牢牢掌握主動權 走中國特色原始創新之路

來源:經濟參考報? 發布日期:2019-12-02? 作者:? 【 字體:

  2019年政府工作報告提出,要“提升科技支撐能力。加大基礎研究和應用基礎研究支持力度,強化原始創新,加強關鍵核心技術攻關”。原始創新再次成為輿論熱議的話題之一,進入公眾視野。近年來,我國科研水平與創新能力都取得了長足的發展,但是原始創新能力依舊不足,重大原創性成果缺乏,關鍵核心技術受制于人的局面沒有得到根本性改變。因此,在新一輪科技革命及產業變革同我國轉變發展方式的歷史性交匯期,要實現建設世界科技強國的目標,就必須走出一條中國特色的原始創新之路。

  本文在廣泛調研的基礎上,結合航天領域原始性技術創新的實踐,研究了原始創新的分類,分析了原始性技術創新面臨的挑戰和要素,旨在為促進我國科技硬實力的發展,走出一條中國特色原始創新之路提供參考。

  原始創新的分類

  “創新”一詞最早是由奧地利經濟學家熊彼特提出和使用,他認為創新是建立一種新的生產函數,也就是將一種從未有過的生產要素和生產條件的新組合引入生產體系,這種新組合包括5種情況:引進新產品、采用新生產方法、開辟新市場、獲得原材料或半成品新供應來源、建立企業新組織,創新的主體是企業。我國對原始創新的提出始于上世紀90年代末,對于原始創新內涵的研究文獻多有報道,但是目前,尚未形成統一的原始創新定義。

  通過對國內外高校、科研院所、高新企業等進行廣泛調研,并對我國航天60多年創新歷程進行深入研究,可以總結出,原始創新包含兩方面的內容:一是理論層面,包括新理論新概念新方法等的發現,二是技術層面,即新技術的突破或重大發明。因此,我們將原始創新歸結為原始性創新和原始性技術創新兩類,即:圍繞人民日益增長的美好生活需要和引領國家可持續發展的需求,針對未來科技前沿和顛覆性技術的重大科學難題,原始性創新主要關注理論上的創新,包括在數學、物理學、化學、天文學、地球科學、生命科學等基礎研究領域,闡明自然現象、特征和規律、做出重大科學發現,開拓新領域或者形成新的理論體系;原始性技術創新關注技術上的創新,包括在信息技術、生命技術、新能源技術、新材料技術、空間技術、海洋技術等技術研究領域,在廣泛吸納、消化原始性創新理論、方法以及聯合隊伍的基礎上,第一次系統地提出開發新技術的設想,第一次完成新技術開發的可行性驗證,并且第一次成功實現新技術開發的過程。

  由此可見,原始性創新和原始性技術創新既有區別也有聯系:一般而言,原始性創新學科性更濃厚,研究結果通用性比較強,而原始性技術創新學科交叉性更明顯,應用更側重于某一領域;原始性創新是實現原始性技術創新的源泉,原始性技術創新是實現原始性創新價值和目標的重要過程和手段;原始性創新產生的社會效益大于經濟效益,而原始性技術創新主要提高了技術產品和產業的經濟效益。

  為了促進科學技術研究及創新活動的開展,我國逐步建立了比較完善的科技計劃體系。“十三五”階段形成了新五類國家科技計劃,其中,國家自然科學基金主要支持基礎研究和科學前沿探索項目;國家科技重大專項支持重大戰略產品和產業化項目;國家重點研發計劃側重支持基礎前沿、重大共性關鍵技術、應用示范項目等技術研究類項目;技術創新引導專項(基金)重點支持企業技術創新活動不同階段的需求;基礎和人才專項主要支持基礎設施和人才隊伍的建設。

  可以發現,從計劃分布看,國家自然科學基金重點支持基礎研究,國家科技重大專項、國家重點研發計劃、技術創新引導專項(基金)三類計劃側重對技術創新的支持;從資金投入看,國家自然科學基金每年的支持金額大致保持在190億元左右,國家科技重大專項每年的投入超過100億元,國家重點研發計劃的支持金額超過250億元;從從事人員看,國家自然科學基金的科研人員主要集中在高校和科研院所,國家科技重大專項、國家重點研發計劃的科研人員來自高校、科研院所和企業,技術創新引導專項(基金)的科研人員主要分布在企業;從科研條件看,國家支持對科研基地的建設,包括國家(重點)實驗室、國家工程技術中心、科技基礎條件平臺、國家工程實驗室、國家工程研究中心、國家認定企業技術中心等,技術基礎設施條件逐步完善。

  總體而言,國家對原始創新重視程度高,在資金投入、人員投入以及基礎設施投入等方面有完善的計劃支持,原始性創新和原始性技術創新資源較為豐富。在此基礎上,我們須將原始性創新與原始性技術創新研究聚焦到世界科技前沿、國家重大需求以及滿足人民日益增長的美好生活需要上,加強原始性創新和原始性技術創新的融合,實現原始性創新瓶頸的突破,走出一條中國特色的原始創新之路。

  航天領域原始性技術創新實踐

  自1957年世界上第一顆人造地球衛星發射成功后,世界航天發展進入新時代。在航天發展的歷程中,原始性技術創新是最重要的手段與途徑。圍繞國家重大需求和航天關鍵核心技術的突破,通過廣泛吸納原始性創新理論、方法,從第一次提出開發新技術設想到第一次進行新技術開發可行性驗證,再到第一次完成新技術開發的實踐,航天領域在原始性技術創新方面積累了豐富的實踐經驗。

  GPS系統能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息,是衛星通信技術在導航領域的應用典范。它的開發源于一次偶然的發現。1957年,蘇聯第一顆人造衛星發射,美國霍普金斯應用物理實驗室科學家在觀測衛星的過程中,發現了通過測算空間傳播信號的多普勒頻移效應,可以連續追蹤物體位置?;谶@一重大理論發現,聯系到解決北極星核潛艇在深海航行和執行軍事任務而需要精確定位的問題,1958年至1964年,DARPA和海軍成功研制了海軍衛星導航系統(又稱子午儀衛星導航系統,GPS的前身),在其基礎上,上世紀70年代,美國陸??杖娐摵涎兄屏诵乱淮l星定位系統GPS,1994年,24顆GPS衛星星座布設完成,全球覆蓋率高達98%。

  實現火箭和飛船的可重復使用,從而降低航天發射成本,是世界航天的不懈追求。上世紀美國和蘇聯在太空競賽的背景下提出了利用可回收的優勢發展航天飛機,但是由于系統過于復雜、發射成本極其高昂,航天飛機項目失敗了。21世紀初,美國太空探索技術公司(SpaceX)成立初就將目光聚焦在可重復使用技術的開發上??芍貜褪褂眉夹g開發的關鍵在于發動機的設計,SpaceX在經典的燃氣發生器循環理論和阿波羅計劃中登月艙下降級發動機中標志性的針栓式噴注器的基礎上,開啟了Merlin系列發動機的自主研制。2006年,Merlin-1A在獵鷹-1火箭上首次投入飛行,在之后衍生了Meilin-1B、1C、1C真空版、1D、1D真空版等多個發動機型號。得益于Merlin發動機的改進,2016年4月,“獵鷹9號”火箭成功實現一級海上平臺回收,驗證了可重復使用運載火箭的關鍵技術。

  “中國航天之父”錢學森在應用力學、物理力學、航天與噴氣、系統科學等很多基礎研究領域都有開創性的成就。在空氣動力學方面提出跨聲速流動相似律,與馮·卡門一起,最早提出高超聲速流概念,為飛機在早期克服熱障、聲障提供了理論依據;在上世紀40年代,提出一種助推—滑翔的導彈彈道設想,外國人將之稱為“錢學森彈道”,這一設想提出數十年之后,一批新型尖端導彈在此理論的指導下陸續誕生;上世紀50年代,首先提出物理力學概念,主張從物質的微觀規律確定其宏觀力學特性,改變過去只靠實驗測定力學性質的方法,大大節約了人力物力,并開拓了高溫高壓的新領域;在航天系統工程實踐的基礎上,提煉出系統工程理論與方法,實現了航天總體設計的合理性,開創性地提出“開放的復雜巨系統”概念和“從定性到定量的綜合集成方法”,并應用于國民經濟建設。

  回顧我國航天事業60多年的發展,之所以能取得以“兩彈一星”、載人航天、月球探測為代表的一系列輝煌成就,并在很多領域達到世界領先水平,正是在錢學森同志等老一輩航天人的帶領下,由一代代航天人篳路藍縷、頑強拼搏,攻克了一系列關鍵核心技術,走出了一條適合中國國情的原始性技術創新之路。但是,從世界范圍來看,近幾十年來,國際航天強國在航天原始性技術創新領域取得了巨大的成就,從上世紀60年代的阿波羅計劃以及80年代的航天飛機,再到21世紀初蓬勃發展的以SpaceX為代表的商業航天,以及目前的小行星著陸任務,原始性技術創新層出不窮,圍繞航天強國目標的實現,中國航天未來的發展仍面臨很大的挑戰。

  我國原始性技術創新面臨的挑戰與要素分析

  近年來,隨著我國經濟社會快速發展,原始性技術創新能力得到了顯著增長,也取得了一批有代表性的原始創新成果。但是,總體看來,我國原始性技術創新能力依舊不足,重大原始創新成果缺乏。分析原因,其中既有科技基礎、工業及經濟水平積累等歷史因素,有體制和機制等現實因素,也有創新文化缺位、創新意識淡薄、學風浮躁等人文因素。在新時代、新要求下,我國原始性技術創新仍面臨挑戰。

  首先是對原始性創新和原始性技術創新認識不足。一是目前我國并未明確對原始性創新和原始性技術創新進行分類,人們普遍認為原始創新就是在學科領域發現新方法、形成新理論,或者從理論發現到技術實現的一個全鏈條的過程,周期長、難度大;二是我國基礎研究領域范圍很廣,沒有強烈的需求和牽引,無法保證資源的集中分配;三是原始性創新和原始性技術創新結合不夠,創新鏈條建設不完備,創新信息量不足。

  其次是對原始性技術創新的供給不足。國家對原始性創新基礎研究資源開放力度不足,很多項目、基礎設施等資源并未對作為創新主體的企業開放,同時部分優秀的原始性創新工作沉淀在論文中,缺乏對其從理論方法到實踐過程等的探討以及相應的培育支持。此外,目前我國出現帶動產品研發的需求過多,而帶動技術發展的需求不足的現象,技術敏感性不強,創新發展趨于短視,容易導致失去未來技術發展的先機。

  第三是對原始性技術創新知識產權保護力度不足。當前我國知識產權保護難,創新侵權時有發生,存在侵權舉證難、維權成本高等問題;而且,對于很多項目、論文、獎項署名可能是并沒有實際貢獻的“XX領導”、“XX專家”,真正進行創新活動的科技工作者反而得不到體現,科研活動缺乏成就感;同時,由于原始性技術創新周期相對較長,出成果慢,受現行評價體系和激勵政策等的影響,科技工作者存在“急功近利”的現象,導致原始性技術創新活動很難出現。

  最后是對原始性技術創新的開放與交流不足。我國的原始性技術創新底子薄、積累少,在國際上處于比較弱勢的地位,而且,受技術封鎖及開放限制等的影響,我國一些高技術領域,如能源、交通、國防等的國際技術交流嚴重缺失,開放的交流平臺少,在原始性技術創新領域無法形成國內外的良性互動交流。存在“新技術、新產品已然落后”的現象。因此,與世界發達國家相比,我國的原始性技術創新不足,重大技術突破比較少,面臨的競爭形勢嚴峻。

  在借鑒世界航天原始性技術創新的豐富經驗,開展深入的文獻調研以及實地調研多家高校及科研院所的基礎上,我們分析了原始性技術創新的要素,將其歸納為創新環境和創新人才兩大類,在此基礎上進一步細化為21項子要素,包括:研究方向、人力投入、財力投入、物力投入、政策制訂、落地效果、管理機制、用人機制、評價機制、激勵機制、科研興趣、技術能力、自主探索性、偏執精神、包容力、組織管理能力、個人擔當、團隊構成、創新價值觀、創新氛圍、對外交流等。這些要素是實現原始性技術創新的重要前提與基本保障。

  對如何實現中國特色原始性技術創新發展的建議

  基于原始性技術創新面臨的挑戰和要素分析,結合航天原始性技術創新實踐經驗,本文從開放創新資源、精準培育創新、建立創新特區、成立中介機構四個方面出發,初步提出了如何實現中國特色原始性技術創新發展的建議。

  首先,樹立開放觀念,向全社會開放原始性創新資源。

  一是建議國家鼓勵高校、科研院所等科研機構向全社會開放原始性創新研究成果,不僅包括論文等文獻資料的開放,還包括實驗設施、人才隊伍等的開放,使基礎性研究成果與原始性技術創新研究能夠實現真正的銜接。二是國家向全社會進一步開放原始性技術創新基金、計劃以及專項等,使原始性技術創新資源能夠得到有效配置。三是搭建國際一體化的開放交流平臺,實現國際高技術領域的交流探討,為我國高技術領域原始性技術創新達到并超越國際先進水平創造條件。

  其次,保持戰略定力,對原始性技術創新進行精準培育扶持。

  建議國家對基于高校、科研院所等原始性創新的原始性技術創新進行精準培育和扶持,保持戰略定力,從人、財、物三個方面進行持續投入,使得原始性技術創新能更快地產生,提高創新的效率和成功率。在人力投入方面,加強對人才培養的投入以及對某方面具有顯著優勢的“能人”的引進,保證能有一個穩定的原始性技術創新團隊進行創新研究工作;在財力投入方面,保障原始性技術創新不因為資金短缺而中斷;在物力投入方面,加強對原始性技術創新實驗設施、硬件平臺等的開放和支持。

  第三,優化機構設置,建立獨立的原始性技術創新平臺。

  國家鼓勵企業建立獨立的原始性技術創新平臺,提供原始性技術創新的環境。創新平臺緊密圍繞當前國家重大需求和未來發展需求設置研究領域,同時設置靈活的運行機制,例如創新人才自由進出的機制、按照興趣目標等設置的考核機制、對創新失敗者有足夠寬容度的評價機制等。此外,創新平臺要充分吸納網羅創新人才,即吸引科研“大拿”、“領頭羊”、“偏執狂”、“瘋子”、“釘子”加入到創新平臺,促進原始性技術創新的產生。

  最后,加大培育力度,成立國家原始性技術創新中介機構。

  中介機構的職能主要包括以下兩個方面:一是依據原始性技術創新的特征和規律設計有利于創新的體制機制,包括管理、用人、評價、激勵等方面,核心目的在于激發科研人員的創新創造活力,營造原始性技術創新的環境氛圍;二是進行原始性技術創新的評價,通過建立評價指標、評價方法和評價程序等,對原始性技術創新是否可以轉化、是否對其進行培育支持進行科學合理、公平公正的評價,同時,圍繞國家需求建立原始性技術創新評價的數據庫,為原始性技術創新方向提供參考。

  總之,為改變我國關鍵核心技術受制于人的局面,實現引領性原創成果重大突破,我們必須貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想,大力發展原始創新。本文通過廣泛調研和深入研究,闡明了原始創新的分類,說明了原始創新研究需瞄準世界科技前沿和國家重大需求,并滿足人民日益增長的美好生活需要,證明了只有原始性創新和原始性技術創新融合,才能推動我國早日實現建設世界科技強國的目標。時不我待,面對世界新一輪科技革命和產業變革的形勢,我們必須盡快形成有利于原始性技術創新的環境,精準培育和扶持原始性技術創新,加快建立原始性技術創新平臺和中介機構的步伐,破解創新發展的難題,走出一條中國特色的原始創新之路。

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