说到基础设施，我们通常想到的是国家行使职能和蓬勃发展所需要的种种设施和体系——公路、桥梁、隧道、机场和铁路。坑洼的路面和摇摇欲坠的高楼能让我们清楚地看到，提醒我们有必要采取措施。但是，知识同样也是一种基础设施，而且现阶段亟须得到关注。科学与技术是现代经济的基础，也是解决诸多重大环境、社会和安全问题的关键。受好奇心、自由和想象力驱使的基础研究，为所有应用研究和应用技术建立起了根基。就像我们必须打破对公路铁道小修小补的无尽循环一样，对知识的长期投资也是一项至关重要的工程。

受好奇心驱使的基础研究，曾为人类带来了真正意义上的颠覆性变革，计算机智能的快速发展和生命遗传物质的发现就是两个很好的例子。爱因斯坦在百年前提出的相对论理论，如今已被广泛应用在我们日常使用的全球定位（GPS）设备中。美国政府有史以来最漂亮的一次投资，也许要数美国科学基金会拨给谷歌搜索算法的450万美元经费——这笔投资的价值如今已经增长了10万倍不止。

基础研究不仅从根本上改变了我们对世界的深层次理解，还促进了新工具和新技术出现，继而普及至整个社会，譬如万维网，最初其实是为了促进粒子物理学家之间的科研合作而开发的。基础研究让那些最优秀的头脑在最严峻的挑战中接受锤炼，最后的成果则被广泛应用于工业和社会。没有人能够完全独享基础研究的成果——这是真真正正的公共财产。

从探索性的基础研究到实际应用，这个通道并不是单向、线性的，而是复杂的螺旋结构。根据基础研究开发出的技术成果，反过来又能帮助我们取得更多基础研究发现，譬如量子力学，最后催生了计算机芯片和其他发明，为美国的国内生产总值（GDP）贡献了十分可观的份额。

为了发挥人类智慧和想象力的全部潜能，我们需要平衡好短期预期与长期投资之间的关系。就像金融专家绝不会推荐投资者中断养老金基金来为已经十分充足的支票账户补充资金一样，我们也需要提倡研究计划的长短期结合，做到整体的平衡。但是，经济环境充满不确定性，全球政局动荡不安，研发周期也空前缩短。

战后这几十年里，科学实现了前所未有的全球性发展，许多国家建立起了美国国家科学基金会这样的拨款委员会，并对研究设施大规模投资。但近年来，公共拨款稳步下降，完全跟不上科学事业在现代知识型社会中不断提升的地位。美国的研发预算占GDP的比例，在1964年冷战和太空竞赛白热化时可达到1.92%之多，而今却仅余不到0.8%。而拨给美国国立卫生研究院的预算，自2003年开始也在缩减。

政府日渐把重点转向那些以解决社会重要问题为目标的研究，如向清洁可持续能源过渡，对抗气候变化，预防全球性流行病等，而总预算仅与过去持平甚至还有所下降，后果便是基础研究及其预算备受漠视。压力巨大的时期仅专注于必要事项，是人类的本性使然。但投资基础研究，就像养老金储蓄一样，是保障人类福祉、创新和社会进步的一项先决条件。对基础研究的长期投资意义至关重要，并会引领我们迈向一个更加高远的目标——让全球接纳并受益于科学提倡的文化：注重精确、追求真理、批判性提问与对话、健康质疑、尊重事实与不确定性、赞赏自然界与人类精神的富饶。