深圳公司招聘,google网站优化器,李鸿星电子商务网站建设,安徽建设局网站来源#xff1a;《学术前沿》作者#xff1a;李侠2020年#xff0c;科技部等五部门联合制定《加强“从0到1”基础研究工作方案》#xff0c;旨在贯彻落实《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》#xff0c;其中明确指出#xff0c;切实解决我国基础研究缺少“从0到…来源《学术前沿》作者李侠2020年科技部等五部门联合制定《加强“从0到1”基础研究工作方案》旨在贯彻落实《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》其中明确指出切实解决我国基础研究缺少“从0到1”原创性成果的问题充分发挥基础研究对科技创新的源头供给和引领作用。由此关于基础研究的热潮形成在制定具体基础研究政策之前我们需要解决两个紧迫问题其一目前我国基础研究的现状如何。其二提升我国基础研究能力的现实路径是什么。上海交通大学科学史与科学文化研究院院长李侠发现基础研究投入与GDP之间关系的回归分析结果表明中国基础研究的产出不足整体基础研究能力较弱。为了彻底改变这种局面快速提升基础研究能力基础研究的发展模式必须从个体化向集群化方向转型。在集群化模式下基础研究领域会产生新的机会利基从而为基础研究开拓出新生长点。在基础研究集群化的路径选择方面整合中心辐射式集群与政府支持式集群两种路径使之与前期的政策安排以及基础研究资源相衔接以降低集群化转型带来的风险与成本。核心观点在实际决策层面应该采取哪种模式来推进集群化首先集群化要利用现有的基础研究资源而非另起炉灶或者推倒重来。改革开放四十余年我国在基础研究领域已经积累下一些宝贵的资源这是所有集群化安排的基础其次具体的集群化模式选择要尽量与前期政策安排相衔接这样既可以降低集群化的成本又可以快速发挥集群化的功能。可以将我国现有的四种战略科技力量国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业作为集群化的核心母群按学科与功能细分进行集群化这样从起点处就处于较高位置有利于基础研究在0.51阶段取得实质性的进步。在集群化的具体模式选择方面将马库森的两种模型进行整合即“中心辐射式集群与政府支持式集群”。中心辐射式集群可以依托上面提到的四种战略科技力量展开如围绕一些具有传统优势的大学、国家实验室等开展集群政府支持式集群则可以依托政府扶持的各类科学中心展开。这种安排很好地整合利用了前期的资源与政策储备并且能够很快地落地生效。01、基础研究的现状与存在的问题 笔者这几年在研究基础研究的作用时发现一个奇怪的现象“基础研究投入与GDP产值之间具有弱正相关性相关系数为0.1958应用研究投入与GDP产值之间具有高度负相关性相关系数为-0.8157。”这组数据是对20002020年间中国研究与试验发展RD投入强度与GDP之间的关系进行回归分析得出的结果。按照人们的常规理解由于远离现实生活基础研究对GDP应该没有直接的作用甚至可能会产生一种负相关关系毕竟把钱投入在基础研究领域就会挤占其他领域的投入与产出然而我国的基础研究与GDP之间具有弱正相关性。至于应用研究与GDP之间的强负相关性可以理解毕竟它是基础研究和试验发展研究之间的桥梁试验成本是我们为了获得科技的生产力功能所必须付出的代价。为了验证结论的可靠性笔者再次利用中国和美国同期20002020年的数据对这两个指标进行对比分析得到如下结论“美国基础研究投入占RD的比例与GDP之间存在显著的负相关性相关系数为-0.7128这就意味着基础研究的投入与经济增长存在反向关系即基础研究投入越多经济表现越差反之亦然。这个结论符合我们对基础研究的常识认知。同理应用研究占RD的比例与GDP之间也呈现弱负相关性相关系数为-0.4385中国基础研究投入占RD的比例与GDP之间存在明显的弱正相关性相关系数为0.1928应用研究占RD的比例与GDP之间存在强负相关性相关系数为-0.8164。”这两项研究基本证明笔者前期研究结论的可靠性。Eug-Young Jung和柳卸林等人的研究结论与我们的结论相反他们采用经合组织OECD和非经合组织世界银行的相关数据得出的研究结论显示“基础研究支出与低收入国家的经济增长呈负相关而在高收入国家则呈正相关。此外国民收入越高基础研究对经济增长的重要性就越大。”造成这种差异的原因有两点其一柳卸林等人的研究证明了在高收入国家与低收入国家之间商业部门的基础研究投资与经济增长之间存在或正或负的相关关系。这可以解释为那些与商业化比较近的基础研究成果直接促进了经济的增长。另据一份韩国学者的研究显示“ICT信息与通信技术研发投资总额与ICT增值之间建立了双向因果关系。当ICT研发投入总量分为公共部门和私营部门时与公共ICT研发投入相比私营ICT研发投入与经济增长的关系更密切。结果还表明公共信息通信技术研发投入与私营部门信息通信技术开发投入之间存在双向因果关系后者对这种关系的影响更大。”由于私营部门投入的逐利性该结论可以间接证明只有那些可以商业化的研究成果才会直接促进经济增长问题是还有很多基础研究投入是由政府出资的毕竟商业化公司是不会为公共物品知识投资的而这部分投入在基础研究中占了很大的比例。故笔者的结论证明了宏观基础研究投入与一个国家GDP国内生产总值之间的相关关系这是导致两者结论不同的根本原因。其二高收入与低收入国家的划分与国家的平均知识吸收能力存在正相关关系。那么中国到底是属于低收入国家还是高收入国家呢根据世界银行给出的数据2021年中国人均GDP达到12556.3美元世界平均为12262.9美元在全球200多个国家和地区中排第75名属于中等偏上的位置中国算作中等收入国家的结论可以成立。另外根据第七次全国人口普查数据显示我国具有大学文化程度的人口为21836万人占总人口比例接近15.5%这也是中国整体知识吸收能力强的直接根据这也间接证明了中国基础研究与经济增长之间具有弱的正相关性。根据笔者前期的研究可以再次佐证上述结论“首先人口数量与创新能力之间没有相关性换言之人口数量多并不代表创新能力强。相较于各个国家的人口总数科研人员数量与创新指数之间在理论上存在正相关关系。其次人均GDP越高创新能力越强反之亦然。由此印证了创新是昂贵的。”因此柳卸林等人的研究结论对于中国基础研究投入与经济增长之间的正相关关系的揭示是成立的。由韩国学者的研究还可以得到一个结论“经济增长与私人研发投入之间的短期因果关系以及经济增长与公共研发投入之间缺乏任何显著的因果关系都表明私人研发投入比公共研发投入具有更强的经济增长诱导投资属性。”基于上述分析可以看出当下我国基础研究存在三个问题其一中国当前的总体知识供给严重不足。导致任何基础研究成果都能对经济增长带来弱的正向推动作用其二中国目前正处于知识价值的边际产出快速递增阶段应该加大科技投入。相对而言西方发达国家由于知识库存较多则处于边际产出缓慢递增阶段在这个阶段加大投入有利于中国实现科技快速赶超的目标其三由于基础研究能力长期较弱中国的应用研究很大比例上处于无效的空转状态。基于这种紧迫的现实加强基础研究已经成为推进创新驱动发展战略以及实现科技自立自强的必然要求那么如何在现有条件下提升基础研究能力以及实现基础研究的快速发展呢02、基础研究发展模式的转型从个体化向集群化转向 以往中国的基础研究在空间分布上基本处于点状散发状态这种分布的最大特点是基础研究能力强度不足、资源分布密度较低成果产出具有偶然性这种空间布局仍然属于小科学时代的基础研究模式即个人英雄主义研究模式。然而在大科学时代科学研究的性质已经发生了根本性的改变此时面对的都是难问题、重大问题这类问题的研究需要大投入、大设备、大团队、大组织同时也面临大的风险小科学时代的研究模式显然已经无法适应。因此基础研究的发展模式必须改变从个体化向集群化方向转变从而更适应大科学时代基础研究对于综合能力与基础支撑条件的需求。集群概念最初是由英国经济学家阿尔弗雷德·马歇尔A. Marshall在其1890年首次出版的《经济学原理》一书中提出来的他的原意是指工业区industrial district。工业区内集中了大量相关的小型企业这些企业集群的根本目的是获取外部规模经济。马歇尔曾把规模经济划分为两类一类是内部规模经济这取决于从事工业的单个企业的资源、组织及其管理的效率另一类是外部规模经济产业集群是外部性导致的。按照芬兰学者安斯·斯梅得伦德和爱诺·波依霍南的观点在区域性集群中的知识资本创造的建模和管理框架内为了最大化其价值创造可能性小企业区域集群必须同时创造新知识、传播现存知识和利用知识。集群化的作用主要有三个“其一降低交易成本。资本成本和交易成本越低基于市场的行动效果越好其二向其他参与者学习。网络中的信息流和参与者之间相互理解的能力以及参与者之间的信任也是极其重要的其三持续性创新。集群为整合不同的资源和知识创造了条件从而提供了一个持续性提高产品质量改进生产方法和工艺的机会。”把上面提到的小企业换成小的基础研究团队机构同样成立为了后续论证的严谨性需要对基础研究集群现象进行相对简单而明确的定义。基础研究的集群化是指在某一特定的时间与空间内把与基础研究相关的各种组织、机构、平台、资源、人才、设备与生态系统如新文化等等要素整合起来实现聚集并理顺与基础研究相关的上下游知识链条与网络当这些条件要素的丰裕度远远高于现有的平均资源密度时基础研究的集群化就形成了并由此逐渐呈现出研究能力的规模效应。借用美国经济学家安·马库森Ann Markusen的说法集聚就是“平滑空间中的粘滞点”之所以会在某个地方出现粘滞点是由于“黏性的地方是多种力量综合作用的复杂产物企业战略、产业结构、利润周期、国家优先事项、地方和国家政策。它们的成功不能仅仅归于某一机构或者行为”。那么对于科技界的基础研究领域来说那个粘滞点应该选在什么地方呢任何集群现象的出现都不是从零开始都是在有一定基础的地方开始扩张然后根据分工原则各个参与集群的单位机构在相互的竞争与合作中强化了自身的核心竞争力并实现收益荣誉的最大化。基于这种理解中国基础研究集群化最应该发生在那些前期基础条件比较好的地方在那些地方应具备著名的大学科研院所、丰富的人才储备、充裕的资金、便捷的信息网络、多元的评价机制等资源中国只有几个核心节点城市满足上述要求。由此可见国家发改委建设北京、上海、粤港澳大湾区3大国际科技创新中心以及强化北京怀柔、上海张江、安徽合肥、大湾区4个综合性国家科学中心的初衷所在。这个“34”区域创新格局恰恰符合笔者提出的基础研究集群化的空间分布要求。从国家发改委构想的区域分工来看“北京科技创新中心集中了大量优质科教资源北京拥有全国最多的高校、最多的科研机构、最多的央企具有非常丰富优质的创新资源它的主要任务是打造全国科技创新的策源地上海科技创新中心主要是集中打造集成电路、人工智能、生物医药3大产业创新高地粤港澳大湾区科创中心着重发挥广东改革开放前沿、港澳国际化程度高的优势打造全球最大的中试验证和成果应用推广基地。4个综合性国家科学中心这是国际科技创新中心的内核支撑。”基础研究的空间布局已经很清晰了那么如何让这些宏观策略真正发挥作用呢集群化不是一些单位机构、资源要素等的简单堆砌要真正发挥集群的作用参与者之间必须形成一种实质性的联系否则集群的设想就仍停留在纸面上如前些年流行的高校联盟。根据分工的原则可以把区域内集群的基础研究力量分为三种功能网络分别是生产知识的网络、开发知识的网络与创新的网络三者的功能与特点见表1。通过上述三个职能网络基础研究领域的分工得以实现并在各自的活动中使参与者之间建立起密切的有形与无形联系小到个体大到机构单位生产者、开发者与创新者在与彼此的互动中都提高了自己的核心竞争力从宏观上看则呈现出集群带来的规模效应。诚如英国物理学家杰弗里·韦斯特Geoffrey West所言“一个典型的复杂系统是由无数个个体成分或因子组成的他们聚集在一起会呈现出集体特性这种集体特性通常不会体现在个体的特性中也无法轻易地从个体的特性中预测……复杂系统的普遍特点是整体大于其组成部分的简单线性总和而且整体通常也与其组成部分存在极大的不同。在许多情况下整体似乎会自行发展几乎与其组成个体的特性相分离。这一整体的系统行为被称作‘涌现行为’。”正是由于集群存在不可预料的涌现与规模效应让基础研究的运行模式从孤立的散点状态向集群状态转型而这是加速提升基础研究能力的最有效路径。以往的努力之所以成效不大甚至失败则是因为对于基础研究的认识不深对基础研究领域的分工不明确导致所有基础研究机构与个人都扎堆在创造新知识的环节上结果导致基础研究领域的分工结构出现断层这种断层破坏了基础研究的支撑条件。就如同一个城市不能只有精英各类人群都应该有这样城市才能有效运转起来。集群不是零和博弈而是双赢或多赢每个人机构都因集群而获得发展。应当明确在基础研究领域也是存在明显分工的这种分工是促成复杂系统呈现出“涌现”特征的关键。换言之不是从事基础研究的所有人都要成为牛顿或爱因斯坦而是基于一系列分工和各司其责如实验类基础研究如观察天王星、海王星观测日全食时光线是否弯曲等等正是这些不同的分工促成了基础研究成果的证实、传播与利用。由于基础研究是一项非常复杂的研究活动它的驱动机制与偏好存在极大的差异那么基础研究领域中的哪类研究需要集群化呢笔者曾根据基础研究成果发生的频率及难度对基础研究做过一个划分“把基础研究‘从0到1’划分为三个发展阶段00.5、0.51、1N。所谓00.5阶段是指完全没有办法预料、也无从精准关注的阶段在这个区间内基础研究成果大多以猜测、假说与臆想的形式存在0.51阶段这个区间的问题已经逐渐明确但是到目前为止谁也没有解决该问题这个区间已经越过了盲目寻找问题的阶段正处于等待确证的阶段1N区间则是原理已经被确证向应用横向拓展的阶段。”通过对基础研究的三阶段划分可以明确两个问题其一00.5阶段的基础研究在人类历史上出现的频率很低几乎都是个人行为一旦出现就是颠覆性成果Ⅰ完全是科学革命级别的它的产生具有不确定性也是不可计划的因此这个阶段不适合集群化。其二0.51阶段这个阶段产生的成果被称作颠覆性成果Ⅱ这是基础研究领域创新比较常见的区间科学史上有众多案例由于此时问题已经明确只剩下最后突破这个阶段适合于采取集群化的发展模式。为此笔者曾就基础研究的发展阶段、成果难易以及特点给出一个四象限图。根据图1我们还可以解释两个现象其一中国的基础研究比较弱而且大多集中在0.51阶段成果从功能上看基本都属于巴斯德象限类型由应用引发的基础研究为了提升这个区间的基础研究能力应该大力实行集群化的发展模式其二这个图也充分说明了中国的基础研究与经济之间具有弱正相关性而美国的基础研究与经济之间具有强负相关性的原因。因为美国的基础研究投入很多是用在00.5阶段玻尔象限内这部分研究成果远离日常生活故无法对经济发展起到正向拉动作用。例如2021年12月25日美国发射的詹姆斯·韦布空间望远镜从项目立项1996年到最终发射2021年历时25年耗资约100亿美元取得的成果星系的图像属于颠覆性成果Ⅰ型极大地深化了人类对宇宙的认识但这些投入不仅很难取得相应的经济回报而且对其他经济领域产生了严重的挤出效应。这就是人类为加深对世界的理解与提高认知所必须付出的代价。03、基础研究集群化可以为研究创造新的机会利基 美国经济学家布莱恩•阿瑟W.Brian Arthur曾指出“如果一个国家希望能够引领先进技术它需要的不是投资更多的工业园区或含糊地培养所谓‘创新’它需要建立其基础科学而且不带有任何商业目的。它应该在稳定的资金和激励安排下养育那样的科学让科学在一些初创的小公司中自己实现商业性的发展并受到最少的干扰。”布莱恩的观点中有三点对于基础研究的集群化而言是必须的首先国家对于基础研究的稳定投入其次建立适合基础研究的制度安排如评价机制等最后培育非功利主义的文化生态。在此基础上基础研究的集群化才能从构想向现实转变否则基础研究仍将停留在低水平重复第谷象限的各自为战状态。产业界的集群强调的是同类或相关企业的空间集聚如马歇尔对于工业区的强调等。在互联网时代空间的主导地位被极大地消解一些相关的基础研究机构共同体既可以是空间集聚的也可以是网络密切联系的由此形成一个具有实质性联系的基础研究集群如物理学集群、生物学集群等然后按照分工各司其责从而共同推动基础研究能力的提升。集群化为什么能提高共同体的能力对此笔者很认同布莱恩教授的看法即通过集群在共同体内部习得与共享了一种特殊的能力“深奥的手艺deep craft深奥的手艺不只是知识它是一套认知体系知道什么可能发挥作用什么不可能知道用什么方法、什么原理更容易成功知道在给定的技术中用什么参数值知道和谁对话可以使事情进行到底知道如何挽救发生的问题知道该忽略什么、留意什么。这种手艺性认知craft-knowing将科学、纯粹知识都视为理所当然。”难言知识的获取历来是一个难题而集群化恰恰是一种低成本的解决之道集群化所具有的神奇能力正是由面对面交流与沟通带来的。布莱恩曾用剑桥大学卡文迪许实验室的生动案例来说明20世纪前30年卡文迪许实验室一直是原子物理学领域发明的聚集地。对于原子物理学的任何问题或困难在卡文迪许的某个地方你一定能找到答案。从更宏观的科学史角度出发我们不妨看看19世纪德国化学学科集群化发展的历程与其展现的神奇力量。19世纪德国化学的崛起完全得益于尤斯图斯·冯·李比希Justus von Liebig, 18031873的努力他被后人称为“有机化学之父”“肥料工业之父”。他的化学集群之路始于1824年从法国回到德国任吉森大学化学教授创立了吉森实验室。总结下来李比希的化学研究集群之路是分三步完成的。第一以吉森大学和实验室作为集群的母群和载体培养了一大批杰出的化学人才如为染料化学和染料工业奠定基础的霍夫曼、发现卤代烷的武慈、提出苯环状结构学说的凯库勒等人。第二开枝散叶以杰出学生和国际同行构成化学研究子群。第三相关产业跟进作为生产子群直接推动了德国化学工业的井喷式发展。19世纪德国这些化学家们构成的基础研究集群带来的结果就是使德国成为第四个世界科学中心。在经济领域以化学家为纽带的染料工业、化肥工业以及制药等直接把德国推到科技强国之列如今那些闻名遐迩的德国化学公司如拜耳、巴斯夫、赫希斯特和爱克发等全部成立于18631867年这就是基础研究集群化在研究与产业之间实现双向推动的最好例子。20世纪也是如此美国计算机技术和生物技术能够在众多竞争对手环伺中傲然独立的原因同样是其背后的相应学科的基础研究集群化发展带来的结果。为什么基础研究集群化会带来如此显著的成效呢原因在于集群化会给相应学科带来新的机会利基。所谓利基niche顾名思义就是指能带来利益的基础而机会利基opportunity niches简单来说就是能带来新机会的领域市场诚如布莱恩指出“机会利基的出现召唤新技术的诞生绝大多数机会利基的产生缘于技术本身这是由于以下三个原因第一每个技术通过它的存在建立了一个能够更经济更有效地实现其目的的机会第二每项技术总是需要另外的支撑技术来制造它这些支撑技术又需要它们自己的次级支撑技术第三技术经常引发间接性的问题这会产生需要提供解决方案的需求或者机会。”虽然科学与技术不同但是在科技一体化的今天科学与技术在其内在发展机制上仍有很多相同之处因此把上述原因中的技术替换成基础研究同样成立。比如最近几年关于交叉学科的热议其实质就在于它为研究提供了新的机会利基。基础研究的集群化是创造机会利基的有效途径集群化可以更好地体现分工的优势而每一次分工都会重新细分基础研究领域这就是基础研究的利基市场。比如最近几年比较火热的人工智能、脑机接口、元宇宙等都产生了很多学术利基市场基础研究领域同样如此。美国管理学家汤姆·彼得斯Tom Peters等人的研究表明那些通过利基战略接近顾客的公司通常具有五大基本特质“1.具备敏锐的技术操作能力2.定价的技巧3.市场分析准确4.以解决问题为导向5.愿意花钱进行市场细分。”只要基础研究实现真正的集群化就可以充分体现这五大特征。相反单个机构个人的基础研究是没有能力创造机会利基的即便有实力的机构个人也只能拥有部分特征并有限地利用机会利基从这个意义上说科学已经告别了单打独斗的小科学时代集群化已成为大科学时代基础研究发展的显著趋势。既然基础研究集群化具有如此巨大的潜在功能那么在实际决策层面应该采取哪种模式来推进集群化呢这里有两个问题需要解决首先集群化要利用现有的基础研究资源而非另起炉灶或者推倒重来。改革开放四十余年我国在基础研究领域已经积累下一些宝贵的资源这是所有集群化安排的基础其次具体的集群化模式选择要尽量与前期政策安排相衔接这样既可以降低集群化的成本又可以快速发挥集群化的功能。基于这种考虑根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的要求可以将我国现有的四种战略科技力量国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业作为集群化的核心母群按学科与功能细分进行集群化这样从起点处就处于较高位置有利于基础研究在0.51阶段取得实质性的进步。在集群化的具体模式选择方面笔者认为可以将马库森的两种模型进行整合即“中心辐射式集群Hub-and-spoke Cluster与政府支持式集群State-anchored Cluster”。中心辐射式集群可以依托上面提到的四种战略科技力量展开如围绕一些具有传统优势的大学、国家实验室等开展集群政府支持式集群则可以依托政府扶持的各类科学中心展开。这种安排很好地整合利用了前期的资源与政策储备并且能够很快地落地生效。最后还要提到的一点是基础研究的集群化有利于科学文化无功利或弱功利的建设。众所周知开展基础研究对于科研生态环境的要求比较高这是由基础研究的性质决定的它依托于非功利主义文化。根据基础研究的性质可以发现在00.5区间需要完全无功利主义的科研文化环境而在0.51的区间至少需要弱功利主义的科研文化。由于科研文化环境未变过去四年间一些地方管理部门开展的革除“四唯”、破除“五唯”的相关行动的效果不甚明显。对于文化建设而言只有群体共同践行与推动才能形成一种新的文化单个机构与个人是无法形成一种文化的从这个意义上说基础研究集群化可以极大地扩展与捍卫科学文化的规模与权威。这对于集群化的可持续发展具有双向因果作用从而发挥集群化对于基础研究的自我增强功能。集群的形成是一个缓慢的、渐进的、累积的过程不可能一蹴而就。尤其是政府主导的集群化还需要把握自主研究与政府主导之间的平衡这两者的失衡也是以往“产—学—研”三螺旋创新路径失灵的原因所在。而基础研究的产出是一些新观念、新方法、新理论、新认知以及新的文化这类科研活动短期内更无法进行成本—收益分析。04、结语 综上所述由于基础研究投入与经济增长之间具有弱正相关性说明当下中国基础研究的产出较为不足加强基础研究的产出刻不容缓。为了快速提升基础研究能力必须改变现有的基础研究运行模式从分散的基础研究模式向集群化的基础研究模式转型创造新的机会利基。充分利用现有的政策资源与基础研究资源有针对性地采取中心辐射式集群与政府支持式集群相结合的模式相信这种努力会使我国基础研究面貌从点状分布的小作坊模式向集群化的大工厂模式共同体迅速转变。更为重要的是这种路径选择把前期的相关政策与资源储备都衔接起来因而减少了基础研究集群化转型面临的阻力和成本。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市大脑研究计划构建互联网城市大脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。 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