在世界百年未有之大變局下，科技強國建設已成為我國未來發展的必然選擇。建設世界科技強國，離不開基礎研究的源頭供給。客觀認識基礎研究的內涵，科學遵循基礎研究的特點，精心籌畫基礎研究發展，對於打造科技核心競爭力、構築先發優勢、蓄積長遠發展原動力，具有重要戰略意義和現實意義。
基礎研究的概念及其內涵演化
19世紀初，美國出現了fundamental research的概念，最初是在農藝學中提出來的，是指育種過程中存在的一些植物生理學方面的基礎問題。基礎研究作為科學政策的辭彙，則首先使用於英國1916年新成立的科學和工業研究部，提出的目的是為了更好地促進工業研究。顯然，當時的基礎研究是指服務於具體目標的基礎問題，並不是指純科學。
現代意義上的“基礎研究”概念最早出現於美國人範尼瓦·布希於1945年發佈的《科學——無止境的前沿》報告。該報告是遵照羅斯福總統的要求，基於二戰科學研究與開發的空前成就，就如何在和平時期發揮科學的作用而組織開展的諮詢研究成果。在報告中，基礎研究被描繪為沒有明確應用背景、以好奇心所驅動的科學研究。布希認為基礎研究導致新知識，最終不可避免地導致新的應用，因此是技術進步的先行者，並提出了“基礎研究—應用研究—產品開發—生產經營”的科學研究線性模型。布希關於科學研究的線性模型深刻地影響了美國乃至世界各國制定科學技術政策的戰略目標，基礎研究得到越來越多的關注，到現在已經被認為是科學技術突飛猛進的動力和源泉。我國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》指出：“基礎研究是高新技術發展的重要源泉，是培育創新人才的搖籃，是建設先進文化的基礎，是未來科學和技術發展的內在動力”，應給予基礎研究高度的重視。
為了更清楚地認識科學和技術活動，經濟合作與發展組織（OECD）曾經給基礎研究下了一個標準定義：基礎研究是為了獲取現象和可觀測事實背後的新知識所做的沒有特別應用或用途的實驗或理論工作。在此概念下，基礎研究還可以進一步細分為純基礎研究和導向型基礎研究，前者沒有應用方面的考量，而後者有應用的背景。然而，這樣的定義太強調主觀意圖和對應用可能性的判斷，因此並沒有得到普遍的認同。
20 世紀80年代以來，各國政府主動引導學術研究與產業發展需求相接軌，在國家創新體系的框架下將基礎研究與國家戰略及產業發展密切結合起來。在國家目標的指引下，基礎研究的內涵得到了豐富，應用基礎研究成為各國政府關注的焦點。比如普林斯頓大學教授斯托克斯在“純基礎研究”概念的基礎之上，提出了“應用激發的基礎研究”即“巴斯德象限”的概念。
應用基礎研究與基礎研究的區別，不僅在於前者有明確的應用目標，解決技術、產品及應用背後的基礎性理論和方法問題，支撐和引領相關應用的發展，而後者不考慮應用目的，在研究內容上也有差別。雖然兩者都是研究認識自然界現存規律，但基礎研究重在對自然界普遍規律的認識，而應用基礎研究則著重把自然界普遍規律引伸到對某一應用目標的特殊規律的研究。應用基礎研究，一方面以基礎研究的理論成果的應用、轉化為己任，充當從基礎研究到應用技術研究以至開發研究的橋樑；另一方面，又從應用技術研究、開發研究中引入新的共性問題，把生產實踐中存在的共性問題上升為理論，開展必要的新理論和新知識的探索，豐富和深化基礎研究工作的內涵。
當前基礎研究發展的特點
從現代基礎研究發展規律和我國基礎研究工作的現狀來看，以下幾個特點需要重點關注和準確把握。
一是“雙力驅動”是現代基礎研究的基本特徵，目標導向的基礎研究發揮著越來越大的作用。基礎研究所研究的科學問題包括科學自身發展和經濟社會發展“兩個來源”，其發展受到“雙力驅動”，既有來自科學系統自身不斷拓展和深化的內部需求動力，也有來自經濟社會發展需要的動力。從上個世紀開始，開展基礎研究的目的，已逐步從單純滿足科學家深化對自然現象和規律認識的興趣，轉向更加注重服務於人類社會發展和國力競爭的需要。因此，在基礎研究管理工作中，一定要準確全面地理解“雙力驅動”的實質和內涵，防止將兩種動力因素割裂開來，以更好地促進基礎研究的發展。
二是基礎研究的組織化程度越來越高，自由探索仍然是科學發現的基本途徑。基礎研究具有長期性、艱巨性，不確定因素多、風險大。通常需要多年以上的持續探索積累，越重大的突破，孕育的時間可能越長。同時，基礎研究的成本日漸提高，需要依賴更多的支持，重大科學成果往往是集體努力的結晶。平均而言，從20世紀初到20世紀末，科研團隊的規模幾乎翻了兩番，而且這種增長趨勢持續至今。如今很多基礎研究問題的研究，需要更多的技巧、昂貴的科研設備和龐大的研究團隊，才可能取得突破。
在國家經濟社會發展戰略需求已成為基礎研究主要導向的今天，以現有的知識和技術，難以預測在什麼時候，在哪些具體領域，出現什麼具體的突破，必須依靠科學家充分發揮想像力和創造力，依靠科學家對科學前沿的敏感性進行自由探索。無論是“自上而下”的選題，還是“自下而上”的命題，真正有所發現、有所創新，都必須保障和依靠科學家的自由探索。
三是不同學科都包含基礎研究，同時其基礎研究體現著相應學科的特點和差異。基礎科學、應用科學、技術科學，是對自然科學門類的劃分；基礎研究、應用研究、試驗發展，是對研究活動屬性的劃分。任何門類科學都包括這些屬性的研究。基礎研究不僅包括面向學科發展（基礎學科、新興學科、交叉學科等）和科學前沿的研究，也包括面向國家戰略需求的研究。同時，不同學科領域的研究工作在驅動力、選題來源、團隊規模、對資源體量和支撐條件需求、產出形式等方面存在巨大差異。如，純數學研究主要依仗研究人員的個人能力和堅持不懈，應用數學則非常強調與相關領域的深度融合；高能物理和天文學研究非常依賴大型儀器裝置，強調科學問題牽引的大團隊攻關，平臺型和工程化特點突出；化學作為物質實現的中心學科，輻射產業的能力強，對研發支撐條件的要求高等。
四是學科交叉成為基礎研究重大突破的方向，學科均衡協調發展是實現重點跨越的科學基礎。當代科技發展日新月異，研究對象的複雜性不斷增強，現代科學研究領域不斷細分和融合，許多學科之間的邊界變得越來越模糊。以學科為單位的研究正在突破彼此的邊界，各學科正在以科技前沿問題為導向重新聚合，學科間交叉融合、相互滲透的趨勢日益明顯。
學科均衡協調發展是實現學科交叉的基礎，也是實現重點跨越的重要條件。建設比較完備的學科體系，是實現交叉與融合、推動科學技術進步與創新的重要前提。如果各學科不能均衡發展，個別弱勢學科或落後學科就可能制約科技的整體發展，影響對複雜對象的深入研究，影響對科學規律整體認識的深化。
夯實科技強國建設的知識基礎
科技強國有兩層含義，不僅是指在科技創新領域的世界強國，還體現在通過科技創新實現國家強盛的目標。科技強國建設是一個系統工程，需要從經濟、教育、科研、文化等各個方面系統推進。就基礎研究而言，關鍵需要突出以下三個方面的內容。
一是突出科學問題引領。科學問題是基於現有科學知識基礎、為解決未知而提出的任務。重大科學問題的提出, 蘊涵著問題的指向、研究的目標和求解的應答域，必然會引發一大批科學家去研究、探索和解疑,因此也塑造著科學發展的方向，為基礎研究提供動力。從來源上看，科學問題既包括面向世界科學前沿的原創性科學問題，也包括從國家安全、產業發展、民生改善的實踐中凝練的基礎科學問題。
二是根據科學問題的來源不同分類組織。對於來源於世界科學前沿的科學問題，建立高度的競爭擇優機制，並在此基礎上給予穩定持續支持，通過國際接軌的管理、研究、評價、支撐以及人才培養體系，打造有利於原創的生態環境。對於來源於經濟社會實踐中凝練的基礎科學問題，將成本、相容性、時間、標準等市場約束條件下的技術需求與科學理論有機結合起來，加強協同與集成，推動科學家、企業家和工程師協同攻克“卡脖子”技術背後的相關技術科學問題。
三是創新科學研究方法手段，加強科研基礎設施平臺建設。加強基礎學科與機器學習、深度學習等人工智慧方法的深度結合，發展數據驅動型科學研究的基礎演算法模型、複雜系統的電腦模擬以及相應的通用技術方法，促進一批新領域的湧現。強化基礎研究相關的大數據平臺、資訊庫、高端儀器和裝備研製、工具軟體研發、檢測和分析平臺等相關平臺建設，建立相應的共用機制以及政策保障制度。