随着科技革命和产业变革不断深化，国际科技和产业竞争日趋激烈，中国完成高质量发展、实现现代化的任务，要求科技创新必须为经济社会发展提供解决方案。如何落实这一战略任务，下好创新先手棋，抢占科技创新先机，前瞻布局、加快基于科学的新兴产业，培育先发优势的引领性发展，是极为重要的选项。
发展基于科学的产业是全球科技和产业竞争焦点
当代科技发展的重要特征之一是科学、技术、产业发展融合加深，基础科学理论突破快速对经济社会产生影响，甚至直接引领新兴产业发展。
从产业创新发展的知识基础角度，可将产业分为“基于科学的产业”和“基于技术的产业”。前者的创新发展主要依赖于科学理论突破；后者的创新发展更多地依赖于技术进步。一般来讲，现在比较成熟的能源交通、机械制造、轻工纺织等领域，支撑产业发展的主要技术体系，大体上是前几次科技革命奠定的科学（如电磁理论、电子信息理论）和技术（如燃烧、冶炼、加工）基础，这些方面的理论和技术在过去几十年也有相当的进步，但总体上产业发展主要得益于不断加快的技术进步，因此可称之为基于技术的产业。而近年被广泛关注的信息、生物、智能、量子等领域，是近几十年兴起的新兴领域，无论在理论上、技术上尚处快速成长的阶段，相关领域的产业发展，尚需要理论和技术的不断突破，特别是基础理论的突破，这类产业可以称为基于科学的产业。
进入新世纪，面对不断深入的新科技革命，全球产业已完成由上个世纪开始的技术经济长周期发展、进入大尺度转型阶段，众多产业原有技术体系和生产体系缺乏增长动能、面临转型压力，在信息通讯、能源动力、生产制造等领域，面临产业技术路线、发展模式的拐点。加之，全球化进入新阶段，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，国际竞争日益集中在科技和产业竞争上，甚至集中在科学研究的突破上，国家竞争力更多体现在是否能够把握科技发展方向、占领科技创新的先机和制高点。
因此，加强对基础研究和前沿技术创新，率先培育基于科学理论突破形成的新兴产业、未来产业，已成为当代国际竞争的焦点，也成为支撑中国高质量发展、实现现代化的基础性问题。
突破产业短板、培育未来产业重要突破口
改革开放40多年来，我国产业发展主要是通过引进消化再创新，利用国际先进技术，大力发展基于技术的产业，实现在家电、常规机械、船舶、轿车、高铁等领域的成功追赶和跨越。这条道路在很长时间内是可行的、成功的。上世纪前半期发生的科学革命，形成了现代科学体系，催生了信息、生物、核能等新技术浪潮的出现。在此后的半多个世纪，全球产业加速发展，主导技术不断升级、技术路线没有大的变化，加之技术全球流动，为我们对外开放、引进国际产业技术提供了基础条件。
当前，新科技革命和产业变革不断深入推进，国际环境发生巨大变化，我国产业发展的技术来源、技术路线都面临大的变化，传统产业转型升级遭遇技术障碍，未来产业进入技术“无人区”，核心关键技术买不来、无处可买，科学理论和前沿技术短缺成为突出矛盾，在诸如高端微电子、生物医药、新型功能材料、智能装备等领域，我国与发达国家仍有较大差距，面临严峻“卡脖子”难题。
之所以如此，重要原因是两类产业创新及发展规律有很大不同。基于技术的产业，发展的基本原理和技术路线大致是明确的，主要难点集中在技术、工艺、装备的突破上。而基于科学的产业，主要依靠重大科学理论的突破，带来原理、方向和技术路线、技术平台的重大变化，引发产业深度变革。由于我国基础研究相对比较薄弱、原始创新能力不足，因此基于科学的产业就成为我们发展的短板。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出，加快发展量子信息、生物科技、类脑智能、新能源、新材料、智能装备等未来产业，这些产业基本都属于基于科学的产业。量子信息产业的发展依赖于量子计算、通信、测量科学的进展。生物科技产业依赖于现代生命科学的新进展。类脑智能产业的发展，依赖于基础研究对于脑神经结构及信息处理机制的新认识。新材料产业的发展，依赖于基础研究对于固体材料中电子运动状态、原子的扩散、材料的形变、相变原理等的新认识。新能源诸如氢能产业的发展，依赖于氢能制取、储存运输、利用及安全理论的新进展。智能装备指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度融合，依赖于相应领域应用科学的更多进展。
特别是目前关注度比较高的高端微电子、智能制造等实际上都是基于科学的产业，它们既是当下我国的短板产业，也是打造长板产业的方向，是产业结构转型升级的关键。引起广泛关注的核心关键技术“卡脖子”问题情况极为复杂，由于国际竞争环境变化引起的产业链断供，急需我们在原有技术路线上加大创新的同时，并依靠科学理论的新突破寻找新的技术路线，明确新的发展方向。这些很大程度上都与基础研究相关。
把握基于科学的创新和产业发展规律趋势
科学理论进展催生新产业形成。在科学研究新进展的推动下，上世纪后半期形成的新兴产业呈现加快发展态势。生物科学的进展引发了生物工程、生物医药、生物农业、生物能源、生物制造等新产业的形成与发展；纳米科学的进展引发了纳米产业的形成与发展；大数据科学、人工智能科学的进展分别引发了大数据及人工智能产业的形成与发展。这些新兴产业将成为推动新工业革命的主导力量。
科学理论进展促进探索性技术创新。从科学假说、系统理论、应用基础、前沿技术，到核心关键技术、配套适用技术、产品开发、模式创新，一直到市场开拓、产业发展，包括极为丰富的创新活动。在传统创新的分析框架中，讨论的重点主要集中在从技术到产业的过程，即技术成果应用过程，急需将科学研究纳入其讨论范畴。
科学家直接参与创新活动。由科学家创办企业推动新理论新技术应用，是当代科技创新的新动向。诺贝尔奖得主牵头创办企业的案例就有不少。2000—2010年，有16位化学、生理或医学领域的获奖科学家亲自创建企业、商业转化诺奖科学成果。这类企业的特征是，科学家既从事基础科学研究，又深度介入商业性创新活动；科学家移植自己的研究成果，后续研究持续滋润企业的商业性创新。
科学理论与创新的结合极大丰富了创新系统。按创新的本源意义，创新是技术成果的商业应用，包括技术创新、产品创新、商业创新、流程创新。当代科技创新，科学理论直接介入创新过程，并具有先导性、决定性意义。这将直接推动科学与技术融合、科技机构与企业融合、科学家与企业家融合、自由探索与任务导向创新融合，因而是更为深刻的大范围的融合创新。
基于科学的产业决定了未来全球产业格局。目前看，发达国家得益于科学研究的领先，在基于科学的产业领域近乎于全面领先，后起国家基础研究普遍落后，难以在基于科学的产业领域与发达国家竞争。如果不能在新一轮产业格局构建中，在基于科学的未来产业上获得应有的位置，无论是曾经的发达国家还是发展中国家，前景都是令人担忧的。
