美日兩國基礎(chǔ)研究發(fā)展經(jīng)驗及對我國的啟示

劉啟強

(廣東省科學(xué)技術(shù)情報研究所,廣東廣州 510033)

0 引言

基礎(chǔ)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(chǔ)研究的突破帶來產(chǎn)業(yè)上的變革而成為世界強國的。當(dāng)前,我國正處于建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵階段,在許多關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域遇到的“卡脖子”問題,究其根源是基礎(chǔ)理論研究薄弱,致使應(yīng)用研究和技術(shù)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(shù)的源頭創(chuàng)新主導(dǎo)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(xí)近平總書記強調(diào),基礎(chǔ)研究是整個科學(xué)體系的源頭,是所有技術(shù)問題的總機關(guān)。只有重視基礎(chǔ)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(chǔ)研究關(guān)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(shè)進程,對促進實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)也有著重要的基礎(chǔ)性作用。因此,我們要進一步提高對基礎(chǔ)研究重要性的認識,學(xué)習(xí)借鑒國外科技創(chuàng)新強國的經(jīng)驗做法,夯實基礎(chǔ)研究的根基。本文擬對美國和日本如何實施基礎(chǔ)研究進行梳理分析,歸納其中可資借鑒的經(jīng)驗,為我國基礎(chǔ)研究開展提供參考。

1 美國經(jīng)驗

1.1 長期穩(wěn)定高比例投入確保全球領(lǐng)先

美國在世界科技強國中的領(lǐng)先地位至今無人能及,這一優(yōu)勢得益于其在基礎(chǔ)研究上長期以來的大量投入和對基礎(chǔ)研究人才的重視與培養(yǎng)。1945年,范內(nèi)瓦·布什的報告《科學(xué):無盡的前沿》強調(diào)了政府在基礎(chǔ)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(xué)研究辦公室、陸軍研究辦公室以及國家科學(xué)基金會等主要基礎(chǔ)研究資助機構(gòu),為美國的基礎(chǔ)研究注入了源源不斷的動力。1970-2000年,美國基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和試驗發(fā)展經(jīng)費占R&D經(jīng)費比例為15∶22∶64;進入21世紀(jì)后,這一比例逐漸調(diào)整為17∶20∶63[1],基礎(chǔ)研究經(jīng)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(chǔ)研究領(lǐng)域收獲頗豐。以世界科學(xué)和科研領(lǐng)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?wù)叱^2位[2]。由于科技上的遙遙領(lǐng)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(chǔ)研究經(jīng)費的投入

2019年,美國聯(lián)邦政府財年研發(fā)預(yù)算支出總額達1544億美元,創(chuàng)下歷史新高,其中,基礎(chǔ)研究經(jīng)費增幅近5%,美國國家科學(xué)基金會、國立衛(wèi)生研究院、能源部科學(xué)辦公室等五大基礎(chǔ)研究資助機構(gòu)的基礎(chǔ)研究經(jīng)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(yīng)顯著增加科研的投資,擬將R&D經(jīng)費投入重新提高到20世紀(jì)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(xué)基金會額外撥付1000億美元用于資助若干大學(xué)技術(shù)中心在人工智能、先進通信技術(shù)、先進能源、量子計算和信息系統(tǒng)等10個關(guān)鍵領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究,以及將會采取新的措施確保美國到本世紀(jì)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(guān)鍵領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究,促成核心領(lǐng)域的重大創(chuàng)新與技術(shù)突破,這也預(yù)示著美國基礎(chǔ)研究將進入一個新的發(fā)展高潮。

1.3 基礎(chǔ)研究聚焦科技革命必爭領(lǐng)域

量子科技是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的必爭領(lǐng)域之一。當(dāng)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(shù)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(xué)戰(zhàn)略“國家量子計劃”(NQI),計劃連續(xù)10年投資該領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)和人才培養(yǎng),全方位加速量子科技的研發(fā)與應(yīng)用,以確保美國在量子科技領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。為了保障“國家量子計劃”的順利實施,美國設(shè)立了國家量子協(xié)調(diào)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(quán)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、國家科學(xué)基金會及能源部加強量子信息科學(xué)研發(fā)計劃、研究中心和聯(lián)盟的建設(shè),要求加強協(xié)調(diào)管理,以及倡議美國民用、國防和情報部門在量子信息科學(xué)研發(fā)工作上協(xié)調(diào)一致。

2 日本經(jīng)驗

2.1 建設(shè)世界頂級水平的基礎(chǔ)研究基地

日本政府歷來高度重視基礎(chǔ)研究。數(shù)據(jù)顯示,早在1986年,日本的基礎(chǔ)研究經(jīng)費就已經(jīng)突破10000億日元;1996年,日本在基礎(chǔ)研究上的經(jīng)費投入突破20000億日元;到2016年,日本基礎(chǔ)研究經(jīng)費增至約26000億日元[4]。雖然日本近些年在基礎(chǔ)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(nèi)高水平的基礎(chǔ)研究機構(gòu)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(xué)和科研機構(gòu)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(xué)研究,尤其是前沿基礎(chǔ)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(xué)原子分子材料科學(xué)高等研究機構(gòu)、東京大學(xué)科維理宇宙物理學(xué)與數(shù)學(xué)研究所、大阪大學(xué)免疫學(xué)先進研究中心等10多個研究基地獲得資助,涉及的領(lǐng)域涵蓋宇宙、地球、智力起源和生命科學(xué)、材料與能源、信息科學(xué)等當(dāng)代科學(xué)前沿的諸多領(lǐng)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(chǔ)科學(xué)研究人員,促進了一系列跨學(xué)科研究領(lǐng)域的發(fā)展,涌現(xiàn)出一批世界一流的基礎(chǔ)研究成果,在強力提升日本基礎(chǔ)研究能力的同時,也大大提高了日本大學(xué)和研究機構(gòu)的國際地位。

2.2 實施“以人為中心”的項目資助方式

在基礎(chǔ)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(nèi)在動機的課題研究。如日本頂尖科研機構(gòu)之一的理化學(xué)研究所,就鼓勵研究人員不要跟風(fēng)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(guān)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(shè)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(jīng)費,吸引青年研究人員投身到科學(xué)研究事業(yè)中來[5]。

2.3 支持企業(yè)在基礎(chǔ)研究中發(fā)揮重要作用

經(jīng)過長期的發(fā)展,日本已形成政府、企業(yè)、大學(xué)、非營利團體共同支持基礎(chǔ)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(chǎn)品科技含量和國際競爭力,但基礎(chǔ)研究不是其關(guān)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(jīng)費主要用于基礎(chǔ)研究、應(yīng)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(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究經(jīng)費約占企業(yè)研發(fā)經(jīng)費總額的7%,用于未來5年～10年技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用研究經(jīng)費占18%,用于開發(fā)研究的占75%[6]。雖然日本企業(yè)在基礎(chǔ)研究方面的投入仍少于政府,但在一些重大基礎(chǔ)科學(xué)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(chǎn)業(yè)尖端技術(shù)上的突破奠定了堅實基礎(chǔ)。在支持企業(yè)開展基礎(chǔ)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(chǔ)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(xué)基礎(chǔ)研究人員提供每年1000萬日元經(jīng)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(chǔ)研究

美日兩國都對基礎(chǔ)研究高度重視。在基礎(chǔ)研究經(jīng)費投入上,兩國都保持了長時期的高水平投入。由于基礎(chǔ)研究探索的是未知領(lǐng)域,具有風(fēng)險大、成功率低、周期長等特點,短時期內(nèi)很難產(chǎn)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(jīng)費支持是基礎(chǔ)研究順利開展的關(guān)鍵因素,有利于鼓勵有才能的博碩士畢業(yè)生投身科學(xué)研究事業(yè),也有利于吸引有經(jīng)驗、有創(chuàng)意的研究人員終生從事基礎(chǔ)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(chǔ)研究貢獻力量。

3.2 建世界頂級的基礎(chǔ)研究機構(gòu)引領(lǐng)創(chuàng)新

為了保持國際科技領(lǐng)先地位,美日兩國在基礎(chǔ)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(lǐng)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(lǐng)域研究目標(biāo),還通過法案制定詳細的總體框架,授權(quán)專門機構(gòu)對戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、前瞻性領(lǐng)域進行布局研究,并要求各相關(guān)部門通力協(xié)作、積極配合。如當(dāng)前聚焦的量子信息這類重大科學(xué)前沿領(lǐng)域,兩國都是不惜重金長周期支持,以期在深層科學(xué)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(nèi)大學(xué)、科研機構(gòu)中的高水平基礎(chǔ)研究機構(gòu)進行專門支持,如通過建設(shè)世界頂級水平的基礎(chǔ)研究基地,吸引全球的青年才俊和學(xué)術(shù)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(lǐng)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(chǔ)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(chǔ)研究的根本屬性。不同于一般科研項目,基礎(chǔ)研究是對未知領(lǐng)域的探索,除了經(jīng)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(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主、日本科學(xué)家本庶佑教授曾強調(diào),應(yīng)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(chǔ)科研中偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)前,美日兩國的基礎(chǔ)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(xué)科帶頭人,通過基礎(chǔ)研究項目的實施,構(gòu)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(chǔ)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(chǔ)研究投入數(shù)量和強度

2019年,我國基礎(chǔ)研究經(jīng)費投入達1335.6億元,占R&D經(jīng)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(chǔ)研究經(jīng)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(dāng)前,我國正在制定《基礎(chǔ)研究十年行動方案(2021-2030)》,對未來10年基礎(chǔ)研究的發(fā)展作出系統(tǒng)部署和安排。在頂層設(shè)計中,提高我國基礎(chǔ)研究經(jīng)費占R&D經(jīng)費的比例是重中之重,高強度的基礎(chǔ)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(biāo),要結(jié)合國家經(jīng)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(jié)構(gòu),集中資源和力量,突破基礎(chǔ)研究的重要領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4.2 重點培育引領(lǐng)基礎(chǔ)研究的戰(zhàn)略科技力量

我國在加強基礎(chǔ)研究上,首先要進一步優(yōu)化學(xué)科布局和研發(fā)布局,加大力度支持新興學(xué)科、冷門學(xué)科和薄弱學(xué)科的發(fā)展,并推動學(xué)科交叉融合和跨學(xué)科研究。在重點學(xué)科方面,要持續(xù)加強前瞻性重大科學(xué)問題的研發(fā)部署,如量子信息、量子計算、腦科學(xué)等。針對當(dāng)前困擾我國的“卡脖子”問題,要認真梳理關(guān)鍵核心技術(shù)清單,對其中的重大科學(xué)問題加強研究。其次,要在前沿領(lǐng)域布局建設(shè)一批基礎(chǔ)學(xué)科研究中心,通過建設(shè)國家應(yīng)用數(shù)學(xué)中心等基礎(chǔ)研究平臺,對數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)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(lǐng)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(guān)鍵核心技術(shù)突破,建設(shè)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(chǔ)研究的梯次布局,構(gòu)建起體系化的戰(zhàn)略科技力量。四是通過實施基礎(chǔ)研究專項計劃培育出世界頂級水平的基礎(chǔ)研究機構(gòu),使其成為引領(lǐng)基礎(chǔ)研究的戰(zhàn)略科技力量。

4.3 項目資助上可采取“雙輪”驅(qū)動方式

隨著我國對基礎(chǔ)研究越來越重視,對基礎(chǔ)研究的經(jīng)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(chǔ)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(guān)鍵學(xué)科領(lǐng)域問題進行研究,對目標(biāo)導(dǎo)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(shè)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(xué)問題入手,提出新理論,探索新路徑?；A(chǔ)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(lǐng)域開展研究,從而使得基礎(chǔ)研究走上高質(zhì)量發(fā)展之路。

4.4 加強企業(yè)在基礎(chǔ)研究中的角色和地位

目前,我國基礎(chǔ)研究經(jīng)費的90%靠政府投入,企業(yè)對基礎(chǔ)研究的投入較低[10],承擔(dān)的基礎(chǔ)研究活動規(guī)模也偏小。因此,在政府不斷加大基礎(chǔ)研究經(jīng)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(shù)前沿或闖入“無人區(qū)”的企業(yè),重視并深入開展基礎(chǔ)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(lǐng)域,聯(lián)合高校院所的研發(fā)力量,共同對行業(yè)中的基礎(chǔ)問題開展研究。此外,還可以采取政府引導(dǎo)、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(chǔ)研究投入,以及探索共建高校院所、新型研發(fā)機構(gòu)、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(chǔ)科學(xué)研究中發(fā)揮出重要作用。