20世纪以来，特别是二战以后，科学知识以前所未有的速度增长。科学知识迅猛增长主要由于下面三个方面因素的推动：1．学科交叉融合。跨学科研究、学科交叉研究不断开拓出新的研究领域，促使新兴学科不断涌现。此外，传统学科不断分化出新的分支，孕育出许多新学科生长点。2．研究方法与手段的进步。先进现代实验与计算方法、技术和手段的运用，使科学研究能力大大增强，并且还原论与整体论相结合，微观研究与宏观研究方法相结合，不断创新科学研究的方法论，使人类不断突破传统研究的极限。3．科学和技术的融合。科学与技术之间的相互融合、相互作用和相互转化，逐步形成一体的科学技术体系，极大地拓展了科学的研究范畴，促进了科学知识的增长。

 

但是，科学知识的快速增长没有使需要研究的问题减少，相反，摆在人类面前的问题同样急剧增长。从认识论讲，人类认识和发现问题的能力是随着其拥有知识的增加而增长的。另一方面，现代科学已不再是传统意义上的自然科学，尽管像组成物质的基本粒子、宇宙与生命的起源等问题仍是科学研究的根本问题，但科学现在研究的对象绝大部分是人类所创造出来的问题。

 

人类创造问题的能力远大于其解决问题的能力，人类没有能力解决所有的科学问题，科学研究的疆域是没有边界的。但是，因为人类的科学研究能力不足，难以跟上科学发展的要求，科学问题的增长给科学研究带来很大的挑战。这一问题需要引起深思，由此衍生的问题值得深入研究。

 

影响科学研究能力的因素主要是科研资金投入量、科研人员的数量与素质以及科研基础设施状况。其中，科研资金的投入量最重要，它不但决定科学研究的开展程度，而且决定科研人员数量，决定着科研基础设施的先进程度。

 

近几年，全世界每年研究与发展（R&D）的投入在7000亿至7500亿美元左右，占当年全世界GDP的2%左右。在R&D的投入中，像美国及欧洲发达国家也仅有1/6左右用在基础研究上，发展中国家则更低，全世界在科学研究上的投入远低于花在武器或毒品上的费用。而且，值得关注的是，在R&D的投入中，商业机构的投入已占主导地位，而商业机构投入的主要目的并不是基础科学研究；更值得关注的是，占科研投入绝大比例的西方国家正失去资助基础研究的兴趣。大量的科研项目申请得不到资助，美国国家自然科学基金会项目申请的资助率仅为25%左右。全世界的科学家都感到科学研究的经费不足，尤其是从事基础研究的科学家。法国科学家甚至为此走上街头，抗议政府基础研究经费的投入政策。

 

在市场经济社会，科学家尤其是从事基础研究的科学家，工作要求高，经济收入水平仅在中产阶级行列，其职业并不特别具有吸引力，世界主要发达国家都面临着青年人对科技工作兴趣下降的问题。加之科研经费投入有限，科研人员的数量不可能十分充足，在一些学科上，科研人员数量不足的问题更加突出。虽然对是否存在科技人员短缺问题还有不同意见，但主要发达国家都面临着一段时间内科技人员退休高峰的挑战，美国这方面的问题更加显著：30%的大学教师年龄超过55岁，45岁以下的教师仅占36%。与此同时，现代科学研究对科研人员素质也提出了挑战。很多现代科学问题具有复杂性、非线性、多学科交叉性、技术依赖性等特点，对科学家及科学家团队提出很高的要求。科学家及科学家团队要具有多方面的知识积累，要掌握先进的研究手段，要有丰富的工作经验，要能够协同工作等等，才具备从事高水平科学研究工作的能力。科研工作者在整体上能否适应科学发展的要求，这方面尚未见到专门的研究。而笔者认为，科学发展对科研工作者素质的挑战比数量的挑战更大。

 

科学的发展对科研基础设施不断提出更高的要求。美国拥有世界上最先进的科研条件，但在过去10年，美国自然科学基金会（NSF）、国家科技委员会（NSTC）、国家健康研究院（NIH）、国家航空航天局（NASA）的调查研究显示：科研基础设施的需求与供给之间的差距持续扩大，美国的科研基础设施未能满足科研发展的需要。在当代，建造和维护科学研究基础设施需要投入当量的资金。美国国家科技委员会（NSTC）在2003年发布的报告认为：在过去10年内，美国对学术研究基础设施的投资没有跟上飞速改变的技术、飞速增加的研究机会以及飞速增长的用户数；国家科学基金用于基础设施的预算太少，仅占22%。很多大型科研基础设施由于其本身的复杂性以及资金投入、技术、人员、管理等方面的要求，远非一个国家所能完成，目前一些大型科研基础设施通过国际合作进行建设。然而，从人类共同面对重大科学问题的角度，这方面的工作仅仅是刚开始，还远不够深入。

 

影响人类科研能力的还有制度、文化等方面的因素。另外，科学技术的教育、大众的科学爱好等，也对人类的科研能力有影响。除了科学发展对人类的科研能力提出新的要求，人类社会生存、发展还有很多重大问题，如气候变化、自然灾害、疾病、环境污染、资源紧张等等问题，迫切需要人类通过科学研究能力的提高，去研究、探索解决的途径。（作者为北京交通大学教授）