建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)，必須重視系統(tǒng)工程和技術(shù)科學(xué)（下）

梅永紅

最近幾年，學(xué)術(shù)界許多人都在熱議70多年美國(guó)前總統(tǒng)科技顧問(wèn)范內(nèi)瓦·布什提交的報(bào)告《科學(xué)：無(wú)盡的前沿》，被認(rèn)為是美國(guó)科學(xué)政策的“開(kāi)山之作”。其核心觀點(diǎn)主要有兩點(diǎn)：第一，科學(xué)的價(jià)值無(wú)可替代，如果沒(méi)有科學(xué)進(jìn)步，其他方面再多的成就也無(wú)法確保我們作為一個(gè)國(guó)家在現(xiàn)代世界中的健康、繁榮和安全；第二，廣泛的科學(xué)進(jìn)步源于學(xué)者的思想自由及研究自由，他們理應(yīng)在好奇心的驅(qū)使下探索未知，自主選擇研究的方向。

大工具、大數(shù)據(jù)、大合作是當(dāng)今科研主導(dǎo)性方向

毫無(wú)疑問(wèn)，范內(nèi)瓦？布什的報(bào)告深刻影響了美國(guó)戰(zhàn)后的科技政策。但是，當(dāng)人們將目光聚焦于“好奇心驅(qū)動(dòng)”的時(shí)候，還有幾個(gè)值得特別關(guān)注的背景和信息。一是范內(nèi)瓦·布什本人是位工程師，而且一生將此引以為榮。就在呈送這份報(bào)告不久，他發(fā)表了一篇文章《誠(chéng)如所思》（As We May Think），對(duì)一種實(shí)用設(shè)備進(jìn)行了詳盡預(yù)測(cè)，這就是我們現(xiàn)在廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)。二是當(dāng)時(shí)正值二戰(zhàn)剛剛結(jié)束，大批歐洲科學(xué)家匯聚北美。此前美國(guó)的基礎(chǔ)理論主要依賴于歐洲，諾貝爾獎(jiǎng)的80%是歐洲人貢獻(xiàn)的，美國(guó)政府對(duì)基礎(chǔ)研究的支持幾乎為零，范內(nèi)瓦·布什認(rèn)為這個(gè)短板應(yīng)當(dāng)借人才之機(jī)盡快補(bǔ)上。三是這篇報(bào)告還有一個(gè)目標(biāo)指向，就是二戰(zhàn)前美國(guó)基礎(chǔ)研究的過(guò)度實(shí)用化傾向，布什希望為科學(xué)家爭(zhēng)取更大的權(quán)力，放權(quán)科學(xué)家自我管理。

總之，這個(gè)報(bào)告是在特定時(shí)期、特定政策背景下的產(chǎn)物，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)的重要性，鼓勵(lì)好奇心驅(qū)動(dòng)，但并非否定基礎(chǔ)研究的目標(biāo)導(dǎo)向，更不是否定技術(shù)科學(xué)、工程科學(xué)的價(jià)值，而是期望達(dá)到某種“平衡”。實(shí)際上，布什的理想從來(lái)沒(méi)有完全變成美國(guó)的現(xiàn)實(shí)。特別是在科研范式上，美國(guó)科技政策尊重傳統(tǒng)的“小科學(xué)”范式，即由科學(xué)家個(gè)人或小組提出假設(shè)，獨(dú)立執(zhí)行，探索式解決，但基于大工具、大數(shù)據(jù)和大合作的“大科學(xué)”范式不但沒(méi)有因此退出舞臺(tái)，反而越來(lái)越成為主導(dǎo)性方向。比較典型的有曼哈頓計(jì)劃、阿波羅登月、人類基因組計(jì)劃等?？梢哉J(rèn)為，戰(zhàn)后近80年來(lái)，美國(guó)科學(xué)體系既尊重好奇心驅(qū)動(dòng)的研究，又通過(guò)大科學(xué)的組織與交叉融合，不斷開(kāi)辟新的“科學(xué)邊疆”。

另一位與范內(nèi)瓦·布什同時(shí)代和齊名的偉大科學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯，他發(fā)明了回旋加速器，并因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他主導(dǎo)分離出原子彈最為關(guān)鍵的原料——鈾-235和钚，從而挽救了“曼哈頓計(jì)劃”。美國(guó)有兩座頂級(jí)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是以他的名字命名的，一個(gè)是勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，另一個(gè)是勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。更為重要的是，他開(kāi)創(chuàng)了跨學(xué)科的“大科學(xué)”時(shí)代，重塑了國(guó)家間科技競(jìng)爭(zhēng)的游戲規(guī)則，并且?guī)椭绹?guó)一舉實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)科學(xué)的“彎道超車”。僅在勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，就已培養(yǎng)出了13位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、70位美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士。

回旋加速器的發(fā)明充分體現(xiàn)了大科學(xué)的特征。一是學(xué)科交叉滲透，物理學(xué)家、化學(xué)家、材料學(xué)家、光學(xué)家、生物學(xué)家等匯聚起來(lái)，形成了科學(xué)史上前所未有的跨學(xué)科時(shí)代，著名的理論物理學(xué)家?jiàn)W本海默就是其中一員；二是基礎(chǔ)理論與技術(shù)科學(xué)、工程科學(xué)相互促進(jìn)，彼此求證，點(diǎn)線面結(jié)合，構(gòu)成了完整的科學(xué)技術(shù)體系；三是目標(biāo)導(dǎo)向，有助于產(chǎn)業(yè)界廣泛參與，同位素技術(shù)、原子核技術(shù)等都展現(xiàn)了令人激動(dòng)的開(kāi)發(fā)前景。為了解開(kāi)核結(jié)構(gòu)的神秘性，勞倫斯與其他科學(xué)家、工程師們合作，發(fā)明了由多個(gè)小脈沖對(duì)質(zhì)子逐步加速到100萬(wàn)伏的加速器，其中從直線到圓形軌道，從常態(tài)到真空室，從10厘米驗(yàn)證到69厘米回旋加速器，每一步都是技術(shù)集成與工程實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?？梢哉f(shuō)如果沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)，以及由此發(fā)現(xiàn)并提純的放射性元素——94號(hào)元素“钚”，就不可能有曼哈頓計(jì)劃，就沒(méi)有原子彈和今天的核能工業(yè)。

在當(dāng)今尖端科學(xué)領(lǐng)域，古典傳統(tǒng)“小科學(xué)”的局限性早已顯而易見(jiàn)，這已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。比如在生命科學(xué)、人工智能、量子通信等領(lǐng)域，缺乏大工具、大數(shù)據(jù)和跨學(xué)科融合的“小科學(xué)”很難有所作為。那種局限于書齋斗室里的個(gè)人智識(shí)，已經(jīng)無(wú)法進(jìn)入微觀和宇觀的極限世界；基于還原論的原理性突破，也無(wú)法回答整體與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能問(wèn)題?！按罂茖W(xué)”時(shí)代的到來(lái)，不但突破了“小科學(xué)”的各種局限，而且使得科學(xué)研究范式發(fā)生了三個(gè)顯著變化：一是科學(xué)共同體的合作性超越了個(gè)人貢獻(xiàn)，科學(xué)英雄時(shí)代讓位于科學(xué)家的專業(yè)化分工協(xié)作；二是科學(xué)成為社會(huì)體系的一部分，既為社會(huì)做出貢獻(xiàn)，又依賴于社會(huì)支持；三是科學(xué)的技術(shù)化趨勢(shì)日益突出，現(xiàn)代科學(xué)不再是純粹的科學(xué)，而是與技術(shù)緊密聯(lián)系在一起。

新型舉國(guó)體制：圍繞國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，構(gòu)建大科學(xué)組織體系

我國(guó)在基因組學(xué)領(lǐng)域20多年來(lái)的發(fā)展進(jìn)程，也大致上反映出“小科學(xué)”與“大科學(xué)”的本質(zhì)差異。當(dāng)年學(xué)術(shù)界對(duì)研究路徑存在明顯分歧，一條是功能基因組方向，另一條是全基因組方向。最終功能基因組方向占了絕對(duì)上風(fēng)，中科院、清華、北大等基本上都是這個(gè)路數(shù)，聲名顯赫的PI，頂級(jí)的新型研究機(jī)構(gòu)，大量的研究經(jīng)費(fèi)，都砸向了功能基因組研究。而以華大基因前身——中科院北京基因組力推的全基因組方向幾乎被完全否定，也導(dǎo)致多名核心成員離開(kāi)體制南下深圳，獨(dú)自扛起中國(guó)基因組學(xué)的另類之局。今天人們?cè)絹?lái)越清楚地看到，結(jié)構(gòu)決定功能是世界觀的基礎(chǔ)，沒(méi)有大工具和大平臺(tái)，沒(méi)有學(xué)科交叉融合，沒(méi)有海量的基因組大數(shù)據(jù)，基因組學(xué)研究基本上就是一條歧路。期望通過(guò)“抄近路”而捷足先登，這是反邏輯、反規(guī)律的。正如李政道先生所說(shuō)的，“一個(gè)個(gè)地認(rèn)識(shí)基因，并不能解開(kāi)生命之謎”。

至2022年年底，我國(guó)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入已達(dá)到2.8萬(wàn)億元，接近美國(guó)，成為全球第二位，是第三名日本的三倍，研發(fā)人員數(shù)量為全球第一。但是，如此巨量投入的效果究竟如何？?jī)H從科研模式來(lái)看，目前我國(guó)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的研究范式仍然還是“小科學(xué)”主導(dǎo)，明顯存在幾個(gè)方面的問(wèn)題：一是高度分散。在宏觀大目標(biāo)下派生出大量的子課題和PI，彼此之間少有關(guān)聯(lián)與協(xié)作互動(dòng)，被學(xué)界稱之為“切豆腐”，大豆腐切成小豆腐，小豆腐切成豆腐塊、豆腐丁、豆腐泥。二是多為跟蹤模仿，少有新的突破和發(fā)現(xiàn)。90%以上高端科研儀器設(shè)備來(lái)自國(guó)外就能說(shuō)明中國(guó)科研的大致定位。三是主要產(chǎn)出是SCI論文。論文和由此派生出的獎(jiǎng)勵(lì)及職稱等關(guān)聯(lián)利益為主要目標(biāo)，因而科研的目的既不是科學(xué)本身，也不是為了解決實(shí)際問(wèn)題，更無(wú)法形成價(jià)值閉環(huán)，而是科技人員個(gè)人名利的驅(qū)動(dòng)。

可以斷言，這種科研小分隊(duì)、“個(gè)體戶”的小科學(xué)范式，上不著天、下不著地，既無(wú)科學(xué)價(jià)值，更談不上滿足國(guó)家目標(biāo)的需求。

最近一些學(xué)者再提我國(guó)科技成果轉(zhuǎn)化率較低，這是一個(gè)長(zhǎng)達(dá)幾十年沒(méi)有找到答案的問(wèn)題，我認(rèn)為本質(zhì)上也是因?yàn)榭蒲新窂胶头妒降恼`區(qū)。第一，什么是成果？恐怕還沒(méi)有一個(gè)確切的定義，許多文章和專利只是為了滿足結(jié)題和職稱評(píng)定，并不具備轉(zhuǎn)化可能。第二，從成果到產(chǎn)品和商業(yè)模式，是一個(gè)基于特定應(yīng)用與需求場(chǎng)景的工程化、系統(tǒng)化和再定義過(guò)程，本質(zhì)上是要素組合的結(jié)果，而不是就科技論科技。第三，強(qiáng)調(diào)高校和科研單位的科技成果轉(zhuǎn)化率，遵循的仍然是從科技到產(chǎn)品再到商品的線型思維，與實(shí)踐相去甚遠(yuǎn)。

多年前，中國(guó)科學(xué)院老院長(zhǎng)周光召先生就曾說(shuō)過(guò)：“希望對(duì)創(chuàng)新有一個(gè)了解，并不是發(fā)表一兩篇文章，包括SCI收錄的文章，或者是申請(qǐng)一個(gè)專利就算是完成了創(chuàng)新。如果發(fā)表的文章根本沒(méi)有人看，專利沒(méi)有人買，沒(méi)有產(chǎn)生任何經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這是不能叫做創(chuàng)新的?！?/p>

很多評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該重新研究，僅用SCI排名或者是專利數(shù)多少來(lái)評(píng)判一個(gè)研究機(jī)構(gòu)、一個(gè)學(xué)校，甚至一個(gè)企業(yè)對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)大小是不夠的，它是可以參考的一個(gè)指標(biāo)，但是絕對(duì)不是充足的條件。直到今天，這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有真正得到解決。

提出這個(gè)問(wèn)題，并不是否定小科學(xué)的價(jià)值。即使在大科學(xué)體系中，自由探索和好奇心驅(qū)動(dòng)的研究仍然是必要的。我們不能將這兩條路徑對(duì)立起來(lái)，要更加強(qiáng)調(diào)局部與整體、微觀與宏觀的關(guān)系。有整體沒(méi)有局部，不是科學(xué)；同樣的，只有局部沒(méi)有整體，也是教條的。最近國(guó)家正在一些“卡脖子”領(lǐng)域組建新型國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，這也是打破小科學(xué)與大科學(xué)“兩分法”的有益探索。我認(rèn)為至少有三個(gè)要點(diǎn)：一是要凝練出明確的大目標(biāo)；二是打破學(xué)科壁壘；三是形成穩(wěn)定支持。

對(duì)“新型舉國(guó)體制”的再認(rèn)識(shí)

美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是舉國(guó)科技體制的一個(gè)典型。美國(guó)科研體系由國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、高校和工業(yè)界共同構(gòu)成，而國(guó)家實(shí)驗(yàn)室則是當(dāng)仁不讓的核心支柱和“定海神針”。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是二戰(zhàn)后開(kāi)始啟動(dòng)的，目前共有100多家，分別隸屬聯(lián)邦各部門，包括能源部、國(guó)防部和航空航天局等，但大多委托大學(xué)、非營(yíng)利機(jī)構(gòu)和私人企業(yè)運(yùn)營(yíng)。美國(guó)政府每年為此投入千億美元，對(duì)實(shí)驗(yàn)室給予長(zhǎng)期穩(wěn)定的支持。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是國(guó)家目標(biāo)導(dǎo)向，服務(wù)于國(guó)家使命。美國(guó)的武器研制、原子能利用、太空競(jìng)賽等都是其標(biāo)志性成就。二是規(guī)模宏大，包括人員、大型儀器設(shè)備、經(jīng)費(fèi)，都體現(xiàn)了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的集中性和戰(zhàn)略重要性。三是大科學(xué)范式，以大型儀器為依托，堅(jiān)持多學(xué)科大團(tuán)隊(duì)協(xié)作，這就是美國(guó)的舉國(guó)科技體制。在這種體制下，催生了一大批關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全的重大科技成果，一大批世界頂級(jí)的科技人才，一大批引領(lǐng)世界的前沿科技方向。

我國(guó)是社會(huì)主義國(guó)家，具有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)，在科技領(lǐng)域的舉國(guó)體制表現(xiàn)尤為突出。比較典型的有兩彈一星、雜交水稻、載人航天、高速鐵路，以及目前正在積極推進(jìn)的大飛機(jī)、載人空間站等，之所以能夠后來(lái)居上，躋身國(guó)際先進(jìn)行列，關(guān)鍵就在于發(fā)揮了中國(guó)特色的制度優(yōu)勢(shì)。

但是，由于科技結(jié)構(gòu)的過(guò)度扁平化、財(cái)政預(yù)算的過(guò)度短期化以及研發(fā)與應(yīng)用的脫節(jié)，這種體制優(yōu)勢(shì)也在不少領(lǐng)域出現(xiàn)了異化和弱化。2006年國(guó)家中長(zhǎng)期科技規(guī)劃綱要確定的16個(gè)重大專項(xiàng)，其中不少被高度細(xì)分和切割。比較而言，目前美國(guó)的舉國(guó)科技體制比中國(guó)更為充分、更加有效。

所謂科技結(jié)構(gòu)的過(guò)度扁平化，是指我國(guó)至今未能圍繞具體國(guó)家目標(biāo)，形成類似美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室那樣的研發(fā)組織?？蒲性核⒋髮W(xué)和企業(yè)等的研發(fā)活動(dòng)，更多的是圍繞課題而非組織形態(tài)實(shí)現(xiàn)合理的分工與銜接。競(jìng)爭(zhēng)性項(xiàng)目管理體制進(jìn)一步加劇了機(jī)構(gòu)間的分割，有時(shí)甚至表現(xiàn)為彼此之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)與內(nèi)耗，重復(fù)立項(xiàng)、相互封閉，許多項(xiàng)目的管理過(guò)程往往成為各單位的利益平衡。如果說(shuō)在過(guò)去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，還可以通過(guò)行政指令的方式實(shí)現(xiàn)相關(guān)力量的組合與配置，那么在今天市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，實(shí)現(xiàn)大集中、大合作的機(jī)制和動(dòng)力需要進(jìn)一步明確。可以斷言，如果不進(jìn)行體制和結(jié)構(gòu)的變革，沒(méi)有包含科學(xué)、技術(shù)和工程在內(nèi)的學(xué)科間相互交叉融合的大科學(xué)組織體系，集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)就成了一句空話。

所謂財(cái)政預(yù)算的過(guò)度短期化，是指目前大學(xué)和科研院所的經(jīng)費(fèi)中，財(cái)政穩(wěn)定支持的基本上是人頭費(fèi)，而科研活動(dòng)經(jīng)費(fèi)大多是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性項(xiàng)目獲得，即使基礎(chǔ)研究也不例外。由此帶來(lái)的一個(gè)重大問(wèn)題就是研發(fā)活動(dòng)的短期化，這對(duì)于那些需要長(zhǎng)期積累的領(lǐng)域幾乎是致命的。同時(shí)，由于這些年來(lái)的項(xiàng)目管理體制比較強(qiáng)調(diào)所謂領(lǐng)軍人物的身份和背景，這也使得許多單位將工作重心放在引進(jìn)或“造就”學(xué)術(shù)大咖，而不是那些需要十年磨一劍的高端平臺(tái)、知識(shí)積累、學(xué)術(shù)氛圍。用短期化思維處理長(zhǎng)期性問(wèn)題，結(jié)果導(dǎo)致許多項(xiàng)目結(jié)題之日便是結(jié)束之時(shí)，很難形成代際傳承。

最近中央反復(fù)強(qiáng)調(diào)新型舉國(guó)體制，這并不是再多搞幾個(gè)專項(xiàng)，再增加多少經(jīng)費(fèi)，關(guān)鍵是要打破目前產(chǎn)學(xué)研用彼此脫節(jié)的機(jī)制痼疾，從體制、結(jié)構(gòu)和政策等方面推進(jìn)既符合大科學(xué)規(guī)律又充分滿足國(guó)家目標(biāo)導(dǎo)向的體系重組。

為此，我建議在關(guān)鍵和前沿領(lǐng)域抓緊組建不少于100個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，全面創(chuàng)新體制機(jī)制。

第一，充分體現(xiàn)國(guó)家目標(biāo)、穩(wěn)定支持、開(kāi)放共享，長(zhǎng)遠(yuǎn)布局；第二，大科學(xué)范式，技術(shù)科學(xué)主導(dǎo)，基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、工程技術(shù)融合；第三，獨(dú)立建制，主要委托大學(xué)、科研院所和企業(yè)（包括民營(yíng)企業(yè)）負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，向中央政府負(fù)責(zé)；第四，打破課題組負(fù)責(zé)人制（PI），既強(qiáng)調(diào)專業(yè)分工，更注重協(xié)同合作；第五，定期評(píng)估，內(nèi)部外部結(jié)合，定性定量結(jié)合，問(wèn)題導(dǎo)向，結(jié)果導(dǎo)向；第六，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)界參與，與應(yīng)用場(chǎng)景有機(jī)銜接。

還有一個(gè)值得高度關(guān)注的問(wèn)題就是市場(chǎng)的參與度?？茖W(xué)研究活動(dòng)不是孤立的，而是與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全息息相關(guān)。過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期，我們大都信奉科學(xué)無(wú)國(guó)界，近年來(lái)美國(guó)和西方國(guó)家的所作所為徹底打破了這一夢(mèng)幻。市場(chǎng)也是如此，貿(mào)易政策可以迅速轉(zhuǎn)化為地緣政治工具。多年前，我曾提出要把市場(chǎng)作為推進(jìn)科技進(jìn)步與創(chuàng)新的戰(zhàn)略資源，強(qiáng)調(diào)研發(fā)政策與市場(chǎng)政策的協(xié)同，很大一部分原因就是中國(guó)市場(chǎng)大量排斥中國(guó)制造、中國(guó)創(chuàng)新。當(dāng)下的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)再次警示我們，不能把市場(chǎng)簡(jiǎn)單理解為供求交易關(guān)系。我們迫切需要形成產(chǎn)學(xué)研用一盤棋的格局，除了強(qiáng)化科學(xué)研究本身之外，還要對(duì)關(guān)鍵領(lǐng)域、“卡脖子”問(wèn)題的產(chǎn)業(yè)政策、貿(mào)易政策、金融政策、稅收政策和政府采購(gòu)政策統(tǒng)籌規(guī)劃。中國(guó)研發(fā)+中國(guó)制造+中國(guó)市場(chǎng)，這才是國(guó)家創(chuàng)新體系的要義。

（編輯 蘇歌）