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中國網/中國發展門戶網訊科學技術(生產力)之變(即新一輪科技革命與產業變革)是當今世界正經歷的百年未有之大變局的“加速器”和主要變量。學科交叉融合滲透和高新技術集群式發展加速推動了科技創新,新冠肺炎疫情全球大流行更是加快了科技創新步伐,科技變革速度遠遠超越社會預期。國家競爭和經濟發展迫切需要科學技術的重大突破來提供強大支撐,而科研資助是促進科技創新與突破的基礎條件和有效保障。近年來,科學界日益增加的一個憂慮是,科研資助體系過于保守,如果不鼓勵和支持有失敗風險但可能會帶來重大突破的創新研究,可能會損害一個國家的長期科技創新力和競爭力。科研資助過于保守的原因可以歸納為:科研經費是國家財政支出中重要的戰略性投入,資助機構基于績效考慮更愿意資助那些明顯有希望帶來顯著科研回報的研究,因而導致高風險但可能高回報的研究生存空間狹小;學術界同行評議機制“一統天下”,但受限于專家的知識范圍和共識性要求,高風險高回報(High Risk-High Reward,HRHR)研究的價值難以被準確預測,故很難通過評審而獲得資助;項目申請通常與科研人員的職位晉升、評獎評優等密切相關,這種導向性使科研人員更傾向于選擇那些漸進性、穩妥性的“安全型”研究。
科學技術(生產力)之變使得科技競爭力成為國家綜合國力和競爭優勢的核心內容,而國家科技創新能力競爭的關鍵是國家間科技制度和政策的競爭。主要科技發達國家為進一步塑造未來競爭優勢,紛紛加快了HRHR研究類項目的前瞻布局和探索。例如,美國國立衛生研究院(NIH)專門設立HRHR研究項目以支持極具創造力的科學家進行高度創新的研究;法國國家科研署(ANR)的OH Risque項目旨在促進具有極高科學風險且有重大科學、技術、經濟影響潛力的探索性研究項目;英國國家科研與創新署(UKRI)工具和資源開發基金的變革性研究技術項目中明確支持開展HRHR試點研究。可見,具有重大科學回報價值同時風險性較高的基礎前沿研究領域的研發競爭,已經受到主要科技國家重視及其科技戰略重點關注。
近20年來我國科技取得長足進展,正逐漸從“跟跑”向“并跑”和“領跑”轉型發展,高度重視突破性創新、顛覆性技術發展,特別是原始創新能力提升,相關概念頻繁出現在學術討論和政府文件中。例如,黨的十九大報告指出“要瞄準世界科技前沿,強化基礎研究,實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破”。習近平總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會和中國科學技術協會第十次全國代表大會上強調,在項目評價上,要建立健全符合科研活動規律的評價制度,完善自由探索型和任務導向型科技項目分類評價制度,建立非共識科技項目的評價機制。隨著“創新在現代化建設全局中的核心地位”戰略和“科技自立自強”方針的確立,科技管理和科研資助中應該而且必然更加關注原始科技創新研究。本文從闡述HRHR研究的概念內涵入手,總結其發展背景和研究特征,厘清HRHR研究中相關責任主體及作用關系,分析歸納國際上對該類研究項目的有效資助政策和評審機制,以期獲得有益促進HRHR研究的科研管理經驗,為我國支持高風險探索類項目的科技政策制定和完善提供依據。
HRHR研究發展背景、概念內涵及管理體系
HRHR研究發展背景
科學范式理論揭示的科學發展本質屬性
托馬斯 ·庫恩的科學范式理論被認為是變革型研究的理論起源。他認為科學是在“常規科學”和“革命科學”的交替演變過程中不斷進步的;常規科學是科學共識下的主導范式,而革命科學是傳統科學范式因太多異常現象的積累而產生的科學突破,通常發生在范式的焦點之外。例如,當研究者基于現有科學范式對某些科學問題和社會現象進行判斷與預測會產生很多誤差時,就會突破已有范式限制尋求新的理論解釋和解決方案,進而產生科學變革。HRHR研究符合革命科學的特點,其勇于挑戰傳統科學范式,突破保守桎梏,雖然具有較高的失敗風險,但是一旦成功,將會形成重大科學突破,推動科學發展,甚至引發科學革命。當前,科學研究進入了一個大數據驅動的科學突破的新時代,科學范式理論很好地闡釋了重大科學突破產生的原理,為HRHR研究的開展奠定了理論基礎。
科技競爭激烈狀態下的科技領導權爭奪
當今時代,科技實力是國家的核心競爭力,是科技強國的戰略支撐。近年來,隨著新一輪科技革命和產業變革加速演進,科技強國普遍加強了科技戰略規劃和布局。2020年新冠肺炎疫情全球大流行之后,國際科技競爭愈發激烈,各國紛紛調整發展戰略,更加注重科技進步和創新驅動,以加快促進經濟復蘇和贏得科技競爭優勢。例如:美國2020年10月發布《關鍵與新興技術國家戰略》,并于2022年發布更新版;2022年3月美國國會正式通過《2022美國競爭法案》,旨在促進科技創新突破和支持基礎研究,以尋求繼續保持核心科技領域領先地位和競爭優勢。英國政府2020年7月發布《英國研發路線圖》,表示支持變革性研究以實現科學突破;2020年10月,英國國防部發布《2020年科技戰略》,進一步加強科學研究和科技創新布局。其他科技發達國家也都積極布局國家科技發展戰略,而國家戰略目標的實現、科技瓶頸的突破往往依賴于具有高風險、高回報特征的原始創新研究。
科學共同體期盼科學突破的共識性訴求
二戰后,美國形成了以《科學:無盡的前沿》報告思想為主導的科學資助政策體系,同行評議成為科研資助評審的主流機制。但同行評議本質上是專家群體根據當前知識范圍的共識性判斷;受限于現有的知識邊界和學科分類,其難以對具有突破性和原創性的HRHR研究做出準確研判,因此必然產生對同行評議機制主導的科學資助體系的質疑。例如,Braben認為當前體系正在忽略高風險研究,而是支持更多安全和保守的研究;龔旭揭示了同行評議的“共識性、學科性”與變革性研究的“非共識性、跨學科性”存在根本沖突;Lee和Gillies認為同行評議中廣泛的群體共識會導致研究同質化、保守化發展。基于此,國際上一些科研資助機構加快科技政策調整,優化科學資助布局,完善科學資助機制,特別關注同行評議容易忽視的HRHR型研究。
HRHR研究概念內涵及研究特征
HRHR研究概念內涵
HRHR研究是近年來國外科技政策文件、基金資助計劃中使用較多的科技政策概念。2007年《美國競爭法案》指出科研機構應支持高風險、高回報的基礎研究項目來促進美國創新,并將HRHR研究定義為“應對基礎研究的科學或技術挑戰、參與多學科的工作、具有高度新穎性的研究”。NIH設立的HRHR研究計劃旨在支持科學家進行高度創新的研究,這些研究可能存在較高風險或者太過新穎而早期不被認可,但有潛力對生物醫學、行為或社會科學產生廣泛影響。經濟合作與發展組織(OECD)2021年5月發布《促進HRHR研究的有效政策》報告,將HRHR研究定義為:致力于解決雄心勃勃的科學、技術或社會挑戰;致力于以變革性的方式突破現有科學、技術或社會范式;具有高度的新穎性;具有無法實現目標的高風險;也具有對科學、技術或社會產生巨大變革性影響的潛力。這是目前關于HRHR研究最為全面的概念解釋。
HRHR研究亦稱作變革性研究、非共識研究和原創性研究。美國國家科學基金會(NSF)在2007年《NSF加強支持變革性研究》報告中明確界定了“變革性研究”的概念:有潛力徹底改變對現有科學(工程)概念的想法,或是能夠創造新范式或新研究領域的研究。NSF在此基礎上進一步完善,將變革性研究定義為:涉及從根本上改變現有科學(工程)概念或實踐的理解,或能夠創建新的范式或科學(工程)新領域的想法、發現或工具,核心是挑戰了當前的理解或提供了通往新領域的途徑。國內常用的類似概念是非共識研究和原創性研究。例如,國家自然科學基金委員會將原創性研究定義為:提出原創學術思想、開展探索性與風險性強的原創性基礎研究工作,旨在培育或產出從無到有的引領性原創成果,解決科學難題、引領研究方向或開拓研究領域,為推動基礎研究高質量發展提供源頭供給。可見,這些概念與HRHR研究的定義基本相似,區別在于這些概念在語義上更加強調科學研究的潛在影響和回報,未指明其存在的失敗風險;而HRHR研究則在關注潛在回報和影響的同時,強調了未能實現研究初始目標的風險。
雖然HRHR研究的概念尚未完全統一,但其內涵是清晰的,即:HRHR研究是挑戰現有研究范式,初期可能不被看好或認可,具有較高失敗風險,但其是有潛力帶來科學重大發現或技術巨大突破的原創性研究,多發生在基礎研究領域。HRHR研究中的高回報主要指:知識創新導致科學研究實現突破性進展而產生的科學影響;通過新知識或新技術來解決社會重大挑戰產生的社會影響;關鍵核心科學突破體現在新的商品和服務中所產生的經濟影響。
HRHR研究特征
OECD認為HRHR研究具有更高層次的知識特征,包括:基礎性(基礎的實驗或理論發現,沒有任何具體應用或用途)、普遍性(適用于廣泛的科學領域)和新穎性(一種潛在的知識飛躍)。NSF將變革性研究特征總結為:挑戰傳統知識范式或結果;產生不可預見的新方法或新技術;拓展科學、工程或教育的邊界。實際上,以上所討論的均是HRHR研究的事前研究特征,并不能全面揭示HRHR研究本身特點。
本文結合HRHR研究的概念內涵并聚焦HRHR研究全生命周期,認為其研究特征應包含3點:新穎性,是事前評價特征,指提出了全新的科學理論或技術方法,挑戰了人們的廣泛認知,是一種非共識的想法或概念;不確定性,是事中評價特征,指在研究過程中可能會改變研究思路和方法,結果成功與否難以預測,具有較高失敗風險,但也可能取得巨大成功;突破性,是事后評價特征,指研究成果能夠顛覆或創新現有科學思想和科研范式,促進了對科學疑難問題的理解和解決。
HRHR研究的管理體系
科技創新突破是科學界的一個系統性問題,包括多個參與者和多種決策過程。厘清HRHR研究相關的責任主體和作用關系,有利于針對性地制定政府資助策略,加強對HRHR研究的探索和支持力度。借鑒OECD關于HRHR研究利益相關方協作關系的梳理,可發現政府決策機構、科研資助機構和研究執行機構是促進HRHR研究的主要責任主體;三者之間相互促進、相互影響,對HRHR研究的作用關系可分為積極、中級和消極3種(圖1)。其中,政府決策機構作為科技創新的組織者,主要提供長期政策和計劃項目支持,促進開展創新強、風險大、難度高、周期長、前景好的戰略性科學研究,并期望短期見效(“早出成果、出大成果”);科研資助機構作為資金提供者,往往追求價值最大化,厭惡研發投入的失敗,通常采取資助組合的方式規避失敗風險,并制定科學合理的資助機制和評審標準,以保證科研資助的公平公正;研究執行機構為研究的開展提供條件保障,但為了鼓勵科研工作者多出成果、快出成果,往往將科研成果與評獎評優、職業晉升相關聯,這不利于開展風險較大的創新性研究。總體來看,各責任主體在促進HRHR研究過程中都發揮了重要作用,但也存在期望短期見效、厭惡失敗風險和評價渠道固化等消極影響,這也正是現有科學研究日趨保守的主要原因。未來,各責任主體在資助過程中應盡量克服或者規避這些消極影響,以極大地促進科學進步和技術創新。
HRHR研究資助機制及其特點
HRHR研究作為科技創新和科研資助活動的重要組成部分,國際上一些科研資助機構已經意識到同行評議在評價HRHR這類自由探索型研究方面的局限性,均積極探索促進HRHR研究的資助機制,產生了一些成功的案例和嶄新的理論。HRHR研究資助機制可以歸納為“改進的同行評議”“項目經理制”和“去評審化機制”等3類,而美國NIH、國防部高級研究計劃局(DARPA)和新西蘭健康研究理事會(HRC)是典型代表機構。
改進的同行評議機制
同行評議是科研資助評審的通行方法,基于其固有的謹慎性和保守性,不利于HRHR研究的識別和培育,因此在具體評審使用過程中必須要有所改進。美國NIH的HRHR研究項目是使用改進的同行評議機制的典型代表,主要通過多級評審的方式資助極具創造力的科學家進行高度創新的研究,旨在解決生物醫學、行為和社會科學所面臨的主要挑戰。該項目分為先鋒項目、新創新者項目、變革性研究項目和早期獨立項目4類(表1),且均強調申請書要盡量簡短,這在某種程度上是對“花費大量時間寫本子”現象的規避。同時,由于HRHR研究不確定性程度高,申請書中只需重點闡述所提想法和問題的創新性,不需要詳細的實驗計劃或預算。
在NIH 4類不同的HRHR項目資助方案中,其多級同行評議過程有所差異(圖2)。其中,專家小組由不同學科背景的科學家組成,盡可能涵蓋具有專業科學知識、經驗和觀點的學者,評審專家通過小組討論、質疑、辯論形成共識性判斷;主題專家(亦稱為“郵件評審者”)是與項目申請主題密切匹配的學者,依賴其專業知識對申請項目進行科學評價。先鋒項目中,面試審查是與申請者面對面交流,以深度了解擬議項目的影響潛力。在變革研究項目中,前2個階段專家只能訪問匿名的特定研究方案,而不能訪問申請者的身份信息及其他申請材料。這4類項目最終的結果都要經理事會批準后才能給予資助,但理事會不涉及科學或技術審查,只評估整個評審過程的公平性和統一性。
瑞士國家科學基金會(SNSF)的Sinergia計劃自2016年重新調整后旨在促進高風險的變革性研究,其要求申請中體現合作、跨學科和突破性特點;SNSF設立了專門的HRHR研究評審小組。挪威研究委員會(RCN)大型能源項目ENERGIX⑤和波蘭國家科學中心(NCN)開創性研究的MAESTRO項目均采取小組評審和面試兩級評審制度,以準確識別高質量研究。分析國際上的相關案例,可以將同行評議的改進措施歸納總結為表2。
專家推薦作為同行評議的一種形式,原就在諾貝爾獎評審中長期應用,近年來也被其他科學獎勵等引入使用,未來或許也可用于科研項目資助活動。但應注意到,這里專家推薦實際上是一種“被動推薦”,需要由申請人自行尋求專家推薦。若能化“被動”為“主動”,由專家以自身學術聲譽地位擔保主動提名高質量研究參與申請,便更能體現權威專家對領域前沿的判斷力,有助于挖掘具有潛在影響力的研究。
項目經理機制
項目經理機制是繞過同行審查,直接依靠項目經理的判斷來分配資金的評審方法,核心是“項目外包責任制”,賦予項目經理較大的自主權和決定權。美國DARPA被視為創新的“加速器”,是使用項目經理模式支持HRHR研究的典型機構。DARPA是扁平化的組織結構,只設有局長、辦公室主任和項目經理3個層級。其中,項目經理主要從美國學術界、工業界和政府實驗室最為出色的科學家和工程師中以“借調”的形式短期聘用,要求其具有靈敏的科學嗅覺、一定的研究背景和技術深度,以及豐富的項目管理經驗和投資經驗;任期一般為3—5年,最長不超過6年,這種流動性有助于促進研究的高效執行。
DARPA項目經理制的具體資助過程如圖3:在項目立項時,項目經理有充分的自主權去識別和資助所負責領域內的相關創新研究項目,不需經過廣泛的同行評議,只要DARPA局長和所屬辦公室主任同意即可立項。在項目執行過程中,項目經理全權負責團隊成員招募、確定技術路線、自主支配項目經費,行政辦公室等機構可提供保密、法律、財務等方面的專家支持。同時,由于HRHR研究往往難以預測,項目經理采用“寬進嚴出”的科研管理策略,奉行“邊執行、邊考核、邊資助”的工作流程;在研究初期鼓勵平行競爭,推進不同技術路線的研究進入執行階段并階段式考核,對有前景的項目追加資助,而對考核不佳的項目及時叫停止損,從而極大程度上規避了潛在的失敗風險。
DARPA模式的成功引來各國有關機構爭相模仿,“ARPA-everything”開始興起。最明顯是美國:奧巴馬政府成立了能源高級研究計劃局(ARPA-E),以促進低碳技術發展;拜登政府在首個預算提案中提出成立衛生高級研究計劃局(ARPA-H)和氣候高級研究計劃局(ARPA-C),以在生物醫學和氣候領域加速創新突破。日本2018年在DARPA模式的啟發下開展了“登月計劃”(Moonshot),以應對需要進行高風險科學研究和技術突破才能解決的重大國家挑戰。德國2019年建立了聯邦顛覆性創新機構(SPRIN-D),旨在發現具有顛覆性潛力的高度創新研究項目,為顛覆傳統知識的想法提供大量資金支持。英國2021年宣布成立一個新的獨立的研究機構高級研究與發明局(ARIA),以專注于有潛力產生技術變革或科學范式變革的高風險項目。可見,項目經理模式在一些國家的戰略規劃和機構設置層面產生了巨大影響,為HRHR研究資助管理體系提供了寶貴經驗。
去評審化機制——隨機抽簽制
隨機抽簽制是“去評審化”的重要嘗試,本質上是將機會作為主要決定因素的隨機選擇應用于項目資助過程,給予申請人更大的公平性和自由度,促進和鼓勵非共識的HRHR研究。新西蘭HRC在2013年“探索者資助計劃”評估過程中首次使用了隨機抽簽制。該資助計劃旨在吸引和資助在健康領域具有重大影響潛力的變革性研究,要求申請書盡量簡短且匿名以供評審專家進行初步的質量判斷,而所有被評估為具有變革性和可行性的項目申請都同樣有資格獲得資助。
HRC的隨機抽簽機制主要包括資格審查、質量審查和隨機選擇3個步驟(圖4)。隨機抽簽制并不是同行評議的完全替代,而是簡化和補充。在質量審查過程中,需要依賴同行專家的學識判斷能力進行初步質量篩選,目的在于識別“差的”并將其剔除。同行專家并不直接參與資助與否的決策,最終結果由無差別的隨機抽取決定,從而弱化了決策過程中的人為影響,相對更加透明公正。新西蘭HRC也對其隨機抽簽的實施效果及研究人員的接受程度進行追蹤發現:63%的受訪者贊成隨機分配資金,認為這種方式并未影響研究質量。
近幾年,隨機抽簽制的試點試驗在一些國家興起。新西蘭科學技術創新國家科學挑戰計劃(SfTI)的種子項目資助也使用了隨機抽簽制,旨在資助高風險、技術復雜的小型創新項目;德國大眾基金會資助計劃“實驗!”(Experiment!)資助科學與工程及生命科學領域全新的和高風險的研究,在2017年的立項評估中引入隨機抽簽制;瑞士SNSF在2018—2020年間博士后流動職業資助計劃的試點階段,要求評估小組抽簽決定哪些申請應該獲得博士后獎學金。總體來看,隨機抽簽制規避了同行評議的各種偏見和利益沖突,極大程度上簡化了評審流程,對自由探索型的高風險研究友好。目前,隨機抽簽制還處在少數國家的小范圍試驗階段,其適用性和科學性還需要使用足夠多的數據和事實進行驗證,尚未取得國際科學界的廣泛共識,但無疑為HRHR研究評審提供了一種可選方案和資助思路。
HRHR研究3種資助機制的異同
上述3種資助機制都旨在促進HRHR研究的識別和培育,在實施過程中分別從不同角度對HRHR研究的不確定性和潛在失敗風險進行了克服和規避。改進的同行評議機制,應用于HRHR研究時,注重申請者所提想法和概念本身,弱化具體實驗方案和預算請求,采用匿名評審、多級評審等方式消除評審偏見和降低不確定性,以支持高風險的自由探索類項目。項目經理制,則是通過培養和選拔合適的項目經理,給予項目經理充分的自主權,采用靈活的階段性評估,實時關注研究效果,動態調整資助計劃,以便及時止損、降低風險。隨機抽簽制,相對粗放地忽略研究細節,只剔除明顯不合格研究,以無差別方式隨機選擇資助對象,避免項目選擇中的人為傾向性偏好因素。這些資助機制為我國HRHR研究類項目的科技政策制定提供了有益參考,在具體借鑒和應用過程中可以在某些特定的項目類型,結合實際綜合考慮,選擇和謀劃設計最優的科研資助評審機制和策略。
啟示與建議
制定促進HRHR研究的科技管理政策
HRHR研究是一種探索性很強的研究活動,高度不確定性及潛在的失敗風險導致其資源配置有限、研究人員參與較少等問題更為突出。國家應充分發揮宏觀調控和前瞻布局作用,在持續資助常規的漸進式研究的同時,高度重視突破常規范式的HRHR研究,制定有形的科研資助政策、發展戰略和項目規劃等。特別是對基礎研究類的HRHR研究項目,由于其科學公共屬性決定其研究投入應主要以政府為主,而設立HRHR研究專項是一些國家科研機構的常用方法。例如,美國NSF、NIH等大型科研資助機構均設立HRHR研究專項。我國也已經有所實踐——國家自然科學基金委員會2019年試點開展分類申請,資助導向分為4類科學問題屬性,其中第1類就是“鼓勵探索、突出原創”,并推出了原創探索計劃項目。未來在HRHR研究的科技管理過程中,還需從國家戰略需求和國際科技競爭格局出發,制定和完善相關的國家科技政策和戰略規劃,圍繞關鍵的共性科學技術問題領域,設立更多的HRHR研究計劃和項目等。
完善遴選HRHR研究的項目評議機制
科研管理部門要正視現有評價體系中的學科知識局限和保守偏好傾向等,借鑒國際上改進的同行評議、項目經理和隨機抽簽等機制的成功經驗,探索適用于我國HRHR研究的新型科研資助管理機制。在項目設計和評價導向上,應改變傳統評審過程中的思維定式,強調支持有潛力產生重要科技突破和學術影響的,特別是能夠支撐國家戰略目標的高風險研究。在項目發現和評價標準上,重點關注科學問題和研究想法的新穎性,強調對研究的創新性和突破性探討,相對弱化預期目標、技術路徑、實施方法、資金預算等具體的規范性要求。在項目選擇和評價方法上,改變專家評審唯一路徑依賴的現象,將專家意見作為參考,建立豐富完善且公平透明的評審流程;允許質疑和答辯,以在不斷交互過程中消除理解偏差和偏好依賴,使資助決策公平透明化。在項目評估和評價流程上,借鑒項目經理制“寬進嚴出”的做法,重視對項目的過程化管理,增加項目階段評估——對于具有廣泛前景的研究可以追加資助和延長期限,而對已驗證不可行項目設置靈活的中途退出機制。
營造激勵HRHR研究的卓越學術生態
科技發展是不斷突破現有范式的一種“顛覆性”知識創造活動,科技政策應以充分激勵科學創新為導向,避免科學的保守主義或者平庸行為,給予科學家更大的研究自由度,促進自由探索型研究普遍開展。①需要切實弱化對“預期成果”產出的剛性要求,從根本上解決科研人員的研究顧慮,為其提供更有利于HRHR研究的環境。例如,對于基礎前沿探索類項目,不應在項目申報時就剛性要求“預期成果”,真正建立容許失敗的文化氛圍。②發展真正有助于選擇“研究能力”而非“頭銜帽子”的資助政策,激勵和引導科研人員進行前瞻性探索。例如,“揭榜掛帥”制度,就是一種針對特定難題和關鍵核心技術攻關,設獎征集具有創新性科技成果的非周期性獎勵制度。③落實研究過程中“科研人員主導”的科技政策。HRHR研究由于其科學問題的高挑戰屬性,往往研究周期長、不確定性程度高,相關管理機構要賦予科研人員項目實施決策權和技術路線選擇權,并允許其中途靈活地改變研究路線,以應對研究實踐中新出現的研究問題和想法等。
(作者:曹玲靜、張志強,中國科學院成都文獻情報中心、中國科學院大學經濟與管理學院圖書情報與檔案管理系。《中國科學院院刊》供稿)