李 俠,李格菲

(1.上海交通大學科學史與科學文化研究院,上海 200240；2.早稻田大學國際文化與傳播學院，日本 東京 169-8050)

隨著中國經濟體量成為世界第二大經濟體，以及創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，國家在科技的投入上也逐年提高，所有這一切都助長了科技界的冒進之風。各種上大項目的浪潮從各個領域滲透到科技界，科技界也開始出現各種大科學工程如雨后春筍般涌現的壯觀景象。問題是我們的科技投入養(yǎng)活得起這么多的大科學工程嗎？現有的知識與人才儲備支撐得起這些大科學工程嗎？如果這輪大躍進之風不能得到有效梳理，將從根本上扭曲中國科技發(fā)展的正常軌跡。

1 大科學工程的信任危機

大科學工程通常是指以大型科研裝置、設備、工程等硬件設施為依托，集中多個領域科技資源組織開展的系統(tǒng)性科學工作。大科學工程也是為國際公認、主要以開展原始性科學創(chuàng)新所必須依托的工程項目[1]。這類定義的一個共性特點就是突出其工程性，即工程規(guī)模的龐大與技術的復雜性，問題是，大科學工程首先要考慮到這個載體所承載的科學研究是否具有前沿性與創(chuàng)新性。遺憾的是，在當下語境中科學內容的首要性正在逐漸降低，而工程性則在快速增加。從這個意義上說，明確大科學工程立項的第一標準就是內容的前沿性，這一標準應該在所有考慮中占有絕對的優(yōu)先性，否則非但不能促進科技的快速發(fā)展，反而會扭曲科學發(fā)展的整體布局。

由于大科學工程涉及的內容基本上屬于基礎研究領域，其未來產出的成果大多具有公共物品的特性，短期內難有商業(yè)回報。由于產權問題，市場不會主動投資基礎研究，因此，這部分的投入只能依靠政府來推動，這就決定了基礎研究從一開始就面臨投入的先天困境。一個國家該如何安排科學結構的布局，這與該國的整體社會發(fā)展水平密切相關，鑒于中國仍然是一個發(fā)展中國家的現實，這就決定了中國在科研結構布局上的選擇更偏好于應用研究，這種戰(zhàn)略安排短期內很難改變。政策范式一旦成型就會潛在地產生制度惰性，并呈現出高度的路徑依賴性。因此，基礎研究規(guī)模在當下無法達到理想的區(qū)間，這是由現實國情決定的。中國科學剛剛實現了從“窮科學”向“小康科學”的過渡，這就決定了我們必須利用這段時間耐心與努力地夯實科學基礎，切不可急躁冒進。近年來國家的科技投入增加了，應該適當發(fā)展一些大科學項目，但是不能出現大躍進現象。因此，大科學工程不是不能搞，而是應該仔細評估，盡量縮小規(guī)模，力爭在資源的硬性約束下，評選出少而精的大科學工程項目，以此達到對科學發(fā)展的引領作用，而非科學界的圈地運動。

開展大科學工程需要具備一些基礎支撐條件，除去宏觀層面的政策支持外，還需要中觀層面的基礎條件支撐，缺少這些基礎支撐條件倉促上馬的大科學工程很難取得預期效果，由于工程建設的不可逆性，一旦決策失誤，這些項目未來極有可能成為科學界的爛尾工程。

在知識儲備方面，由于我國自然科學的諸多學科在國際比較中尚沒有一個學科排名世界第一，這就意味著我國在前沿知識領域整體上距離科學發(fā)達國家還有一段距離；這就決定了我們不能盲目上馬太多大科學工程項目。那么基于現有的知識與人才儲備現狀，大科學內容該如何選擇呢？根據筆者的研究，通常有兩個路徑：其一，選擇基礎最好、實力最強的學科作為突破口，這樣通過大科學工程的載體能夠讓該學科很快走到國際前沿；其二，根據美國科技管理專家斯托克斯(Donald Stokes)提出的“巴斯德象限(Pasteur’s Quadrant)”理論，我國大科學研究內容的選擇應該基于“由應用引發(fā)的基礎研究”入手，這么做的好處就是從現實國情出發(fā)，雖然不能說是最前沿的研究，但可以解決當下面臨的最緊迫的理論問題。如大飛機工程，這類研究內容的市場轉化前景比純粹的基礎研究(玻爾象限)要容易，而且也更適合中國的國情。在研究內容的選擇上一定要避免那種理想主義的主張，即研究不要帶有任何功利目的，為研究而研究。這種主張聽起來很崇高，但是，這種做法恰恰是對中國科技的最大不負責任，因為你所花的經費是納稅人的錢，研究者必須對他的投資人負責。在研究者與納稅人之間存在一個無形的“委托—代理”關系。科研人員作為具體研究工作的代理人必須全力以赴完成委托人期待的工作，由此才能獲得委托人的信任，從而在科技與社會之間形成良性循環(huán)的局面。否則，完全不顧納稅人的期望與偏好，一味憑自己所好，為科學而科學，到最后就會失去社會對科學的信任與支持。

在人才儲備方面，以獲諾貝爾獎數量作為參考，高端人才嚴重不足，而中低端人才數量龐大，在總量上已經是世界第一。在世界主要國家的人才存量結構的比較中：“中國萬人勞動力中科學家僅有18人，而第一梯隊的英、美則有79人，第二梯隊的法、澳等國家則有68人[2]?！庇捎诖罂茖W工程的特點決定了其對高端人才存在高度的依賴性，現有的人才儲備結構決定了我國開展大科學工程的數量與內容的選擇模式：少而精與從應用切入基礎研究。在經費支撐方面存在的問題更加明顯，因此，上述三項基礎支撐條件決定了中國發(fā)展大科學工程的邊界條件。

幸運的是，我國早期開展的大科學工程之研究內容的選擇與數量配置大多處于“巴斯德象限”內，即由應用引發(fā)的基礎研究，在資金的硬性約束下選取少量的大科學項目。如20世紀50～60年代，為了應對國際上的壓力與威脅開展的兩彈一星工程都是著名的大科學工程，其研究內容的選擇與數量配置大多基于隱性的基礎支撐條件而定。這也是早期大科學工程成功的內在機制，大科學工程的成敗對于后續(xù)的科技發(fā)展意義重大，如果失敗了，科技界整體將陷入規(guī)模萎縮與不被信任狀態(tài)。兩彈一星的成功，拋開其廣泛深遠的政治與社會影響外，對于科學界而言，為其自身贏得了持久的聲譽與信任。客觀地說，作為中國大科學工程的代表，兩彈一星工程為中國科技界積攢下大量的信任資本，時至今日，國人對于中國的大科學工程無條件地充滿信心，皆源于這份前期積累。這種充分信任對于任何行業(yè)來說都是一種寶貴資源，它對于未來的項目立項、支持與認同至關重要，這就是所謂的信任紅利。通常來講，群體信任要處理好三者之間的關系：國家偏好(國家目標)、機構偏好(科研目標)與個體偏好(個人訴求)之間達至兼容，這樣就會形成共識，由此會衍生出信任感，兼容度越大信任感越強，反之亦然。如果三者之間的偏好嚴重背離，將無法形成共識，也就無從談起相互之間的信任。但是也要清醒意識到，中國文化背景下形成的無條件信任暗含一種危機：畢竟這種信任源于對以往成功的認可，而非基于自己獨立判斷得出的結果，缺乏共識基礎，這就意味著這種信任基礎薄弱，信任紅利也極容易隨著不滿與失敗的增加而迅速消散，群體的盲從效應在信任領域比在其他領域要大得多。塔西佗陷阱恰恰是信任紅利消失后的最好體現：不論你說什么，人們都不信任你！對于科技界而言，這是致命的。為了防止大科學工程泛濫導致的信任危機，我們需要從資源約束角度檢視大科學工程面臨的現實風險。

2 大科學工程的資源危機

所有大科學工程的投入都是非常巨大的，資金約束是任何國家和地區(qū)在建設大科學工程時首先需要考慮的問題，為此，不妨看看歷史上的大科學工程的投入情況。據介紹：“ITER(國際熱核聚變實驗堆計劃)是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一，建造約需10年，耗資50億美元(1998年值)，其目標是驗證和平利用聚變能的科學和技術可行性。由于該計劃是人類受控核聚變研究走向實用的關鍵一步，因此備受各國政府與科技界的高度重視和支持。為了實現ITER計劃的目標，七個參與方(中國、日本、韓國、印度、俄羅斯、美國和歐盟)簽訂相關協(xié)議。在東道國法國成立了獨立的國際組織(ITER組織)協(xié)調管理該計劃的執(zhí)行[3]?！痹賮砜纯纯茖W史上的其他大科學工程的投入，就更能印證這些工程對于資金的高度依賴性。據英國歷史學家彼得·伯克(Peter Burke)介紹：“曼哈頓計劃很有名，也很昂貴：雇傭了25萬多名科學家，耗資20億美元，而這些，不過只是一個更為龐大的故事的一部分載人登月的阿波羅計劃耗資70億美元，而其實實際花費高達1700億美元。另一方面，非載人的空間探測任務則便宜很多，探測火星的‘維京計劃’(1975-)和探索天王星的旅行者一號、旅行者二號(1977-)，分別耗資10億美元和6億美元[4]?！睔W洲核子研究中心(CERN)建造大型強子對撞機(LHC)花費近90億美元，1990年美國發(fā)射的哈勃空間望遠鏡計劃(Hubble Space Telescope)，耗資30億美元。中國研究原子彈的投入也可以佐證這個問題，據學者介紹：“若從工程耗費總量計，從鈾勘探到制造出第一顆原子彈，按1957年價格計，約107億元人民幣。而1957年全國財政總支出才290億元，107億元相當于1957年國家預算的37%[5]?！绷頁蟮溃骸爸袊d人航天工程20年(1992—2012)的發(fā)展進程中投入390億元人民幣[6]?！眹鴥韧顿Y最大的重大科技基礎設施項目“硬X射線自由電子激光裝置”獲批啟動，該項目投資額達到83億人民幣(具體數額還有待確證)。聯想到2016年國內學界熱議的建造超級對撞機項目，即中國科學院高能物理研究所提出的建造正負電子對撞機-質子對撞機(CEPC-SPPC)，據王貽芳測算，該項目需要投入1000億人民幣，而楊振寧則估計花費要高于200億美元(1335億人民幣)[7]。目前還有一大批大科學項目在排隊中，這種大科學項目如井噴式涌現的現象對于中國科學未來的發(fā)展有什么影響？還沒有人對此做過詳細的研究，暫且不論這個現象背后的動機為何，有一個問題是無法繞開的，即當下中國的科技投入是否能夠支撐得起這么多大科學項目同時上馬以及運行呢？大科學工程一旦建成就要運行以及改造升級，這些費用都是非常龐大的。據學者介紹，“大科學工程是科學研究的重要工具，本身沒有產出效益。因此，建成后就應立即安排運行費，同時為保持其先進性，也需不斷改進和改造。按照國際慣例，大科學工程年運行費是工程總投資的1/10，技術改造費亦為1/10[8]?！焙芏鄷r候，實際投入比這個比例還高。如1984年興建的北京正負電子對撞機(BEPC)投資2.4億元人民幣，2004年北京正負電子對撞機重大改造工程(BEPCII)開始建設，投資人民幣 6.4 億元人民幣。由此可知，即便運行與改造的費用合計約占總投資的20%，就拿熱議中的超級對撞機來說，按照王貽芳的數據1000億元人民幣的投資來說，用于維護與改造費用也將達到200億元，試問這些投入從哪里出？這筆龐大的投入對于其他學科來說會造成什么影響？

由于眾多大科學項目都是基于基礎研究目標立項的，很難產生經濟效益，顯然這類設施的投入無法通過市場融資來解決，它的建設只能依靠政府投入，而國家的科技投入在任何時期都是有限的，這勢必造成對其他學科的擠壓效應。為了更清晰地展示這種可能性，不妨看看我國科技投入的結構，就拿R&D投入最多的2016年來看，當年R&D投入占GDP的2.1%，達到15676.7億元，其中，全國基礎研究經費822.9億元，應用研究經費1610.5億元，試驗發(fā)展經費13243.4億元，基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展經費所占比重分別為5.2%、10.3%和84.5%。2016年全國基礎研究經費823億元人民幣，這些基礎研究經費根本無法維持如此眾多的大科學項目的建設與運營。隨著經濟運行下行趨勢的常態(tài)化，尤其是基礎研究經費絕大部分來自于政府的財政撥款，在財政收入結構沒有大的變動情況下，可以預期，短期內中國的R&D經費投入不會有太大的增加，這就意味著當下的科技經費投入規(guī)模與結構根本無力支撐如此眾多的大科學項目的建設與運行。

圖1基于我國過去近20年(1999—2016年)的R&D投入占GDP比例的數據，并對未來的趨勢做了一些推測。就整體趨勢而言，國家對于科技的投入一直處于緩慢上升階段，2016年達到2.1%，隨著創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，科技投入緩慢增加的大趨勢不會改變。但是我們要考慮到，隨著整體經濟下行壓力的加大，R&D投入增加的速度會變慢。樂觀估計：未來五年置信上限將達到2.72%；悲觀估計：未來的置信下限將達到2.26%，取個理想的折中值，2021年的R&D/GDP將達到2.49%，換言之，2.5%將是未來一段時間科技投入的上限。基于制度的慣性，未來的科技投入規(guī)模與結構都不會發(fā)生太大的變化。由于大科學工程大多集中在基礎研究領域，那么，R&D的投入結構會發(fā)生大的改變嗎？

關于科技投入結構，有兩個問題需要厘清：其一，要清醒意識到中國科技投入的水分比較大，尤其是試驗發(fā)展部分，這部分大多是企業(yè)的科技投入。中國科技統(tǒng)計公報的數據顯示近10年間(2007—2016年)，實驗與發(fā)展經費占R&D的比例一直處于82%～85%之間，而國際上該數據通常在60%～70%之間，這種高投入狀態(tài)與中國企業(yè)的真實表現不符。蘇依依等人的實證研究顯示：“基于全球上市公司近10年(2005—2014年)的研發(fā)數據，研究發(fā)現，相對于美、德、日、韓，中、印企業(yè)的研發(fā)回報率并不顯著，部分揭示了兩國企業(yè)研發(fā)不足的內在動因[9]?！逼髽I(yè)的本性是追求利潤，如果企業(yè)投入研發(fā)卻不能獲得理想的回報，那么企業(yè)是不愿意進行研發(fā)投入的。蘇依依等人的研究顯示，中國企業(yè)研發(fā)投入回報很不理想，但恰恰是在幾乎同一時間段，企業(yè)的研發(fā)投入數據又處于高位運行狀態(tài)，這種矛盾現象該怎樣解釋呢？顯然，這部分虛增的研發(fā)投入只能看作是企業(yè)為避稅而采取的一種手段而已，尤其是在中國企業(yè)稅費負擔嚴重偏高的情況下，否則很難解釋企業(yè)研發(fā)投入占R&D接近85%的夸張表現。其二，當下科技界有一個普遍的呼聲，即中國的科技投入結構不合理。其中，基礎研究經費嚴重偏低，希望三大領域的投入結構在未來達到國際平均水準，即10～15:20～25:60～65，這種說法學界已經呼吁了很多年，然而實際狀況基本上沒有任何改變。筆者通過對近20年中國科技投入結構的考察發(fā)現，基礎研究的比例一直維持在4.5%～6.0%之間，見圖2。

圖1 R&D/GDP比例及趨勢預測

圖2 基礎研究占R&D的比例及發(fā)展趨勢

這個投入比例嚴重偏低了，但是實際狀況很難改變，造成這種局面的原因有很多，已有學者做過論述，這里不再贅述。劉立教授稱這種現象為：“基礎研究經費5%已成為中國特色的規(guī)律[10]。”基于當下的科技投入模式，可以對未來基礎研究投入的規(guī)模做出簡單預測，樂觀的估計是到2021年，基礎研究投入達到6.19%；悲觀地預測未來將下降到3.88%，折中的預測是5.03%，考慮到全社會都認識到基礎研究的重要性，出現置信下限的可能性基本不存在。從這個意義上說，基礎研究投入在未來會占到R&D的6%還是有可能的，甚至會更高一些。即便達到了這種比例，基礎研究的總盤子還是太小(見圖3)，根本無力養(yǎng)活這么多大科學工程。當下這種一哄而上搞大科學工程的喧囂，無異于斷送中國科學的未來，這場豪賭對于中國整體基礎研究領域將會帶來災難性的后果。這種情形可以用“抽水泵效應”來解釋，大科學工程相當于資金池里的巨型吸水泵，在基礎研究經費原本就很有限的背景下，這些巨型吸水泵持續(xù)不斷地侵蝕基礎研究的資金池，毋庸諱言，基礎研究經費很快會被其吸干榨盡，以崇高的名義形成資源的高度壟斷與局部集中，其他學科自然會萎縮，畢竟任何學科的發(fā)展都需要資源的支撐。這些大科學工程會極大地改變科技界的生態(tài)結構樣貌，科技界的割據化會成為全面均衡發(fā)展的阻力。因此，大科學工程不論怎樣解釋都會對其他學科產生強大的擠占效應。問題是，這種以大換小的選擇是否符合國家的長遠發(fā)展，中國的整體科學布局是需要幾朵鮮花來點綴，還是趁著難得的國際和平時機采取快速的全面推進發(fā)展戰(zhàn)略？

圖3 1999—2016年基礎研究的投入規(guī)模

大科學工程建設中還面臨兩個難以回避的道德風險難題：其一，為了獲得立項通過，申報者往往會盡量縮小預算，一旦審批通過，該項目就演變?yōu)椤搬烎~項目”，成為投入的無底洞。畢竟，在目前的制度安排下，項目不能建一半就放棄，一旦開工就沒有人敢責令其停下來，否則前期的投入都將變?yōu)槌翛]成本，這是國家、機構以及個人都無法承受之重。因此，國家被裹挾著不得不繼續(xù)加大投入，沒有人想把責任留在自己這一方，其實，更多的是即便計劃最后失敗也無人負責。稍有工程建設經驗的人都知道，由于施工面臨的諸多不確定性，經常導致預算超概算，決算超預算。大科學工程涉及到更多的高精尖設計要求，以及諸多的非標設備的制造等，這一切都會導致項目投入嚴重超過預算。更為嚴重的是，這種情形會固化路徑依賴現象，按照美國科技管理專家內森·羅森伯格的說法：“早期的壓力和決策會在隨后很長一段時間‘鎖定’某一技術或市場結構，并可能遠遠長于社會最佳時間。一旦做出某種技術的決定，要逆轉它就非常困難、也非常昂貴未來的創(chuàng)新和抉擇都建立在今天的選擇上，未來創(chuàng)新的回報和代價，取決于今天技術采用的決策。顯然，如果創(chuàng)新與當前的系統(tǒng)契合，其潛在的回報便會增值。由于要確保兼容性，決定一旦做出便很難逆轉，因此，這些決定會左右未來決策者的算盤實際選擇了的哪一條道路，很大程度上是偶然事件，是早期貧乏的信息導致的結果[11]?！狈婚g所謂船小好調頭，尾大甩不掉，說的就是這個道理。聯想到20世紀90年代美國國會果斷放棄超導超級對撞機項目(SSC)，即便如此，也投入了20億美元，做這個決定是艱難的，好在美國有國會這樣的機構敢叫停SSC，如果我們出現這種情況，又有哪個機構來終止錯誤決策呢？一旦路徑依賴現象形成，由于改變的艱難與昂貴，不可避免地造成科技界的割據化局面，而割據化的最大危害在于它導致整個系統(tǒng)處于退化狀態(tài)。

其二，資源的高度集中一定有利于創(chuàng)新嗎？眾所周知，科技界的發(fā)展水平是不均衡的，那些處于領先位置的學科憑借其優(yōu)勢地位以及話語權，通過影響決策，從而加速使自己成為資源集中的獲益者，最近20年這種情況由隱性向顯性轉變已成不爭的事實。遺憾的是，資源的過度集中是否會影響創(chuàng)新績效以及科技界的布局，這些問題目前還沒有多少人給予關注，鑒于市場與科技界在結構上的類似性，可以借助于經濟學家的一些工作來推測科學界的一些變化。經濟學家Scherer很早以前的一項發(fā)現備受無數理論家的關注，“一些證據表明研發(fā)強度與市場集中度之間存在非線性的倒U型關系Blundel和Aghion的研究指出：具備更強市場力量的企業(yè)開展創(chuàng)新活動的動力更大，目的是先發(fā)制人以超越新進企業(yè)，否則可能會降低其高于正常水平的利潤Aghion等進一步解釋了競爭強度與創(chuàng)新之間存在倒U型關系的原因。他們假設創(chuàng)新是逐步發(fā)生的，并據此構建了一個漸進式的創(chuàng)新模型。相較之下，競爭強度增加會減弱落后者的創(chuàng)新激勵，因為落后者幾乎無法從中有所收獲Koeller發(fā)現市場集中度對小企業(yè)的創(chuàng)新產出會造成負面影響[12]?！敝灰堰@句話中的企業(yè)換成學科，結論幾乎完全適用。同理，資源的過度集中對于弱勢學科的創(chuàng)新與發(fā)展而言會造成明顯的負面影響，諸多大科學工程就是基于各個優(yōu)勢學科實現資源集中的最好載體。從宏觀層面來看，倒U型關系的存在印證了邊際效用遞減的規(guī)律。資源的壟斷與集中以及科技界的割據化的潛在危害在于它阻止了后來者的進入，成為科技界新陳代謝的制度性壁壘。誠如徐匡迪院士最近在演講中所說：中國顛覆性技術是被專家投沒的。圖4清晰展示了在未來科技投入增幅有限(外環(huán)上限2.5%，內環(huán)2.1%)情況下，過多立項大科學工程項目所帶來的后果。

圖4 R&D資源分布結構與基礎研究擴張示意圖

3 結語

綜上所述，在國家科技投入狀況有較大改變的今天，量力而行，少而精地上馬一些大科學工程項目有利于加速科學發(fā)展。由于大科學工程的建設需要比較苛刻的基礎支撐條件，在知識與人才儲備有限的情況下，更應慎重選擇。在基礎研究投入增幅有限的背景下，一窩蜂式地上馬大科學工程非但不能促進科技發(fā)展，反而會造成資源的非理性過分集中，導致資源邊際效用遞減以及阻礙其他學科的正常發(fā)展，并由此引發(fā)惡意透支科技界的信任資本以及造成科技界割據化局面，一旦這種路徑依賴現象形成，將導致中國科技界的發(fā)展被鎖定在退化模式中。在全球化時代，大科學本身就具有全球性，因此，可以采用國際合作共建與共享模式，這既可以解決資金投入的不足，還可以解決知識與人才不足的短板。