摘 要:科學和技術是創(chuàng)新的源頭，在未來，科學和技術進步將是國家獲得優(yōu)勢的關鍵途徑，能夠利用科技提高生產率的國家將擁有更多的經濟機會，并能夠更有效地解決發(fā)展和社會問題。面對世界百年未有之大變局，要有全球視野和開放心態(tài)，廣泛汲取國內外科學研究與創(chuàng)新范式的營養(yǎng)，建立適合中國科技發(fā)展的科學研究與創(chuàng)新范式。在新發(fā)展階段，建設科技強國最重要的是全力打造世界級科學研究和技術創(chuàng)新中心。

關鍵詞:科學研究與創(chuàng)新范式 科技強國 基礎研究 技術科學

【中圖分類號】G322 【文獻標識碼】A

科學技術是現(xiàn)代經濟增長最主要的推動力，研發(fā)則是科技進步的直接源泉。當今世界正處于百年未有之大變局，大國在經濟、科技和政治方面的競爭與博弈日益加劇。在這樣一個充滿不確定性、不穩(wěn)定性的時代，一個國家要成為真正的世界大國和強國，不僅需要有比競爭對手更加堅實的經濟基礎，還需要有更加強大的科學和技術基礎以及卓越的創(chuàng)新能力。需要建立一個充滿活力且有卓越創(chuàng)新能力的國家創(chuàng)新體系，打造具有全球影響力和競爭力的科學研究和創(chuàng)新中心，建設現(xiàn)代化科技強國。

強化科技創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化強國建設全局中的核心地位

著名經濟學家熊彼特在1912年出版的《經濟發(fā)展理論》中首次提出“創(chuàng)新”。他認為創(chuàng)新是建立一種新的生產函數，即：把一種新的生產要素和生產條件的“新結合”引入生產體系。如：引入一種新產品，引入一種新的生產方法，開辟一個新的市場，獲得原材料或半成品的一種新的供應來源，新的組織形式。創(chuàng)新不同于發(fā)明，創(chuàng)新要實際應用，是一種市場行為。在他的經濟思想中，發(fā)展是創(chuàng)新的結果，是創(chuàng)新的函數，是創(chuàng)新誕生了新的產業(yè)，打破了舊有的均衡，這一過程循環(huán)往復，推動經濟高質量發(fā)展。熊彼特的“創(chuàng)新”不僅包括技術創(chuàng)新，也包括組織創(chuàng)新。熊彼特去世之后，創(chuàng)新在學術界才受到廣泛關注。過去幾十年來，經濟學家在大量的研究中證實，技術變革是推動經濟長期增長的唯一最重要的力量。

在當今世界，“技術創(chuàng)新”已經成為各國政府政策制定中的一個重要出發(fā)點。在具體實踐中，技術創(chuàng)新已成為經濟政策制定的中心議題，人們還認識到創(chuàng)新的實現(xiàn)需要“全體政府部門”協(xié)調一致的行動。決策者越來越認識到，創(chuàng)新活動是經濟進步和福祉的主要動力，也是應對環(huán)境和健康等領域的全球挑戰(zhàn)的一個潛在因素。創(chuàng)新能力和將創(chuàng)新成功地推向市場的能力將是未來各國全球競爭力的關鍵決定因素。許多國家都以促進創(chuàng)新，增強其經濟影響作為國家戰(zhàn)略。即使是一些通常不采取積極產業(yè)政策的國家，現(xiàn)在也在尋求新的方法來改善創(chuàng)新環(huán)境，以促進生產力的增長。美國在2005年提出了“創(chuàng)新美國”戰(zhàn)略，2015年版《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》認為，創(chuàng)新是美國經濟增長的源泉，是保障美國在更長時間內領導世界、創(chuàng)造高質量就業(yè)崗位和未來幾十年持續(xù)繁榮的強有力手段。新版創(chuàng)新戰(zhàn)略更加強調政府對科技創(chuàng)新的促進作用，認為良好的聯(lián)邦政府政策和監(jiān)管環(huán)境，是刺激私營部門投資創(chuàng)新的關鍵。歐盟在2000年提出的“里斯本議程”現(xiàn)已得到更新和加強。2010年6月，歐盟通過了“歐洲2020戰(zhàn)略”。其中兩個重點是，以知識和創(chuàng)新為基礎的“智能增長”，以發(fā)展綠色經濟、強化競爭力為內容的“可持續(xù)增長”。

改革開放以來，我國社會主義現(xiàn)代化建設取得了舉世矚目的偉大成就，但科技創(chuàng)新能力不足制約著我國經濟社會的發(fā)展，同時還面臨著來自發(fā)達國家科技領先優(yōu)勢的巨大壓力。2006年，中國全國科技大會提出自主創(chuàng)新、建設創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略。2016年5月，中共中央、國務院印發(fā)了《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，強調創(chuàng)新驅動是國家命運所系。創(chuàng)新驅動就是創(chuàng)新成為引領發(fā)展的第一動力，科技創(chuàng)新與制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、業(yè)態(tài)創(chuàng)新和文化創(chuàng)新相結合，推動發(fā)展方式向依靠持續(xù)的知識積累、技術進步和勞動力素質提升轉變，促進經濟向形態(tài)更高級、分工更精細、結構更合理的階段演進。

當前，中國發(fā)展的國內外環(huán)境都出現(xiàn)明顯的變化。從國際層面看，世界經濟增長低迷，新冠肺炎疫情全球大流行，產業(yè)鏈和供應鏈重構呼聲日盛，地緣政治博弈和大國競爭加劇，在高科技產業(yè)以及基礎前沿技術領域的脫鉤已成為美國的重要選擇和現(xiàn)實做法；電子信息、人工智能、高端芯片元器件、能源等成為美國對我國封鎖管制的重點領域。從國內層面看，社會主要矛盾發(fā)生根本性變化，經濟發(fā)展理念、發(fā)展方式和發(fā)展模式的變革迫在眉睫，建設科技強國，實現(xiàn)科技自立自強刻不容緩。為此，“十四五”規(guī)劃《綱要》明確提出，“堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，面向世界科技前沿、面向經濟主戰(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、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，完善國家創(chuàng)新體系，加快建設科技強國。”

科技強國建設和創(chuàng)新驅動需要正確的科學研究和創(chuàng)新范式引領

科學和技術是創(chuàng)新的源頭，在未來，科學和技術進步將是國家獲得優(yōu)勢的關鍵途徑，能夠利用科技提高生產率的國家將擁有更多的經濟機會，并能夠更有效地解決發(fā)展和社會問題。在一個全球化趨勢日益明顯的世界里，無論是對經濟競爭力，還是在醫(yī)療保健和環(huán)境技術等領域對研究和創(chuàng)新的高水平投資都至關重要。過去幾十年來，圍繞科學、技術和創(chuàng)新的關系提出了一些著名的科學研究與創(chuàng)新范式。如，萬尼瓦爾·布什的線性模型、司托克斯的二維四限模型、錢學森的三層次結構模型和國家創(chuàng)新系統(tǒng)等。這些模型為各國的科學和創(chuàng)新政策制訂提供了重要的理論支持，并推動了世界科學和技術進步，以及新興產業(yè)的發(fā)展。

布什倡導的科學研究和創(chuàng)新范式：基礎研究是創(chuàng)新的來源，支持基礎研究的自由探索是政府義不容辭的責任

萬尼瓦爾·布什（Vannevar Bush）是二戰(zhàn)時期美國科學研究與發(fā)展辦公室主任。1944年，美國時任總統(tǒng)羅斯福委托其探索和平時期科學的作用。1945年布什向肯尼迪總統(tǒng)提交了一份《科學：無盡的前沿》研究報告，開啟了政府與科學之間的關系的一個新時代。在報告中，布什強調了科學的重要性和政府的責任。布什認為，基礎研究是技術進步的先行官，基礎研究催生新知識的產生，提供科學上的資本，創(chuàng)造出知識實際應用所必需的儲備。他指出：因為未來科學應用比以往任何時候更依賴于知識創(chuàng)造，聯(lián)邦政府有責任支持科學研究。這不僅因為科學進步將促進經濟繁榮、國民健康、國家安全和公共福祉，而且戰(zhàn)后的美國不能再指望把受戰(zhàn)爭破壞的歐洲作為基礎知識的來源。從事基礎研究的科學家可能對他的工作的實際應用完全不感興趣，但如果一個國家長期忽視基礎科學研究，工業(yè)的進一步發(fā)展最終會停滯不前，在世界貿易的競爭中將處于劣勢地位。由于科學知識是公共品，具有溢出效應，導致私人部門對基礎研究投資不足，因此，必須由政府進行投資。

在科學研究上，基礎研究第一次作為科學政策術語出現(xiàn)是在布什報告里。戰(zhàn)后美國將基礎研究置于國家科技發(fā)展政策重要位置。布什定義基礎研究是基于研究者的好奇心，不考慮實際目的而實現(xiàn)的對自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)的一般知識?；A研究推動科學的進步，是各項重大創(chuàng)新的來源。應用研究的功能需要提供解決具體應用問題完整的答案，并形成相應技術方案。然而，如果缺少對基礎研究的相應支持，那么致力于應用研究的發(fā)展也將失敗。基礎和應用研究本質上講是科學和技術的問題，作為布什報告產物的國家科學基金會（NSF）拓展總結了布什的思想，將基礎研究、應用研究和發(fā)展這三個階段的活動統(tǒng)稱為“研究與發(fā)展”（R&D），強調這三個階段的“每個后續(xù)階段都依賴于前一階段”。在此基礎上形成了后來著名的研發(fā)活動的線性模型，即研發(fā)活動的“基礎研究→應用研究→開發(fā)→生產經營”線性模型。這一范式既表達了基礎研究和應用研究是相互獨立的概念，它們是由“有不同天賦和不同利益”的人所追求，也表達了對基礎科學發(fā)現(xiàn)時間優(yōu)先地位的信念。布什強調基礎研究在技術創(chuàng)新中的作用，且政府有支持責任而沒有控制基礎研究權力思想被融入到二戰(zhàn)后科學和政策界的思想中，并開創(chuàng)了美國科學研究的黃金時代。

司托克斯科學研究和創(chuàng)新范式：好奇心不是基礎研究唯一動機，基本理解和應用需求可同時并存

布什關于科學研究和創(chuàng)新的線性范式在獲得廣泛聲譽的同時，質疑也相伴而生，尤其是對于基礎研究和應用研究的二分法。在1950年，哈佛大學校長J.B.考南特在美國國家科學基金會的年度報告前言中以個人名義指出，在基礎研究和應用研究之間無法劃出一條清晰邊界?？茖W與技術間的互動并非單向地從科學發(fā)現(xiàn)到技術創(chuàng)新，相反，基礎研究與技術創(chuàng)新的關系具有復雜性、雙向互動、動態(tài)性、系統(tǒng)性等特征。1997年，美國普林斯頓大學司托克斯教授（Donald E. Stokes）從科學研發(fā)動機角度，在《基礎科學與技術創(chuàng)新：巴斯德象限》一書中建立了“二維四象限”模型，提出了巴斯德科學研究和創(chuàng)新范式。

司托克斯從科學研究的基本理解和應用考慮二維視角，創(chuàng)立了“二維四象限”模型。司托克斯的模型包括四個象限，每個象限都由一個科學技術領域的歷史人物作為例證。以玻爾（Niels Bohr）為例的“純基礎研究”象限代表了傳統(tǒng)觀點認為科學研究主要是受到擴展基本理解的欲望的啟發(fā)；以托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）為代表的“純應用研究”象限代表了經典的發(fā)明家，他被驅使著去解決實際問題；第三個，巴斯德象限，以路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）為例，代表了兩者的完美結合，發(fā)明家和科學家的結合，在追求實際問題的過程中擴展了知識。司托克斯將這個象限描述為“應用啟發(fā)的基礎研究”（use-inspired basic research）。司托克斯的主要貢獻是將線性模型擴展到二維平面，力圖將純粹的求知與解決實際問題的愿望結合起來。

總而言之，創(chuàng)新是一個復雜的非線性過程。司托克斯的研究顯示科學發(fā)現(xiàn)和新技術之間的路徑是多重、節(jié)奏不均勻和非線性的。這就是說二戰(zhàn)后的科學和技術范式對基礎研究和技術創(chuàng)新之間的實際關系的描述具有不完整性。這種不完整將損害科學界和政策界之間的溝通，并阻礙在科學界和政府之間建立科學的契約。因此，需要更清楚地理解受使用啟發(fā)的基礎研究的作用，在科學和政府之間建立新的契約。

錢學森的三層次結構理論：技術科學是連接基礎科學與工程技術的橋梁，存在雙向互動功能

錢學森院士是我國著名空氣動力學家、系統(tǒng)科學家，工程控制論創(chuàng)始人之一。早在上世紀，錢學森于1947年在《工程和工程科學》一文中提出“工程科學”概念，于1957年在《論技術科學》一文中提出“技術科學”概念。錢學森的技術科學思想可以追溯到19世紀末20世紀初的德國哥廷根大學。在錢學森概念體系中，工程科學和技術科學是等價的或者說是同一的概念。相比布什和司托克斯的研究，錢學森更多從科學、技術和工程之間關系的角度，探討技術科學的內涵，科學技術層次結構和技術科學人才的培養(yǎng)機制?？傮w上，錢學森把現(xiàn)代科學技術分成11大部門：自然科學、社會科學、數學科學、系統(tǒng)科學、思維科學、人體科學、文藝理論、軍事科學、行為科學、地理科學、建筑科學。其中每一個部門又按照直接改造世界還是比較間接地改造世界的原則，劃分為“基礎科學——技術科學——工程技術”三個層次結構模型，從而引申出整個自然科學的知識體系。

隨著世界科學和技術的發(fā)展，科學和技術之間存在兩個緊密交織的趨勢，即一方面是越來越多的技術將以科學為基礎，另一方面是越來越多的科學將以技術為基礎。錢學森認為，在人們從事生產的過程中，他們必然積累了許多對自然界事物的經驗和知識。這些經驗和知識可以直接應用到生產上去，也可以先通過分析、整理和總結， 然后再應用到生產上去。直接應用是工藝的改進，通過經驗來分析、整理和總結就是工程技術。他認為：技術科學是自然科學和工程技術的綜合，它不同于自然科學，也有不同于工程技術的地方。在錢學森看來，“自然科學”“技術科學”和“工程技術”構成一個體系，它們之間存在緊密的反饋關系。一方面，要看到自然科學作為技術科學的基礎的一面；另一方面也要看到技術科學對自然科學的貢獻。技術科學既包含了工程技術中的實踐經驗向理論層次的轉化，又包含了自然科學基礎理論向工程技術的延伸。錢學森的技術科學就是要在自然科學和工程技術之間搭建一個橋梁，加快自然科學成果向工程技術轉化。在這里，自然科學研究屬于典型的公共產品，需要政府支持，而技術科學則兼具有公共產品和私人產品的屬性，具體取決于技術科學研究的技術是共性（通用）技術還是專有商業(yè)技術。如果是共性技術則屬于競爭前技術，需要政府支持，相反，則由私人機構完成。

科學是人類認識世界活動中獲得的知識體系，技術是基于知識的手段和方法，工程是人類有目的有組織地改造世界的活動。技術又可分為通用技術和專門技術。技術科學就是運用還原論方法從工程中抽象出共性技術問題進行研究的科學。因此，技術科學本質上關于通用技術的科學。這一特點，使得技術科學研究對于解決我國當今一些共性技術發(fā)展面臨的困難具有重要的現(xiàn)實意義。至于技術科學人才，錢學森認為，純科學家與從事實用工作的工程師間密切合作的需要，產生了一個新的職業(yè)——工程研究者或工程科學家，他們是純科學和工程之間的橋梁，是將基礎科學知識應用于工程問題的那些人，培養(yǎng)一名有能力的工程科學家是個歷時七到八年的漫長過程。

上述三種具有代表性的科學研究和創(chuàng)新范式均是在對科學研究和創(chuàng)新實踐經驗的總結基礎上形成的，它們在國家科學和技術政策的制定中均發(fā)揮過重要作用。如，布什的科學研究和創(chuàng)新范式在戰(zhàn)后美國國家科學政策中處于主導地位，其對西方國家科學政策制定的影響至今猶在。司托克斯的科學研究和創(chuàng)新范式在基礎/應用研究二分的基礎發(fā)現(xiàn)了應用基礎研究的巴斯德研究范式。錢學森的三層次結構理論（技術科學是科學原理和產業(yè)發(fā)展、工程研制之間不可缺少的橋梁），彌補了從科學發(fā)現(xiàn)到產品設計之間的缺口，建立了一個有科學理論基礎的工程設計理論體系，在新中國國防軍工產業(yè)的建設和發(fā)展中發(fā)揮過重要作用。面對世界百年未有之大變局，在新發(fā)展階段，需要有全球視野和開放包容的心態(tài)，廣泛汲取國內外科學研究與創(chuàng)新范式的營養(yǎng)，推動科學研究與創(chuàng)新范式的融合，建立適合新時代中國科技發(fā)展的科學研究和創(chuàng)新范式，引領科技強國建設。

基于科學研究和創(chuàng)新范式融合創(chuàng)新建設現(xiàn)代化科技強國的政府行動方略

目前我國雖然是全球第二大經濟體，是制造業(yè)和科技大國，但還不是制造業(yè)和科技強國。在新發(fā)展階段，建設科技強國最重要的是全力打造世界級科學研究和技術創(chuàng)新中心。

強化基礎研究，優(yōu)化科學研究空間布局，建設國家綜合性科學研究中心體系，建設現(xiàn)代化科技強國

抓住科技革命和產業(yè)變革的歷史機遇，打造世界科學研究中心，建設現(xiàn)代化科技強國是我國國家科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要任務。當前全球范圍內新一輪科技革命和產業(yè)變革加速推進，科學領域的一些基礎性問題也孕育著重大突破，基礎研究產業(yè)化的周期大大縮短，國際競爭已經呈現(xiàn)出從科技競爭向基礎研究競爭前移的態(tài)勢。改革開放以來，中國經濟快速發(fā)展，已成為世界第二大經濟體，具備了建設世界科技中心的經濟條件和物質基礎。

為了支持基礎研究和原始創(chuàng)新，目前，已經批準設立四大綜合性國家科學中心：上海張江綜合性國家科學中心、合肥綜合性國家科學中心、北京懷柔綜合性國家科學中心、深圳綜合性國家科學中心，其核心載體分別是上海張江科學城、合肥濱湖科學城、北京懷柔科學城、深圳光明科學城。當前我國建設現(xiàn)代化科技強國最重要的工作是在新型科學研究與創(chuàng)新范式的引領下，深化科技管理體制改革，強化基礎研究，廣聚天下英才而用之，推動長三角的上海張江和合肥、北京懷柔和粵港澳大灣區(qū)綜合性國家科學中心對標世界科學研究中心，努力建成世界科學研究中心。與此同時，為了充分利用國內的科教資源，在條件成熟的基礎上，建議在以武漢為中心的長江中游（武漢、長沙、南昌）構建中部綜合性國家科學研究中心，以長江上游的成渝都市圈和以西安為依托的西三角區(qū)域建設跨區(qū)域的西部綜合性區(qū)域科學研究中心。

強化技術科學教育和研究，建設國家技術科學研究中心，打造共性技術開發(fā)平臺

共性技術（通用技術）主要包括：第一，戰(zhàn)略共性技術。處于競爭前階段的，具有廣泛應用領域和前景的，有可能在一個或多個行業(yè)中得以廣泛應用的技術領域，如信息、生物、新材料等領域的基礎研究及應用基礎研究所形成的技術。第二，關鍵共性技術。關系到某一行業(yè)技術發(fā)展和技術升級的關鍵技術。第三，基礎共性技術。能夠為某一領域技術發(fā)展或競爭技術開發(fā)作支撐的，有關測量、測試和標準等技術。

產業(yè)共性技術對一個乃至多個產業(yè)的發(fā)展都具有十分重要的推動作用，且具有正外部性及較強的公共屬性，因此，政府的主導和支持才是產業(yè)關鍵共性技術有效創(chuàng)新的關鍵。在解決產業(yè)關鍵共性技術問題上，技術科學具有不可替代的作用，為此，一方面需要在大學設立相關技術科學教育單元，培養(yǎng)技術科學人才，另一方面借鑒國外經驗，在我國制造業(yè)相對集中的區(qū)域，瞄準當前和未來的核心關鍵產業(yè)，設立政府支持、多方參與的國家技術科學研究中心，打造關鍵共性技術開發(fā)平臺，同時在長江經濟帶、粵港澳大灣區(qū)、京津冀等地區(qū)設立不同技術類別的產業(yè)關鍵共性技術研究中心。

建立全新型研究機構，加強應用導向基礎研究，突破核心技術的“卡脖子”瓶頸

改革開放四十多年來，中國實現(xiàn)經濟的快速增長，同世界科技強國的差距在縮小。在載人航天、探月工程、深海工程、超級計算、量子信息、“復興號”高速列車、大飛機制造等領域取得一批重大科技成果。與此同時，產業(yè)底層基礎技術、基礎工藝能力不足，工業(yè)母機、高端芯片、基礎軟硬件、開發(fā)平臺、基本算法、基礎元器件、基礎材料等核心關鍵技術“卡脖子”問題突出。

核心關鍵技術是買不來、要不來和討不來的。解決核心關鍵技術“卡脖子”問題唯有靠自主創(chuàng)新。當前，我國許多“卡脖子”問題與基礎研究落后存在密切關系，因此，解決這些問題的關鍵在于強化任務導向的基礎研究，推動政府、研究型大學、行業(yè)協(xié)會和核心企業(yè)在核心關鍵技術上聯(lián)合攻關。為此需要依托國家戰(zhàn)略科技力量，聚焦核心關鍵技術攻關，強化國家科技創(chuàng)新能力，建立行業(yè)性和區(qū)域性的新型聯(lián)合研究機構。這些行業(yè)包括：高端芯片、高端醫(yī)療設備、航空動力裝置、數控制造、高端專業(yè)制造裝備、特種材料、電子化學品、基礎軟件系統(tǒng)和科學儀器等為代表的諸多戰(zhàn)略性產業(yè)。在區(qū)域上，重點可選擇長三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀、長江上游的成渝雙城都市圈、以武漢為代表的長江中游城市群等。

【本文作者為中國人民大學長江經濟帶研究院高級研究員】

責編：蔡圣楠

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