新发展格局下如何提升基础研究能力

文/盛朝迅，中国宏观经济研究院决策咨询部战略政策室主任、研究员；易宇，中国社会科学院大学投资经济系博士研究生；韩爱华，中南财经政法大学统计与数学学院教授

一、构建新发展格局对提升基础研究能力提出新要求

构建新发展格局是我国应对百年变局、开拓发展新局的主动调整，也是畅通国内大循环、重塑国际合作和竞争新优势的战略选择，关键在于贯通生产、分配、流通、消费各环节，推动经济活动在国内各个环节、产业、部门和区域之间的循环畅通与高效配置。其中，实现科技自立自强，以科技创新催生新发展动能，是构建双循环新发展格局的关键一招和必由之路。作为科技创新的源头活水，基础研究是实现科技自立自强和构建新发展格局的最基本依托，对于改变传统“模仿型”创新路径、推动前沿基础技术突破、促进科技与经济的紧密结合均具有举足轻重的作用。

1. 传统的“引进—消化—吸收—再创新”路径受阻，呼唤基础研究和原始创新能力产生重大突破

毫无疑问，技术引进—消化—吸收—再创新是后发国家实现技术追赶的重要路径，日、韩等国在经济起飞过程中都存在大量技术引进消化吸收再创新的情况。我国在改革开放初期，也通过积极利用外资和引进技术，促进资本、技术和管理模式溢出，推动了经济的持续快速发展。但是，近年来这种路径在我国经济增长中的作用已经明显下降。一方面，这固然是受中美经贸摩擦导致的科技脱钩和打压等因素影响；另一方面，也和我国经济发展阶段转变和技术升级的阶段性特征有关。根据国家统计局数据，2000年以来，我国规模以上工业企业引进国外技术经费支出占全部研发支出的比重大幅下降，从2000年的69.44%下降至2017年的3.33%，2018年略微提高至3.77%，2019年又下降至3.35%（图1）。由此表明，即使是在中美经贸摩擦发生前的2017年，我国规模以上企业从国外引进技术的比重已经非常低了，继续依赖引进技术推动经济增长的模式已经难以为继。与此同时，我国引进技术消化再吸收的效率也不容乐观。近年来，我国引进国外技术经费支出与对引进技术消化吸收的经费之比稳定在5∶1左右，而日、韩等国比例为1∶3甚至1∶5。换言之，同样是花5元钱引进的技术，我国只花1元钱消化吸收，而日、韩则花15～25元消化吸收，我国重引进轻消化吸收的问题突出，导致引进技术对技术突破和经济增长的效用衰减。

2. 推动“卡脖子”技术突破和“无人区”前沿探索，要求强化前瞻性原始创新

当前，我国面临的很多“卡脖子”技术问题，从表象看是“卡”在某一具体的关键核心技术、产品或材料上，比如EDA软件、半导体核心专利、CPU、GPU等技术和产品对外依存度达到90%以上，大分子药物生产设备、高端（高精度）科学实验仪器、分离系统耗材、核心菌种等生物医药核心技术对外依存度在70%以上，且高度依赖美国等少数国家，但从根子上看是基础理论研究跟不上，源头和底层的东西没有搞清楚所造成的。与此同时，经过多年的发展，特别是自我国确立创新战略“三步走”以来，科技创新体系不断优化，取得一系列重大原创科技成果，天宫、蛟龙、天眼、悟空、墨子、大飞机等重大科技成果相继问世，“可上九天揽月、可下五洋捉鳖”成为现实，部分领域实现从跟跑到并跑、领跑的转变，一些领域进入“无人区”，这对基础研究提出了新的更高的要求。由此可见，科技自立自强必须建立在基础研究和原始创新的深厚根基上，要把基础研究和原始创新能力建设摆在更加突出的位置，坚持“两条腿走路”，既瞄准科技前沿的重大科学问题，更要从“卡脖子”问题清单和国家重大需求中提炼和找准基础科学问题，以应用倒逼基础研究，以基础研究支撑应用，为关键核心技术突破提供知识和技术基础。

3. 促进科技与经济紧密结合要求强化基础研究，增强科技创新的“根植性”

打造国内国际科技创新与产业创新相融合的创新发展双循环格局，既要遵循科技发展规律，找准科技创新的发力点和制高点，还要尊重经济运行规律，促进科技与经济的紧密结合，实现全社会科技创新资源的合理配置和高效循环。当前，从创新投入看，我国已经稳居世界第二，研发投入占GDP比重达到2.4%，超过OECD国家平均水平，但科技与经济结合不紧密问题仍较为突出，制约了创新驱动发展作用的发挥。特别是企业创新能力不强的问题较为突出，企业创新主体地位有待增强。2019年世界创新企业100强中我国只有3家入选，而美国、日本分别有39家和32家；代表性企业研发投入占全球比重为11.7%，美国、欧盟则分别为38%和25.3%。此外，2019年我国劳动生产率只有1.5万美元/人，远低于美国等发达经济体，在技术转移转化率方面也存在很大差距。为此，需要把科技创新作为第一动力，强化基础研究，增加源头供给。这是实现科技自立自强和提升创新对经济发展驱动作用的必然要求。因为只有拥有一批“从0到1”重大原创科研成果，才能形成一批具有较强控制力和反制力的战略技术，才会催生一批对创新链具有控制力的领军型企业，不断降低关键技术对外依存度，更好发挥企业创新主体作用，提升企业创新能力，促进产学研深度融合。为此，要切实强化基础研究，充分发挥科技创新引领作用和科技创新人才的支撑作用，鼓励和支持各类企业创新平台建设，推动企业成为科技创新的主体。

二、我国基础研究发展现状的基本判断

经过多年的发展，我国基础研究投入明显增加，基础设施条件有了明显的改善，基础研究人才队伍不断壮大，基础研究发展取得了显著进步，成果不断涌现，成为全球科技创新的一支重要力量。但与先发国家的水平相比，离构建新发展格局和实现科技自立自强的要求，仍存在不少差距。

（一）基础研究投入大幅增加，总量位居全球前列，但与先发国家相比仍有较大差距

近年来，我国持续加大研发投入力度，2013年以来我国R&D经费总量一直稳居世界第二，与美国差距逐步缩小。R&D经费投入强度稳步增大，2020年达到2.40%，超过OECD国家平均水平。从基础研究看，“十三五”时期，我国基础研究投入增加1倍，从2015年的716.1亿元增加到2020年的1504亿元，基础研究占全社会研发总经费的比重首次超过6%，但与发达国家15%～20%左右的比重相比，特别是与美国相比，仍有很大差距。以2018年为例，美国对基础研究方面投入经费达到了864亿美元，而我国基础研究投入经费仅有142亿美元，约为美国基础研究经费投入总量的1/6。从基础研究经费与GDP占比来看，美国近年来持续稳定在0.46%～0.51%之间，中国则在0.08%～0.12%之间波动，美国的占比大致为中国的5倍左右（图2）；从发展趋势看，2009年美国基础研究经费与GDP之比是中国的6.61倍，2018年为3.95倍，表明中美基础研究投入差距虽然有缩小的趋势，但差距仍然较大。

图2 中美基础研究投入占GDP比重比较

此外，我国基础研究投入结构不合理。我国在基础研究领域的投入以国家财政资金为主，占比达90%，企业、公益基金、慈善捐助等社会力量对基础研究的投入非常有限。而美国基础研究的投入结构中，48%来自高校，28%来自企业，12%来自政府，12%来自社会资本。美国的社会组织非常注重对基础研究的投入，如美国 ARCH风险投资公司只投资基础研究的成果。因此，我国需要加大基础研究投入的力度，改变投入不足、结构单一的状况。

（二）基础研究成果不断涌现，但与构建新发展格局的要求相比仍有较大差距

近年来，我国基础研究持续快速发展，在高温超导体、拓扑物态领域、粒子物理与核物理研究、有机分子簇集和自由基化学、纳米科技、人工合成生物学、非人灵长类模型与脑连接图谱、基因组研究、数学机械化方法与辛几何算法、深海深空深地等空间科学、量子通信与量子计算等基础研究领域产生了一批标志性成果。目前，我国学术影响力已经达到世界第二，部分学科的学术产出及学术影响力甚至已居于世界第一的水平。我国学术产出份额增速明显，高引用论文占比也从20年前的0.2%攀升到如今的20%，增长明显。根据科技部发布的《研究与试验发展（R&D）活动统计分析》，我国研究专利和论文产出均取得了显著的增长。2018年，我国各类科研机构专利申请文件总量已经达到6.1万件，比上年同期增长9.1%；专利申请授权总数为3.7万件，比上年同期增长4.0%；发表科技论文累计数量17.6万篇，其中，国外科学博士论文数量5.8万篇，比上年同期增长7.2%；科技类著作累计出版5722种，比上年同期增长4.8%。由此可见，专利所有权的转让已经成为科技成果进行转化的一个重要方式。2018年，我国各类研究单位和机构的专利所有权转让及经营执照许可合同共达1959件，获取收益9.9亿元。

同时也要看到，我国基础研究与世界先进水平相比还有一定的差距，整体还处于跟跑的阶段，重大原始性创新成果很少。特别是在一些最尖端的原创科学思想、重大理论创新方面，很多研究仍处于跟跑模仿的阶段，领跑的领域和顶尖科学家还太少。从高被引论文情况看，过去30年来，中国研究人员的人均SCI发文量从1991年的0.02篇增长到2017年的0.26篇，但仍仅为美国的1/2。2008年以来，中国发表的国际科技论文篇均被引次数为10.00次，在国际上排名16位，排名第一的瑞士则为20.99次，我国与之差距较大。从发明专利情况看，目前我国三方专利拥有量占全球比重仅为9.3%，而美国、欧盟和日本分别为22.3%、20.7%和32.6%。这在一定程度上反映我国基础研究成果与发达经济体水平仍有较大差距，具有重大原创成果的颠覆性创新仍然偏少，具有引领性的原创观点和理论成果仍不多见。

（三）基础研究人才规模不断壮大，但顶尖人才匮乏，培养和激励机制落后

我国科研人力资源总量持续增长，数据显示，我国R&D人员总量在2010年为255.5万人，2019年达到480.1万人，增长了87.91%。其中，从事基础科学研究的技术人员为39.2万人，比2015年的25.3万人增加了13.9万人，增长54.9%，占比从6.73%提升至8.16%，提高了1.43个百分点。

值得一提的是，我国基础研究领域青年人才规模不断壮大，新增院士平均年龄降至53岁，国家科技“三大奖”最年轻第一完成人年龄均已降至39岁以下，国家青年自然科学基金项目、国家优秀青年自然科学基金项目和国家重点杰出青年自然科学基金项目立项数量逐年攀升，科研人才队伍中已经出现越来越多青年人才的身影。高学历专业技术人员的比重也在不断增加，博士学历专业技术人员占比提升至10.3%，硕士学历专业技术人员占比提升至21.5%。在2019年公布的“高被引科学家”榜单中，中国已经有2163位参选学者进入榜单，增幅高达287.6%。我国对全球高端人才的吸引力不断增强，据《2017—2018年全球竞争报告》的相关数据分析显示，各国对于优秀人才的国际吸引力综合评价全球排行榜中，中国排在第23位，比2014—2015年上升了4个位次。随着我国综合国力的提高，留学生回国发展的步伐也随之加快，对于海外留学生的市场吸引力也明显上升。从2011年开始，我国海外留学归来发展的人数占比已经超过半数，越来越多的留学生选择回国发展。

然而，我国顶尖基础研究人才匮乏的问题仍较为突出。这是由我国目前基础研究人才选拔培养机制落后和基础研究人才激励机制落后所造成的。首先，我国基础研究人才选拔培养机制落后。目前，我国研究生的选拔形式单一，能力考核不突出；研究生课程前沿性和交叉性不足，科研训练学术含量低；部分学位论文质量不高。其次，基础研究人才激励机制落后。现行考核机制导致科研人员选择短期能出成果的、风险小的、容易通过考核的研究方向，对基础研究和原创性研究投入不够。主要原因在于基础研究周期长，不确定性大，短期难以取得明显进展或突破。因此，需要改变用短时期内发表论文和专利数量来评价基础研究人才的现状。

（四）基础研究设施与环境不断改善，但基础技术创新体系不够完善

基础研究设施与环境主要包括设施、平台和环境三个方面的内容。从设施看，现代科学的发展越来越依赖于现代仪器设备，规模庞大、能力超强的大科学装置是获取重大科学成果的关键手段之一。美国国家创新战略号召建设21世纪的创新基础设施，欧盟研究认为研究基础设施是国内和国际合作研究和科学网络的核心。党的十八大以来，我国也把加快国家重大科技基础设施建设作为提升创新基础能力、建设科技强国和创新型国家的重要抓手。国务院发布了九部委组织、全国150多位专家参与制定的《国家重大科技基础设施中长期规划（2012—2030年）》，首次形成了指导重大科技基础设施发展的国家路线图。“十二五”和“十三五”时期，国家布局建设了26个重大科技基础设施，建设项目数接近此前建设总数，投资额是此前投资总额的4倍以上，目前在建和运行大设施数量接近50个。学科覆盖范围既包括粒子物理与核物理、天文学等传统大科学领域，也包括地球系统与环境科学、生命科学等新兴领域，并逐步形成了服务于学科前沿研究、国家经济社会重大需求的服务功能体系，如上海张江的同步辐射光源重大科技基础设施，每年可支持4000余名科研人员开展1000余项课题研究。

从平台看，我国以国家实验室和国家重点实验室为主体的战略科技力量正在加速构建。其中，国家实验室是党中央亲自谋划、亲自部署的重大科技事项。国家重点实验室，是一个汇聚并培养科研人才、开展国内外重要学术交流以及国际合作、将基础性科学研究和国际应用性科学研究有机结合的新型高水平教学科研技术基地，具有提供开放科研合作交流平台、产出重大科研成果的重要使命，对引领国家学科发展有着重要的现实价值。根据科技部发布的《国家重点实验室年度报告（2018）》，目前我国正在规划建设和投入运行的国家一级重点科学实验室总数累计为254个，主要布局在著名高校和中国科学院，研究范围涵盖了工程物理科学、生物科学、信息科学等八个重点学科和若干重点领域。

从环境看，我国基础研究支持力度不断加大，但基础技术创新体系仍不够完善。企业对基础研究重视不够，在基础研究方面的投入不足，对基础研究能力提升的作用偏低。据统计，近10年中国基础研究经费的投入来源中企业占比不足3%。根据科睿唯安发布的《2021年度全球百强创新机构》报告，中国大陆仅有4家企业入选，与日本、美国等30多家的水平差距显著。

三、提升我国基础研究能力的思路与建议

我国基础研究存在的几大问题，原因是多方面的，既有认识不够深入、重视程度不够、投入不足的因素，也存在一些体制机制的制约，还受科研文化、学术环境等方面的影响。基础研究是一切创新的源头，在整个创新链中具有至关重要的地位，基础研究所产生的底层架构和技术创新成果是很多产业发展的“命门”，也是我国建设创新强国的根基、迈向制造强国的基石。要改变我国关键核心技术受制于人的局面，就必须从基础研究做起，再造系统完备、先进高效的基础研究体系，大幅提升基础研究的能力和国际竞争水平。

“十四五”时期提升我国基础研究能力的总体思路是：坚持问题导向、研究真问题，坚持以人为本、激发新活力，坚持稳定支持、鼓励持续探索，坚持创新管理、营造良好的基础研究氛围，加快形成强化基础研究的原创导向，推动全社会更多关注支持基础领域研发，努力取得更多重大原创性成果，为世界科技强国和现代化国家建设提供坚实支撑。为此，需要进一步完善科技创新体制，特别是原始创新领域改革，推动重点领域项目、基地、企业、人才、资金一体化配置，健全知识产权运用体制，积极促进基础研究领域科技合作与开放。

（一）重构基础研究体系

进一步提升我国基础研究成果质量，需要着眼长远，强化国家战略对我国新发展格局构建的科研体系的引导和支持作用，进一步优化基础研究的学科门类、项目设定和空间布局。一是完善学科布局。坚持基础研究和教育联动发展，从学科布局方面更多考虑基础研究和交叉学科人才培养，加大对数学、物理、地理、化学等基础学科人才培养的支持力度，支持有条件的高校设立新兴交叉学科，聚焦未来可能产生变革性技术的基础科学领域，强化重大原创性研究和前沿交叉研究，推动基础研究学科门类设置更加优化。二是以国家战略为导向，推进基础研究体系进一步整合优化。加快构建以国家实验室、国家重点实验室等为重点的国家战略科技力量体系，形成以重大问题为牵引，跨领域跨学科多部门多主体协同研究的稳定机制。一方面，构建以国家实验室为引领的战略科技力量，以国家目标和战略需求为导向，瞄准国际科技前沿，布局一批体量更大、学科交叉融合、综合集成的实体国家实验室。另一方面，按照专业化原则对现有国家重点实验室、国家工程实验室、国家工程研究中心、国家工程技术研究中心、制造业创新中心等进行重组，强化基础研究和应用研究分工，明确高校（基础研究）、科研机构（关键共性技术研发）和企业（应用技术开发）等各类创新主体在创新链不同环节的功能定位，建立各归其位、定位清晰、分工明确、协同有力的现代创新体系。三是改革基础研究项目设立模式。选聘海内外权威科学家设立基础研究高层次战略专家委员会，按照“四个面向”的要求，专门负责提出前沿研究方向和课题、遴选科研项目。四是推动关键领域基础技术突破。立足现有基础优势，结合发展需要，推进重点基础领域攻关。更加重视凝练解决生产实践中的科学问题，引导更多的科学家开展目标导向的应用基础研究，加快在关系国家战略实施、先进制造业和高新技术产业发展的关键基础研究领域取得突破。五是聚焦国家区域发展战略，构建各具特色的区域基础研究发展格局。落实长三角一体化、京津冀协同发展、粤港澳大湾区等国家区域发展战略部署，加强上海有全球影响力的科技创新中心建设，提升北京怀柔、上海张江、合肥、深圳等综合性国家科学中心水平，充分发挥国家自主创新示范区、国家高新区作用，加快构建跨区域创新网络，建设原始创新高地。

（二）构建多元化基础研究投入机制

当前，我国基础研究投入比例逐年提高，但是与所处的经济发展阶段不相匹配，更与建设科技强国及构建新发展格局的目标存在较大差距。借鉴发达国家经验，我国应实施基础研究经费倍增计划，将基础研究投入占比从目前的6%左右提高到10%～15%的水平。为此，一是加大政府投入。继续发挥国家自然科学基金支持源头创新的重要作用，从支持“项目”向支持“人”转变，鼓励聚焦基础学科和前沿探索，设立一批由顶尖科学家和青年拔尖人才自设选题的长期研究项目，培养领先科技人才和创新团队。坚持“广撒网”“多栽苗”、持续稳定支持的原则，为原创项目开辟单独渠道，加大对脑机接口、纳米科学、合成生物学、气候变化及应对、绿色低碳、深海空天等重点领域的支持，鼓励一些“奇思妙想”和短期没有经济价值的研究，开展一些拓展人类知识边界的前沿研究。二是鼓励企业加大基础研究的投入。从美、德等国的经验看，企业在基础研究中的作用不可忽视。贝尔实验室更是通讯领域重大发明的诞生地和诺奖获得者的摇篮。我国要更加强调企业在创新领域的主体地位，支持发展以市场为导向、与企业生产需求相结合的基础研究体系。不断拓宽基础研究投入渠道，增加企业和社会资本的投入。建议采取研发费用加计扣除等方式，鼓励企业加大基础研究投入。通过科技赋能中小微企业，形成创新的主要源头，增强企业技术能力，提升其在创新发展中的主要动能。三是支持社会各界加大基础研究投入。鼓励社会各界以捐赠的方式加大对基础研究的投入，建立公益基金，为基础研究提供经费支持。

（三）强化基础研究人才培养

人才是基础研究能力提升的关键。“十四五”时期要加大体制机制创新力度，充分赋予科研人员和科研机构在研究选题、技术路线等方面的决策权，激发人才创新活力，造就一批能够心无旁骛、长期稳定地深耕基础理论的科研队伍，打造一批聚焦专业领域的顶尖基础研究人才和团队。一是发挥高校和科研院所基础研究人才培养主阵地作用。高校和科研院所是我国基础研究的主体，也是基础研究人才培养的基地，要把基础理论摆在更加重要的位置，培养具有多学科交叉背景的综合性人才，以适应新时代基础研究创新的要求。注重教学和科研、教学和产业融合发展，促进人才培养与科技创新融为一体，着力培育出一批具有国际水平的青年科技人才和创新团队。同时，实行“揭榜挂帅”“赛马”等制度，完善并优化科技评价机制，激发人才创新活力。二是发挥企业和新型研究机构在基础研究人才培育中的作用。充分发挥企业主体作用，支持企业设立国内研究所、国外研究中心和全球创新中心等研究机构，组建研究团队，加大基础研究投入，提升企业在基础研究人才培养方面的作用。鼓励企业和高校、科研机构合作，让企业研究人员和高校科研人员共同承担科学研究项目，在突破核心技术的原始创新上共同努力。支持企业参与国家重大科技项目，在国家重大科技计划、项目评审、科技评奖等方面对企业予以倾斜。三是建立符合基础研究特色的绩效评价体系。探索代表作或重磅成果评价制度，构建与基础研究规律相符合的绩效评价体系，促进相关政府机构、研发主体、科研人员着眼长远、久久为功。落实以增加知识价值为导向的分配政策，增加对“人”的支持，改变过去科技评价中“重物轻人”的倾向。对于一些国际同行评议有重大发展潜力的国内青年科学家，要给予长期持续稳定的支持。

（四）优化基础研究设施条件和环境

基础研究需要营造良好的生态环境、良好的社会氛围和文化、有力的组织领导和政策支撑、先进开放的基础设施和平台，以增强基础研究的吸引力。一是强化基础科研基础设施建设。按照设施先行的思路，以公共性、通用性、开放共享为基本特征，聚焦重点领域技术研发和产业化需求，加强重大科技基础设施建设，为基础科学前沿领域取得重大进展提供必要条件，为解决经济社会发展中的重大科技问题提供有力支撑。二是推动科技资源开放共享。不断优化基础研究的科技环境，完善科研基础设施与大型科研仪器共享机制，以提高资源使用效率。加快科研管理信息化建设，提高数字化服务水平，实现科研资源和数据的高质量开放共享。三是营造让基础研究成果迸发的环境。厚植全社会重视基础研究和原始创新的文化，加强基础科学在民众中的传播，进一步优化支持基础研究的社会文化与舆论环境，形成有利于基础科研人员沉心静气做研究和宽容失败的氛围。强化知识产权保护，加强科研诚信建设，大幅提高违反知识产权法律法规和学术道德规范的成本，充分保护创新主体利益。加大对重磅基础研究成果的激励力度，为天才之火浇上利益的燃油，形成有利于基础科研的分配导向。加强相关理论和技术的标准化研究，扩大我国基础研究领域话语权和规则制定权。

（五）加强基础研究领域国际合作

基础研究投入大、周期长、经济效益不明显、外部性强等特征表明，基础研究需要国际广泛参与合作才能达到效益最大化。因此，要加强基础研究领域国际合作。一是积极参与或发起国际大科学计划和大科学工程。一方面，继续参与国际大科学计划和大科学工程，通过派遣顶尖科学家和人才团队，深度参与国际大科学计划运行管理，提升我国参与国际大科学计划的能力，让国际大科学计划中出现更多的中国身影。另一方面，立足我国实际，主动发起组织国际大科学计划和大科学工程，让国际大科学计划中出现更多的中国声音、中国方案。二是促进“一带一路”沿线国家基础研究合作。以合作共建“一带一路”为契机，实施沿线国家科技创新联合行动计划，建立国际基础研究合作平台，推动沿线国家基础研究合作交流。三是探索国际基础研究与科技创新合作新模式。在互利共赢的基础上积极推动企业、高校、研究机构等各个创新主体开展国际科技合作，组织实施国际科技创新合作重点专项，提升对国际高端人才来华研究、定居或开展联合研究的吸引力。