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我國及世界科技強國的基礎研究經費投入特點與啟示

2019-05-17 10:34:09 作者：鄧衢文，劉敏，黃敏聰，萬晶晶來源：世界科技研究與發展分享至：

基礎研究是科學之本、技術之源，雖然不直接提供新產品、新工藝和解決技術問題的具體方案，卻向社會提供新知識、新原理、新方法，其效益不只限于某一領域的應用研究和產品開發，而在于突破性的科學發現，經過長期演進后能以不可預知的方式催生顛覆性技術、關鍵核心技術、高精尖技術、戰略前沿技術，產生新產業、新業態和新模式，進而改變世界。對人類歷史影響深遠的蒸汽技術革命、電力技術革命、計算機及信息技術革命都與基礎研究領域的源頭突破存在密切聯系。當今世界上60個最具影響力的技術發明，包括互聯網、3D打印、量子計算機、移動通信、氣象衛星、全球定位系統和人類基因組等早期都投入了大量資金在基礎研究領域。

基礎研究能力是成為世界科技強國的關鍵要素。近代以來，世界經濟和科技中心幾度轉移，其中有一條清晰的脈絡，就是基礎科學中心一直是支撐科技強國崛起的強大力量。領先基礎科學出現在哪里，尖端人才流向哪里，科技創新的制高點就轉向哪里。二戰時期的美國科學研究發展局局長萬尼瓦爾·布什（Vannevar Bush）在他牽頭起草的《科學：永無止境的前沿》研究報告中明確將基礎研究置于創新鏈的源頭位置，推動形成了“基礎研究——應用研究——技術開發——商業應用”的線性模式，奠定了二戰后相當長一段時期美國的科學技術政策框架，對全球基礎研究發展產生了深遠影響，基礎研究也成為世界科技強國的戰略必爭之地。盡管目前學術界對世界科技強國的認定尚未形成一致，但在綜合世界知識產權組織和歐洲工商管理學院等聯合發布的《全球創新指數》、中國科學技術發展戰略研究院發布的《國家創新指數報告》、瑞士洛桑國際管理學院發布的《世界競爭力年鑒》、世界經濟論壇發布的《全球競爭力報告》等權威報告中，美、英、德、法、日等國長期處于各項排行榜的前列，體現出強大的科技創新能力。同時，截至2018年，全世界諾貝爾科學類獲獎者也主要集中在美國、英國、德國、法國、日本，占全部獎項人次的八成以上。因此，這5國較多被我國學術界列為建設世界科技強國的對標國家和研究對象。其共同特點是都擁有極為強大的基礎研究能力，并在基礎研究領域投入了大量資金。

我國正處于貫徹落實創新驅動發展戰略、加快建設世界科技強國的重要時期。多年來，我國基礎科學研究取得長足進步，但與建設世界科技強國的要求相比，短板依然突出，直觀上表現為重大原創性成果缺乏、頂尖研究人才和團隊缺乏、重大平臺布局不完善、頂尖學科數量偏少，根本原因則是長期以來基礎研究經費投入不足、投入體制機制不健全，嚴重制約了我國基礎研究水平的提升。當前，我國經濟發展的內外部條件正發生明顯變化，靠技術引進消化吸收的“拿來主義”繼續發展經濟的難度越來越大，在從“跟跑”“并跑”到“并跑”“領跑”轉變的過程中，面臨越來越多國際競爭博弈，越來越多的“卡脖子”問題必須通過建立自主可控的科學技術體系解決，尤其依賴于基礎研究領域的源頭突破。為進一步加強我國基礎科學研究，提升原始創新能力，夯實建設世界科技強國的基礎，2018年1月《國務院關于全面加強基礎科學研究的若干意見》（國發〔2018〕4號）對我國基礎研究工作做了全面部署，明確提出“建立基礎研究多元化投入機制”“加大中央財政對基礎研究的支持力度”“地方政府要結合本地區經濟社會發展需要，加大對基礎研究的支持力度”。

然而，國內對基礎研究投入重要性的認識還不統一。受長期以模仿跟隨為主的經濟發展模式影響，一些地方存在重技術應用、輕基礎研究的思維理念，對創新鏈中下游環節的投入支持力度比較大，對上游基礎研究環節的投入則嚴重不足，難以滿足新時代經濟結構調整和產業轉型升級的現實需求。從國際比較看，根據美國國家科學基金會（NSF）發布的《2018 科學與工程指標》（2018 Science & Engineering Indicators），我國基礎研究經費投入力度與世界科技強國相比存在明顯不足，總量僅相當于美國的四分之一，基礎研究經費占R&D經費比例略高于5%，遠低于美國（16.9％）、英國（16.9％）、日本（11.9%）、法國（24.4%）等世界科技強國（該報告援引2015年數據）。

鑒于此，本文在分析經費投入對提升基礎研究能力的必要性的基礎上，借鑒世界科技強國和國內發達省市在基礎研究領域加大投入的特點和經驗，為我國加大基礎研究投入、提升基礎研究能力提出對策建議，以便理清思路、認清形勢、把握規律，從而更好推動我國基礎研究事業發展，為建設世界科技強國提供支撐。

1 加大基礎研究投入的必要性

決定基礎研究發展水平的因素較多，經費投入并非唯一因素。但總體上看，基礎研究領域居領先地位的國家和地區，都離不開強有力的基礎研究經費投入作為保障。

首先，世界科技強國都是基礎研究經費投入大國。“二戰”前歐洲是全球經濟中心和科學中心，僅德國諾貝爾科學獎獲得者總人數就是美國的三倍；二戰后，美國樹立了“國家需要大規模支持獨立自主的基礎研究”的觀念，形成了以“基礎研究”為起點的科學技術政策原則，成立了美國科學基金會（National Science Foundation，NSF），基礎研究經費始終保持強大的增長勢頭，總規模穩居世界第1位，基礎研究經費占R%D經費比例從不足5%提升到目前接近20%，到2018年獲諾貝爾獎人次超過全世界的三分之一。上世紀90年代，日本提出要把基礎研究擺在國家發展的重要位置，頒布《科學技術基本法》，明確提出“科學技術創新立國”的基本國策，并制定了兩個為期五年的《科學技術基本計劃》，通過立法和政策規劃保障基礎研究投入力度。作為曾經的世界科學活動中心，德國基礎研究經費占R%D經費比例長期保持在20%左右，法國的占比逐步提高25%以上，遙遙領先于其他國家。英國作為老牌基礎研究強國，在2016/2017—2020/2021 財年預算中，建設世界一流實驗室的總資本預算大約30 億英鎊，用于現有科學基礎設施維護和翻新，以確保英國基礎研究領先地位。根據美國國家科學基金會（NSF）發布的《2018科學與工程指標》（2018 Science & Engineering Indicators），基礎研究在這些發達國家總研發經費配置中往往能達到16%以上的比例配置，如美國16.9%、英國16.9%、法國24.4%（表1）。這些國家得益于在基礎研究領域的深厚積淀，成功抓住了一次次重大科技革命和產業變革機遇，始終處于世界科技強國之列。

其次，我國基礎研究實力較強的地區也是基礎研究經費投入較大的地區。基礎研究經費投入金額排名前列的省（自治區、直轄市）總體上擁有較多SCI論文、創新領軍人才和重大創新平臺。根據《中國區域創新能力評價報告2017》，全國各地SCI論文發表數量排名前10位的省（自治區、直轄市）有8個是基礎研究經費投入全國前10位的地區。圖1描述了各地區基礎研究經費投入與SCI論文產出的定量關系，兩者具有很強的正相關性。從兩院院士工作所在地分布看，中國科學院院士數量排名前8位的地區合計占全體科學院院士的81%，其基礎研究投入均排在全國前12位；中國工程院院士數量排名前10位的地區合計占全體工程院院士的79.6%，其中7個地區的基礎研究經費投入額居全國前10位。從國家重點實驗室的地區分布看，排名前10位的地區合計擁有國家重點實驗室總量的82.3%，其中7個位居全國基礎研究經費投入排名前10位。

最后，基礎研究投入力度與基礎研究能力水平之間存在內在邏輯關聯。基礎研究的發展具有投入驅動型特點，需要資金投入作為保障。其一，基礎研究具很強的外部性、更多的公共物品屬性和基礎設施特征，需要通過加大投入克服“市場失靈”。基礎研究是國家和地區知識創造的主要載體，是產生顛覆性技術、關鍵核心技術、高精尖技術、戰略前沿技術的源頭，通過強大的知識外溢和擴散效應，可在整體上提升經濟體長期發展的能力和潛力。鑒于基礎研究的強大正外部性，完全依靠私人部門投入和市場機制作用必然導致經濟學上的“市場失靈”現象，出現基礎研究領域投入不足的問題，難以構建起支撐經濟社會長期發展的科學知識儲備。其二，基礎研究具有長周期和不確定特征，需要資金引導和支持，構建激勵相容機制。據統計，純基礎研究的成功率一般只有3%，應用基礎研究的成功率約為15%；從獲得基礎研究的知識發現到實現商業化，往往要經歷20~30年，諾貝爾科學類獎獲得者所做出代表性工作與獲獎時的平均年齡差為16.1年。目前在科研成果短期產出與研究人員待遇直接掛鉤的評價體制下，基礎研究平均3% 的成功率和長達20?30年的成果轉化周期，使大部分科研人員不得不保守地選擇較容易產出成果的應用型科研領域，這就需要加大對基礎研究領域的資金傾斜力度，給予科研人員穩定的科研經費支持力度和穩定體面的物質生活待遇，支持科研人員坐得住冷板凳、出得了大成果。

2 世界科技強國基礎研究投入的特點

1）基礎研究經費在全社會研發經費中占比較高

從世界科技強國發展歷程看，在追趕階段需要以高強度的基礎研究投入作為保障。例如，日本全社會研發強度在50年代中期達到1%的時候，其基礎研究占R&D經費比重就已經達到20%，甚至在1965年達到30.3%。在國家經濟發展進入人均GDP10000美元關口后則伴隨著基礎研究經費投入規模長期穩定增加。例如，美國人均GDP在上世紀七十年代末達到10000美元，基礎研究經費投入在基數較大的基礎上仍能保持較高增速，此后大致每十年經費翻一倍；日本在1981年跨越人均GDP 10000美元關口，在已成為世界基礎研究經費投入第二大國之后，到1995年基礎研究經費投入又增加了4?5倍，快于同期其他國家的年均增速。目前，世界科技強國基礎研究投入在全社會研發經費配置中的比例普遍穩定在15%～25%。

2）政府在基礎研究投入中占主體地位

美國在上世紀60~80年代聯邦與地方政府是全社會基礎研究投入的絕對主體，占比接近80%。80年代以后，企業基礎研究投入占比逐步提升，政府投入占比雖有所下降但仍是主要來源。2015年聯邦政府投入仍占44.0%，州政府2.8%，企業28.2%，大學12.3%，其他非盈利組織12.7%。英國基礎研究經費也主要來源于政府。2013年，英國全社會基礎研究經費中，政府投入約占43%，企業約23%，慈善機構捐贈以及海外基金約34%。

3）高等學校、政府研究機構和企業共同投入

美國、法國、英國等世界科技強國的高等學校是全社會基礎研究活動的主要執行部門，高等學校支出的基礎研究經費占到全社會基礎研究經費的50%~65%；日本、韓國企業部門在基礎研究活動中具有重要作用，企業支出的基礎研究經費占全社會基礎研究經費的比例分別超過40%和55%。在大多數世界科技強國，高等學校將其50%以上的R&D經費用于基礎研究；政府研究機構的這一比例是20%以上；企業一般為5%?10%。總體來看，盡管有所差別和側重，但高等學校、政府研究機構和企業都承擔了投入基礎研究的責任，發揮了相應作用。

4）實施競爭性和穩定性相結合的支持方式

總體來看，在基礎研究領域，穩定性與競爭性經費配置的比例一般為7∶3甚至8∶2。以基礎研究為主的科研機構通過年度預算撥款穩定支持絕大部分科研經費，輔以部分競爭性科研項目。例如，德國的馬普學會年度預算經費的80%以上來自政府預算撥款；法國的國家科學研究中心80%以上的經費來自政府財政預算；美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室73%的經費來自于美國國會的財政撥款。歐洲研究理事會（ERC）資助的項目周期一般長達5年，目前正在探索延續資助的機制，其“概念探索”基金實際上就是一種延續資助機制，歐盟未來新興技術（FET）旗艦計劃項目更是開創了高強度（10億歐元）和長周期（10年）穩定支持原創性高風險研究的先河。日本文部科學省的“世界領先水平研究據點項目（WPI）”，一般給予每個據點10年內穩定支持13億日元，對產生特別優秀成果的據點提供15年的支持。

5）聚焦基礎性前瞻性戰略性重大科學問題集中投入

歐盟“通過地平線2020”投入近250億歐元開展基礎研究，成為歐洲基礎研究最核心的資助主體，其基礎研究經費主要集中在卓越科研領域，基本涵蓋前沿科學、未來新技術及重大科技基礎設施。美國大部分基礎研究經費集中在生命科學領域（近50%），其次是其他自然科學（14.7%）以及工程領域（11.7%）。

3 我國基礎研究投入的特點

近年來，隨著“缺芯少核”等事件層出不窮，國內部分發達省市開始逐漸意識到基礎研究對于地區社會經濟發展具有重要的推動作用。從大多數學者的研究看，北京基礎研究發展水平處于我國領先地位，基礎研究經費占R&D經費比重為14.2%，基本達到發達國家水平。北京由于有眾多國家級科研機構部署，其基礎研發能力與水平具有先天稟賦優勢，而上海、安徽、浙江等地區近年來在加強基礎研究能力上的一些經驗與做法值得借鑒。

1）依托國家戰略和大科學裝置

北京懷柔、上海張江、安徽合肥等地區先后獲批國家綜合科學中心建設。這些國家綜合科學中心一方面充分調動了國家以及地區資源，加速提升了地區的基礎研究實力。另一方面也在體制機制以及政策層面得到了國家先行先試的支持，進一步解放了科研機構與工作者的能動性。大科學裝置是重大基礎研究的必要條件，其建設與運營能產出數量可觀的基礎研究成果，也能集聚從事該領域基礎研究的科研機構與人才，在極短時間內提升本地區的基礎研究水平。從目前國家綜合科學中心的建設看，大科學裝置已經成為國家綜合科學中心的重要配置要素。我國“十二五”和“十三五”期間規劃布局的26個大科學裝置中有13個項目整體或部分落地于上海張江、安徽合肥或北京懷柔，總投資接近300億元。

2）聚焦重點科學領域

由于歷史原因、科研機構部署以及產業配置，各地都有不同的科研力量稟賦。基礎研究范圍廣泛，憑借一省或地區資源難以實現點點開花的局面。因此，聚焦重點學科領域成為了提升一省或地區基礎研究水平的重要方式。例如《浙江省“十三五”重大基礎研究專項實施方案》就提出“網絡空間安全主動防御”“大數據計算”“傳感材料與器件”“材料顯微結構與性能表征研究”“腦認知與腦機交互研究”“干細胞與再生醫學研究”“作物品質形成與抗病毒研究”等7個重大基礎研究領域，并優先實現資源傾斜。

3）加強經費投入保障性與覆蓋面

從國內經驗看，經費保障是基礎研究得以持續產生成果的關鍵。目前，加大經費投入以及加大持續資助周期已經成為了各省市加強基礎研究的關鍵舉措。例如，浙江省自然科學基金經費2012—2017的年均增長高達17.4%，并計劃在2019年后，全省45歲以下的中青年科研人員立項比例將達到85%以上，杰出青年科學基金支持強度提升至70萬元。

4 對我國基礎研究投入的若干建議

當前，我國經濟已經入高質量發展階段，產業技術追趕的內在需要、新一輪全球戰略競爭的外部壓力以及建設世界科技強國目標任務都對加大基礎研究投入提出了十分迫切的需求。同時，2017年我國人均GDP為8643美元，接近10000美元關口，改革開放四十年積累下雄厚的物質條件，為持續穩定增加基礎研究投入奠定了基礎。我們必須深刻認識基礎研究在創新鏈條的源頭地位，以及基礎研究對建設世界科技強國的戰略意義，從世界格局和全國大局的戰略高度謀劃推動基礎研究工作，把提高基礎研究水平作為建設現代化經濟體系、推動經濟高質量發展的重要內容，把加大投入力度作為核心抓手，完善投入體系和投入方式，全面提升原始創新能力。結合世界科技強國和國內先進省市基礎研究投入經驗，本文最后提出加大基礎研究經費投入的幾點初步建議。

1）充分認識加強基礎研究投入的戰略意義

基礎研究水平作為國家和地區知識創新水平的根本體現，決定了經濟體長期發展的能力和潛力。基礎研究是產生顛覆性技術、關鍵核心技術、高精尖技術、戰略前沿技術的源頭，決定了產業的核心競爭力，具很強的外部性、更多的公共物品屬性和基礎設施特征，完全依靠私人部門投入和市場機制作用必然導致經濟學上的“市場失靈”現象，引發投入不足的問題。必須確立政府作為基礎研究領域投入主體的地位，肩負資助主體責任，充分發揮財政的杠桿效應，帶動更多社會資源投入。

2）加強對基礎研究投入的規劃引領

在《“十三五”國家基礎研究專項規劃》《國務院關于全面加強基礎科學研究的若干意見》等政策規劃的基礎上，指導基礎研究基礎較好的省市盡快制定地方的基礎研究專項規劃，聚焦經濟社會發展和產業轉型升級需求，凝練科學方向和重大任務，合理劃分國家、省、市各級政府在基礎研究投入上的不同責任，找準不同主體、不同區域、不同城市的定位，突出優勢、協調互補、錯位發展，形成有重點、有梯度、有層次的基礎研究領域布局，既要避免一哄而上的重復低效布局，也要避免重要領域方向出現“斷層”和“空白”。

3）多措并舉持續穩定加大基礎研究的財政投入力度

大幅增加中央財政投入力度，建立中央財政對基礎研究領域的長期投入預算制度和穩定投入增長機制，拉動全國基礎研究投入占R&D經費投入比重大幅提升；對標科技強國，力爭2020年全國基礎研究投入占R&D經費比重達到8%，2025年達到15%。發揮地方積極性和主動性，推動經濟條件較好的地方政府結合本地經濟社會發展需要，加強對基礎研究的投入力度，支持地方與國家自然科學基金建立聯合基金。鼓勵條件成熟的省市通過地方立法的方式，確保政府對基礎領域的科技投入。鼓勵面向粵港澳大灣區、津京冀地區、綜合性國家科學中心、全球科技創新中心等重大區域部署戰略任務，以中央地方聯合投入的方式設立一批基礎研究專項基金，面向全國和全球開放，共同資助重大基礎研究項目、重大國際合作項目、重大人才團隊項目。

4）吸引企業和社會力量加大基礎研究投入

采取稅收杠桿激勵措施，落實企業研發經費加計扣除政策，推動企業和社會組織加大基礎研究投入。指導各地建立基礎研究的資金池，接受企業、社團及個人的公益事業捐贈，探索建立將企業用于資助基礎研究的公益事業捐贈支出視同企業研發投入的新機制。拓寬國家和地方自然科學基金申報渠道，建立產業目標導向的基礎研究問題庫，支持企業積極申報參與基礎研究項目，引導大型骨干企業加強與前沿科學對接，以協同合作、眾包眾籌等方式，精準破解產業發展的重大科學問題。支持企業與國家、省、市自然科學基金建立聯合基金。探索以后補助方式支持企業投入基礎研究的新機制。加大對依托企業組建的國家重點實驗室的支持力度。

5）改革基礎研究項目投入方式

大幅增加穩定性經費支持比例。對從事基礎研究的重大平臺、重大科技基礎設施、重點機構、重點人才、重點學科建立長效穩定支持機制。大幅提高基礎研究項目的實施周期。探索建立“基本科研經費制度”，在基礎研究、應用基礎研究等需要長期積累的領域，給予優秀人才10年以上穩定支持。加大對青年科研人員的項目資助力度，在國家和地方各類基礎研究項目中擴大對博士、博士后及45周歲以下青年科研人員的資助比例。

6）完善基礎研究項目管理和評價體系

簡化優化基礎和應用基礎研究項目的任務書、合同書設計，調整不符合基礎科研規律的指標內容。大幅縮減各類階段性評估、檢查、抽查、審計等活動，大力去除各種繁文縟節，為科研人員減負松綁。開展基礎和應用研究差別化評價試點，針對不同高校、科研院所實行分類評價，制定相應標準和程序。探索長周期評價和國際同行評價。正確看待項目實際完成指標與申報合同指標的差異，根據項目整體工作情況做出客觀綜合評價。

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