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中國網/中國發展門戶網訊 近年來,國際間科技實力的角逐不斷前移至基礎研究階段,因此加大基礎研究投入,儲備面向國家未來發展需求的科技力量顯得尤為重要。歐美發達國家紛紛加強基礎研究投入,并設立新機制完善面向國家戰略需求的基礎研究資助體系。例如,美國于?2021?年?3?月?26?日提出《美國國家科學基金會未來法案》(NSF for the Future Act),聲稱要在?5?年內將國家科學基金預算提高?1?倍以上,并倡導設立“科學和工程解決方案董事會”(Directorate for Science and Engineering Solutions)以期在特定領域取得專攻優勢。歐盟在新一輪的“歐洲地平線”資助計劃中設置使命導向的優先資助領域,加強面向重大挑戰的資助強度。英國?2020?年出臺“研發路線圖”(R&D Roadmap),并據此路線圖加大對長期性、基礎性科研工作的支持力度,發展世界領先的基礎設施和研究機構。
我國通過多種渠道開展對基礎研究的資助,其中中央政府以項目形式開展的對基礎研究的資助大體可以分為兩大類:①以國家自然科學基金面上項目、青年科學基金、地區科學基金等項目為代表的,以資助科研人員自由探索為重點、資金體量較小、周期相對較短的“自下而上”的探索性研究項目;②以國家重點研發計劃、重大專項等為代表的,更加體現國家戰略需求、資金體量較大、周期相對較長的研究項目。其中,后者屬于本研究所探討的戰略性基礎研究的范疇。當然,對戰略性基礎研究除政府項目資助外,還有穩定撥款等渠道的資助。從現階段我國對基礎研究的需求來看,不僅需要加強對自由探索類基礎研究的資助,更需要加強對戰略性基礎研究的資助。那么,如何加強對戰略性基礎研究的資助是我國基礎研究資助面臨的重要問題之一。從現階段我國基礎研究資助的實際來看,存在對戰略性基礎研究資助頂層設計不夠、資助持續穩定性不強等問題。
基于這一背景,本文梳理了戰略性基礎研究概念的發展演變,總結分析了美國、歐洲、日本在戰略性基礎研究方面的政策設計與管理機制,特別是資助機制的實踐案例,以期為改進我國戰略性基礎研究的管理和資助提供借鑒。
戰略性基礎研究的由來
基礎研究概念體系的演化與戰略性基礎研究概念的出現
戰略性基礎研究概念的產生是基礎研究學科前沿不斷突破、學科范圍不斷擴大、基礎研究在國家競爭發展中的地位不斷提升的結果。在基礎研究概念不斷豐富的過程中,科學共同體自身、政府、企業等利益相關方共同豐富和拓展了基礎研究的概念體系。
好奇心驅動的純基礎研究是基礎研究概念的起點。自古希臘開始,為了知識本身而追求知識成為科學研究的重要傳統,這一傳統成為后來歐美建設大學的重要研究文化基礎,也成為基礎研究一個基本特征。這一特征也被稱為純基礎研究(“pure” basic research)或好奇心驅動的基礎研究(curiosity driven basic research)。
二戰后,各國政府對基礎研究的大力支持推動了基礎研究建制化的發展。1945?年萬尼瓦爾·布什的《科學:無盡的前沿》報告(以下簡稱“布什報告”)發布以來,基礎研究作為研發活動中重要的一環被廣泛接受。布什報告中將基礎研究定義為“一般知識以及對自然及其規律的理解”。該報告對基礎研究的定義體現了對基礎研究兩方面的重要認識:①基礎研究與技術創新之間的關系。線性模型下的基礎研究作為技術創新的源頭,為政府資助基礎研究提供了合法性。② 政府資助基礎研究過程中,政府與科學的關系更多地體現為資源的委托代理關系。科學共同體擁有較強的自治權,政府對科學的監督、干預等都比較有限。
1962?年,經濟合作與發展組織(OECD)發布了第一版《弗拉斯卡蒂手冊》(Frascati Manual),該手冊對基礎研究的定義為“基礎研究是指為了獲得現象和可觀察事實的新知識而進行的不以任何應用和使用為目的的試驗性和理論性的工作”。簡潔明確定義的提出為各國開展研發投入統計和對比提供了標準;但是,這種簡單的劃分方式也遭到多方批評。特別是定義中將基礎研究和應用研究二分的做法,在一定程度上固化了人們對線性模型的印象。隨著學者對科研活動規律的進一步認知,基礎研究和應用研究的二分法遭到了以創新研究學者為代表的強烈抨擊;其中,以?Rosenberg的評判最為尖銳:“將基礎研究和應用研究二分的做法極其武斷。這些區分常常基于研究人員的動機或目標。但這種區分常常并沒有用處或者啟發性。”
隨著二戰和冷戰的結束,西方國家大幅增加科學研究投入的態勢出現回落,對科學研究的投入進入持續平穩的狀態。之前由于軍事需求對一些重要學科的資助也開始下降。例如,20?世紀?80?年代對核能研究資助的減少直接導致了與其相關聯的物理學和工程研究領域資助的降低。相比技術,基礎研究對國家、社會發展的作用沒有戰時那么直接和明顯,政府對基礎研究資助的緊迫性降低。此時,政府與科學之間的關系也悄然發生了轉變。特別是在西方新公共管理運動的背景下,政府面對公共投入效率問責的壓力,對基礎研究滿足國家經濟和社會發展目標的要求日益增強,這為戰略性基礎研究概念的形成奠定了政治合法性基礎。
1997?年,“巴斯德象限”理論提出了以應用為導向的基礎研究,在線性模型的基礎之上,將單向、線性的概念擴展到二維空間,使之成為區別于以往純基礎研究的新類型,進而揭示了基礎研究與應用研究之間更為復雜的關系。特別是近年來基礎研究和技術應用之間深度耦合,興趣為導向的基礎研究與應用為導向的基礎研究之間的界限更加模糊。這一現實為開拓新的分析視角,提出由實際問題、國家戰略引發的基礎研究類型提供了新的理論基礎。
主要的戰略性基礎研究
實踐中各國對戰略性基礎研究概念與內涵的界定各有側重,對應的英文有?strategic research、strategic basic research、mission-oriented research?等。甚至有些國家在政府基礎研究的布局與組織實施中并未將“戰略性基礎研究”作為一個明確的、單獨的類型,而是在國家戰略需求的前沿基礎研究布局、事關國家戰略發展的重要技術方向的上游基礎研究布局中體現了對戰略性基礎研究的重視。
實踐中,國際上對戰略性基礎研究概念的理解大體可以分為?2?種主要類型。
對戰略性基礎研究概念的認識側重于強調基礎研究的戰略性作用。強調基礎研究滿足國家戰略需求,特別是服務于國家、社會、經濟發展的目標和作用。在這一層面上,戰略性基礎研究的內涵與國家戰略需求明確掛鉤。這一認識也成為原有基于市場失靈假設,政府作為好奇心驅動的基礎研究的資助主體,其政治合法性受到挑戰后,支持政府資助基礎研究合法性的理論基礎之一。這一類型的戰略性基礎研究既可以是科學共同體“自下而上”以好奇心驅動的基礎研究而提出的科學前沿,其最終服務于國家戰略需求;也可以是國家“自上而下”前瞻布局組織實施的研究。從布局和組織實施來看也可分為?2?種方式:① 與政府對科技領域“國家隊”的資助相結合。例如,美國能源部(DOE)下屬的?17?家國家實驗室、德國馬普學會、法國科研中心、日本文部科學省下屬的國立科研機構、“世界頂級研究基地計劃”(WPI)等。②通過布局競爭性項目的方式進行資助。例如,美國的“腦科學計劃”、歐洲興起的使命導向的研究項目、日本科學技術廳資助的戰略性基礎研究項目等。
類似于斯托克斯提出的應用導向的基礎研究。相對第一種類型中對基礎研究應服務于國家戰略需求目標的關注,此類研究對戰略性基礎研究內涵的認識更加關注基礎研究是否以應用或特定目標為引導。以澳大利亞?1998?年提出的研究分類標準中的定義為例,“戰略性基礎研究是以特定應用為目的而獲取新知識的實驗性和理論性的工作,它能夠為已辨別的實踐問題提供一種更為廣泛的知識”。需要指出的是,這種以應用為導向特別是以直接商業價值應用為導向的基礎研究大部分由私營部門資助,因此不作為本文探討的重點。
從前述我國對戰略性基礎研究的管理需要而言,第一類即強調滿足國家戰略需求的特點更符合我國關于戰略性基礎研究概念的界定。第二類在我國一般劃入應用基礎研究的范疇;由于不一定都能達到國家戰略性需求的高度,此類研究不一定都屬于本文所指的戰略性基礎研究。
戰略性基礎研究管理與資助的國際實踐案例
基于以上對戰略性基礎研究概念的梳理,以突出國家戰略需求的戰略性基礎研究的概念,選擇國際實踐案例開展分析。
美國
美國歷來重視對基礎研究的戰略性引導。特別是在二戰和美蘇冷戰期間,直接服務于戰爭軍事需求的基礎科學研究一直是美國聯邦政府的資助重點。雖然在美國的科學政策中,很少直接使用“strategic basic research”(戰略性基礎研究)的提法,但是對基礎研究的戰略性引導體現在政府資助的多個方面。
基于聯邦部門使命開展基礎研究布局與組織實施。美國聯邦政府對科技的分布式資助、與聯邦部門職能相結合的特點,有利于實現基礎研究服務于部門使命的目標。二戰以來,聯邦政府一直是美國基礎研究最重要的投入主體。1953—2019?年,聯邦政府基礎研究投入占全美國基礎研究投入總量的年平均占比為?60.12%。這其中,美國衛生與人類服務部(HHS)、國家航空航天局(NASA)、DOE、國防部(DOD)和農業部(DOA)和國家科學基金會(NSF)是基礎研究的重要資助機構,這六大機構投入總量約占美國聯邦政府投入總量的?97.1%(2020年數據);其中,HHS?和?DOE?的投入分別占?49.3%?和?12.4%,超過美國聯邦政府投入總量的?60%。這兩大機構對基礎研究的資助都重視其對服務部門使命的戰略導向。
對高水平國立科研機構和國家實驗室的穩定支持。對高水平國立科研機構、國家實驗室的穩定支持也是美國聯邦部門開展戰略性基礎研究資助較為通用的做法。以美國國立衛生研究院(NIH)為例,其經費總量的?20%?用于資助包括美國國家癌癥研究所(NCI)在內的內部研究機構。NIH?內部研究機構絕大部分經費來自?NIH?穩定支持的機制,以保證他們能夠在一些重要的研究領域進行長期攻關,從而有所突破。DOE?在對其下屬國家實驗室的資助中也采用了穩定支持的機制。DOE?下屬?17?家國家實驗室?80%?以上的經費來自?DOE?各部門的委托研究,僅有少量經費來自?DOE?以外的戰略合作伙伴。對高水平國立科研機構、國家實驗室的持續穩定支持,保證了一批高水平科研人員能夠持續穩定圍繞美國的國家戰略需求開展研究;并通過遴選優秀的委托機構、開展績效管理等方式,保證了資金的使用效益。
針對大型科學研究計劃開展跨部門跨學科的聯合攻關。以“腦科學計劃”的組織和實施為例,2013?年?NIH?響應時任總統奧巴馬的號召,創建了“腦科學計劃”工作組,“推動前所未有的跨學科研究”。“腦科學計劃”作為一項獨立的大型綜合性戰略研究,涵蓋了研究(R?系列)、人才(K、P、T系列)、官學企合作(U?系列)等多個類型。2014—2021?年,“腦科學計劃”資助項目超過?1?100?項,資助總量達?24?億美元資助。“腦科學計劃”主要以競爭性項目形式資助戰略性基礎研究,其實踐特點體現在?2?個方面:① 在出題機制方面,多主體聯合出題,制定合理資助方案。“腦科學計劃”采用多主體聯合出題的機制。由美國聯邦部門(如?NIH、DARPA、NSF、FDA、IARPA?等)、私人基金會(如電氣電子工程師學會、卡弗里基金會等)、大學、研究所、企業及國際伙伴共同協商確定研究選題;由腦科學多理事會工作組(Multi-Council Working Group)協調各方利益。多主體從國家戰略、學術前沿、企業應用等視角共同提出腦科學領域亟待研究的重點問題及優先領域和事項,并提供與其特點相適應的資助方式。② 在組織實施方面,注重跨學科合作,管理公開透明。“腦科學計劃”下資助的項目由跨學科、跨領域、跨主體的團隊構建。例如,一項研究課題通常由公共部門和私營部門的研究人員共同合作完成。公營部門主要由?NIH?及其他若干研究所和高校的科學家團隊構成,通常來自生命科學、物理學、工程學、數學、統計學和行為學等多個科學領域,負責執行科研項目并解決科學問題;私營部門,則由眾多企業技術人才構成,通常來自微電子、光學、無線通信、大數據組織與挖掘等領域,重點負責提供技術服務,輔助科學家完成研究項目。③在項目管理方面,“腦科學計劃”仍采用課題組長負責制,同時遵循預算績效管理框架下的項目匯報原則。每一項受“腦科學計劃”資助的課題都需公示課題負責人、經費預算、項目進展及成果,以公開透明管理的方式接受公眾監督。
在面臨新時期、新問題之時,對科技布局與組織做出快速調整。美國聯邦政府為應對日益激烈的國際競爭,加強對特定技術領域相關的基礎研究布局與組織實施。2021?年?4?月,為應對來自中國等潛在競爭對手的挑戰,提升全球領域范圍內美國核心競爭力,保持美國科技創新領先水平,美國參議院通過了《無盡的前沿法案》(Endless Frontier Act),在?NSF?設立技術和創新理事會(DTI),以加強在關鍵技術重點領域中的基礎研究,確保在關鍵技術領域中美國的領導地位,并解決美國地緣戰略中面臨的技術難題。《無盡的前沿法案》明確提出了?DTI?重點支持的?10?個重點研究領域(圖?1)。2021?年?5?月,美國參議院在《無盡的前沿法案》的基礎上通過了《美國創新和競爭法案》(The United States Innovation and Competition Act of 2021)。該法案包括《關鍵核心領域(芯片和?5G)撥款》《無盡的前沿法案》《2021?戰略法案》《國土安全和政府事務委員會規定》《2021?年應對中國挑戰法案》和其他一攬子政策。在基礎研究的戰略布局方面,《美國創新和競爭法案》明確了在未來?5?年內將給予?NSF 810?億美元撥款,其中?290?億美元將專項用于?DTI?以推動上述?10?個關鍵技術領域的發展。2022?年?2?月,美國眾議院又通過了《2022?年美國競爭法案》(America Competes Act of 2022),旨在減少美國對于中國半導體制造業的依賴,促進美國科學技術發展,保證美國當前和未來數十年的“世界最強地位”。該法案為?DOE?科學辦公室增加約?40?億美元預算,使其預算總量達到?110?億美元,以為聚變研究等領域物理科學提供資金。
歐盟
歐洲在科學技術創新方面一直處于世界領先地位,這離不開其對科學研究的大力資助和相應的制度建設。除各國層面的研發資助,歐盟層面也設置了相應的制度和資助保障,并在近年來加大資助力度和針對社會經濟環境與人類健康相關的重大挑戰的跨部門和跨學科的資助。
加大資助力度,聚焦優先戰略,設置面向未來新興技術的旗艦項目。2010?年,歐盟在“里斯本戰略”落幕的同時啟動了新的?10?年經濟發展規劃——“歐洲?2020?戰略”,其中于?2014?年啟動用于支持研究和創新的“地平線?2020”(2014—2020?年)計劃作為實現其戰略的重要工具。該計劃資助從基礎研究到創新產品市場化的整個“創新鏈”所有環節,聚焦三大優先戰略:卓越科研、產業領導力和社會挑戰。其中,基礎研究主要由歐洲研究理事會(ERC)資助,占有重要比例。此外,歐盟還設有面向未來新興技術的旗艦項目,主要針對科學、技術和社會具有變革影響,極具前景和超大規模的聯合研發活動。2012?年“石墨烯”研究和“人類腦計劃”成為首批旗艦項目?,每個項目資助額達?10?億歐元。
新設定以使命為導向的優先資助領域和相應制度保障。歐盟在其新一輪的“歐洲地平線”(2021—2027?年)計劃中,預計投資?1?000?億歐元,較?2014—2020?年“地平線?2020”計劃增長近?30%;其中,基礎研究比此前的“地平線?2020”增加?20%?以上。并且,在新一輪“歐洲地平線”計劃中部署了多項行動計劃,涉及數字化、人類健康、糧食安全、自然資源等領域,并設定了一些以使命為導向的優先資助領域:氣候變化、癌癥、海洋和其他水體、智慧城市、土壤和糧食五大重點領域,將獲得?45?億歐元資助。這些大型資助計劃具有跨部門、跨領域的資助特點。
除歐盟層面的大型項目計劃,各國在對具有戰略性特征的基礎研究資助方面也呈現自己的國家特征。以德國為例,其對從事基礎研究的馬普研究所采用以穩定支持為主的資助模式——德國聯邦政府每年按照法律撥發固定經費,這種對機構的穩定支持能夠保障機構長期從事某一領域的基礎研究,從而保障原創性成果。
英國
英國提出將其研發投入占國內生產總值(GDP)的投資目標從?2017?年的?1.69%?提升到?2027?年的?2.4%,并在?2020?年出臺《研發路線圖》,以加強對基礎研究的長期支持力度和在國家戰略層面的引導和統籌,以保持并持續提高英國的基礎研究能力,建設高水平的基礎研究機構和設施。除此之外,英國效仿美國國防部高級研究計劃局(DARPA)成立專門資助高風險高回報的獨立科研資助機構——先進研究發明署(ARIA),預計其成立的最初?4?年將投資?8?億英鎊;英國目前已計劃任命?DARPA?的原副局長?Peter Highnam?作為?ARIA?負責人。此外,為將科學研究更好地轉化為社會、經濟效益,英國成立新的機構,科學技術委員會(National Science and Technology Council)和科技戰略辦公室(Office for Science and Technology Strategy),用于協調各政府部門之間的協同,促使科學研究和創新能夠跨越各個政府部門的利益分割,服務于國家的戰略需求和經濟增長。科技戰略辦公室成立后的首要任務是辨別英國國家層面的科技優勢對其進行優先支持以保持英國在全球的領先地位,其設定的一些優先領域包括:幫助英國實現凈零碳排放、治愈癌癥、保障英國國家安全和發展數字驅動的經濟體等宏大目標。
日本
戰略性、前瞻性、系統規劃是日本科技政策、資助布局與科技管理的特點。文部科學省是日本中央層面最大的科研經費配置部門,所負責的科研經費總量超過全國科研經費總量的?50%。既包括對國立科研機構、WPI?的穩定支持,也包括各類項目資助。其中,下屬的日本學術振興會(JSPS)負責配置的“科研費”,重點支持科研人員自由探索為主的基礎研究和基礎研究人才培養;日本科學技術振興機構(JST)及日本醫療研究開發機構(AMED)則重點負責資助與國家戰略需求相關的基礎研究項目。日本政府對戰略性基礎研究的布局與組織實施主要體現在?3?個方面。
對國立科研機構的長期持續穩定支持。日本國立科研機構均依法成立,在機構成立的法律文件中明確規定了機構的使命定位及經費來源。政府對國立科研機構的穩定支持和政府委托的研究經費是國立科研機構的主要經費來源。以文部科學省下屬?8?家機構為例,機構的穩定支持與政府委托研究的經費占機構經費總量的平均值達到?98.1%(圖?2)。
對“世界頂級研究基地計劃”(WPI)的資助。2007?年,日本政府為發展優勢基礎研究領域,保持其優勢領域的國際領先地位,發起了?WPI?建議與資助。WPI?研究中心創新運營和管理模式,擁有高度的自主權,采用日本政府主導、公私伙伴聯合資助。WPI?的政府資助主要來源于?JSPS,經費資助通常包括人工費、事業費、差旅費、設備費等。根據加入?WPI?時間的早晚,WPI?各研究中心每年獲得?7?億—14?億日元之間的政府資助,資助周期為?10?年或?15?年。以金澤大學納米生命科學研究所為例,其每年獲得?7?億日元政府資助,約占其經費總量的79.5%。政府資助的?30%?用于人員和項目活動支出,70%?用于設施采購與維護。WPI?在接受政府資助的同時也獲得了來自企業和財團的資助。例如,東京大學卡佛里宇宙物理和數學研究所獲得了美國卡佛里基金會?14?億日元資助,而大阪大學和?2?家藥企簽訂了?10?年?100?億日元的資助合同。
對重點領域的戰略性基礎研究項目的資助。日本文部科學省預算資金總量的?62%?用于組織實施與國家戰略需求相關的科技創新活動。其中,與國家戰略需求相關的科技創新活動中,明確提出的戰略性基礎研究項目約占?1/4,以用于支持與國家戰略需求相關的信息、生物、材料、環境等多領域的戰略性基礎研究。
國際實踐經驗總結
基于本文對戰略性基礎研究由來、國際實踐中的定義與布局管理實踐的分析,可以發現:雖然各國并未對戰略性基礎研究的概念形成統一認識,且組織模式各異,但各國都在加強對基礎研究服務于國家戰略需求的引導。這既是新時期國際競爭壓力下的需求,也是對基礎研究本身特征更深刻認知的結果。特別是近年來,科學技術深度融合,很難區分什么是以興趣為導向的基礎研究,什么是以應用為導向的基礎研究。重大的科學研究突破往往需要多學科交叉融合、公共私營部門聯合攻關,以及長周期持續穩定投入。這使得各國政府更加關注基礎研究對社會經濟發展的作用與影響,并加強對基礎研究服務于國家戰略需求的引導,戰略性基礎研究的概念應運而生并逐漸得到各國政府的重視。按照本文戰略性基礎研究以突出國家戰略需求為特點的定義,研究發現,雖然基于各國政治、科技布局與組織的特點,實踐中戰略性基礎研究的組織方式各有側重,但是也體現出一些共性的特征。
政府引導基礎研究服務國家戰略需求成為各國共識。隨著科技在社會經濟發展中作用的日益凸顯,系統性地開展基礎研究布局并在重點領域開展科學攻關,形成國家競爭優勢并服務于國家經濟、社會、環境等多目標需求,已經成為各國在現階段除資助自由探索的基礎研究之外的一項重要的研究資助共識。
各國在戰略性基礎研究的組織實施方式上呈現不同特征。美國戰略性基礎研究與聯邦部門的使命定位高度相關,不論是優先領域的提出,還是對戰略性基礎研究的資助都內化為聯邦部門完成自身使命定位的要素之一;歐洲各國加強對面向未來社會需求和重大挑戰的研究資助,重視對跨學科的重大項目資助和跨部門之間的協同機制;日本對戰略性基礎研究的資助則是從國家層面出發,自上而下統一布局,一體化實施。
各國在戰略性基礎研究優先領域布局上各有側重。如前文所述,戰略性基礎研究是個發展的概念,與各國政治需求緊密掛鉤,并無嚴格意義上的統一定義。各國在組織實施戰略性基礎研究的過程中,體現了對戰略性基礎研究概念的理解與側重點各有不同。這一個特點在戰略性基礎研究優先領域的遴選中表現尤為突出。例如,美國聯邦部門對基礎研究的資助一直強調服務部門戰略目標。針對新興科技體崛起對美國霸權地位的影響,近年來其聯邦層面的戰略性基礎研究領域側重于當前或未來能夠“卡對手脖子”的半導體、芯片等領域。歐盟基于各國共同利益需求和目標,當前聚焦數字化、生命健康、氣候變化等優先領域。日本更加關注跟國際格局巨變背景下國家自身的發展問題,因此在自身優勢與短板領域都進行了戰略性基礎研究的優先領域布局。
(作者:阿儒涵 中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院大學公共政策與管理學院,楊可佳 挪威奧斯陸大學技術創新和文化研究中心,吳叢、李曉軒 中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院大學公共政策與管理學院;《中國科學院院刊》供稿)