基于新巴斯德限制的高科技政策范式及其战略意义

基于新巴斯德限制的高科技政策范式及其战略意义

自21世纪以来，一系列高科技的快速发展为全球经济和社会发展提供了新的机遇，也带来了新的挑战。如何选择科学政策，已成为主要理论和现实问题。科学和技术的关系、研究与开发的结构,不仅是科学学历来关注的一个重大理论问题,而且也是世界各国与各地区科学技术政策的一个理论基石。近几年,我国不断进行科技政策的反思,强调要严格区分科学和技术的界限,在新近制定的国家中长期科学和技术发展规划中,也不再使用“科学技术”一词,而是区分为“科学和技术”。这是必须直面和重新认识的一个重大问题,也是与科学技术政策密切相关的一个重大问题。1巴斯德限制及其科技政策的重要性1.1基础研究与应用研究并行不悖美国普林斯顿大学的司脱克斯于1997提出了科学研究的二维象限图,如图1所示,将解决应用问题而产生的基础研究,形象地概括为巴斯德象限。这是因为法国微生物学家巴斯德从事生物学领域许多前沿性的基础理论研究,其动力源自于为解决实际问题的需要,其科学研究活动,既不同于丹麦物理学家玻尔的纯基础研究(象限Ⅰ),也有别于美国发明家爱迪生的纯应用研究(象限Ⅲ)。其实,巴斯德最初所做的研究是典型的应用研究,但同时也是一个杰出的基础研究。后来,巴斯德的研究实际上是以混合以上2种研究为特征的,通过承接一个又一个实际应用问题,使其微生物理论研究不断深入。此时,已无法清晰地区分基础研究和应用研究,也很难符合传统的将基础研究与应用研究只能二者选一的观点。这也就是司托克斯建立巴斯德象限的缘起,是针对布什的研发线性模型而提出来的。1.2美国科技强国战略,由“个体”转向“科技”20世纪初,以量子力学和相对论为代表的理论物理学革命,使原子物理和核物理的研究获得重大突破,从而为核反应堆和原子弹的成功研制提供了强大的理论支持。这种现代技术源于基础科学理论的成功案例给人们留下了极其深刻的印象。第二次世界大战期间,美国科学研究发展局(OSRD)局长布什,为预测如何在和平时期发挥科学的作用,于1945年出版了《科学:永无止境的前沿》一书,即著名的布什报告。该报告指出:①基础研究的实施不考虑实际结果,即就研究目标而言,基础研究和应用研究是有内在矛盾的。②基础研究是技术进步的先驱,提出基础研究→应用研究→开发→生产经营的研发线性模型,即基础研究确立应用研究的方向;应用研究以创造和研制新产品、新品种、新技术、新方法、新流程及新规范为目标;开发研究则借助于基础研究和应用研究的成果,将理论形态的成果扩展为工厂试验、定型设计和小批量生产;生产经营是最终将各种形式的研究成果转化为新商品的过程。在该模式中,后面的研究总是依赖于前面的研究,从而突出了作为起点的基础研究的重要性。布什在书中强调指出:“一个在基础科学知识上依赖于其他民族的国家,它的工业进步将是缓慢的,它在世界贸易中的竞争地位将是虚弱的。”布什报告深刻地揭示了科学与技术之间关系新变化的某些特征,也深刻地影响了美国科技政策的制定,并促使美国政府创立了国家科学基金会(nationalsciencefoundation,NSF),确立了基础研究优先资助的政策,但报告中提出的单向度的研究开发的线性模式却显得过于简单。20世纪50年代苏联的卫星上天,以及60~70年代日本经济的起飞与工业高速增长,对美国产生巨大冲击,促使其对本国的公共政策进行深刻的反思,认识到基础研究固然重要,但许多技术的重大突破与工业的突飞猛进并不直接源于纯基础研究,于是包括调整科技政策在内的各种对策建议纷纷提出。正是在这样的背景下,NSF开始进行资助政策的战略调整:从资助个人转向同时资助科研机构;从严格按基础研究与应用研究不同层次进行资助转向对跨层次的合作研究给予资助,并于20世纪70年代起先后在大学设立和资助3类合作研究中心:①制定了试验性研发促进计划(ERDIP)和大学-工业合作研究中心(UICRC)(70年代);②创建大学工程研究中心(ERC)(1985年);③创建大学科学技术研究中心(STC)(1988年)。对设立这3类中心的共同要求是,中心必须设在大学,且有工业企业参与合作,其目标必须同时输出面向工业的研究成果和科技人才。由于这3类研究中心分别在技术开发-工业开发、应用研究-技术开发以及基础研究-应用研究之间进行跨层次的研发活动,一般倾向于把它们称为科技转化型机构。可以说,这些科技转化型机构为美国90年以来以信息技术为代表的高科技产业的发展,经济摆脱不景气,走上快增长、低通胀、低失业的道路起到了重要的作用。司脱克斯的巴斯德象限,针对布什的研发线性模型存在的问题,总结了美国战后科技政策的实际变化,阐发了科学与技术、基础研究与应用研究之间关系演变的新见解。从图1中,可以清楚地看出巴斯德象限的提出从根本上改变了布什的科学研究线性模型,它蕴涵着科技政策的新含义,为美国政府调整和确立明确的科技政策提供了新的理论根据。1.3技术科学的本质司脱克斯模型的2个坐标维度是基于研究活动的目的,且司脱克斯将巴斯德象限明确限定为以应用为研究目的的基础研究。但实际上,因巴斯德象限属于基础研究与应用研究并存的象限,因此不仅存在源于应用引起的基础研究,还存在直接源于理论背景、又有明确应用目的的应用研究。或者说,它本来就是具有应用导向的基础研究与具有基础理论背景的应用研究二者的结合,不妨称之为新巴斯德象限。随着科学技术一体化进程的加快,以及高新技术的崛起,人们很难分清某项研发活动是以应用为目的还是以理论认识为目的。在这种情况下,也很难以研发活动的目的作为制定科技政策的依据,但研发活动的形态是较容易鉴别的。如果将司脱克斯的研发目的象限模型变换为研发形态象限模型,即以科学研究和技术开发分别作为纵横座标的科技象限模型,如图2所示,那么,玻尔象限就是基础科学象限,爱迪生象限就是工程技术(从知识形态看,即工程科学)象限,原来的巴斯德象限充实了新内涵而成为新巴斯德象限,也就是技术科学象限。而关于技术科学的性质与功能,我国著名科学家钱学森早在1948年和1957年就明确而系统地论述过。技术科学是关于人工自然过程的一般机制和原理的学科,是以自然科学为基础,为工程技术服务的学问。技术科学一方面是工程技术的经验知识上升到理论形态的产物,另一方面又是自然科学向工程技术活动延伸的结果,2条途径逐渐汇合使技术和科学相互渗透结合,导致技术科学迅速发展起来,如图3所示。钱学森亲身参与发展的空气动力学和独自创立的工程控制论这2门技术科学,就是这2个过程结合的经典范例。实际上,钱学森不仅在空气动力学上,而且在技术科学思想上的创造,都是对普朗特和卡门开创的德国哥廷根应用力学学派思想的继承和发展。基于对技术科学概念形成过程的分析,钱学森阐明了技术科学的基本性质:①以自然科学为基础,但不是自然科学本身;②是工程技术的理论升华,但也不是工程技术本身;③是从自然科学和工程技术的相互结合中产生出来的,是为工程技术服务的。他指出:“为了不断地改进生产方法,我们需要自然科学、技术科学和工程技术3个部门同时并进,相互影响,相互提携,决不能有一面偏废。我们也必须承认这3个领域的分野不是很明晰的,它们之间有交错的地方。”可见,技术科学的特点同新巴斯德象限的特点相一致。由于技术科学在现代科学技术体系中的独特地位,因此,重视和发展技术科学对于国家的自主技术创新具有重大的战略意义。钱学森的技术科学思想也因此被称之为技术科学的强国之道。在这个意义上,可以说新巴斯德象限就是钱学森的技术科学象限。2与技术科学的关系高科技(high-tech)一词,是20世纪80年代才出现的专业术语,但人们对高科技的认识却并不一致,其也被译为高技术,还因与新技术相关联而被称为高新技术。高科技以其高投入、高智力、高风险、高产出、高回报以及创新速度快、生命周期短、渗透领域广为显著特征。本文之所以使用高科技这一术语,一方面是因为technology源于德国人梯姆普勒于1606年最早使用的Technologia,后来1777年德国经济学家贝克曼定义Technologie是一门传授以人工方式对自然物进行加工以便满足社会需求的实用学科,即工艺学或者技术学,以区别于技术(technik)。由此可以看出,technology在西方语义和语境上本来就有技术学、科技和理工科的多重含义。另一方面,还在于高科技通常是指建立在最新科学成就基础上的技术,甚至可以说它同时包含有基于科学的技术和关于技术的科学这双重含义,蕴涵着当代科学和技术之间相互渗透、相互转化的新关系。因此,用高科技一词,更能反映high-tech语义和内涵的特征。在这种高科技语境之下,生命科学与技术、信息科学与技术、纳米科学与技术、环境科学与技术、能源科学与技术等,都被公认为是高科技的主要领域,总体上都属于技术科学范畴。实际上,在科技象限模型中,它们都位于第Ⅱ象限的新巴斯德象限或技术科学象限。根据《美国大学与工业的合作关系》一书对所载6个UICRC、14个ERC、11个STC从事研发活动的情况介绍,如表1所示,表明这3类研究中心一部分致力于高科技及其产业化工作,一部分开展传统工业的高科技化活动,也有一些从事基础研究。从3类研究中心的主要特点看,只有个别STC位于表示纯基础研究的玻尔象限上,其他STC虽然重视基础研究,但都分布于具有应用导向的基础研究的巴斯德象限上;而UICRC和ERC基本上属于新巴斯德象限中具有基础理论背景的应用研究,或基于技术科学的工程研究。德国学者MEYER通过对部分欧洲国家(英国、德国、比利时)从事纳米科学与技术领域的基础研究和发明活动的科技人员进行科学计量学研究,从纳米科技领域中论文著作者、专利发明者、著作者-发明者(既写论文又开发专利的科技人员)的关系来揭示科学与技术活动之间的互动合作关系。其研究表明,著作者-发明者推动了技术的发展,从纳米技术方面看,英、德、比3国著作者-发明者占3国各自全部纳米技术发明者的比例在27%~40%;从纳米科学方面看,著作者-发明者只占3国各自所有纳米论文著作者的2%,甚至更少。通过对数据的进一步研究,发现这些著作者-发明者中许多都冠有纳米技术研究中心的称谓,并且专利往往同享有声望的团体或实验室相联系。由于纳米科技是由多学科整合而形成的,因此,这些围绕着有工业界参与、以技术为主题、以科学为引导所建立的研究中心(或网络),可能会使非常卓越的研究员延伸其研究范围,从而进入技术领域。以上说明,纳米技术的发展很大程度上依赖纳米科学的发展,它是来源于纳米理论背景的应用研究,位于科技象限中的新巴斯德象限。因此,在研究与开发活动中,科学和技术的相互结合,有助于推动技术进步。利用中国学术期刊全文数据库,对我国1999~2003年的有关纳米科技论文进行分析,结果显示,属于基础科学研究的论文占8%,属于技术科学研究或工程科学研究的论文占92%,可以说纳米科技领域的论文主要分布于新巴斯德象限。进一步分析纳米技术专利发明者与论文发表作者之间的关系,结果显示,申报纳米技术专利最多的发明者是中国科学院上海硅酸盐研究所的高濂和浙江大学的张孝彬,2003年2人分别参与了15项纳米技术专利的发明;同时,2人也是纳米科技论文的高产作者。对中国学术期刊全文数据库1994~2003年间收录的纳米科技论文进行检索分析,发现在这10年内,张孝彬共发表纳米科技论文23篇,高濂发表54篇,而且在1995~2004年的10年间,高濂发表的纳米科技领域的学术论文被SCI收录的篇数高达79篇,该作者也是世界纳米科技领域合作者网络的一个中心节点。尽管本次分析所选取的数据样本不算大,但窥一斑而见全豹,从中也可看出纳米科技领域基础研究与应用研究的密切联系。对纳米科技研发机构申请纳米发明专利数量与发表纳米科技论文数量的关系进行分析,同样可以表明科学和技术相互结合的重要性。表2列出了2003年国内申请纳米技术发明专利数在10项以上的30家机构的名称、申请发明专利数以及这些机构在1994~2001年间发表的有关纳米科技的论文数目,其中,罗姆和哈斯公司和三星电子株式会社为国外企业在华分支机构。总体来看,申请纳米技术发明专利数越多的机构,其发表的纳米科技论文数目也较多。结合另一项研究结果,这30家机构中有21家机构位居全国纳米科技领域论文高产机构的前36位之中。这意味着在技术开发中,把科学和技术密切结合起来,在新巴斯德象限里从事基于技术科学的应用基础研究,有利于取得具有自主知识产权的发明成果。这个结论与前述MEYER的研究结果相一致。由上述分析可以概括出新巴斯德象限上高科技的总体特征:①既是技术,又是科学,既有明确的应用目的,也具有基本的认识职能;②应用导向的基础研究与基础理论背景的应用研究密切结合;③基于科学的技术和关于技术的科学同时并存,科学的技术化和技术的科学化同步发展;④形成了科学和技术之间相互作用、相互结合、相互渗透、相互转化的新关系。当然,高科技并没有消解科学和技术之间的界限与区别,而是开辟了科学和技术之间全新互动关系的新时代。3新巴斯德约束下德国政府科技政策的战略意义由于高科技各个领域的研究开发活动大都集聚于科技象限模型的新巴斯德象限上,这就为依据新巴斯德象限的基本性质和特征来研究与制定高科技政策提供了理论基础。基于新巴斯德象限的高科技政策范式,与基于布什科研线性模型的有关基础研究优先发展的科技政策不同,也不同于基于巴斯德象限的重视有应用目的的基础研究的科技政策,它是将科学理论背景的应用研究和面向应用的基础研究并重,从而加快推进高科技的发展,以及优先发展技术科学以反哺基础科学理论和大力推进以技术科学为基础的自主技术创新的政策。当前,许多国家对技术科学研究的重视已显示出新巴斯德象限的科技政策导向。如美国非常重视信息、材料、制造、生物、能源、环境、航空航天及海洋等诸多高科技领域的发展,在克林顿政府时期就曾制定了若干领域科技发展的重点规划和促进计划。而后的布什政府继续执行前政府推行的系列国家科研计划,并在此基础上强调了反恐怖、反生化战的战略与技术研究。日本1990年以来,经济连续出现“零增长”(不足1%),面对世界新的经济形势,1995年日本政府明确提出了科学技术创新的立国战略,强调日本要告别模仿与改良的时代,创造性地开发领先于世界的高科技,把科技政策的重点放到开发有独创性的科学技术上来,力争从一个技术追赶型国家变为科技领先的国家。在经济全球化的冲击下,缺乏竞争的科研体系制约着德国技术创新能力的迅速提高,鉴于此,德国政府的科技政策以注重结构调整、突出创新和可持续发展为基本特征,尤其是在进一步强化基础研究机构与基础研究活动的同时,更为关注生物、信息与通信和可持续发展前沿领域科学技术的发展。特别值得一提的是,德国政府借助不断提高项目资助经费来保证人类健康研究领域不断增长的经费需求,从而使德国生物技术领域的研究与发展一直处于欧洲最前列。对中国这样的发展中大国来说,确立和实施以新巴斯德象限为基础的高科技政策,对于科技强国具有特殊的战略意义。(1)国家并重发展以科学理论为背景的应用研究和以应用导向的基础研究,并把二者结合起来推进高科技发展,既可以在充分利用国内外现有基础研究成果的基础上,跟踪国际高科技前沿领域,又可以取得面向高科技的基础研究成果,占领高科技的制高点,从而实现高科技的重大突破与跨越式发展。(2)国家大力推进高科技领域中基于技术科学的自主技术创新,一方面有助于对引进先进技术的消化吸收,并过渡到引进创新和自主创新并重相结合,进而走上高科技自主创新为主的道路;另一方面有助于在高科技领域取得具有自主知识产权的原创性发明成果,并增强自主技术创新能力和国家科技竞争力。(3)国家高度重视和优先发展技术科学并反哺于基础科学理论,也就是优先发展作为技术科学的高科技各个领域,实际上有助于在高科技产业高度发达的基础上,在自主开发高科技实验装备的前提下,进入世界基础科学的理论前沿,取得自然科学基础研究的突破性进展,从而逐步成为世界科技强国。一个值得注意的重要问题是,虽然在新巴斯德象限的高科技活动取得发明成果的可能性大,但是并不能自发地实现高科技成果的转化。大量事实表明,专利技术得以采纳创新,并获得商业化价值的比重并不高。因此,要使基于新巴斯德象限的高科技政策见成效,关键是采取有效措施和具体对策,把从事高科技研究、开发与成果转化的大学、科研所以及产业界,在政府的政策引导下紧密地联合起来,真正实现高科技成果的转化、创新与产业化。1990年之前,国际学术界主要关注大学-产业、大学-政府及产业-政府双螺旋关系的研究。如代表了大学-产业密切关系的麻省理工学院模式、斯坦福-硅谷模式等。随着大学-产业关系研究的深入,纽约州立大学的ETZKO-WITZ率先注意到了大学-产业-政府三方相互作用关系的重要性,提出了创新活动的三螺旋模型,如图4所示。1996年,其与荷兰阿姆斯特丹大学的LEYDESDORFF共同努力,在阿姆斯特丹召开了第1届国际三螺旋研讨会。其后,2人进一步探讨了三螺旋创新系统模型的一系列问题,并多次举办三螺旋理论国际会议,深化了对国家创新系统的认识,甚至有取代国家创新系统模型之势。改革开放以来,为解决我国科技、教育和经济之间条块分割体制的弊端,我国学术界借鉴发达国家建设国家创新系统的实际经验与研究成果,在探索和建设国家及区域创新系统上取得了重大进展。近几年,三螺旋理论在我国逐渐受到人们的关注,并开始加以介绍和研究。考虑到三螺旋模型的技术创新功能,笔者认为,坚持和实施基于新巴斯德象限的高科技政策,可以进一步把三螺旋模型作为促进高科技创新与产业化的基本对策。为此,本文对三螺旋创新系统模型做如下结构调整与重构:把由知识生产、知识传播和知识应用构成的知识活动系统,与产学研合作创新的理论联系起来,与国家创新体系的组织网络和制度网络统一起来,将原来的大学-产业-政府关系三螺旋,即官产学联合创新的三螺旋结构,重构为政府政策导向下的研究所-大学-产业关系三螺旋,即产学研联合创新的三螺旋模型,如图5所示。该模型是一个在国家的政策导向和制度安排下,以研究所的知识生产创造、大学的知识传播育人和企业的知识应用转化所组成的知识活动系统为载体的三螺旋国家创新体系,以达到促进高科技成果转化、增强高科技创新能力、实现高科技产业化的目标。笔者认为,这种重构更符合高科技研究、开发和创新的实际,一方面突出了产学研共同体作为创新主体,强调政府作为制定与实施创新政策的作用,避免了政府成为创新主体而造成角色错位;另一方面突现了知识生产(