20世紀以來(lái)，特別是二戰以后，科學(xué)知識以前所未有的速度增長(cháng)?？茖W(xué)知識迅猛增長(cháng)主要由于下面三個(gè)方面因素的推動(dòng)：1．學(xué)科交叉融合?？鐚W(xué)科研究、學(xué)科交叉研究不斷開(kāi)拓出新的研究領(lǐng)域，促使新興學(xué)科不斷涌現。此外，傳統學(xué)科不斷分化出新的分支，孕育出許多新學(xué)科生長(cháng)點(diǎn)。2．研究方法與手段的進(jìn)步。先進(jìn)現代實(shí)驗與計算方法、技術(shù)和手段的運用，使科學(xué)研究能力大大增強，并且還原論與整體論相結合，微觀(guān)研究與宏觀(guān)研究方法相結合，不斷創(chuàng )新科學(xué)研究的方法論，使人類(lèi)不斷突破傳統研究的極限。3．科學(xué)和技術(shù)的融合?？茖W(xué)與技術(shù)之間的相互融合、相互作用和相互轉化，逐步形成一體的科學(xué)技術(shù)體系，極大地拓展了科學(xué)的研究范疇，促進(jìn)了科學(xué)知識的增長(cháng)。
但是，科學(xué)知識的快速增長(cháng)沒(méi)有使需要研究的問(wèn)題減少，相反，擺在人類(lèi)面前的問(wèn)題同樣急劇增長(cháng)。從認識論講，人類(lèi)認識和發(fā)現問(wèn)題的能力是隨著(zhù)其擁有知識的增加而增長(cháng)的。另一方面，現代科學(xué)已不再是傳統意義上的自然科學(xué)，盡管像組成物質(zhì)的基本粒子、宇宙與生命的起源等問(wèn)題仍是科學(xué)研究的根本問(wèn)題，但科學(xué)現在研究的對象絕大部分是人類(lèi)所創(chuàng )造出來(lái)的問(wèn)題。
人類(lèi)創(chuàng )造問(wèn)題的能力遠大于其解決問(wèn)題的能力，人類(lèi)沒(méi)有能力解決所有的科學(xué)問(wèn)題，科學(xué)研究的疆域是沒(méi)有邊界的。但是，因為人類(lèi)的科學(xué)研究能力不足，難以跟上科學(xué)發(fā)展的要求，科學(xué)問(wèn)題的增長(cháng)給科學(xué)研究帶來(lái)很大的挑戰。這一問(wèn)題需要引起深思，由此衍生的問(wèn)題值得深入研究。
影響科學(xué)研究能力的因素主要是科研資金投入量、科研人員的數量與素質(zhì)以及科研基礎設施狀況。其中，科研資金的投入量最重要，它不但決定科學(xué)研究的開(kāi)展程度，而且決定科研人員數量，決定著(zhù)科研基礎設施的先進(jìn)程度。
近幾年，全世界每年研究與發(fā)展（R&D）的投入在7000億至7500億美元左右，占當年全世界GDP的2%左右。在R&D的投入中，像美國及歐洲發(fā)達國家也僅有1/6左右用在基礎研究上，發(fā)展中國家則更低，全世界在科學(xué)研究上的投入遠低于花在武器或毒品上的費用。而且，值得關(guān)注的是，在R&D的投入中，商業(yè)機構的投入已占主導地位，而商業(yè)機構投入的主要目的并不是基礎科學(xué)研究；更值得關(guān)注的是，占科研投入絕大比例的西方國家正失去資助基礎研究的興趣。大量的科研項目申請得不到資助，美國國家自然科學(xué)基金會(huì )項目申請的資助率僅為25%左右。全世界的科學(xué)家都感到科學(xué)研究的經(jīng)費不足，尤其是從事基礎研究的科學(xué)家。法國科學(xué)家甚至為此走上街頭，抗議政府基礎研究經(jīng)費的投入政策。
在市場(chǎng)經(jīng)濟社會(huì )，科學(xué)家尤其是從事基礎研究的科學(xué)家，工作要求高，經(jīng)濟收入水平僅在中產(chǎn)階級行列，其職業(yè)并不特別具有吸引力，世界主要發(fā)達國家都面臨著(zhù)青年人對科技工作興趣下降的問(wèn)題。加之科研經(jīng)費投入有限，科研人員的數量不可能十分充足，在一些學(xué)科上，科研人員數量不足的問(wèn)題更加突出。雖然對是否存在科技人員短缺問(wèn)題還有不同意見(jiàn)，但主要發(fā)達國家都面臨著(zhù)一段時(shí)間內科技人員退休高峰的挑戰，美國這方面的問(wèn)題更加顯著(zhù)：30%的大學(xué)教師年齡超過(guò)55歲，45歲以下的教師僅占36%。與此同時(shí)，現代科學(xué)研究對科研人員素質(zhì)也提出了挑戰。很多現代科學(xué)問(wèn)題具有復雜性、非線(xiàn)性、多學(xué)科交叉性、技術(shù)依賴(lài)性等特點(diǎn)，對科學(xué)家及科學(xué)家團隊提出很高的要求?？茖W(xué)家及科學(xué)家團隊要具有多方面的知識積累，要掌握先進(jìn)的研究手段，要有豐富的工作經(jīng)驗，要能夠協(xié)同工作等等，才具備從事高水平科學(xué)研究工作的能力?？蒲泄ぷ髡咴谡w上能否適應科學(xué)發(fā)展的要求，這方面尚未見(jiàn)到專(zhuān)門(mén)的研究。而筆者認為，科學(xué)發(fā)展對科研工作者素質(zhì)的挑戰比數量的挑戰更大。
科學(xué)的發(fā)展對科研基礎設施不斷提出更高的要求。美國擁有世界上最先進(jìn)的科研條件，但在過(guò)去10年，美國自然科學(xué)基金會(huì )（NSF）、國家科技委員會(huì )（NSTC）、國家健康研究院（NIH）、國家航空航天局（NASA）的調查研究顯示：科研基礎設施的需求與供給之間的差距持續擴大，美國的科研基礎設施未能滿(mǎn)足科研發(fā)展的需要。在當代，建造和維護科學(xué)研究基礎設施需要投入當量的資金。美國國家科技委員會(huì )（NSTC）在2003年發(fā)布的報告認為：在過(guò)去10年內，美國對學(xué)術(shù)研究基礎設施的投資沒(méi)有跟上飛速改變的技術(shù)、飛速增加的研究機會(huì )以及飛速增長(cháng)的用戶(hù)數；國家科學(xué)基金用于基礎設施的預算太少，僅占22%。很多大型科研基礎設施由于其本身的復雜性以及資金投入、技術(shù)、人員、管理等方面的要求，遠非一個(gè)國家所能完成，目前一些大型科研基礎設施通過(guò)國際合作進(jìn)行建設。然而，從人類(lèi)共同面對重大科學(xué)問(wèn)題的角度，這方面的工作僅僅是剛開(kāi)始，還遠不夠深入。
影響人類(lèi)科研能力的還有制度、文化等方面的因素。另外，科學(xué)技術(shù)的教育、大眾的科學(xué)愛(ài)好等，也對人類(lèi)的科研能力有影響。除了科學(xué)發(fā)展對人類(lèi)的科研能力提出新的要求，人類(lèi)社會(huì )生存、發(fā)展還有很多重大問(wèn)題，如氣候變化、自然災害、疾病、環(huán)境污染、資源緊張等等問(wèn)題，迫切需要人類(lèi)通過(guò)科學(xué)研究能力的提高，去研究、探索解決的途徑。