我国及世界科技强国的基础研究经费投入特点与启示

基础研究是科学之本、技术之源，虽然不直接提供新产品、新工艺和解决技术问题的具体方案，却向社会提供新知识、新原理、新方法，其效益不只限于某一领域的应用研究和产品开发，而在于突破性的科学发现，经过长期演进后能以不可预知的方式催生颠覆性技术、关键核心技术、高精尖技术、战略前沿技术，产生新产业、新业态和新模式，进而改变世界。对人类历史影响深远的蒸汽技术革命、电力技术革命、计算机及信息技术革命都与基础研究领域的源头突破存在密切联系。当今世界上60个最具影响力的技术发明，包括互联网、3D打印、量子计算机、移动通信、气象卫星、全球定位系统和人类基因组等早期都投入了大量资金在基础研究领域。

基础研究能力是成为世界科技强国的关键要素。近代以来，世界经济和科技中心几度转移，其中有一条清晰的脉络，就是基础科学中心一直是支撑科技强国崛起的强大力量。领先基础科学出现在哪里，尖端人才流向哪里，科技创新的制高点就转向哪里。二战时期的美国科学研究发展局局长万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush）在他牵头起草的《科学：永无止境的前沿》研究报告中明确将基础研究置于创新链的源头位置，推动形成了“基础研究——应用研究——技术开发——商业应用”的线性模式，奠定了二战后相当长一段时期美国的科学技术政策框架，对全球基础研究发展产生了深远影响，基础研究也成为世界科技强国的战略必争之地。尽管目前学术界对世界科技强国的认定尚未形成一致，但在综合世界知识产权组织和欧洲工商管理学院等联合发布的《全球创新指数》、中国科学技术发展战略研究院发布的《国家创新指数报告》、瑞士洛桑国际管理学院发布的《世界竞争力年鉴》、世界经济论坛发布的《全球竞争力报告》等权威报告中，美、英、德、法、日等国长期处于各项排行榜的前列，体现出强大的科技创新能力。同时，截至2018年，全世界诺贝尔科学类获奖者也主要集中在美国、英国、德国、法国、日本，占全部奖项人次的八成以上。因此，这5国较多被我国学术界列为建设世界科技强国的对标国家和研究对象。其共同特点是都拥有极为强大的基础研究能力，并在基础研究领域投入了大量资金。

我国正处于贯彻落实创新驱动发展战略、加快建设世界科技强国的重要时期。多年来，我国基础科学研究取得长足进步，但与建设世界科技强国的要求相比，短板依然突出，直观上表现为重大原创性成果缺乏、顶尖研究人才和团队缺乏、重大平台布局不完善、顶尖学科数量偏少，根本原因则是长期以来基础研究经费投入不足、投入体制机制不健全，严重制约了我国基础研究水平的提升。当前，我国经济发展的内外部条件正发生明显变化，靠技术引进消化吸收的“拿来主义”继续发展经济的难度越来越大，在从“跟跑”“并跑”到“并跑”“领跑”转变的过程中，面临越来越多国际竞争博弈，越来越多的“卡脖子”问题必须通过建立自主可控的科学技术体系解决，尤其依赖于基础研究领域的源头突破。为进一步加强我国基础科学研究，提升原始创新能力，夯实建设世界科技强国的基础，2018年1月《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》（国发〔2018〕4号）对我国基础研究工作做了全面部署，明确提出“建立基础研究多元化投入机制”“加大中央财政对基础研究的支持力度”“地方政府要结合本地区经济社会发展需要，加大对基础研究的支持力度”。

然而，国内对基础研究投入重要性的认识还不统一。受长期以模仿跟随为主的经济发展模式影响，一些地方存在重技术应用、轻基础研究的思维理念，对创新链中下游环节的投入支持力度比较大，对上游基础研究环节的投入则严重不足，难以满足新时代经济结构调整和产业转型升级的现实需求。从国际比较看，根据美国国家科学基金会（NSF）发布的《2018 科学与工程指标》（2018 Science & Engineering Indicators），我国基础研究经费投入力度与世界科技强国相比存在明显不足，总量仅相当于美国的四分之一，基础研究经费占R&D经费比例略高于5%，远低于美国（16.9％）、英国（16.9％）、日本（11.9%）、法国（24.4%）等世界科技强国（该报告援引2015年数据）。

鉴于此，本文在分析经费投入对提升基础研究能力的必要性的基础上，借鉴世界科技强国和国内发达省市在基础研究领域加大投入的特点和经验，为我国加大基础研究投入、提升基础研究能力提出对策建议，以便理清思路、认清形势、把握规律，从而更好推动我国基础研究事业发展，为建设世界科技强国提供支撑。

决定基础研究发展水平的因素较多，经费投入并非唯一因素。但总体上看，基础研究领域居领先地位的国家和地区，都离不开强有力的基础研究经费投入作为保障。

首先，世界科技强国都是基础研究经费投入大国。“二战”前欧洲是全球经济中心和科学中心，仅德国诺贝尔科学奖获得者总人数就是美国的三倍；二战后，美国树立了“国家需要大规模支持独立自主的基础研究”的观念，形成了以“基础研究”为起点的科学技术政策原则，成立了美国科学基金会（National Science Foundation，NSF），基础研究经费始终保持强大的增长势头，总规模稳居世界第1位，基础研究经费占R%D经费比例从不足5%提升到目前接近20%，到2018年获诺贝尔奖人次超过全世界的三分之一。上世纪90年代，日本提出要把基础研究摆在国家发展的重要位置，颁布《科学技术基本法》，明确提出“科学技术创新立国”的基本国策，并制定了两个为期五年的《科学技术基本计划》，通过立法和政策规划保障基础研究投入力度。作为曾经的世界科学活动中心，德国基础研究经费占R%D经费比例长期保持在20%左右，法国的占比逐步提高25%以上，遥遥领先于其他国家。英国作为老牌基础研究强国，在2016/2017—2020/2021 财年预算中，建设世界一流实验室的总资本预算大约30 亿英镑，用于现有科学基础设施维护和翻新，以确保英国基础研究领先地位。根据美国国家科学基金会（NSF）发布的《2018科学与工程指标》（2018 Science & Engineering Indicators），基础研究在这些发达国家总研发经费配置中往往能达到16%以上的比例配置，如美国16.9%、英国16.9%、法国24.4%（表1）。这些国家得益于在基础研究领域的深厚积淀，成功抓住了一次次重大科技革命和产业变革机遇，始终处于世界科技强国之列。

其次，我国基础研究实力较强的地区也是基础研究经费投入较大的地区。基础研究经费投入金额排名前列的省（自治区、直辖市）总体上拥有较多SCI论文、创新领军人才和重大创新平台。根据《中国区域创新能力评价报告2017》，全国各地SCI论文发表数量排名前10位的省（自治区、直辖市）有8个是基础研究经费投入全国前10位的地区。图1描述了各地区基础研究经费投入与SCI论文产出的定量关系，两者具有很强的正相关性。从两院院士工作所在地分布看，中国科学院院士数量排名前8位的地区合计占全体科学院院士的81%，其基础研究投入均排在全国前12位；中国工程院院士数量排名前10位的地区合计占全体工程院院士的79.6%，其中7个地区的基础研究经费投入额居全国前10位。从国家重点实验室的地区分布看，排名前10位的地区合计拥有国家重点实验室总量的82.3%，其中7个位居全国基础研究经费投入排名前10位。

最后，基础研究投入力度与基础研究能力水平之间存在内在逻辑关联。基础研究的发展具有投入驱动型特点，需要资金投入作为保障。其一，基础研究具很强的外部性、更多的公共物品属性和基础设施特征，需要通过加大投入克服“市场失灵”。基础研究是国家和地区知识创造的主要载体，是产生颠覆性技术、关键核心技术、高精尖技术、战略前沿技术的源头，通过强大的知识外溢和扩散效应，可在整体上提升经济体长期发展的能力和潜力。鉴于基础研究的强大正外部性，完全依靠私人部门投入和市场机制作用必然导致经济学上的“市场失灵”现象，出现基础研究领域投入不足的问题，难以构建起支撑经济社会长期发展的科学知识储备。其二，基础研究具有长周期和不确定特征，需要资金引导和支持，构建激励相容机制。据统计，纯基础研究的成功率一般只有3%，应用基础研究的成功率约为15%；从获得基础研究的知识发现到实现商业化，往往要经历20~30年，诺贝尔科学类奖获得者所做出代表性工作与获奖时的平均年龄差为16.1年。目前在科研成果短期产出与研究人员待遇直接挂钩的评价体制下，基础研究平均3% 的成功率和长达20∼30年的成果转化周期，使大部分科研人员不得不保守地选择较容易产出成果的应用型科研领域，这就需要加大对基础研究领域的资金倾斜力度，给予科研人员稳定的科研经费支持力度和稳定体面的物质生活待遇，支持科研人员坐得住冷板凳、出得了大成果。

从世界科技强国发展历程看，在追赶阶段需要以高强度的基础研究投入作为保障。例如，日本全社会研发强度在50年代中期达到1%的时候，其基础研究占R&D经费比重就已经达到20%，甚至在1965年达到30.3%。在国家经济发展进入人均GDP10000美元关口后则伴随着基础研究经费投入规模长期稳定增加。例如，美国人均GDP在上世纪七十年代末达到10000美元，基础研究经费投入在基数较大的基础上仍能保持较高增速，此后大致每十年经费翻一倍；日本在1981年跨越人均GDP 10000美元关口，在已成为世界基础研究经费投入第二大国之后，到1995年基础研究经费投入又增加了4∼5倍，快于同期其他国家的年均增速。目前，世界科技强国基础研究投入在全社会研发经费配置中的比例普遍稳定在15%～25%。

美国在上世纪60~80年代联邦与地方政府是全社会基础研究投入的绝对主体，占比接近80%。80年代以后，企业基础研究投入占比逐步提升，政府投入占比虽有所下降但仍是主要来源。2015年联邦政府投入仍占44.0%，州政府2.8%，企业28.2%，大学12.3%，其他非盈利组织12.7%。英国基础研究经费也主要来源于政府。2013年，英国全社会基础研究经费中，政府投入约占43%，企业约23%，慈善机构捐赠以及海外基金约34%。

美国、法国、英国等世界科技强国的高等学校是全社会基础研究活动的主要执行部门，高等学校支出的基础研究经费占到全社会基础研究经费的50%~65%；日本、韩国企业部门在基础研究活动中具有重要作用，企业支出的基础研究经费占全社会基础研究经费的比例分别超过40%和55%。在大多数世界科技强国，高等学校将其50%以上的R&D经费用于基础研究；政府研究机构的这一比例是20%以上；企业一般为5%∼10%。总体来看，尽管有所差别和侧重，但高等学校、政府研究机构和企业都承担了投入基础研究的责任，发挥了相应作用。

总体来看，在基础研究领域，稳定性与竞争性经费配置的比例一般为7∶3甚至8∶2。以基础研究为主的科研机构通过年度预算拨款稳定支持绝大部分科研经费，辅以部分竞争性科研项目。例如，德国的马普学会年度预算经费的80%以上来自政府预算拨款；法国的国家科学研究中心80%以上的经费来自政府财政预算；美国洛斯阿拉莫斯国家实验室73%的经费来自于美国国会的财政拨款。欧洲研究理事会（ERC）资助的项目周期一般长达5年，目前正在探索延续资助的机制，其“概念探索”基金实际上就是一种延续资助机制，欧盟未来新兴技术（FET）旗舰计划项目更是开创了高强度（10亿欧元）和长周期（10年）稳定支持原创性高风险研究的先河。日本文部科学省的“世界领先水平研究据点项目（WPI）”，一般给予每个据点10年内稳定支持13亿日元，对产生特别优秀成果的据点提供15年的支持。

欧盟“通过地平线2020”投入近250亿欧元开展基础研究，成为欧洲基础研究最核心的资助主体，其基础研究经费主要集中在卓越科研领域，基本涵盖前沿科学、未来新技术及重大科技基础设施。美国大部分基础研究经费集中在生命科学领域（近50%），其次是其他自然科学（14.7%）以及工程领域（11.7%）。