合研究现状制定促进基础研究发展的相关政策，研究主体在政策的影响下不断调整自身参与基础研究的程度与方式，其结果又会影响政策的制定与调整。系统主体与环境正是在反馈的作用下不断调整自身行为方式与状态，二者相互作用并实现系统的自组织运行，最终使系统达到稳态。基础研究生态系统同自然生态系统相似，主体多样性在很大程度上影响系统的自我调节能力。一般情况下，组成生态系统主体的个体数量越丰富，能量与物质流动途径越复杂，相应地系统自我调节能力越强，更易达到稳态，且不易被破坏。由此可见，在一定程度上，丰富参与基础研究主体的多样性，提升社会各界对基础研究活动的参与程度，也是保障基础研究生态系统正常运行的重要举措。

6 结论

基础研究活动集聚了高校、科研院所、企业等多种主体，以及科学文化、政策体系、法律法规、评价机制、国际环境等诸多环境因素，存在能量和物质流动过程，具有典型的生态学结构。基础研究生态系统是在生态系统的理论框架内对基础研究活动进行考察而得到的新的理论观点。该理论从生态学角度出发，考察基础研究生态系统的内涵与结构，认为该生态系统具有复杂性、自组织演化、可控性、边界模糊性的特点，并从系统运行动力、能量来源、能量流动以及运行保障四个方面分析系统运行过程。本文对基础研究生态系统进行了初步探索，以期丰富基础研究的相关理论，为基础研究相关政策的制定提供新的视角与思路，强化基础研究环境建设，从整体入手逐步实现中国基础研究能力与水平的提升。