政府资助的科学研究范围广泛，既包括对基本物理和生物过程的研究，也包括开发应用以满足眼前需求。鉴于资源有限，拨款机构总是倾向于将更大比例的资金投向后者。面对当今紧张的预算约束，优先支持那些短期回报显而易见的项目，这种倾向如今可能比以往更强。但屈从于这种倾向是错误的。科学领域一些最有用的突破，正是源于对基础研究的持续投入，或是其他无关研究的副产品。
事实上，评估任何研究项目的影响都很困难。正如哈佛医学院教授马克·柯什纳在《科学》杂志一篇发人深省的社论中所指出的：“我们或许能在好科学发生时识别出来，但重大科学成果只有在回顾时才能看清。”
即便是杰出的研究人员，在取得发现之时也可能低估其意义。我的大学微生物学教授萨尔瓦多·卢里亚于1969年获得诺贝尔生理学或医学奖时，曾以生动的方式表达这一观点：他向所有祝贺他获奖的人寄了一幅幽默漫画。画中一对年迈夫妇坐在早餐桌旁。丈夫读着晨报，惊呼道：“天哪！我竟因1934年似乎说过、做过或想过的某件事而获得诺贝尔奖！”
发现也可能从意想不到的方向出现：看似无关、晦涩的研究领域会意外交汇。法国生物学家弗朗索瓦·雅各布在2011年的一篇社论中，介绍了促成他获得1965年诺贝尔生理学或医学奖的研究。他的实验室一直在研究一种机制：在某些情况下，这种机制会使大肠杆菌突然产生细菌病毒。与此同时，另一个研究小组也在研究大肠杆菌，分析特定糖存在时某种酶的合成如何被诱导。
雅各布这样说道：“这两个系统在机制上看似相距甚远。但将它们并置，将为我们理解生命带来关键突破。”由此，“操纵子”概念应运而生：一组基因，其表达由相邻的调控基因控制。
另一个典型例子，既体现了基础研究的协同效应，也体现了其偶然发现的特性，就是重组DNA技术的起源；它是现代基因工程（有时称为“基因改造”，或GM）的典型技术。它源于20世纪70年代初多个基础研究领域的一系列发现，这些领域专业性强，且大多彼此无关。酶学和核酸化学研究催生了切割和重新连接DNA片段的技术。分馏程序的进步使DNA和蛋白质得以快速检测、鉴定和分离。对微生物生理学和遗传学的积累性认识，则使外源DNA能够被导入细胞并在其中发挥作用。
其结果是现代生物技术的诞生。在过去40年里，重组DNA技术彻底改变了包括农业和制药业在内的众多产业领域。它促成了针对传染病的疫苗，以及治疗糖尿病、癌症、囊性纤维化、银屑病、类风湿关节炎和某些遗传疾病等非传染性疾病的药物的开发。
另一个例子是杂交瘤的创建：在实验室中，将能产生抗体的正常白细胞与癌细胞融合而成的杂交细胞。研究人员希望结合癌细胞的快速生长能力与正常细胞决定产生单一特定“单克隆”抗体的能力。他们的目标是深入了解细胞突变率以及抗体多样性的生成。
然而，事实证明，这些能够无限增殖并产生抗体的细胞不仅有助于科学研究，也成为一种新颖的技术工具，可用于多种医疗和工业应用。事实上，这项技术促成了高度特异性的诊断检测方法，以及重磅抗癌药物，例如美罗华（利妥昔单抗）、爱必妥（西妥昔单抗）和赫赛汀（曲妥珠单抗）；此外还有阿瓦斯汀（贝伐珠单抗），广泛用于治疗癌症以及常导致失明的视网膜疾病。
在社论中，柯什纳对“将重要性等同于任何形式的医学相关性”这一“倾向”表示遗憾，并指出这导致针对非哺乳动物系统的研究被视为“本质上不如对人体细胞的研究有价值”。因此，简单但富有启发性的模型系统可能被忽视，基础科学与人类医学之间的重要联系也可能因此失去。
过去一个世纪对各种非哺乳动物模型系统的研究有力地证明了这一点。例如，对秀丽隐杆线虫这种微小线虫的研究，为细胞分化、神经网络、减数分裂和程序性细胞死亡提供了大量信息。对果蝇（黑腹果蝇）的研究，则显著推进了我们对孟德尔遗传学基础机制的理解。
各国政府投入研究的资金数额巨大。在美国，国立卫生研究院每年支出约300亿美元，国家科学基金会另投入70亿美元。官员们在决定如何使用这些资金时，明智之举是回顾过去，并资助推动科学不断前进的基础研究。
本文由以下机构合作发表： 辛迪加计划。发表本文并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
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作者：亨利·I·米勒是一名医生和分子生物学家，现任斯坦福大学胡佛研究所罗伯特·韦森科学哲学与公共政策研究员。
图片：一名研究人员在生物技术实验室工作，致力于开发杜氏肌营养不良症（DMD）的治疗方法。路透社/杰里·兰彭。
