劉啟強

(廣東省科學技術情報研究所,廣東廣州 510033)

0 引言

基礎研究決定了一個國家創(chuàng)新體系的深度和厚度,以及該國科技創(chuàng)新力和競爭力的強弱?？v觀世界歷史,主要發(fā)達國家都是依靠基礎研究的突破帶來產業(yè)上的變革而成為世界強國的。當前,我國正處于建設創(chuàng)新型國家的關鍵階段,在許多關鍵核心技術領域遇到的“卡脖子”問題,究其根源是基礎理論研究薄弱,致使應用研究和技術開發(fā)缺少最根本的理論依托。在全球科技競爭中,核心技術的源頭創(chuàng)新主導著科技發(fā)展命脈,一旦缺乏就會有被“卡脖子”的危險。對此,習近平總書記強調,基礎研究是整個科學體系的源頭,是所有技術問題的總機關。只有重視基礎研究,才能永遠保持自主創(chuàng)新能力。作為科技創(chuàng)新之源,基礎研究關乎我國源頭創(chuàng)新能力和國際科技競爭力的提升,決定著世界科技強國建設進程,對促進實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標也有著重要的基礎性作用。因此,我們要進一步提高對基礎研究重要性的認識,學習借鑒國外科技創(chuàng)新強國的經驗做法,夯實基礎研究的根基。本文擬對美國和日本如何實施基礎研究進行梳理分析,歸納其中可資借鑒的經驗,為我國基礎研究開展提供參考。

1 美國經驗

1.1 長期穩(wěn)定高比例投入確保全球領先

美國在世界科技強國中的領先地位至今無人能及,這一優(yōu)勢得益于其在基礎研究上長期以來的大量投入和對基礎研究人才的重視與培養(yǎng)。1945年,范內瓦·布什的報告《科學:無盡的前沿》強調了政府在基礎研究,特別是長久持續(xù)性研究方面的作用。在該報告的推動下,美國先后成立了著名的海軍研究辦公室、空軍科學研究辦公室、陸軍研究辦公室以及國家科學基金會等主要基礎研究資助機構,為美國的基礎研究注入了源源不斷的動力。1970-2000年,美國基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展經費占R&D經費比例為15∶22∶64;進入21世紀后,這一比例逐漸調整為17∶20∶63[1],基礎研究經費所占比例上升。這樣穩(wěn)中有升的投入比例讓美國在基礎研究領域收獲頗豐。以世界科學和科研領域最高獎項的諾貝爾獎為例,美國目前已有377人獲獎,獲獎人數(shù)居全球第一,年均獲獎者超過2位[2]。由于科技上的遙遙領先,美國的國力和科技競爭力至今無人撼動。

1.2 以立法形式加強基礎研究經費的投入

2019年,美國聯(lián)邦政府財年研發(fā)預算支出總額達1544億美元,創(chuàng)下歷史新高,其中,基礎研究經費增幅近5%,美國國家科學基金會、國立衛(wèi)生研究院、能源部科學辦公室等五大基礎研究資助機構的基礎研究經費均至少增加2.9%[3]。2021年3月,美國聯(lián)邦政府、立法部門和行政部門一致認同應顯著增加科研的投資,擬將R&D經費投入重新提高到20世紀60年代“阿波羅登月”計劃時期的最高水平。2021年5月,美國國會通過了《無盡前沿法案》,提出未來5年向國家科學基金會額外撥付1000億美元用于資助若干大學技術中心在人工智能、先進通信技術、先進能源、量子計算和信息系統(tǒng)等10個關鍵領域的基礎研究,以及將會采取新的措施確保美國到本世紀中葉繼續(xù)保持世界頭號科技強國的位置。以上舉措表明美國正在沿用早期科技政策的基本思路,重新以政府力量和出臺法案來加強科研和關鍵領域的基礎研究,促成核心領域的重大創(chuàng)新與技術突破,這也預示著美國基礎研究將進入一個新的發(fā)展高潮。

1.3 基礎研究聚焦科技革命必爭領域

量子科技是新一輪科技革命和產業(yè)變革的必爭領域之一。當前,世界科技創(chuàng)新強國紛紛加大研發(fā)投入,將量子作為科技發(fā)展的重要方向,并制定量子科技戰(zhàn)略規(guī)劃,以搶占未來技術制高點。2018年年底,美國出臺《國家量子計劃法案》(National Quantum Initiative Act),提出最新的量子信息科學戰(zhàn)略“國家量子計劃”(NQI),計劃連續(xù)10年投資該領域的基礎科學和人才培養(yǎng),全方位加速量子科技的研發(fā)與應用,以確保美國在量子科技領域的領先地位。為了保障“國家量子計劃”的順利實施,美國設立了國家量子協(xié)調辦公室和專門委員會。同時,為了形成各部門間相互配合、協(xié)同研發(fā)的“一盤棋”態(tài)勢,《國家量子計劃法案》中詳細規(guī)定了“國家量子計劃”的總體框架,并授權美國國家標準與技術研究院、國家科學基金會及能源部加強量子信息科學研發(fā)計劃、研究中心和聯(lián)盟的建設,要求加強協(xié)調管理,以及倡議美國民用、國防和情報部門在量子信息科學研發(fā)工作上協(xié)調一致。

2 日本經驗

2.1 建設世界頂級水平的基礎研究基地

日本政府歷來高度重視基礎研究。數(shù)據(jù)顯示,早在1986年,日本的基礎研究經費就已經突破10000億日元;1996年,日本在基礎研究上的經費投入突破20000億日元;到2016年,日本基礎研究經費增至約26000億日元[4]。雖然日本近些年在基礎研究投入上出現(xiàn)增速放緩,呈持平甚至下滑的趨勢,但其通過實施一些專項計劃對國內高水平的基礎研究機構進行大力資助,取得了顯著成效。如2007年日本政府實施“世界頂級研究基地形成促進計劃”(WPI),通過資助日本大學和科研機構中有望達到世界最先進水平的研究基地從事世界頂級水平的科學研究,尤其是前沿基礎研究,以提升原始創(chuàng)新能力,并對選定的研究基地穩(wěn)定支持10年～15年,每年資助5億～20億日元。WPI實施以來,包括東北大學原子分子材料科學高等研究機構、東京大學科維理宇宙物理學與數(shù)學研究所、大阪大學免疫學先進研究中心等10多個研究基地獲得資助,涉及的領域涵蓋宇宙、地球、智力起源和生命科學、材料與能源、信息科學等當代科學前沿的諸多領域。通過WPI的實施,日本打造了若干個聚集全球精英的頂級研究基地,培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的基礎科學研究人員,促進了一系列跨學科研究領域的發(fā)展,涌現(xiàn)出一批世界一流的基礎研究成果,在強力提升日本基礎研究能力的同時,也大大提高了日本大學和研究機構的國際地位。

2.2 實施“以人為中心”的項目資助方式

在基礎研究項目資助上,日本鼓勵研究人員把時間多花在自己喜歡的研究方向上,根據(jù)自己的興趣申請項目,開展基于內在動機的課題研究。如日本頂尖科研機構之一的理化學研究所,就鼓勵研究人員不要跟風去做大家都在做的事情,而要做別人不做的、較冷門的研究,并長期堅持、扎扎實實地走下去,達到他人難以企及的高度,這樣才能逐漸獲得他國研究人員的關注和認可,才有可能獲得世界級的獎項。2020年1月,日本專門推出了“強化研究能力和支持青年研究人員綜合措施計劃”,設立最長為10年期的創(chuàng)發(fā)性研究支持項目,每年資助700～1000人,并為每人提供1500萬～3000萬日元(折合人民幣約100萬～200萬元)的研究經費,吸引青年研究人員投身到科學研究事業(yè)中來[5]。

2.3 支持企業(yè)在基礎研究中發(fā)揮重要作用

經過長期的發(fā)展,日本已形成政府、企業(yè)、大學、非營利團體共同支持基礎研究的多元投入格局。在這個投入體系中,企業(yè)是相對獨立的投入主體。一般來講,企業(yè)對開發(fā)研究具有強烈動機,也愿意增強產品科技含量和國際競爭力,但基礎研究不是其關注的重點。但對日本企業(yè)而言,尤其是日立、本田、東芝、松下等國際知名企業(yè),都是從創(chuàng)立之日起就對研發(fā)創(chuàng)新保持著高度熱情,始終在不斷提高研發(fā)投入強度。有研究表明,日本企業(yè)的研發(fā)經費主要用于基礎研究、應用研究和開發(fā)研究3個方向,其中,用于未來10年～30年技術創(chuàng)新的基礎研究經費約占企業(yè)研發(fā)經費總額的7%,用于未來5年～10年技術創(chuàng)新的應用研究經費占18%,用于開發(fā)研究的占75%[6]。雖然日本企業(yè)在基礎研究方面的投入仍少于政府,但在一些重大基礎科學研究中都能看到企業(yè)的身影,企業(yè)的積極參與也為其在產業(yè)尖端技術上的突破奠定了堅實基礎。在支持企業(yè)開展基礎研究上,日本政府除了給予財政支持外,還會通過科技稅收減免等措施對企業(yè)的研究開發(fā)進行間接投入。此外,非營利團體也會積極支持企業(yè)開展基礎研究,如2019年日本企業(yè)基金會稻盛財團就制定出臺了一項科研資助制度,為從事自然科學基礎研究人員提供每年1000萬日元經費,資助時間長達10年,以支持研究人員專心開展研究[7]。

3 對我國的啟示

3.1 穩(wěn)定資助讓研究者愿意投身基礎研究

美日兩國都對基礎研究高度重視。在基礎研究經費投入上,兩國都保持了長時期的高水平投入。由于基礎研究探索的是未知領域,具有風險大、成功率低、周期長等特點,短時期內很難產出成果,一些天馬行空的自由探索更是會顆粒無收,因此,長期穩(wěn)定且具有較高水平的經費支持是基礎研究順利開展的關鍵因素,有利于鼓勵有才能的博碩士畢業(yè)生投身科學研究事業(yè),也有利于吸引有經驗、有創(chuàng)意的研究人員終生從事基礎研究工作,還有利于吸引和留住海外的優(yōu)秀科研人才為本國的基礎研究貢獻力量。

3.2 建世界頂級的基礎研究機構引領創(chuàng)新

為了保持國際科技領先地位,美日兩國在基礎研究的具體實施上也是統(tǒng)籌部署、精心安排。在確定優(yōu)先支持領域和方向后,政府不但出臺戰(zhàn)略規(guī)劃確定具體的前沿領域研究目標,還通過法案制定詳細的總體框架,授權專門機構對戰(zhàn)略性、基礎性、前瞻性領域進行布局研究,并要求各相關部門通力協(xié)作、積極配合。如當前聚焦的量子信息這類重大科學前沿領域,兩國都是不惜重金長周期支持,以期在深層科學研究上取得重大突破。除此之外,美日兩國也通過一些專項計劃對國內大學、科研機構中的高水平基礎研究機構進行專門支持,如通過建設世界頂級水平的基礎研究基地,吸引全球的青年才俊和學術大牛集聚此地共同開展研究,從而保持國家持續(xù)的創(chuàng)新引領和競爭優(yōu)勢,搶占未來科技制高點。

3.3 要尊重研究者的興趣并給予充分自由

美日等主要科技創(chuàng)新國家目前正在改變以項目為主的基礎研究資助方式,嘗試建立以研究人員為中心的支持體系。這一變化的根源是基于基礎研究的根本屬性。不同于一般科研項目,基礎研究是對未知領域的探索,除了經費資助外,更重要的是要選對合適的項目研究者,并充分尊重他們的興趣和想法,給予充分的自由和包容,讓他們能夠潛心科研。2018年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主、日本科學家本庶佑教授曾強調,應該給予科研人員充分的自由,不要追求課題的短期成果,因為他本人的獲獎成果就是在做其他基礎科研中偶然發(fā)現(xiàn)的。當前,美日兩國的基礎研究資助計劃以人才成長為主線進行部署,其目的就是在幫助研究者,尤其是青年人才獨立開始科研職業(yè)生涯、組建科研團隊直至成為學科帶頭人,通過基礎研究項目的實施,構建完整的青年科研人才培養(yǎng)和職業(yè)發(fā)展體系,為國家的基礎研究培養(yǎng)頂尖人才。

4 對策建議

4.1 理性看待與加強基礎研究投入數(shù)量和強度

2019年,我國基礎研究經費投入達1335.6億元,占R&D經費比重(6.0%)首次突破6%[8]。2020年,受新冠肺炎疫情影響,我國基礎研究經費增長放緩,但投入強度仍達到6.01%,連續(xù)兩年保持在6%以上。雖然投入強度與美日兩國還相差甚遠,但我國的研發(fā)投入總量已居全球第2位[9]。當前,我國正在制定《基礎研究十年行動方案(2021-2030)》,對未來10年基礎研究的發(fā)展作出系統(tǒng)部署和安排。在頂層設計中,提高我國基礎研究經費占R&D經費的比例是重中之重,高強度的基礎研究投入將是我國大幅提升原始創(chuàng)新能力的強力保障。但在提高投入數(shù)量和強度的同時,要理性看待這一指標,要結合國家經濟發(fā)展實際合理有序地逐步提高,不能盲目追求一個可觀的增長數(shù)字、為了投入而投入,而是要在現(xiàn)有投入下注重優(yōu)化結構,集中資源和力量,突破基礎研究的重要領域和關鍵環(huán)節(jié)。

4.2 重點培育引領基礎研究的戰(zhàn)略科技力量

我國在加強基礎研究上,首先要進一步優(yōu)化學科布局和研發(fā)布局,加大力度支持新興學科、冷門學科和薄弱學科的發(fā)展,并推動學科交叉融合和跨學科研究。在重點學科方面,要持續(xù)加強前瞻性重大科學問題的研發(fā)部署,如量子信息、量子計算、腦科學等。針對當前困擾我國的“卡脖子”問題,要認真梳理關鍵核心技術清單,對其中的重大科學問題加強研究。其次,要在前沿領域布局建設一批基礎學科研究中心,通過建設國家應用數(shù)學中心等基礎研究平臺,對數(shù)學、物理學等學科進行重點研究。三是圍繞國家長遠發(fā)展的重大創(chuàng)新領域,組建若干具有頂尖水平的國家實驗室,圍繞原始創(chuàng)新和關鍵核心技術突破,建設一批國家重點實驗室,使國家實驗室和國家重點實驗室形成基礎研究的梯次布局,構建起體系化的戰(zhàn)略科技力量。四是通過實施基礎研究專項計劃培育出世界頂級水平的基礎研究機構,使其成為引領基礎研究的戰(zhàn)略科技力量。

4.3 項目資助上可采取“雙輪”驅動方式

隨著我國對基礎研究越來越重視,對基礎研究的經費投入也逐年增加,公平高效、“以人為中心”的項目資助方式和遴選機制是基礎研究得以深入開展和取得成效的重要保障。在項目資助上,我們一方面要聚焦國家重大戰(zhàn)略問題、重要關鍵學科領域問題進行研究,對目標導向的戰(zhàn)略性國家科技力量重點資助;另一方面,也要對探索性研究進行資助,通過設置一些自由探索類項目,采取同行評議對項目候選人的既有成果進行評價,遴選出真正有才能的研究者進行資助。更重要的是,要積極鼓勵研究者從自身興趣出發(fā),從真正的科學問題入手,提出新理論,探索新路徑?；A研究不是任何人都可以做的,因此我們不能盲目地進行“多快好”發(fā)展,而要選對合適的研究人員對其感興趣的領域開展研究,從而使得基礎研究走上高質量發(fā)展之路。

4.4 加強企業(yè)在基礎研究中的角色和地位

目前,我國基礎研究經費的90%靠政府投入,企業(yè)對基礎研究的投入較低[10],承擔的基礎研究活動規(guī)模也偏小。因此,在政府不斷加大基礎研究經費投入時,也要積極鼓勵和支持企業(yè),特別是一些處于行業(yè)技術前沿或闖入“無人區(qū)”的企業(yè),重視并深入開展基礎研究以支撐其原始創(chuàng)新。建議通過搭建企業(yè)國家重點實驗室等科研平臺,梳理行業(yè)未來可能的發(fā)展方向,規(guī)劃細分研究領域,聯(lián)合高校院所的研發(fā)力量,共同對行業(yè)中的基礎問題開展研究。此外,還可以采取政府引導、稅收杠桿等方式,落實研發(fā)費用加計扣除等政策,激勵企業(yè)加大基礎研究投入,以及探索共建高校院所、新型研發(fā)機構、社會組織聯(lián)合資助研究等舉措,讓企業(yè)在支撐行業(yè)發(fā)展的基礎科學研究中發(fā)揮出重要作用。