科學進展往往需要幾代專業人士工作成果的累積，要求直接的實際回報會阻礙科學進步。

1913年春天，馬克斯·普朗克（Max Planck）和奧托·能斯特（Otto Nernst）兩位日後的諾貝爾獎得主來到了蘇黎世。他們的使命是勸說瑞士最受尊敬的年輕物理學家阿爾伯特·愛因斯坦加入他們位於柏林的研究所。在他們三人討論時，普朗克詢問了愛因斯坦當前的研究工作。愛因斯坦回答說，他正在思考新的引力理論，如果他能徹底解決這一問題，那麼這一理論將取代科學史上最著名的理論——艾薩克·牛頓的萬有引力定律。

普朗克對這位年輕人深表同情。“作為一名前輩，”他告訴愛因斯坦，“我必須建議你放棄它。首先，你不可能成功；其次，即便你成功了，也沒有人會相信你。”

當然，普朗克錯了。愛因斯坦在兩年後完成了廣義相對論，而在1919年，這一理論的驗證更將令他聞名全世界。

然而，普朗克在某種程度上的確是正確的。愛因斯坦耗費八年時間、在屢次失敗後才最終獲得正確答案。雖然他已經因狹義相對論、光電效應等方面的工作成為眾人皆知的著名物理學家，他這種大膽的新觀點卻幾乎被所有的物理學同行忽視了。20世紀20年代末到50年代末，廣義相對論就是一潭死水，似乎只是個純理論，與現實世界中的所有重要的事情毫無干係。

當然，現在廣義相對論無處不在：它可以解釋整個宇宙的結構與歷史，也具有真實而獨特的實際應用。就連你口袋裡的智慧手機也會涉及到廣義相對論：GPS應用程式就是依賴於廣義相對論才能將你指引到目的地。

然而，在長達半個世紀裡，廣義相對論都是如此蕭條。如果科學的目標只是從自然世界中尋找能夠令人類從中受益的知識，那麼無論在什麼時期，暫停或取消對愛因斯坦及其科學追隨者們的支援似乎都是明智的選擇。

長久以來，美國都以擁有世界上最成功的科研建設為榮，這一切幾乎都是由聯邦政府的資金建立和維持的。如果科學家無法闡釋科研成果的直接價值，他們申請這類資金時就會面臨著巨大壓力，而那些似乎缺少實際應用價值的工作有時也會遭受廣泛的蔑視。2008年，薩拉·佩林（Sarah Palin，時任阿拉斯加州州長，前共和黨副總統候選人）曾公開嘲諷了一筆用於在法國研究果蠅的聯邦撥款。她認為這項研究毫無意義，但實際上，這是一項針對威脅加州橄欖種植的農業害蟲研究的組成部分。就在去年11月，俄克拉何馬州共和黨議員詹姆斯·拉福德（James Lankford）還抨擊了冰川研究以及壓力在藥物使用中的作用的研究。

“要麼值當，要麼不做”，這種實用主義的刺激比簡單地強調科研太費錢帶來的影響要大得多，它可能會透過一種潛移默化的方式削弱整個科學共同體。對人類而言，科學作為知識的主體是強大、有價值和必需的，但獲得這些科學知識的過程卻是奢侈浪費的——必然如此，甚至必須如此。

課本中的知識是成熟的、成體系的，但產生它們的過程卻是無法完全事先規劃並管理的。科學是一系列思想和行為方式的總和，有時一些喜人的研究結果會從中出現的，但失敗，即所謂的“浪費”時間，也是過程中固有的一部分。在科學過程中，科學家必定要忍受幾年甚至幾十年的不確定性，才能揭示許多發現的真正含義。

當前學術界的最大挑戰，就是要在諸多的新舊危機中維持前進，這些危險可能要比打亂單個課題或研究專案更令人恐懼。由於唐納德·特朗普對於NASA氣候研究的威脅、對於反對疫苗活動分子的接觸以及他的副總統對年輕地球創造論的深信不疑，特普朗作為總統的言行已經引發了人們對於美國科研事業前景的巨大恐懼。我們仍不清楚，在接下來的四年裡，聯邦政府的科研預算在最低限度上會作何發展。

早在特朗普上臺的前幾十年，短期內無直接應用價值的研究難以獲得資助的困難就已經存在，因為兩個政黨一直在削弱對基礎科學的資金投入。用於科研與開發的總聯邦資金從1976年國民生產總值（GDP）的1.2%降至2016年的0.8%以下。即便是與人類健康最密切相關的研究——美國國立衛生研究院（NIH）資助的生物醫藥研究，其資金在2003年達到頂峰後，也於2012年受到超過20%的削減，進入了停滯階段。2000年，提交至國立衛生研究院的課題僅有超過30%得到了資助。截至2014年，這一數字已降至18%。

我們無法知道自己到底損失了什麼，因為資助的裁撤，可能有很多科學發現就這樣被我們錯過。在任何財政緊張的條件下，資金支援總是會傾向於會交付有清晰、實用、立竿見影的產出，並且看上去保險的研究。對於研究者和資助者雙方而言，所有的資助都會傾向於支援議員拉福德不會取笑的研究。

但歷史告訴我們，當可能失敗的科研工作遭到排擠時，面臨風險的又會是什麼。

20世紀60年代初，年輕的生物學家托馬斯·布洛克（Thomas Brock）來到了黃石國家公園。他知道這裡的熱泉富含光合微生物，他想了解這些微生物的生態學——這些微小的生命體在如此純淨的環境中究竟是如何相互作用的。這項研究純碎是出於布洛克對穩定微生物群落的好奇心。儘管如此，1965年他開始對在黃石國家公園Octopus泉外流渠道的熱水中注意到的一些粉色絲狀體感到好奇。這些物質原來是能夠在近乎沸騰的熱水中存活的細菌，這可是人們認為完全不適宜生存的環境。第二年，在本科生研究助理哈德遜·弗裡茨（Hudson Freeze）的協助之下，布洛克又在泉水下游發現了另外一種微生物，這種微生物僅生存在比前一種細菌生存環境稍微低一點的溫度中。那年秋天，這兩位研究者想方設法在實驗室中培養出了這種棲熱水生菌（Thermus aquaticus）。

自那年起，這類被稱作極端微生物的發現數量激增。它們可以存活在強酸環境、強鹼環境、岩石中、深海底、核廢料中，甚至聖經中羅得的妻子化成的鹽柱中。作為純粹的科學發現，這項工作十分出色，它揭示了一個比我們先前的想象要更為複雜、更為積極、更為普遍的生物世界。由於極端微生物的存在，科學家們已經將他們搜尋生命環境的目光擴張到了地球之外。多謝這兩位在黃石國家公園閒逛的生物學家，讓人類在宇宙中的存在顯得並不那麼孤獨。

然而，布洛克和弗裡茨的前期工作並不能代表極端微生物都夠帶來任何經濟利益。花錢請一群人去國家公園裡尋找粉色微生物很容易遭到嘲笑，這就和在法國進行果蠅研究一樣。

但是，如果這種觀點能夠阻止布洛克和弗裡茨對熱泉的好奇，那麼人類的損失就太巨大了。1976年，在布洛克發現第一種極端微生物的10年後，另一組科學家團隊在棲熱水生菌中發現了一種名為Taq聚合酶的分子，細胞能夠利用這種酶在已有遺傳資訊鏈的基礎上合成新的DNA分子。在水生棲熱菌中，這種普遍存在的分子工具展現出一種驚人的特性：正如它的親本生物一樣，Taq酶能夠在較高的溫度條件下發揮功能。

七年後的一個四月的夜晚，另一位年輕的生物學家有了頓悟。凱利·穆利斯（Kary Mullis）在此基礎上創造出了聚合酶鏈式反應（PCR）。PCR是一種成本低廉、反應迅速的過程，它能夠“擴增”一段DNA片段並按需創造出大量的遺傳資訊複製——其數目能夠在幾小時內達到數十億。這種程式現在已廣泛應用於整個生物技術領域，不論是基因檢測、疾病檢測還是古代DNA分析都離不開PCR技術。

此外，重中之重就在於：PCR過程需要在冷熱之間不斷轉換——這正是耐高溫的Taq酶的用武之處。正是這一點才令整個反應得以進行。這項耗時二十年的工作拯救了當今世界的許多人，而這一切都起源於兩個人對於熱泉的好奇心。

許多令人驚歎卻看似無用的基礎發現已經為人類帶來了意想不到的益處。有時候，一個問題會帶來出乎意料的樂觀結果，如關於珊瑚礁的研究導致了人工骨的發展，或者關於蝸牛運動的研究激發了爬壁機器人的靈感。又或者，整個領域的世界觀也會發生轉變，正如悉達多·穆克吉（Siddhartha Mukherjee）在其暢銷書《眾病之王》（The Emperor of All Maladies）所寫，幾十年來對細胞分化的基礎分子機制研究最終開始指導醫生的診斷和癌症的治療。

出於對直接回報的追求和堅持，這類看似無用的基礎研究很有可能被直接扼殺在搖籃裡。這種需求摧毀的不僅僅是單個課題，而是整個基礎科學領域的運轉方式。如果申請專案中哪怕帶有一丁點不考慮未來用途的理論研究內容都無緣獲得資金支援，那麼課題申請人可能就再也不會有這些奇思妙想了，他們的學生與合作者也將失望至極。在每次資金審批過程中，想象空間大、風險較高甚至是孕育著重大發現的專案可能就會逐漸消失。

隨著資金的減少，這種現象已有抬頭之勢。接下來的四年裡，我們或許要面對重重矛盾，尤其是氣候變化等政治上有所顧慮的領域。但是，哪怕特定鬥爭結束（比如保護機構預算，以及保衛NASA的地球遙感衛星等），更多敏感的、潛伏的危機將一直存在。科學是從容不迫的，它往往需要幾代專業人士工作成果的累積。要求直接的實際回報會粉碎科學創想，並年復一年、長期以往地破壞科研環境的發展。

長此以往，重建美國科研能力的過程將會愈發痛苦、昂貴和困難——而至少現在，美國科研仍是研究人類物質世界最強大的引擎。

本文作者 托馬斯·利文森是麻省理工學院的科學寫作教授，以及Ideas欄目的專欄作家。他的最新著作是《尋找祝融星》（The Hunt for Vulcan）。

謝邀。能不能得到回報是時間問題，沒覺得基礎研究就是在“浪費”錢，因為應用研究和開發研究都是建立在基礎研究上。也有很多人質疑基礎研究有什麼用？除了發發文章好像沒啥實際意義，但是就像很多歷史是實證告訴我們沒有電磁理論就沒有後來的電動機和無線通訊，很多知識和道理都是融會貫通的，就像經濟基礎決定上層建築，基礎是關鍵。我個人認為這種研究是值得的，但是需要時間去沉澱和檢驗。

可以根據結果論去看待這種做法，最終能帶來好的結果我們沒有人會去質疑它不值，如同一個企業做品牌推廣一樣的，不會帶來直接效益，但是隻要品牌做大做成功了之前做的一切浪費都變得有理由

問這個問題的人，不是缺乏科學頭腦，就是居心不良之輩，基礎研究，可以讓一個國家的潛力達到十年20年30，50年，甚至100年之後。沒有了基礎研究，那一切的科學發展都將是無根之水，所謂的知其然，而不知其所以然，你說基礎研究重要不重要？

基礎研究是一種拓寬認知的奢侈品，不僅對從事研究的人要求高，對社會經濟與文化的要求也不低（缺乏資金建立研究空間與工具，或社會認同度低都會挫傷研究者的積極性）。能被稱為科技的應用幾乎都是已然成熟的基礎研究，大部份人只注意到了科技成品，但不那麼容易察覺到這是多種基礎研究成果隨時間推移逐漸積累以至最終呈現的過程（這點上與人類社會的發展模式一樣，壞事總是一點一點的發生，直到達成累積臨界點便暴發）。

基礎研究不是一種易於預測結果的過程，它既沒說明書也沒旅遊指南。在一些偏冷的研究專案中，研究人員只是個聰明的瞎子，他有時會需要藝術家的靈感與哲學家的瘋痴才知道下一步該怎麼進行……如果真是這種研究的話，我們能讓他說出點什麼專案功利性來？如果你是吝嗇的資助者，那他可能會騙你……

正是基礎研究的這種知識的不確定性令它充滿魔力，但基礎研究在近代最大的推動者不是某個人，而是……原子彈！它讓人們真正認識到基礎研究所能產生的極致力量，以至於人們更喜歡有利或有力的研究專案，這不得不說有些諷刺。

值，當然值。

懂一點點經濟學，還是很有好處的。

現在，我們面前有兩項投資。投資甲，你要投10,000塊，一個月後收到10,050塊。摺合年利6%。投資乙，你要投10,000塊，10年後收到200,000塊，摺合年利35%。

按利率來算，確實投資乙更合適。但是如果讓你選擇呢？有經濟學家做過調查研究，收入不同的人在面對這個選擇的時候會有很不一樣的決策。低收入人群，更傾向於一個月後收到10,500，但高收入的人則更傾向於年利35%的10年期投資。道理也很簡單，相對而言，收入高的人群更能夠忍受“很長一段時間沒有回報”這樣一個“空窗期”，進而能夠選擇收益更高的長期投資。調查也發現，即使收入水平近似，不同人也會有不同的選擇，有人更能忍受長期投資帶來的空窗期。而之後的隨訪也表示，越傾向於長期高回報的人，越容易獲得更高的收入。

好，第一個例子說完我們再說一個。現在，我們面前有兩項投資。投資丙，你要投10,000塊，一年後的收益是500塊，摺合年利5%。投資丁，也是投10,000塊，但是一年後有50%可能收穫12,000，還有50%可能只能收穫9500，摺合年利15%，但是帶有風險。

按利率算，投資丁更合適。但如果讓你選擇呢？也有經濟學家做過調查，收入不同的人在面對這個選擇的時候會有很不一樣的決策。低收入人群更為懼怕風險，進而會選擇風險低但收益也低的丙；高收入人群則不那麼懼怕風險，傾向於選擇風險高但收益也高的丁。這也很符合直覺。

說這兩個經濟學研究，是為了說明什麼呢？我們先看科學研究：

投資週期長：歷史上有很多研究，在成果提出上百年之後，才逐漸進入應用領域。可以說這是人類歷史上投資週期最長的投資了。

風險大：科學家做科學，都是走在人類認識世界的前線，面前是萬仞高山還是萬丈深淵，沒人說得準。一個方向裡，幾個億幾個億的投資，有可能說打水漂就打水漂了。

回報率高：雖說很多投資都打水漂了，但哪怕少數的幾個研究能夠脫穎而出，進入市場，所帶來的收益都是巨大的，甚至是可能改變世界的。

再結合上面的研究呢？低收入人群更傾向於短週期、低風險、低收益的投資，高收入人群則會追求相對更長的週期、更大的風險以獲得更高的回報。某種程度上，這種意識上的差別也是造成人群收入差別的原因之一。

換成簡單的說法，就是：你覺得不值？人窮見識短啊！

當然，人窮未必見識短，見識短也未必窮。關鍵是，要有一個長見識。

黎曼在1854年左右創立了黎曼幾何，愛因斯坦在1916年左右發表了以黎曼幾何為數學基礎的廣義相對論，美國軍方在1958年開始的GPS計劃中使用了以廣義相對論為基礎的校正演算法，今天你開車的時候才能有一個可以幫你導航的地圖。

今天我們做的研究，可能有生之年都不會有應用。但是我們還有子孫後代啊，我中華民族還要富強百年啊！過去的時間裡，我們不重視長期收益，只看眼前利益，結果從1840年到1945年，被人顯示吊起來打，又是按地上錘，100多年都是下等人。現在我們還不容易站起來了，你就好了傷疤忘了疼？是不是再過100年，又要我們被人吊起來打？