廖婧延,林世爵

(1.南方醫(yī)科大學(xué)科研院,廣東 廣州 510515;2.廣東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所,廣東 廣州 510033)

0 引言

基礎(chǔ)研究是整個(gè)科學(xué)體系的源頭,是所有技術(shù)問(wèn)題的總機(jī)關(guān)。近年來(lái),世界主要科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))競(jìng)相制定科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,加緊前瞻性、戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性重大科研布局,全球科技競(jìng)爭(zhēng)不斷向基礎(chǔ)研究前移。本文通過(guò)梳理世界主要科技強(qiáng)國(guó)及地區(qū)在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的相關(guān)法案、戰(zhàn)略和計(jì)劃,著重分析它們?cè)诨A(chǔ)前沿交叉、信息科學(xué)、材料科學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域上的研發(fā)布局,并從資助格局、資助機(jī)制、經(jīng)費(fèi)投入等方面總結(jié)他們的先進(jìn)做法和經(jīng)驗(yàn),從而為廣東科學(xué)制定基礎(chǔ)研究相關(guān)規(guī)劃、加強(qiáng)基礎(chǔ)研究布局提供有益借鑒。

1 主要科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))基礎(chǔ)研究布局情況

1.1 美國(guó)

作為世界頭號(hào)科技強(qiáng)國(guó),美國(guó)在國(guó)家科技創(chuàng)新層面和幾乎所有重大領(lǐng)域都出臺(tái)了法案、戰(zhàn)略規(guī)劃或行動(dòng)計(jì)劃,多維度、多領(lǐng)域持續(xù)強(qiáng)化基礎(chǔ)研究,全面引領(lǐng)全球科技創(chuàng)新發(fā)展。2009年、2011年、2015年,美國(guó)三次發(fā)布《美國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略》,從加大基礎(chǔ)研究投入、布局前沿技術(shù)、投資建設(shè)科技基礎(chǔ)設(shè)施、培育優(yōu)秀科學(xué)家和工程師等方面加強(qiáng)基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,確保美國(guó)在所有基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。自2017年特朗普政府執(zhí)政開始,美國(guó)的科技政策出現(xiàn)了一些新轉(zhuǎn)變——高度重視新興技術(shù),并將中國(guó)視為戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。盡管特朗普、拜登兩任總統(tǒng)在應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情、氣候變化等重大議題上存在分歧,但在加強(qiáng)新興技術(shù)研究、促進(jìn)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及與中國(guó)展開戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)等方面,兩屆政府均保持了高度的一致性和延續(xù)性。如:2021年6月,美國(guó)參議院表決通過(guò)《美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》,將包括《無(wú)盡前沿法案》①2020年5月,美國(guó)民主黨領(lǐng)袖舒默(Chuck Schumer)、共和黨參議員托德·楊(Todd Young)等人發(fā)起《無(wú)盡前沿法案》,提出改組國(guó)家科學(xué)基金委員會(huì)(NSF)、授權(quán)商務(wù)部3項(xiàng)新任務(wù)和增加針對(duì)中國(guó)的限制條款。《2021戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)法案》《應(yīng)對(duì)中國(guó)挑戰(zhàn)法案》等在內(nèi)的若干“制華法案”統(tǒng)統(tǒng)收編,成為一攬子的“法案集合體”。該法案不僅進(jìn)一步強(qiáng)化了《無(wú)盡前沿法案》提出的“在科技領(lǐng)域贏取與中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)”的目標(biāo),而且從科技領(lǐng)域擴(kuò)展到了產(chǎn)業(yè)、貿(mào)易和外交等方面,特別是針對(duì)基礎(chǔ)研究的領(lǐng)域和研究方向等進(jìn)行了相關(guān)布局。如,該法案計(jì)劃授權(quán)1 100億美元用于為期5年的基礎(chǔ)研究和高級(jí)應(yīng)用研究:1 000億美元投資用于人工智能、半導(dǎo)體、量子計(jì)算、先進(jìn)通信、生物技術(shù)等新興領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和商業(yè)化項(xiàng)目;100億美元用于成立10個(gè)區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新中心和實(shí)施供應(yīng)鏈危機(jī)應(yīng)對(duì)計(jì)劃等。

在基礎(chǔ)與前沿交叉領(lǐng)域,美國(guó)近年來(lái)陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)戰(zhàn)略規(guī)劃,并將保持基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域在全球的全面領(lǐng)先地位作為科技政策的長(zhǎng)期目標(biāo)。如在數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)方面,2019年11月,美國(guó)白宮科技政策辦公室發(fā)布《國(guó)家戰(zhàn)略性計(jì)算計(jì)劃(更新版):引領(lǐng)未來(lái)計(jì)算》,提出進(jìn)一步開拓?cái)?shù)字和非數(shù)字計(jì)算的新領(lǐng)域,開發(fā)、擴(kuò)展和推進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng),以支撐美國(guó)計(jì)算的未來(lái)[1]。在基礎(chǔ)物理方面,美國(guó)能源部和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《發(fā)現(xiàn)的大廈——以全球?yàn)楸尘暗拿绹?guó)粒子物理學(xué)戰(zhàn)略計(jì)劃》,提出了粒子物理學(xué)的五大前沿課題:希格斯工廠、中微子實(shí)驗(yàn)、暗物質(zhì)探索、暗能量和宇宙暴漲、新粒子與新相互作用。在前沿交叉方面,美國(guó)加強(qiáng)了對(duì)數(shù)學(xué)生物學(xué)、高能物理前沿研究、超快科學(xué)等交叉前沿領(lǐng)域的戰(zhàn)略規(guī)劃和項(xiàng)目部署[2]。美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與西蒙斯基金會(huì)合作建設(shè)4個(gè)數(shù)學(xué)生物學(xué)中心,將數(shù)學(xué)思想、方法和工具引入生物學(xué)研究,用于揭示生命規(guī)律[2];美國(guó)能源部自2018年到2021年共資助10個(gè)項(xiàng)目推動(dòng)超快科學(xué)發(fā)展,重點(diǎn)研究催化行為、化學(xué)反應(yīng)中電子的運(yùn)動(dòng)和交換、量子效應(yīng)等。

在信息科學(xué)領(lǐng)域,美國(guó)憑借互聯(lián)網(wǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì),聚焦數(shù)據(jù)科學(xué)、量子科學(xué)和人工智能等戰(zhàn)略新興領(lǐng)域加強(qiáng)研發(fā)布局,進(jìn)一步鞏固了其全球“領(lǐng)頭羊”地位。在數(shù)據(jù)科學(xué)方面,美國(guó)2016年5月發(fā)布了“聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃”,提出了許多重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展的技術(shù),如大型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置、高性能計(jì)算、分布式系統(tǒng)、語(yǔ)義識(shí)別、數(shù)據(jù)可信性驗(yàn)證、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策等,旨在通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略體系,維持美國(guó)在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。在量子科學(xué)方面,2018年12月,時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署《國(guó)家量子計(jì)劃法案》,啟動(dòng)為期10年投入12億美元的“國(guó)家量子計(jì)劃”,以確保美國(guó)在量子信息科學(xué)及技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位[3];2020年7月,美國(guó)能源部公布了一項(xiàng)致力于打造量子互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)劃,目標(biāo)是10年內(nèi)建成與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)并行的第二互聯(lián)網(wǎng)——量子互聯(lián)網(wǎng)[4]。在人工智能方面,2019年2月,特朗普正式啟動(dòng)“美國(guó)人工智能計(jì)劃”,尋求通過(guò)打破人工智能創(chuàng)新面臨的障礙,推動(dòng)人工智能技術(shù)的突破;同年6月,美國(guó)白宮科技政策辦公室人工智能特別委員會(huì)發(fā)布《2019年國(guó)家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》,提出對(duì)人工智能前沿研究進(jìn)行長(zhǎng)期投資、開發(fā)有效的人機(jī)協(xié)作方法、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)評(píng)估人工智能技術(shù)等8項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo)。

在生命科學(xué)與人口健康領(lǐng)域,美國(guó)重點(diǎn)聚焦當(dāng)前人類高度關(guān)切的重大疾病,在腦科學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、癌癥診療等前沿方向布局了若干重大科技規(guī)劃或計(jì)劃,如:2013年啟動(dòng)的“腦科學(xué)計(jì)劃”,旨在通過(guò)創(chuàng)新型技術(shù)的開發(fā)以及應(yīng)用,更好地理解大腦的功能特征,幫助人類攻克阿爾茲海默綜合癥、帕金森綜合癥以及其他大腦頑疾[5];2015年啟動(dòng)的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃”,旨在推動(dòng)個(gè)體化基因組學(xué)研究,為多種疾病的個(gè)性化治療提供有價(jià)值的信息依據(jù);2016年啟動(dòng)的“國(guó)家微生物組計(jì)劃”,旨在通過(guò)對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)的微生物組開展比較研究,推動(dòng)微生物組研究成果在健康保健、食品生產(chǎn)及環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。此外,美國(guó)還啟動(dòng)了“國(guó)家阿爾茨海默病計(jì)劃”“癌癥登月計(jì)劃”等生命健康領(lǐng)域重大科研計(jì)劃。

在低碳能源領(lǐng)域,美國(guó)前任總統(tǒng)特朗普在就任伊始即宣布退出《巴黎氣候協(xié)定》,啟動(dòng)“美國(guó)優(yōu)先能源計(jì)劃”,重點(diǎn)發(fā)展石油、天然氣、煤炭、核電等傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè),并將能源作為重要的國(guó)家戰(zhàn)略資源[6]。而現(xiàn)任總統(tǒng)拜登則在競(jìng)選時(shí)就主張美國(guó)計(jì)劃在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和,支持清潔能源研究開發(fā)和商業(yè)化,確保美國(guó)清潔能源技術(shù)全球領(lǐng)先[7]。在2021年4月公布的首個(gè)2022財(cái)年年度預(yù)算提案大綱中,拜登政府計(jì)劃撥出140億美元用于應(yīng)對(duì)氣候變化,尤其是加大對(duì)低碳新能源領(lǐng)域基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究的投資。

在材料科學(xué)領(lǐng)域,歷屆美國(guó)政府都將新材料發(fā)展置于國(guó)家戰(zhàn)略高度,通過(guò)實(shí)施“國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略規(guī)劃”“材料基因組計(jì)劃”等,逐年加大投入力度,在納米材料、超導(dǎo)材料和量子材料等戰(zhàn)略性前沿材料領(lǐng)域取得了重要突破[8]。2019年2月,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院發(fā)布第三次材料研究10年調(diào)查報(bào)告——《材料研究前沿:十年調(diào)查》,報(bào)告總結(jié)了過(guò)去10年美國(guó)材料研究領(lǐng)域的進(jìn)展和成就,并針對(duì)金屬、半導(dǎo)體、量子材料等九大材料領(lǐng)域提出了未來(lái)10年的發(fā)展機(jī)遇和研究方向[9]。

1.2 歐盟及其成員國(guó)

為加強(qiáng)歐盟各成員國(guó)間科技創(chuàng)新的統(tǒng)籌與協(xié)調(diào),促進(jìn)研發(fā)合作與共享,提高歐洲的創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)歐洲經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展,2014年1月,歐盟啟動(dòng)實(shí)施全新的研發(fā)框架計(jì)劃——“地平線2020”[10]?！暗仄骄€2020”提出三大戰(zhàn)略目標(biāo):打造卓越科學(xué)、成為全球工業(yè)領(lǐng)袖和成功應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)。其中,“打造卓越科學(xué)”主要聚焦基礎(chǔ)科學(xué)研究,包括歐洲研究委員會(huì)(European Research Council,ERC)資助的前沿研究、未來(lái)新興技術(shù)計(jì)劃(Future and Emerging Technologies,FET)、瑪麗?居里計(jì)劃和基礎(chǔ)研究設(shè)施建設(shè)4個(gè)計(jì)劃,經(jīng)費(fèi)預(yù)算為 244.41億歐元,占“地平線 2020”總經(jīng)費(fèi)(770.28億歐元)的31.73%。2020年12月,在“地平線2020”實(shí)施期結(jié)束前夕,歐洲議會(huì)和歐盟理事會(huì)正式批準(zhǔn)了“地平線歐洲”研發(fā)框架計(jì)劃。作為“地平線2020”的繼承與發(fā)展,“地平線歐洲”繼續(xù)聚焦三大使命:基礎(chǔ)研究、創(chuàng)新歐洲、應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)和提高歐洲工業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)力。除歐盟研發(fā)框架計(jì)劃外,德國(guó)、法國(guó)、瑞典等歐盟內(nèi)多個(gè)成員國(guó)近幾年也針對(duì)基礎(chǔ)研究出臺(tái)了國(guó)家層面的科技創(chuàng)新計(jì)劃,為鞏固和保持歐盟在基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域的領(lǐng)先地位提供了有力保障,如德國(guó)出臺(tái)的高技術(shù)戰(zhàn)略計(jì)劃——“工業(yè)4.0”,法國(guó)提出的“未來(lái)工業(yè)”戰(zhàn)略,以及瑞典發(fā)布的《瑞典創(chuàng)新戰(zhàn)略》等。

在基礎(chǔ)前沿交叉科技領(lǐng)域,除了依托歐洲研究理事會(huì)部署前沿交叉研究項(xiàng)目外,歐盟還有多個(gè)科學(xué)組織發(fā)布了戰(zhàn)略規(guī)劃或技術(shù)路線,對(duì)基礎(chǔ)前沿交叉領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)和研發(fā)布局。如在基礎(chǔ)物理方面,2017年11月,歐洲天體粒子物理聯(lián)盟發(fā)布了《歐洲天體粒子物理戰(zhàn)略2017-2026》,提出了未來(lái)10年在高能伽馬射線、高能中微子、高能字宙射線、引力波、暗物質(zhì)、天體粒子理論等13個(gè)方面要實(shí)現(xiàn)的科學(xué)目標(biāo)[1];同年11月,歐洲核物理合作委員會(huì)發(fā)布了《2017歐洲核物理長(zhǎng)期計(jì)劃》,確定了歐洲要重點(diǎn)研究的核物理分支領(lǐng)城,包括強(qiáng)子物理學(xué)、強(qiáng)相互作用物質(zhì)相、核結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)、核天體物理學(xué)等。在化學(xué)及其交叉領(lǐng)域方面,2016年7月,歐洲催化研究集群發(fā)布了《歐洲催化科學(xué)與技術(shù)路線圖》,揭示了催化發(fā)展面臨的三大挑戰(zhàn),并提出未來(lái)10～20年優(yōu)先研究的領(lǐng)域和目標(biāo);2018年5月,歐盟宣布啟動(dòng)“電池戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃”,并設(shè)立一個(gè)大型的電池研發(fā)長(zhǎng)期計(jì)劃;2020年年初,歐盟“電池2030+”計(jì)劃工作組發(fā)布電池研發(fā)路線圖第二版,提出未來(lái)10年歐盟將重點(diǎn)圍繞材料開發(fā)、電池界面/相間研究、先進(jìn)傳感器、自修復(fù)功能4個(gè)主要研究領(lǐng)域,以及制造和回收利用兩個(gè)交叉研究領(lǐng)域開展新概念技術(shù)研發(fā)活動(dòng)[11]。

在信息科學(xué)領(lǐng)域,“地平線2020”中的未來(lái)新興技術(shù)計(jì)劃主要通過(guò)設(shè)立開放項(xiàng)目、先導(dǎo)項(xiàng)目和旗艦項(xiàng)目,資助信息與通信領(lǐng)域的基礎(chǔ)性、長(zhǎng)期性、高風(fēng)險(xiǎn)和跨學(xué)科基礎(chǔ)研究[12]。在新一代信息技術(shù)方面,2016年4月,歐盟推出“歐洲云計(jì)劃”,計(jì)劃在未來(lái)5年重點(diǎn)打造歐洲“開放科學(xué)云”和歐洲數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,穩(wěn)固歐洲在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型經(jīng)濟(jì)中的領(lǐng)先地位;2017年3月,法國(guó)、德國(guó)、意大利、盧森堡、荷蘭、葡萄牙和西班牙7個(gè)歐盟成員國(guó)正式簽署啟動(dòng)“世界級(jí)高性能計(jì)算(European High Performance Computing,EuroHPC)”項(xiàng)目,旨在開發(fā)和部署歐盟自己的百億億次(即浮點(diǎn)計(jì)算速度為每秒100億億次)計(jì)算機(jī)。在量子科學(xué)方面,歐盟于2016年3月發(fā)布《量子宣言(草案)》,并于2018年10月公布了為期10年、總投資10億歐元的“量子技術(shù)旗艦計(jì)劃”,涵蓋量子網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算機(jī)、原子鐘和安全通信等領(lǐng)域[2];德國(guó)政府于2019年5月宣布將撥款6.5億歐元開展大型量子通信研究項(xiàng)目,以強(qiáng)化德國(guó)在量子通信技術(shù)領(lǐng)域的自主性[4]。在人工智能方面,2018年4月,歐盟發(fā)布《歐盟人工智能》報(bào)告,提出制定實(shí)施歐盟“人工智能行動(dòng)計(jì)劃”,并指出歐盟需要增加人工智能領(lǐng)域投入,以加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、升級(jí)科研設(shè)施、實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破和促進(jìn)落地應(yīng)用;同年11月,德國(guó)政府啟動(dòng)實(shí)施“人工智能國(guó)家戰(zhàn)略”,計(jì)劃到2025年總投入30億歐元[1],打造人工智能德國(guó)制造品牌,推動(dòng)德國(guó)人工智能研發(fā)和應(yīng)用達(dá)到全球領(lǐng)先水平。

在生命科學(xué)與人口健康領(lǐng)域,作為“地平線2020”未來(lái)新興技術(shù)計(jì)劃旗艦項(xiàng)目之一的“人腦計(jì)劃”,吸引了來(lái)自歐盟及全球各地的130家腦神經(jīng)科學(xué)、生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、計(jì)算科學(xué)和機(jī)器人技術(shù)等領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu),共同圍繞人腦診斷和治療、人腦接口和人腦控制機(jī)器人、類腦高效節(jié)能超級(jí)計(jì)算機(jī)等開展研究攻關(guān)[12],項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)10億歐元,計(jì)劃在10年內(nèi)取得世界領(lǐng)先的科技成就。

在低碳能源領(lǐng)域,歐盟制定了綜合性能源科技發(fā)展戰(zhàn)略《歐洲戰(zhàn)略能源技術(shù)規(guī)劃》(SET-Plan),成立了由250多家公共科研機(jī)構(gòu)和高校組成的歐洲最大的低碳能源研究非營(yíng)利性國(guó)際協(xié)會(huì)——?dú)W洲能源研究聯(lián)盟,從科學(xué)技術(shù)層面推動(dòng)歐盟能源與氣候目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。截至2021年年底,歐洲能源研究聯(lián)盟共開展了包括《生物能源戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新議程》《能源數(shù)字化戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新議程》《氫能與燃料電池聯(lián)合研究計(jì)劃實(shí)施規(guī)劃》等在內(nèi)的17個(gè)低碳能源領(lǐng)域的聯(lián)合研究計(jì)劃,為歐盟保持在低碳能源領(lǐng)域的領(lǐng)先地位提供了有力支撐。此外,2019年2月,歐盟委員會(huì)還設(shè)立了創(chuàng)新基金,計(jì)劃在2020-2030年間投入超100億歐元,支持能源、建筑、運(yùn)輸、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等部門的低碳清潔技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新[1]。

在材料科學(xué)領(lǐng)域,“地平線2020”未來(lái)新興技術(shù)計(jì)劃旗艦項(xiàng)目“石墨烯”吸引了超過(guò)100個(gè)研究團(tuán)隊(duì)(包括4個(gè)諾貝爾獲得者團(tuán)隊(duì))共同參加,提出了化學(xué)傳感器/生物傳感器與生物界面、面向復(fù)合材料和能源應(yīng)用的功能材料、石墨烯及其相關(guān)材料等13個(gè)重點(diǎn)研究方向。2018年,歐盟委員會(huì)為其第九框架計(jì)劃確定新的六大關(guān)鍵使能技術(shù),其中先進(jìn)材料和納米技術(shù)位列其中。2019年8月,“地平線2020”計(jì)劃資助建立納米光子學(xué)、先進(jìn)材料和新型晶體生長(zhǎng)技術(shù)3個(gè)材料領(lǐng)域的卓越中心,總預(yù)算達(dá)15億歐元[2]。

1.3 日本

日本在20世紀(jì)80年代就確立了科技立國(guó)戰(zhàn)略,并將其視為立國(guó)之本。為貫徹落實(shí)這一基本國(guó)策,日本內(nèi)閣截至2021年年底制定實(shí)施了6個(gè)為期5年的《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》,其中在第2個(gè)基本計(jì)劃(2001～2005年)中提出要在50年內(nèi)獲得30個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)的大膽構(gòu)想,即著名的“諾貝爾獎(jiǎng)計(jì)劃”。作為國(guó)際重大科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng),諾貝爾獎(jiǎng)是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)研究水平的集中體現(xiàn)。截至2019年年底,已有26名日本人獲得了諾貝爾獎(jiǎng)(包括2名美籍日裔諾貝爾獎(jiǎng)獲得者),日本成為了除歐美諸國(guó)外獲獎(jiǎng)人數(shù)最多的國(guó)家。近年來(lái),為了進(jìn)一步鞏固科技創(chuàng)新基礎(chǔ),日本政府聚焦世界科技前沿與熱點(diǎn)方向積極部署戰(zhàn)略規(guī)劃,努力推動(dòng)開展獨(dú)創(chuàng)性、多樣性、顛覆性的基礎(chǔ)前沿研究。

在基礎(chǔ)前沿交叉科技領(lǐng)域,為加強(qiáng)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究,日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(Japan Science&Technology Corportion,JST)成立了戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究部,并在戰(zhàn)略性創(chuàng)造研究推進(jìn)事業(yè)中專門設(shè)立了“創(chuàng)造新技術(shù)萌芽”資助計(jì)劃,有計(jì)劃地推進(jìn)基礎(chǔ)研究和尖端研究開發(fā)。2016年1月,日本發(fā)布《第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃(2016-2020)》,提出進(jìn)一步強(qiáng)化戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究,加強(qiáng)跨學(xué)科和跨領(lǐng)域的研究。同年4月,日本內(nèi)閣府與JST聯(lián)合提出包含高分子材料、集成電路、量子網(wǎng)絡(luò)等16個(gè)前沿領(lǐng)域的綜合性科技創(chuàng)新計(jì)劃——“日本顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃(ImPACT)”[13]。2019年3月,日本正式確立“登月型研究開發(fā)計(jì)劃”,旨在推動(dòng)更為大膽的挑戰(zhàn)性研發(fā),促進(jìn)產(chǎn)出更多顛覆性創(chuàng)新成果[11]。

在信息科學(xué)領(lǐng)城,日本搶抓信息科技發(fā)展機(jī)遇,在新一代信息技術(shù)、人工智能、量子科學(xué)等領(lǐng)域出臺(tái)了一系列戰(zhàn)略規(guī)劃,明確了未來(lái)的研究方向。在新一代信息技術(shù)方面,2021年3月,日本內(nèi)閣會(huì)議審議通過(guò)的第6期科技基本計(jì)劃——《科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新基本計(jì)劃(2021-2025年)》,提出要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)空間與物理空間的融合,營(yíng)造任何人都能進(jìn)行跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)合作的環(huán)境,具體措施包括政府?dāng)?shù)字化、設(shè)立數(shù)字廳、制定數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、研發(fā)超算/半導(dǎo)體/超越5G等下一代信息技術(shù)等。在人工智能方面,2019年6月,日本政府出臺(tái)《人工智能戰(zhàn)略2019》,重點(diǎn)關(guān)注人工智能基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究項(xiàng)目以及利用多元化創(chuàng)意開發(fā)新技術(shù)和開拓新領(lǐng)域的創(chuàng)新型研究項(xiàng)目,以引領(lǐng)人工智能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展[14]。在量子科學(xué)方面,2019年,日本政府發(fā)布《量子技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略中期報(bào)告》,提出量子計(jì)算機(jī)與量子模擬、量子傳感與計(jì)量、量子通信與密碼、量子材料等4個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題[11,13];同年12月,美國(guó)和日本簽署了《東京量子合作聲明》,提出將在量子計(jì)算、量子網(wǎng)絡(luò)和量子探測(cè)等方面持續(xù)合作,共同促進(jìn)研究方法、基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)的共享。

在低碳能源領(lǐng)域,作為資源、能源相對(duì)匱乏的國(guó)家,日本從1992年起陸續(xù)制定頒布了一系列節(jié)能減排政策法規(guī)和科技規(guī)劃,特別是在經(jīng)歷福島核事故之后,日本大幅調(diào)整了能源科技發(fā)展重點(diǎn)。2016年日本相繼公布兩份能源相關(guān)的戰(zhàn)略規(guī)劃,其中,面向2030年產(chǎn)業(yè)變革的《能源革新戰(zhàn)略》,提出將資助28萬(wàn)億日元用于節(jié)能、可再生能源的科學(xué)技術(shù)研究,以改革日本能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu);面向2050年技術(shù)前沿的《能源環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》,旨在通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新保證顛覆性能源技術(shù)廣泛普及,實(shí)現(xiàn)到2050年溫室氣體排放減半和構(gòu)建新型能源系統(tǒng)的目標(biāo)。2021年2月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》,提出到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),構(gòu)建“零碳社會(huì)”,并針對(duì)海上風(fēng)電、氨燃料、氫能等14個(gè)領(lǐng)域制定了綠色增長(zhǎng)實(shí)施計(jì)劃和路線圖。

在材料科學(xué)領(lǐng)域,日本在第4期《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》(2011-2015年)中就已經(jīng)確立了材料科學(xué)在國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中的重要地位,先后啟動(dòng)了“元素戰(zhàn)略研究基地(2012年)”“信息統(tǒng)合型物質(zhì)材料開發(fā)(2015年)”等計(jì)劃。2018年6月,日本文部科學(xué)省發(fā)布《納米技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)研發(fā)戰(zhàn)略》,提出戰(zhàn)略性和可持續(xù)發(fā)展的研究領(lǐng)域包括:有助于元素和物質(zhì)的循環(huán)以及新性能開發(fā)的下一代元素、生物材料、能源轉(zhuǎn)換/存儲(chǔ)/高效利用的創(chuàng)新材料、結(jié)構(gòu)材料以及可用于革新機(jī)器人的材料等[2]。

2 啟示與建議

美國(guó)、歐盟、日本等世界主要科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))對(duì)基礎(chǔ)研究的資助格局和機(jī)制體現(xiàn)了他們對(duì)當(dāng)代基礎(chǔ)研究特點(diǎn)、規(guī)律和趨勢(shì)的新認(rèn)識(shí),其有關(guān)理念和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)處于“兩個(gè)前沿”的廣東把握世界科技前沿態(tài)勢(shì),加強(qiáng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域布局,推動(dòng)基礎(chǔ)研究高質(zhì)量發(fā)展具有重要借鑒意義。

2.1 平衡把握基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的關(guān)系

隨著科技的發(fā)展,科學(xué)與技術(shù)之間的界限日益模糊,科學(xué)、技術(shù)、工程、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)加速滲透融合,基礎(chǔ)研究的發(fā)展已不只由好奇心驅(qū)動(dòng),應(yīng)用需求的牽引也十分重要且越來(lái)越明顯。社會(huì)需求與基礎(chǔ)研究的密切互動(dòng)已成為國(guó)際科學(xué)界的共識(shí)。如歐盟FET計(jì)劃既資助自由探索研究,也資助戰(zhàn)略導(dǎo)向型研究,ERC更開創(chuàng)性地資助“概念驗(yàn)證項(xiàng)目”[12,15],正是基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究非線性互動(dòng)的體現(xiàn)。當(dāng)前廣東科技產(chǎn)業(yè)面臨的“卡脖子”問(wèn)題,往往是來(lái)自技術(shù)瓶頸背后核心科學(xué)問(wèn)題的制約,因此,廣東在制訂基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃時(shí)應(yīng)注意平衡基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的非線性互動(dòng)關(guān)系,科學(xué)設(shè)置基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究的專項(xiàng)布局。

2.2 把握趨勢(shì)強(qiáng)化前沿交叉研究

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),不同學(xué)科領(lǐng)域間的交叉、滲透、融合的趨勢(shì)日益增強(qiáng),量子科學(xué)、人工智能、納米科技、類腦研究、合成生物等一批前沿交叉學(xué)科正在迅猛發(fā)展,并不斷催化新的學(xué)科分支,帶來(lái)新的前沿突破,基礎(chǔ)研究已呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢(shì),科研范式發(fā)生深刻變革,只有有組織地開展前沿交叉研究,才能夠在科技革命中贏得先機(jī)。美國(guó)近年發(fā)布的《聯(lián)邦政府研發(fā)預(yù)算優(yōu)先領(lǐng)域備忘錄》提出支持大膽的思路和潛在的變革性研究,歐盟FET計(jì)劃重點(diǎn)支持交叉學(xué)科研究,日本“登月型研究開發(fā)計(jì)劃”旨在推動(dòng)更為大膽的挑戰(zhàn)型研發(fā),都是打破學(xué)科壁壘、推動(dòng)學(xué)科交叉、開拓科學(xué)前沿的有益探索。

2.3 注重發(fā)揮戰(zhàn)略科技力量的引領(lǐng)作用

在美國(guó),能源部下屬的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室(Stanford Linear Accelerator Center,SLAC)等17家國(guó)家實(shí)驗(yàn)室都是材料、能源領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)研究的主力軍,為美國(guó)獨(dú)步能源科技領(lǐng)域立下了汗馬功勞。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、省實(shí)驗(yàn)室、大科學(xué)裝置、高水平創(chuàng)新研究院等戰(zhàn)略科技力量作為廣東孕育突破性、顛覆性創(chuàng)新成果的重要載體,應(yīng)發(fā)揮引領(lǐng)作用,以解決重大科學(xué)問(wèn)題為導(dǎo)向,聚焦國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略以及廣東產(chǎn)業(yè)和前沿科技發(fā)展需求,牽頭組織全國(guó)優(yōu)勢(shì)科技力量開展長(zhǎng)周期、跨學(xué)科、大協(xié)同基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,突破制約產(chǎn)業(yè)和前沿技術(shù)發(fā)展的重大科學(xué)問(wèn)題。

2.4 保持與經(jīng)濟(jì)規(guī)模相適的基礎(chǔ)研究投入力度

目前,世界上主要科技強(qiáng)國(guó)的基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)占研發(fā)經(jīng)費(fèi)的比例普遍維持在15%～20%之間,如美國(guó)的研發(fā)投入中,基礎(chǔ)研究投入約占17%,日本的這一比例約為13.7%,歐盟“2020地平線”計(jì)劃中明確以支持基礎(chǔ)研究為使命的2個(gè)資助計(jì)劃,即ERC資助的前沿研究和FET計(jì)劃經(jīng)費(fèi)占總經(jīng)費(fèi)的15.2%[16]。而我國(guó)基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)占全社會(huì)研發(fā)經(jīng)費(fèi)比例,近10年基本上維持在5%左右,2020年達(dá)到6%,雖然已取得明顯進(jìn)步,但與主要科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))相比,仍存在著巨大差距。2019年,廣東基礎(chǔ)研究投入為141.86億元,占R&D比重為4.58%,遠(yuǎn)低于北京、上海等城市,這與廣東作為中國(guó)第一經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省的地位嚴(yán)重不符[17]。廣東應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體形勢(shì),逐步加大對(duì)基礎(chǔ)研究的投入力度,形成與自身經(jīng)濟(jì)規(guī)模相適的、穩(wěn)步提升的投入機(jī)制。

2.5 注重兼顧競(jìng)爭(zhēng)資助與穩(wěn)定支持

當(dāng)前各國(guó)資助基礎(chǔ)研究普遍通過(guò)同行評(píng)議的方式擇優(yōu)遴選項(xiàng)目,然而過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)容易導(dǎo)致急功近利、學(xué)風(fēng)浮躁等負(fù)面結(jié)果,不利于科研人員集中精力開展長(zhǎng)周期、高風(fēng)險(xiǎn)的變革性基礎(chǔ)研究。主要科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))在確?？茖W(xué)家之間公平競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),積極探索長(zhǎng)期穩(wěn)定支持的機(jī)制,如歐盟研究理事會(huì)的資助項(xiàng)目一般周期為5年,具有商業(yè)化潛力的項(xiàng)目還可獲得ERC概念驗(yàn)證基金的延續(xù)資助;FET計(jì)劃更是以10億歐元的高強(qiáng)度進(jìn)行10年的長(zhǎng)周期穩(wěn)定支持[12]。廣東在資助強(qiáng)度與資助方式上可借鑒科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))有關(guān)資助方式,可有針對(duì)性地加強(qiáng)資助強(qiáng)度,對(duì)考核情況良好的項(xiàng)目實(shí)行滾動(dòng)資助或延續(xù)資助,通過(guò)穩(wěn)定支持模式,進(jìn)一步推動(dòng)重要戰(zhàn)略領(lǐng)域的變革性研究。

2.6 注重加強(qiáng)對(duì)人的支持

無(wú)論哪個(gè)具體學(xué)科的前沿基礎(chǔ)研究,都是對(duì)未知領(lǐng)域的探索,整個(gè)科研活動(dòng)存在非常強(qiáng)的不確定性,因此需要建立“支持人而非項(xiàng)目”的基礎(chǔ)研究資助理念和機(jī)制,以長(zhǎng)期而穩(wěn)定的支持來(lái)激勵(lì)和培育科學(xué)家超越功利考慮,資助科學(xué)家自主選擇研究方向,“十年磨一劍”。當(dāng)前,在世界科學(xué)界卓有聲望的美國(guó)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院、德國(guó)洪堡基金會(huì)均以“支持人而非項(xiàng)目”的資助理念而聞名,霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院已成為世界性推進(jìn)基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究和科學(xué)教育的重鎮(zhèn),洪堡基金會(huì)則除了取得卓越的科研成果之外,還構(gòu)建了來(lái)自全球自然科學(xué)、生命科學(xué)、工程科學(xué)等領(lǐng)域青年科學(xué)家組成的頂尖科研人才網(wǎng)絡(luò)。此外,日本學(xué)術(shù)振興會(huì)“特別研究員計(jì)劃”對(duì)杰出青年科研人員的支持力度以及科研網(wǎng)絡(luò)的打造,也是值得我們學(xué)習(xí)借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

基礎(chǔ)研究是建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的基石,世界主要科技強(qiáng)國(guó)(地區(qū))高度重視基礎(chǔ)研究戰(zhàn)略部署,為加強(qiáng)超前部署和集中優(yōu)勢(shì)力量推進(jìn)基礎(chǔ)研究和重大原創(chuàng)性成果突破,出臺(tái)了一系列重大發(fā)展戰(zhàn)略、科技計(jì)劃。當(dāng)前,廣東省科技創(chuàng)新正處于從跟跑為主轉(zhuǎn)向跟跑、并跑和領(lǐng)跑并存的新階段,必須瞄準(zhǔn)世界科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展趨勢(shì)以及支撐國(guó)家建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略需求,聚焦解決廣東產(chǎn)業(yè)技術(shù)源頭供給問(wèn)題,加強(qiáng)基礎(chǔ)研究頂層設(shè)計(jì)和前瞻布局,加快編制實(shí)施基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究10年行動(dòng)計(jì)劃,以“十年磨一劍”的決心和韌勁推動(dòng)在重大科學(xué)問(wèn)題和前沿科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破,增強(qiáng)源頭創(chuàng)新供給能力,為廣東建設(shè)科技創(chuàng)新強(qiáng)省和推動(dòng)粵港澳大灣區(qū)國(guó)際科技創(chuàng)新中心建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐。