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自然科学基础研究项目的管理必须适应其探索性和不可预测性
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自然科学中的所谓基础研究就是以自然现象形成原因为研究对象的科学研究。其研究成果就是对自然现象形成原因提出解释，也即所谓的理论，其表现形式就是研究论文的发表。这是国家自然科学基金资助的主要对象，也是国家重点基础研究和发展规划项目和攀登项目的主要资助对象。但是此类基础研究的水平在一定程度上反映一个国家、一个地区、一个大学、一个科研单位的科研水平，也反映了它们潜在的生产力水平。而相关国家管理部门对此类项目的管理水平和管理方式又直接影响着此类项目的完成情况，也可以说对此类项目的发展起着导向作用，因此很有研究的必要。本文将从被管理者的角度对此作一些探讨，以供管理部门的领导们参考。
1．自然科学基础研究的研究对象
自然科学基础研究（以下简称基础研究）的研究对象是自然现象的形成原因，如人类的起源、生命的起源和进化、宇宙的形成和发展、地球的形成，苹果为什么会从树上掉下来，植物为什么是绿色的，花为什么会五颜六色，花是怎么形成的，千姿百态的叶子又是怎么形成的……也就是我们平常经常说的诸多自然现象形成的“机理”或“机制”二字。这种研究随着时代的的发展和研究的逐步深入，研究的对象也在不断深化、发展。以作者熟悉的植物学为例，最早人们只是出于对植物的兴趣，或者为了寻找食物或药物，为了认识区别植物，就要描述植物各部分的形状，这就是植物形态学的发生。在此基础上人们又想了解植物体各部分是由什么组成的。就是在这种探索中与对动物的类似探索中发现了细胞，提出了细胞学说。在对生物是从哪里来的问题的探索中，达尔文经过环球考察和对考察结果的分析提出了生物进化论。另一方面，Mendel(孟德尔)在对子代为什么会与父母代有许多相似之处的思考中经过豌豆杂交实验及对实验结果的科学分析提出了颗粒遗传理论。G. Haberlandt又根据细胞学说有关细胞是组成生物的基本单位的理论，推测出生活细胞可以发育为完整的植物体，这就是细胞的潜在全能性学说。后来的DNA双螺旋学说也是在对遗传理论的不断探索中得出的。现在正在各个领域进行着更加深入的研究，如现在在植物发育生物学中有关细胞为什么会自杀-编程性死亡，这种死亡程序是由哪些基因编制而成以及怎么编制而成……总之，这类研究的对象并不是解决人类各种生产或生活中尚未解决的问题，因此研究的结果也不会产生与人类生产或生活直接相关的新技术。其研究结果只是对有关自然现象作出科学的符合实际的解释，即提出相关的假设或理论，其表现形式就是在相关杂志上发表论文。当然一个重要理论的提出和证实会引起一系列重大的的技术革命和革新，但那还需要一系列在此类成果的基础上进行的另类科学研究，即应用基础研究和应用研究、新技术开发研究等。不过，也正是由于这种潜在的引起新的技术革命的可能性，现在的研究者已不完全是在兴趣的驱使下进行研究，资金的来源更不是自己掏腰包，而是由国家、地方或企业集团根据其未来产生新技术的可能性大小进行风险投资，研究者根据自己的兴趣利用这种资金进行研究。
2．基础研究的探索性和取得成果的不可预测性
基础研究的研究对象就决定了其研究特点。由于研究的是自然现象形成的机理，其探索性和所取的结果的不可预测性就比新技术、新方法的研究大得多。正是由于这种探索性和取得成果的不可预测性，极少能使其整个研究路线按预定计划进行，而多数情况下要中途改变研究计划。这种改变往往是重大的改变，而且往往意味着新理论的创立，改变的愈大所创立新理论的创新性也愈大。这是因为我们原来对某一自然现象的认识（假说、理论、模型、公式等）来自于原来的实践（对大量有关现象的观察、研究、试验等），因此并不能函盖一切未来的实践。所以在未来的实践中必然会出现一些不符合原来的认识的现象，即不符合原来的假说、理论、模型、公式等的现象。也正因为如此，才有实践→认识→再实践→再认识的认识规律。现以我自己的研究经历说明这一点，当1978年我刚听说杜仲剥皮后可以再生新皮时，我和我的老师都跟据当时的植物学知识推测，可能杜仲比较特殊，剥皮后树干中的分生组织－形成层留在了剥皮树干的表面，由此形成层活动产生了新的树皮。但当我们对杜仲剥皮再生过程进行解剖学研究时，发现杜仲剥皮时只有很少的形成层细胞留在了树干表面，而且这些细胞和其它暴露在表面的细胞一起很快栓质化死亡而形成保护层。事实上是由较深层的未成熟的木质部细胞恢复分裂直接形成了新的形成层。开始时我和我的老师都不相信这一结果，于是第二年又剥了更多的树，做了更大量的切片，结果证明确实如此。这才在我们的文章中提出了杜仲剥皮后是由深层未成熟木质部细胞恢复分裂产生新形成层的理论。后来为了证明此理论的普遍性，我和我的学生们又对几十种植物进行了实验研究。当我在我家的院内剥了两棵核桃树作实验时，按我对杜仲剥皮再生研究中的认识，剥皮后一个月时看到树干表面已再生了很厚的新组织细胞，只不过其表面比杜仲绿得多，没有多想就把包裹的塑料薄膜揭掉了。没想到揭膜后不到一周，整棵树就死了。这就说明对杜仲的认识不完全适用于核桃，初步分析可能是核桃的再生新皮分化较慢。为了搞清是不是慢，以及为什么慢的问题，第二年又剥了几株，并延长了包裹塑料薄膜的时间，并对第一年死的和第二年没死的都做了解剖学研究。研究结果表明，核桃树皮剥落的位置与杜仲不同，由于其木材的孔较大，树皮是从未成熟木质部中剥落的，表面不仅没有留下形成层细胞，就是留下的未成熟木质部细胞也不多。这些细胞不分裂或分裂少数几次后就栓质化而死亡，参与了保护层的形成。而更靠里的细胞已是接近成熟或已成熟的木质部细胞，已失去了脱分化形成形成层的能力。由这些研究结果和随后的更深入的研究，我们在文章中提出了细胞分化的阶段性和其间存在一临界期的假说。当从动物细胞生物学中引入细胞程序死亡的概念后，又假设死亡程序的启动可能是细胞分化的最后阶段，并假设细胞死亡程序的启动可能就是细胞分化临界期的结束。当我们对杜仲未成熟木质部细胞在剥皮后的脱分化过程进行超微结构研究和细胞程序死亡检测时发现，死亡程序进行到较后期的未成熟木质部细胞还能脱分化，这就再一次证明我们原来的假设有误。从而又把这一假设改为“细胞分化的临界期可能处于细胞死亡程序执行中的某一阶段。……这一过程就充分说明，虽然我们每一个研究开始前都有一个假设，但研究结果却很少有完全证明原来的假设的，要么原来的假设全错，要么原来的假设部分错，当然全错的机会也不多。也可以说绝大多数研究中都会出现失败，而且对这些失败的总结，往往会带来理论上的更大创新。这就是成语“失败是成功之母”的哲理所在。在我二十几年的研究生涯中只有一个研究课题基本证明了我原来的假设。也正因为如此，在基础研究的过程中，改变原有的研究计划是常有的事。而且这种改变往往会带来更大更重要的创新成果。
与此不同，新技术、新产品的开发项目虽然也存在不确定性和不可预测性，但相对于基础研究项目来说就小得多。这是因为多数情况下，这种项目是在现有的理论指导下进行的。因此可基本按原定计划进行就可完成，当然执行中也会有小的失误，需要对原计划进行修正，但一般不会有大的修正。如果出现了较大的误差就说明原有的理论存在问题，进一步的研究就应属于应用基础研究了。而应用基础研究的探索性和成果的不可预测性就与基础研究相似了。
与基础研究相反，工程设计和施工项目的实施中就不允许改变计划和设计，因为这种项目必须按已证明无误的理论、公式进行，设计完成后的施工过程更要严格按设计进行，一旦随意修改设计就可能造成严重的质量问题。这也就是近年来在土木工程中出现豆腐渣工程的主要原因。
3．基础研究在新技术形成中的作用
虽然基础研究成果本身并不直接形成什么新技术，但在其成果－新理论的指导下却可产生众多的用途广泛的新技术。一个新理论的产生会引起一系列的技术革命，正是在能量转化和能量守恒理论的指导下发明了各种发电技术和各种能源驱动的机器；在光的两重性理论的指导下发明了现在的各种光学仪器；在植物营养理论的指导下发明了现在农业上不可缺少的化肥。同样，如果没有遗传理论和细胞学说的建立和发展，就不会有现在农、林、牧业中的应用至今、深刻影响了人类生活的常规育种技术的发明和发展、及广泛应用；如果没有遗传理论、细胞学说和细胞的潜在全能性学说的提出和不断发展、逐步完善,就不可能有今天的生物技术。……总之一种新理论的提出和证实对社会进步和发展的影响是巨大的、长远的，是任何新技术所无法比拟的。尽管爱因斯坦相对论的提出证明了牛顿力学三大定律只在一定范围内适用，但至今它还在指导着诸多领域新技术的发明和改进。遗传理论、细胞学说的提出和不断发展、逐步完善不仅指导了农林牧业上杂交育种技术的发明和发展，也指导了辐射育种、化学诱变育种、多倍体育种和单倍体育种等诸多育种技术的发明和发展。现在医学上采用的试管婴儿技术和性别鉴定技术、遗传病的诊断和治疗技术也是在这些理论指导下产生的，就是现在方兴未艾的转基因技术和克隆技术的诞生和发展也是在这些理论的指导下发生、发展的。由细胞学说衍生出的细胞潜在全能性学说和由遗传理论衍生出的DNA双螺旋理论更是现代生物技术中基因工程、细胞工程、克隆技术的指导思想。而且这些理论还有一个共同特点，就是无论这个理论的提出者是植物学家还是动物学家，他们的理论都证明对植物、动物和微生物都适用，也就是说适用于整个生物界。第一个提出遗传理论的是研究豌豆杂交的Mendel，50年后许多植物学家和动物学家重新发现和发展了他的理论，细胞学说是植物学家M. J. Schleiden和动物学家T. Schwan差不多同时提出的，细胞的潜在全能性学说也是植物学家G. Haberlandt提出的。这就告诉我们一个道理，最具原始性创新的理论的适用范围是远远超出提出者的研究范围的，它的适用时间几乎是无限的，当然其中还包括了后人的不断发展和完善，因为对绝对真理的认识过程是无限的，每一个科学家只能认识其中的一部分相对真理。以上事实说明，现在的基础理论研究早已不是王孙公子们根据自己的好奇和兴趣进行的高级游戏，而是将深远影响人类社会发展和进步的伟大事业。因此对此类项目的投入和管理就具有了巨大的社会意义。
4．基础研究项目的管理必须适应其探索性和成果的不可预测性
任何科研项目的管理都必须适应其特点，否则不仅不能促进科研的进展和成果的获得，反而会阻碍科研的进展、打击科研人员的积极性，对科研事业造成不可弥补的损失。例如对一个工程项目，如果管理者不严格按原设计对施工情况进行检查，可能就会造成严重的工程质量问题。而与此相反，如果对基础理论项目也如此管理，就可能不仅不能促进创新成果的获得，反而可能打击创新的积极性，阻碍创新成果的获得。这是因为，在科研项目执行前所提出的假设只是根据以前自己和别人的实践推测出的，不符合实际的可能性很大，验过程中发现原来的假设不对是常有的。而且这种实验的失败往往意味着将有新的更大创新理论的出现。这时如果根据实验结果，改变原来的计划，就有可能获得更大更新的创新性成果。如果管理部门在对该项目的中期检查中因实施者改变原计划而判为不合格而停止资助，那么就有可能将那更大更新的创新性成果扼杀在摇篮中。如果研究者为了继续获得资助而弄虚作假，就可能促成科研道德的沦丧，虚假成果的出现。而且在实际操作中，这种虚假成果往往因为符合一般人的认识很容易检查通过。如果科研者对自己的实验结果充满信心，又是具有高尚科研道德的人，他可能去尽量说服项目管理者，就是说服失败，他也会在艰难环境中继续自己的研究，但那就不知要将成果的获得推迟多少年。如果这种情况发生在完成项目的验收中，同样会造成科学上的悲剧。因为任何创新都意味着违背常理，很难为按常理思维的人接受。如果因研究者没有按原计划完成，而是按改变的新的计划作出了新的成果而被否定之，那就更会打击科研者的创新积极性。
综上所述，基础研究项目中获得最具原始性创新成果的，往往是在科研过程中根据实验结果修改了原计划的项目。因此在这类项目的管理中就不能把“是否完成原计划”作为中期检查和终期验收的重要指标。对那些在研究过程中因有新的发现而改变原有计划从而有可能获得更大更新成果的项目，不但不应给打低分而停止资助，而是应给最高分“优”，还要在可能的条件下加强资助强度。而对那些只是按原计划完成再没有新的发现的项目只能给“良”的成绩，维持原资助强度，甚至根据进展情况（不可能有新的突破的）适当减少资助。只有这样，才能在基础理论研究中不断取得原始性创新成果。
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