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        20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)重大突破的經(jīng)濟(jì)學(xué)闡釋

        2023-10-30 09:21:40陶文娜歐陽峣
        關(guān)鍵詞:青蒿素雜交胰島素

        陶文娜,歐陽峣

        20世紀(jì)50年代末期至70年代末期,中國連續(xù)實現(xiàn)了生物技術(shù)領(lǐng)域的三次重大突破,創(chuàng)造了發(fā)展中大國科學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的東方奇跡,對世界科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。本文通過回顧20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)實現(xiàn)三次重大突破的歷史事實,從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角系統(tǒng)地分析中國生物技術(shù)創(chuàng)新取得突破的驅(qū)動因素,總結(jié)中國生物技術(shù)創(chuàng)新突破的經(jīng)驗教訓(xùn),獲取帶普遍性和規(guī)律性的認(rèn)識,并在此基礎(chǔ)上思考構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新的新型舉國體制的路徑,這不僅可以為研究中國式創(chuàng)新提供典型事實和典型案例,為技術(shù)創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)學(xué)理論提供新的內(nèi)容和素材,而且可以為發(fā)展中大國的技術(shù)創(chuàng)新提供有益的經(jīng)驗借鑒和可供選擇的模式。

        一、20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)重大突破及其世界性貢獻(xiàn)

        從1958年開始到1978年的20年間,中國面臨著西方國家和蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)封鎖,經(jīng)歷了抗美援越以及“大躍進(jìn)”和“文化大革命”。然而,在這樣的特殊歷史時期,中國科技工作者通過發(fā)奮努力和艱辛探索,在生物技術(shù)領(lǐng)域連續(xù)實現(xiàn)三次重大突破,創(chuàng)造了后發(fā)國家技術(shù)創(chuàng)新的“東方奇跡”。

        第一次是人工合成牛胰島素的技術(shù)突破。蛋白質(zhì)合成是20世紀(jì)中葉生物技術(shù)的國際前沿,美國、德國和中國科學(xué)家同時把解決這個難題擺在面前。1958—1965年,中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所的專家提出了人工合成牛胰島素的課題,并同上海有機(jī)化學(xué)研究所以及北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等單位合作攻關(guān),分別進(jìn)行胰島素A鏈和B鏈的合成及A鏈、B鏈的拆合,首先發(fā)現(xiàn)了混合物能夠表現(xiàn)出天然胰島素的活力,然后獲得了跟天然胰島素結(jié)晶一致的重合成胰島素的結(jié)晶,從而實現(xiàn)了在世界上首次人工合成牛胰島素的科學(xué)技術(shù)目標(biāo),人工合成牛胰島素被寫進(jìn)了世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的史冊。人工合成牛胰島素技術(shù)的成功,主要是圍繞攻克國際前沿技術(shù)難題提出創(chuàng)新課題,并被列入國家科技計劃組織集體攻關(guān)和大兵團(tuán)協(xié)作,獲得領(lǐng)先世界的重大科技成果,但是忽視了在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。

        第二次是提取和研制青蒿素藥物的技術(shù)突破。這項課題來源于中央直接部署的研發(fā)任務(wù),包括仿造西藥或制造衍生物、從中藥中尋求抗瘧藥、制造驅(qū)蚊劑等。1967—1975年,由國家科委和總后勤部牽頭,組織了瘧疾防治藥物研制的聯(lián)合攻關(guān)。中國中醫(yī)研究院藥學(xué)家屠呦呦帶領(lǐng)的研究小組集中研究青蒿,她經(jīng)過動物試驗及人體試驗發(fā)現(xiàn)青蒿乙醚提取物的高效抗瘧作用,并提出改“水漬”為“醇提”、改“高溫乙醇提取”為“低溫乙醚提取”的技術(shù)路徑,在臨床實驗獲得成功的基礎(chǔ)上制造出抗瘧新藥青蒿素,最后在國際上推廣,為人類抗瘧做出了巨大貢獻(xiàn)。屠呦呦獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。青蒿素藥物的研發(fā),主要是中央提出技術(shù)研發(fā)計劃,研究小組攻關(guān)取得突破,由中國政府和國際組織推廣應(yīng)用以及企業(yè)生產(chǎn)制造。

        第三次是雜交水稻育種及其應(yīng)用的技術(shù)突破。湖南農(nóng)業(yè)專家袁隆平從國家遭受三年困難時期“餓殍的震撼”中深深地感受到糧食的重要性,立志解決糧食增產(chǎn)問題。1961—1976年,袁隆平通過反復(fù)試驗和分析論證,發(fā)現(xiàn)水稻雜交組合優(yōu)勢,并提出以雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢復(fù)系“三系配套”的方法來利用水稻雜交優(yōu)勢的設(shè)想;然后,在國家科學(xué)技術(shù)委員會和湖南省政府的支持下開展聯(lián)合攻關(guān)和栽培試驗,摸索出“兩系法”育種的雜交水稻制種和高產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),在全國大面積推廣中獲得成功之后,組建了袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司進(jìn)行公司化運(yùn)作。該技術(shù)獲得1981年國家技術(shù)發(fā)明特等獎,袁隆平在國際上被譽(yù)為“雜交水稻之父”。雜交水稻育種技術(shù)創(chuàng)新的特征,主要是從國民的糧食需求到專家的科學(xué)追求,從專家的獨立探索到群體的協(xié)作攻關(guān),從政府的組織應(yīng)用到市場的運(yùn)行推廣。

        中國科學(xué)家人工合成牛胰島素、從青蒿中提取青蒿素和發(fā)明雜交水稻育種技術(shù),這三大技術(shù)成為后發(fā)國家科學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的成功范例,這些重大的技術(shù)突破具有重要的創(chuàng)新價值和世界意義。

        首先,三大技術(shù)突破均屬于原始性技術(shù)創(chuàng)新的范疇,從而成為世界現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展史上三顆璀璨的明珠。我國人工合成牛胰島素是世界上首次人工合成具有生物活性的結(jié)晶蛋白質(zhì),它成為人工改造生命的一個重要里程碑,并且從實踐上證明蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)決定于它的一級結(jié)構(gòu),為人工合成更多的蛋白質(zhì)開辟了無限的前景。瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎評審委員會化學(xué)組主席蒂斯利尤斯評價說:“人們可以從書本中學(xué)到制造原子彈,但是人們不能從書本中學(xué)到制造胰島素?!盵1]從青蒿中提取青蒿素技術(shù),在科學(xué)史上首次發(fā)現(xiàn)了青蒿治療瘧疾的原理,青蒿素提取的整套新技術(shù),創(chuàng)造了一種速效和低毒的抗瘧新藥,青蒿素被譽(yù)為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”,為人類驅(qū)除瘧疾提供了科學(xué)手段,屠呦呦因此摘取諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的桂冠。雜交水稻育種技術(shù)的發(fā)明,首次解釋了水稻雄性不育性的原理,在生物技術(shù)史上創(chuàng)造了“兩系法”雜交水稻和“三系法”雜交水稻的育種技術(shù),并通過“兩系法”“三系法”與形態(tài)改良相結(jié)合的技術(shù)路線,創(chuàng)造出新的“超級雜交水稻”,通過長期探索和應(yīng)用推廣,使中國雜交水稻保持世界領(lǐng)先地位。國際水稻研究所所長斯瓦米納森稱袁隆平為“雜交水稻之父”,認(rèn)為他的成就給世界帶來了福音。

        其次,三大技術(shù)突破為人類幸福生活做出了巨大貢獻(xiàn),從而在世界現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展史上寫下了光輝的篇章。人工合成牛胰島素不僅為人類研制蛋白質(zhì)開拓了道路,而且由于它具有促進(jìn)人體對葡萄糖的攝取以及抑制糖原分解的機(jī)制而形成降低血糖的功效,以此為基礎(chǔ)的藥物研制,可以為人類提供治療高血糖癥的有效藥物。青蒿素的發(fā)現(xiàn)和使用,在全球范圍內(nèi)挽救了數(shù)百萬人的生命,被世界衛(wèi)生組織列為治療瘧疾的首選藥物;青蒿素在獲得自主知識產(chǎn)權(quán)新藥證書后,促進(jìn)了一系列衍生藥物的開發(fā),為人類健康做出了杰出貢獻(xiàn)。雜交水稻技術(shù)的應(yīng)用和推廣,推動了糧食產(chǎn)量的大幅度增加,這不僅為解決中國人的吃飯問題和糧食安全做出了重要貢獻(xiàn),也為中國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn),而且雜交水稻技術(shù)已經(jīng)成功地推廣到亞洲、非洲、美洲和南美洲的數(shù)十個國家,用事實證明了“中國人不僅能依靠自己解決吃飯問題,而且還可以幫助發(fā)展中國家解決糧食短缺問題”[2]216,為保障世界糧食安全和消除貧困做出了巨大貢獻(xiàn),袁隆平因此榮獲了“世界糧食獎”。

        二、20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)重大突破的經(jīng)濟(jì)因素分析

        第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,那些擺脫殖民主義統(tǒng)治的國家試圖改變貧窮落后的面貌,涌動著加快發(fā)展的強(qiáng)烈愿望。中國是典型的發(fā)展中大國,主要特征就是人口數(shù)量、國土面積和消費(fèi)需求、市場潛力大,但勞動生產(chǎn)率和人均國民收入低[3]。在追趕發(fā)達(dá)國家的過程中,最基本的需求和目標(biāo)是解決人民的生存和健康問題以及所需科學(xué)技術(shù)發(fā)展的問題。中華人民共和國成立后通過自主創(chuàng)新的路徑實現(xiàn)了生物技術(shù)領(lǐng)域的三次重大突破,這必然同發(fā)展中大國的特殊國情有著不可分割的聯(lián)系。我們將遵循“需求-市場-社會”的分析框架,從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角探討發(fā)展中大國的特殊國情對生物技術(shù)重大突破的影響。

        (一)國民生存和健康的需求以及國家發(fā)展的需求,構(gòu)成中國生物技術(shù)突破的內(nèi)在驅(qū)動力量

        根據(jù)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,經(jīng)濟(jì)增長是由需求拉動的,需求決定著社會生產(chǎn)的方向和規(guī)模;特別是消費(fèi)需求屬于最終需求,它對國民經(jīng)濟(jì)增長具有持久的動力作用。消費(fèi)是國民經(jīng)濟(jì)循環(huán)“生產(chǎn)-分配-流通-消費(fèi)”整體路線的起點和終點,它通過促進(jìn)生產(chǎn)的擴(kuò)大使整個社會財富增加。同時,消費(fèi)需求的變化具有階段性規(guī)律,錢納里和賽爾奎因(1986)的研究發(fā)現(xiàn):國內(nèi)需求中食品的份額與國民收入水平成反比例關(guān)系,樣本國家的食品消費(fèi)份額從國民收入為基準(zhǔn)水平1(140美元)時的29%,下降到基準(zhǔn)收入水平為2(560美元)時的19%,以及基準(zhǔn)收入水平為5(2 100美元)時的13%[4]。所有的例證都表明,隨著人均收入的增加,食品需求的份額顯著下降。從20世紀(jì)60年代的中國來看,糧食不足仍然是國家面臨的困境,1960年中國人口為6.620 7億人,糧食總產(chǎn)量為14 350萬噸,人均糧食產(chǎn)量217千克;為解決糧食需求的缺口,1961從國外進(jìn)口糧食580多萬噸,“直接搶救了人民群眾的生命”,“避免了京、津、滬、遼和重災(zāi)區(qū)糧食脫銷的危險”[5]。這種緊迫的糧食需求,逐漸變成中國農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動力量。正如袁隆平所說的,1960年前后國家遭遇三年困難時期,“面對全國糧食大規(guī)模減產(chǎn),幾乎人人吃不飽的局面,作為一名農(nóng)業(yè)科技工作者非常自責(zé)。本來我就有改造農(nóng)村的志向,這時就更下了決心,一定要解決糧食增產(chǎn)問題,不讓老百姓挨餓!”[2]40-91

        同時,健康是國民最基本的需求之一,是國民幸福感的重要體現(xiàn)和國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。缺醫(yī)少藥也是建國初期面臨的困難。如瘧疾是熱帶和亞熱帶地區(qū)的常見病,據(jù)衛(wèi)生部門統(tǒng)計,20世紀(jì)50年代中國有瘧疾流行的縣市達(dá)1 829個,約占全國縣市數(shù)量的70%~80%[6]。其中云南、貴州、廣東、江西、湖南、四川、河南等省,1955年瘧疾發(fā)病人數(shù)占19種傳染病患者總數(shù)的60%左右。當(dāng)時中國的人口眾多,衛(wèi)生條件差,傳染壓力特別大,這種緊迫的健康需求,逐漸成為追求有效治療瘧疾藥物的驅(qū)動力量。張昌紹等于20世紀(jì)40年代就開始探索用常山的粗提物治療瘧疾病人;為幫助越南解決瘧疾防治問題,1967年中央領(lǐng)導(dǎo)人下達(dá)了緊急研制瘧疾防治藥物的“523任務(wù)”,周恩來要求把防治藥物除保證援越外,在國內(nèi)一些重點疫區(qū)使用;把瘧疾防治工作列入國家重點研究計劃[7]。正如屠呦呦所說的:“我一直感到欣慰的是在傳統(tǒng)中醫(yī)藥啟發(fā)下發(fā)現(xiàn)的青蒿素已拯救了全球數(shù)以萬計瘧疾病人的生命?!盵8]

        (二)國內(nèi)和國外的市場規(guī)模以及推廣應(yīng)用的前景,構(gòu)成中國生物技術(shù)突破的重要支撐條件

        根據(jù)亞當(dāng)·斯密的“市場范圍”假說,“分工起因于交換能力,分工的程度,因此總要受交換能力大小的限制,換言之,要受市場廣狹的限制”[9]。中國是典型的大國,具有人口眾多和幅員遼闊的特征,能夠形成廣闊的市場范圍和龐大的市場規(guī)模,進(jìn)而支撐產(chǎn)業(yè)的分工和專業(yè)化,有利于產(chǎn)業(yè)的成長壯大。擁有龐大的人口規(guī)模的中國,由于對糧食和健康的巨大需求,驅(qū)動了生物技術(shù)的突破,取得了雜交水稻育種技術(shù)和青蒿素藥物研制技術(shù)的研發(fā)成功;同時,還是這種規(guī)模龐大的糧食市場和藥物市場,支撐了雜交水稻和青蒿素藥物技術(shù)的推廣應(yīng)用,并在國內(nèi)形成成熟技術(shù)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步向國外推廣和應(yīng)用,開拓了更大規(guī)模的市場。人口眾多的國家糧食消費(fèi)市場很大,而處在貧困型消費(fèi)階段的20世紀(jì)60-70年代的中國,糧食消費(fèi)市場就更大;水稻谷物是中國南方地區(qū)的重要糧食作物,也是北方地區(qū)的重要糧食來源,在全國的銷售市場特別大。袁隆平雜交水稻技術(shù)成功之后,正是依托這種龐大的市場走向全國,然后再走向世界的。第一代“三系雜交”水稻于1975年在湖南、廣西、江西、廣東等地種植373.3公頃,1976年在全國推廣種植13.87萬公頃,比常規(guī)品種增產(chǎn)20%~30%[2]110-112。第二代“兩系雜交”水稻從1991年的0.43萬公頃發(fā)展到1998年的43.3萬公頃,再發(fā)展到2008年的300萬公頃左右。第三代“超級雜交”水稻,從1997年到2015年全國累計推廣面積達(dá)4 638.46萬公頃[10]。雜交水稻被大面積推廣應(yīng)用并被稱為“東方魔稻”,從1980年開始向美國推廣,20世紀(jì)90年代初期由聯(lián)合國糧農(nóng)組織在印度和越南推廣,目前雜交水稻已經(jīng)在全球四十多個國家成功試驗示范,在亞洲、美洲和非洲的十多個國家實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用;據(jù)專家預(yù)測,2025年國外雜交水稻種植面積將達(dá)到5 000萬公頃[11]。

        青蒿素藥物研制技術(shù)的應(yīng)用和推廣,同樣也體現(xiàn)了市場規(guī)模的特征和作用。1978年青蒿素鑒定會召開時,參加研究的單位已經(jīng)進(jìn)行了6 555例的臨床驗證,較多的病例為青蒿素技術(shù)研究提供了支持。青蒿素藥物技術(shù)不僅在全國推廣使用,而且通過世界衛(wèi)生組織推薦給瘧疾流行的所有國家,在全球范圍內(nèi)挽救了600多萬人的生命。而且,青蒿素不僅可以治療瘧疾,還是抗肥胖、抗衰老以及抗炎、抗癌和抗菌的潛在和輔助藥物,因而具有廣闊的市場前景。據(jù)統(tǒng)計,2012年國內(nèi)青蒿素產(chǎn)量為200~220噸左右,其中諾華公司的消耗量約50噸,印度兩家公司分別消耗40噸和30噸,這些公司取得WTO的訂單后,再向中國采購蒿甲醚或青蒿琥酯等青蒿素下游原料產(chǎn)品,經(jīng)加工成復(fù)方制劑后供應(yīng)到全球市場,每年全世界的青蒿素及其衍生物的銷售額達(dá)15億美元[12]。

        (三)國家追求技術(shù)趕超的強(qiáng)烈愿望以及科學(xué)發(fā)展要求,構(gòu)成中國生物技術(shù)突破的特殊影響因素

        恩格斯曾經(jīng)說過:“社會上一旦有技術(shù)上的需要,則這種需要就會比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)。”[13]20世紀(jì)中國生物技術(shù)的三大突破,既受國家技術(shù)趕超的戰(zhàn)略需求的影響,也受中國科學(xué)家認(rèn)識世界和探索真理的學(xué)術(shù)追求的影響。雜交水稻育種技術(shù)的突破,就是在國家保障糧食安全的戰(zhàn)略需求與袁隆平追求農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的志向的高度契合下實現(xiàn)的;青蒿素藥物研制技術(shù)的突破,也是在國家保障人民健康的戰(zhàn)略需求與屠呦呦追求醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的志向的高度契合下實現(xiàn)的。

        結(jié)晶牛胰島素的人工合成技術(shù)的突破,并沒有直接的國民消費(fèi)需求和國內(nèi)市場的驅(qū)動,主要體現(xiàn)了國家追求技術(shù)趕超的強(qiáng)烈愿望以及生化科學(xué)發(fā)展的驅(qū)動。在社會主義的新中國,國家和人民滿懷趕超發(fā)達(dá)國家的強(qiáng)烈愿望,從而提出了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)起飛和技術(shù)趕超的宏偉目標(biāo)。1956年,毛澤東在中共中央召開的關(guān)于知識分子問題的會議上提出,全黨應(yīng)該“努力學(xué)習(xí)科學(xué)知識,同黨外知識分子團(tuán)結(jié)一致,為迅速趕上世界科學(xué)先進(jìn)水平而奮斗”[14]。隨后制定了科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要,確定了“重點發(fā)展,迎頭趕上”的方針,全國迅速掀起“向科學(xué)進(jìn)軍”的熱潮。正是在這樣的背景下,中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所的專家提出了人工合成牛胰島素的課題。胰島素是典型的球狀蛋白質(zhì),它是構(gòu)成生命體的基本物質(zhì)。英國化學(xué)家弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)在1955年完成了胰島素的全部測序工作,首次確定了天然蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)。然而,人工合成牛胰島素則是生物化學(xué)領(lǐng)域的世界性難題,當(dāng)時的美國科學(xué)家卡佐亞尼斯(P.G.Katsoyannis)和德國科學(xué)家查恩(H.Zahn)正試圖攻克這個難題。特別是“在遙遠(yuǎn)的東亞,對多肽合成和胰島素本身知之甚少,但正處于“大躍進(jìn)”的熱潮之中的中國科學(xué)家也已經(jīng)等不及了,在維格納奧德等富有經(jīng)驗的生化學(xué)家尚不敢提合成蛋白質(zhì)的時候,他們率先把這個難題擺到了自己面前”[15]。通過人工合成牛胰島素,中國科學(xué)家認(rèn)為這證明了“我國的科學(xué)技術(shù)水平在生化方面在短短幾年中已經(jīng)趕上并超過了國際水平。這將是震動世界的大事,大大提高了我國的政治威信和科學(xué)威望”[16]20。

        三、20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)創(chuàng)新路徑和舉國體制框架

        在20世紀(jì)50年代至70年代那種物質(zhì)條件匱乏和科學(xué)技術(shù)落后的社會環(huán)境里,中國連續(xù)實現(xiàn)了生物技術(shù)領(lǐng)域的三次重大突破,通過人工合成牛胰島素、青蒿素藥物研制和雜交水稻育種技術(shù)的成功,極大地增強(qiáng)了趕超發(fā)達(dá)國家科學(xué)技術(shù)的信心,也積累了在舉國體制下組織科技攻關(guān)的經(jīng)驗。為此,有必要總結(jié)計劃經(jīng)濟(jì)條件下技術(shù)創(chuàng)新的舉國體制的基本框架,并且通過從創(chuàng)新動因、組織方式、技術(shù)突破和應(yīng)用推廣等方面的比較分析,概括中國生物技術(shù)自主創(chuàng)新的經(jīng)驗和教訓(xùn),在此基礎(chǔ)上提出構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新的新型舉國體制的轉(zhuǎn)型路徑。

        (一)20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)三次重大突破的路徑比較

        我們從三個方面來進(jìn)行具體的比較分析:第一,從創(chuàng)新動因看,三次重大突破總體上都是為了解決國家重大需求和推動學(xué)術(shù)發(fā)展,但三次重大突破各有其特殊的動因,如人工合成牛胰島素的直接動因是“大躍進(jìn)”時期為實現(xiàn)技術(shù)超越的政治因素,青蒿素藥物研制的直接動因是援助越南戰(zhàn)爭的軍事因素,雜交水稻育種的直接動因是解決糧食產(chǎn)量問題的經(jīng)濟(jì)因素。第二,從組織方式看,三次重大突破的路徑有所不同:人工合成牛胰島素和雜交水稻育種是由專家提出課題,被政府部門認(rèn)可后上升到國家戰(zhàn)略層面;青蒿素藥物研制則是由中央提出指令性任務(wù),下派為專家組的研究課題。人工合成牛胰島素和青蒿素藥物研制是由政府組織全國性的大兵團(tuán)作戰(zhàn)和單位專家組攻關(guān),政府的組織協(xié)調(diào)作用占主導(dǎo)地位;雜交水稻育種則是專家在探索過程中自然地形成研究團(tuán)隊,政府的組織協(xié)調(diào)起輔助作用。第三,從應(yīng)用推廣看,人工合成牛胰島素由于放棄推廣應(yīng)用,對人民生活和產(chǎn)業(yè)發(fā)展沒有起到推動作用;青蒿素藥物研制在國內(nèi)和國際范圍推廣應(yīng)用以及企業(yè)生產(chǎn)制造,對人民健康和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了積極作用,但是忽視了知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),后來被印度的企業(yè)大量仿制,造成了經(jīng)濟(jì)損失和聲譽(yù)損失;雜交水稻育種不僅在國內(nèi)和國際范圍內(nèi)推廣應(yīng)用,而且到后來實行公司化運(yùn)作,對解決全球糧食問題和推動農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。正如科學(xué)史家李佩珊所說的:“胰島素合成的意義就是在于證明合成蛋白質(zhì)并不是不可逾越的。這個方法不是商業(yè)上生產(chǎn)胰島素的方法。它并不能從化學(xué)上解決合成問題,也不能從理論上證明生命的起源?!盵16]113

        表1 中國生物技術(shù)三次重大突破的路徑比較

        (二)20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)三次重大突破的體制框架

        人工合成牛胰島素、青蒿素藥物研制和雜交水稻育種技術(shù)是新中國社會主義建設(shè)過程中開展技術(shù)創(chuàng)新的三種典型模式,其中蘊(yùn)含著中國技術(shù)創(chuàng)新的舉國體制的主要元素。總結(jié)和概括三種模式的共性,可以發(fā)現(xiàn)三個基本要點:國家統(tǒng)籌調(diào)動資源的資源配置機(jī)制、全國范圍專家協(xié)作攻關(guān)的科研組織機(jī)制、專家長期探索提出技術(shù)路線的科學(xué)發(fā)現(xiàn)機(jī)制,它們構(gòu)成了新中國攻克科學(xué)技術(shù)重大難題的舉國體制的基本框架。

        1.由國家統(tǒng)籌配置相關(guān)資源,協(xié)調(diào)人力、物力和財力的利用

        社會主義制度的優(yōu)越性在于可以集中力量辦大事,在調(diào)動各種資源方面具有統(tǒng)籌能力和更高的效率,在新中國生物技術(shù)三次重大突破的過程中,就是在科學(xué)探索的不同階段采取了由國家統(tǒng)籌配置人力、物力的方式,保障了技術(shù)攻關(guān)所需的物資和人力資源。人工合成牛胰島素被列入《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》,成立了由副總理和國家科學(xué)技術(shù)委員會負(fù)責(zé)的課題組,統(tǒng)籌全國的人力、物力和財力,各個研究所上報試劑、藥品,將人力、物力均交由“601”指揮部辦公室統(tǒng)一調(diào)度;青蒿素藥物研制屬于中央下達(dá)的“523”計劃,由解放軍總后勤部統(tǒng)籌協(xié)調(diào),從全國范圍調(diào)集各種資源以及開展中藥樣品和藥效篩選;雜交水稻育種在引起國家科學(xué)技術(shù)委員會和湖南省政府的重視之后,由政府部門下達(dá)科研經(jīng)費(fèi),調(diào)配專家參與攻關(guān),從人力和物力上給予有力的保障,并支持在全國范圍內(nèi)的大面積推廣。

        2.在全國范圍開展協(xié)作攻關(guān),形成專業(yè)化分工的機(jī)制和效應(yīng)

        一些解決國家重大戰(zhàn)略需求的技術(shù)攻關(guān),往往是涉及面很廣的系統(tǒng)工程。它的研發(fā)和推廣需要許多地區(qū)、部門和單位的配合,通過組織較大范圍的協(xié)作攻關(guān),可以更好地發(fā)揮不同的團(tuán)隊和專家的專業(yè)優(yōu)勢,構(gòu)建專業(yè)化分工的機(jī)制和優(yōu)勢互補(bǔ)的效應(yīng)。人工合成牛胰島素采取“大兵團(tuán)”作戰(zhàn)的方式,正式參與單位有中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所、有機(jī)化學(xué)研究所、北京大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)等8家單位,后來分成A鏈小組和B鏈小組進(jìn)行攻關(guān),最后由一個專家組負(fù)責(zé)將人工合成的A鏈和B鏈總裝配結(jié)合以及進(jìn)行合成物的抽提和鑒定;青蒿素抗瘧疾藥品研制屬于組織性很強(qiáng)的科研方式,參與單位近五十家,根據(jù)專業(yè)特點將協(xié)作組分為藥物合成與篩選協(xié)作組、中醫(yī)中藥協(xié)作組、驅(qū)蚊劑協(xié)作組和現(xiàn)場防治協(xié)作組,通過分工協(xié)作進(jìn)行攻關(guān);雜交水稻育種起初成立了袁隆平、李必湖、尹華奇三人科研小組,后來發(fā)展成有7家單位參與的“湖南省水稻不育研究協(xié)作組”,最后發(fā)展為由19個省、市、自治區(qū)的農(nóng)業(yè)科學(xué)院和高等院校參加的全國性協(xié)作,以湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院為中心開展“三系”培育和配套的協(xié)作攻關(guān)。

        3.依靠專家長期的科學(xué)探索,提出正確的技術(shù)路線取得突破

        科學(xué)活動是認(rèn)識和探究事物本質(zhì)和演化規(guī)律的過程,它是科學(xué)家不斷觀察、思考、假設(shè)和試驗的復(fù)雜過程,所以需要依靠專家長期探索的知識積累和技術(shù)積累,并且提出新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)路線而取得突破。人工合成牛胰島素是以北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院吳憲的蛋白質(zhì)定性研究為前提的,中華人民共和國成立后的中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所開始著手基本技術(shù)的建立和若干種動物蛋白質(zhì)的抽取、凈化、分析及性質(zhì)的研究。在此基礎(chǔ)上提出了合成胰島素的研究課題,并且選擇了通過胰島素A鏈和B鏈的合成及拆分,從而發(fā)現(xiàn)混合物具有天然胰島素活力的技術(shù)路線。青蒿素藥物研制是以傳統(tǒng)中醫(yī)對抗瘧疾的研究為基礎(chǔ)的,屠呦呦在長期的調(diào)查中收集了四千多個中草藥方,通過篩選后到實驗室進(jìn)行提取和實驗,并且通過比較分析發(fā)現(xiàn)了青蒿素乙醚提出物的高效抗瘧作用,進(jìn)而提出改“水漬”為“醇提”,改“高溫乙醇提取”為“低溫乙醚提取”的創(chuàng)新思路和技術(shù)路線,最終取得突破。雜交水稻育種是袁隆平在長期研究和試驗的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了水稻的雄性不育性,他提出了通過培育水稻雄性不育系、保持系和恢復(fù)系的三系配套法利用水稻雜交優(yōu)勢的創(chuàng)新思路,并在三系配套和制種成功的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了兩系配套法而取得新的突破。

        (三)新時代構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新的新型舉國體制的轉(zhuǎn)型思路

        國家“十四五”規(guī)劃綱要提出:“堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位,把科技自立自強(qiáng)作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐,面向世界科技前沿,面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,面向國家重大需求,面向人民生命健康,深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略?!蓖瑫r,要完善科技創(chuàng)新體制機(jī)制,“健全社會主義市場經(jīng)濟(jì)條件下新型舉國體制,打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn),提高創(chuàng)新鏈整體效能”[17]。這就不僅提出了科技創(chuàng)新的總體目標(biāo)和發(fā)展方向,而且提出了健全新型的舉國體制的重要任務(wù)。我們通過回顧20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)的三次重大突破,可以看到技術(shù)創(chuàng)新的舉國體制的優(yōu)勢和作用,同時也可以發(fā)現(xiàn)計劃經(jīng)濟(jì)條件下技術(shù)創(chuàng)新的舉國體制的某些弊端,如人工合成牛胰島素過程中的資源浪費(fèi)以及忽視應(yīng)用推廣的問題,并在總結(jié)和反思的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)和轉(zhuǎn)型的思路。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)條件下構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新的新型舉國體制,應(yīng)該遵循“有為政府”和“有效市場”相結(jié)合的原則,致力于優(yōu)化提出課題、組織攻關(guān)和應(yīng)用推廣的機(jī)制。具體地說,總結(jié)生物技術(shù)三次重大突破的經(jīng)驗教訓(xùn),構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新的新型舉國體制需要實現(xiàn)以下轉(zhuǎn)變。

        一是實現(xiàn)從計劃經(jīng)濟(jì)體制到市場經(jīng)濟(jì)體制的轉(zhuǎn)變,致力于優(yōu)化資源配置的機(jī)制。20世紀(jì)中葉中國生物技術(shù)的三次重大突破,主要是在計劃經(jīng)濟(jì)的體制下實現(xiàn)的,但是雜交水稻育種和青蒿素藥物研制的后續(xù)研究及應(yīng)用推廣延續(xù)到了改革開放時期。比較而言,由于人工合成牛胰島素和青蒿素藥物研制上升到了國家政治任務(wù)的層面,因而資源配置上的計劃性更為突出。特別是人工合成牛胰島素的技術(shù)攻關(guān),充分展現(xiàn)了計劃經(jīng)濟(jì)體制下的不計成本的特點和資源浪費(fèi)的弊端。大兵團(tuán)作戰(zhàn)動員了近千人參加,大規(guī)模地耗費(fèi)昂貴的試劑,造成人力物力上的巨大損失,后來吸取教訓(xùn)將人數(shù)降到100人以內(nèi)。正如鄒承魯所說:“雖然胰島素的全合成后來取得了很大的成就,但集中那么大的力量,花費(fèi)那么多的時間,究竟是否值得?如果把這樣大的力量用在其他方面,對我國生物化學(xué)的全面發(fā)展是否更有益?”[16]117為此,在社會主義市場經(jīng)濟(jì)條件下的新型舉國體制,應(yīng)該使市場在資源配置中發(fā)揮基礎(chǔ)性和決定性作用,即使是由政府主導(dǎo)的為國家重大需求的技術(shù)攻關(guān),能夠讓市場配置資源的事情要盡量采用市場手段配置,政府主要在市場失靈的條件下發(fā)揮作用,使政府作用和市場作用達(dá)到最佳的契合,從而節(jié)約資源和提高效率,真正實現(xiàn)“有為政府”和“有效市場”的有機(jī)結(jié)合。

        二是實現(xiàn)從臨時協(xié)作攻關(guān)到長期技術(shù)聯(lián)盟的轉(zhuǎn)變,致力于構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研結(jié)合機(jī)制。從協(xié)作攻關(guān)的時間跨度上看,人工合成牛胰島素屬于短期的,青蒿素藥物研制屬于中期的,雜交水稻育種屬于長期的和適時的。人工合成牛胰島素體現(xiàn)了大兵團(tuán)作戰(zhàn)的特點,從北京大學(xué)的大兵團(tuán)、復(fù)旦大學(xué)的大兵團(tuán)到中國科學(xué)院上海分院各研究所組成的大兵團(tuán),用人海戰(zhàn)術(shù)無序地折騰了一年之后,轉(zhuǎn)為由中國科學(xué)院有機(jī)化學(xué)研究所和北京大學(xué)協(xié)作攻關(guān);青蒿素藥物研制是有組織的分工協(xié)作方式,在國家瘧疾防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組領(lǐng)導(dǎo)下開展了四年的協(xié)作攻關(guān);雜交水稻育種從課題小組協(xié)作發(fā)展到全省范圍和全國范圍的協(xié)作攻關(guān),主要是根據(jù)實際需要進(jìn)行適時的分工協(xié)作。比較而言,青蒿素藥物研制和雜交水稻育種既體現(xiàn)了政府的協(xié)調(diào)作用,又發(fā)揮了科學(xué)家的積極性和創(chuàng)造性。隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的建立和完善,企業(yè)成為技術(shù)創(chuàng)新的主體,應(yīng)該擔(dān)負(fù)起技術(shù)研發(fā)的主體責(zé)任,通過提升技術(shù)水平增強(qiáng)企業(yè)競爭力,并建立長期的技術(shù)聯(lián)盟;政府應(yīng)該選擇關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國計民生的重要產(chǎn)業(yè),錨定通用性關(guān)鍵核心技術(shù)的突破,從而帶動重點產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平的提升。在組織協(xié)同攻關(guān)的過程中應(yīng)該遵循科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律并進(jìn)行長期性和緊密型的分工協(xié)作,特別是致力于推進(jìn)科研院所、高等學(xué)校和企業(yè)科研力量的優(yōu)化配置和資源共享,將產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈和創(chuàng)新鏈融合發(fā)展為技術(shù)聯(lián)盟,從而提升國家技術(shù)創(chuàng)新的整體效能。

        三是實現(xiàn)從重視轟動效應(yīng)到重視經(jīng)濟(jì)效益的轉(zhuǎn)變,致力于推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。人工合成牛胰島素,主要將目標(biāo)定位為形成技術(shù)趕超的轟動效應(yīng),卻忽視了后續(xù)的應(yīng)用研究和推廣,沒有創(chuàng)造任何經(jīng)濟(jì)效益;所以相關(guān)領(lǐng)域的專家認(rèn)為胰島素研究工作有一些缺陷,“它既沒有提出理論上的重大革新,又沒有帶來工具、方法的革命性進(jìn)展,既沒有引發(fā)一系列的后繼研究(譬如掀起合成蛋白質(zhì)的熱潮),又沒能產(chǎn)生多少經(jīng)濟(jì)效益”[16]126。我們用化學(xué)方法合成胰島素的工序極為繁雜,而且價格昂貴,在當(dāng)時并不具有實用性。青蒿素藥物研制則有所不同,它不僅具有挽救了全球數(shù)百萬人生命、解決人民健康需求的社會效益,還促進(jìn)了企業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,通過中國中醫(yī)科學(xué)研究院的附屬制藥廠和后來的吉首制藥廠,形成了青蒿素提取技術(shù)和新藥制造的生產(chǎn)線[18],唯一的遺憾是忽視了青蒿素的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)而被國外企業(yè)仿冒生產(chǎn)。雜交水稻育種應(yīng)該說是一種比較完善的技術(shù)創(chuàng)新模式,不僅為解決中國和全球糧食問題做出了巨大貢獻(xiàn),極大地推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,而且創(chuàng)造了一種先由政府組織推廣形成示范效應(yīng)、再由市場推動和實行公司化運(yùn)營的模式。在發(fā)展社會主義市場經(jīng)濟(jì)的條件下,要認(rèn)真總結(jié)傳統(tǒng)舉國體制的經(jīng)驗和教訓(xùn),重點面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場開展技術(shù)攻關(guān),在當(dāng)前特別要圍繞芯片攻關(guān)技術(shù)以及汽車產(chǎn)業(yè)、航天產(chǎn)業(yè)等的關(guān)鍵核心技術(shù)實現(xiàn)突破,以技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新;需要更好地運(yùn)用市場化機(jī)制和企業(yè)化機(jī)制,通過關(guān)鍵核心技術(shù)突破帶動產(chǎn)業(yè)升級,真正推動重點產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

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