原文刊载于《中国科学院院刊》2025年第12期“政策与管理研究”,本文为精简版
李玲娟1 李郭璐1 谢莉娇2 肖尤丹3*
1 中国科学院大学 公共政策与管理学院
2 北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
3 中国科学院科技战略咨询研究院
大科学计划肩负着汇聚全球创新资源、建设世界科学中心、推动地区高质量发展的使命,是实现高水平科技自立自强的重要支撑。发起大科学计划需要具备科技条件平台支撑、坚实国际合作基础、丰富人才储备、科学可行的治理结构和完善政策保障及专项支持等要素。当前,我国发起国际大科学计划面临着严峻国际形势,同时存在大科学计划同质化竞争、缺乏成熟的管理经验、科学家参与动力不足等问题,文章综合考量国际科技合作形势与我国科技发展现状提出对策和建议。
大科学计划肩负着汇聚全球创新资源、建设世界科学中心、推动地区高质量发展的使命,有助于推动国内尖端科技创新,吸纳全球顶尖人才和技术,以提升中国科技在全球的话语权和影响力。截至当前,我国已经参与的国际大科学计划有20余项,积累了丰富的经验,具备了牵头组织大科学计划的能力。据不完全统计,现阶段世界各国发起的大科学计划约61项,由我国牵头发起并运行的计划项目约10项,无论是在参与主体的范围,还是在科学影响力方面,都尚未达到高质量要求,也与我国科技大国的地位不相匹配,更与科技强国、科技自立自强的战略目标存在一定差距。因此,深入分析国际上的大科学计划发起的关键要素和趋势,对我国更好地发起大科学计划具有十分重要的战略意义。
一、国内外关于大科学计划的研究现状
“大科学”(Big Science)这一概念首先由美国总统科学顾问Weinberg和美国物理学家普赖斯提出。大科学一般具有多学科、多目标、多主体、多要素等特点。由于其复杂程度、经济成本、实施难度、协同创新的多元性等都超出一国之力,往往需要通过国际科技合作来组织实施。当前,对于何谓大科学计划或大科学工程,尚未有统一的概念。
本文以“大科学计划”“大科学工程”“big science project”“large-scale scientific facility”为关键词,搜集中国知网(CNKI)、Web of Science上相关文献约265篇,通过CiteSpace软件分析当前国内学界关于国际大科学计划的研究热点和趋势(图1)。自2018年国务院印发《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》后,国内关于大科学计划的研究逐渐聚焦于大科学计划的管理模式、运行机制及战略规划等方面。从选题领域来看,国内大科学计划更聚焦于物理、地球科学、生命科学等领域;就参与方式而言,主要分为科学家之间的个人合作、不同科研机构之间的对等合作、政府部门之间的合作。在组织模式上,大科学计划可以分为集权式、分权式和混合式。从大科学发起的动力机制和运行模式角度上,美国大科学计划采用的是在发达的市场经济条件下的多元主体,以及自主推动为主、国家扶持为辅的形式;
中国则是在国家战略主导下,采用集中资源推进和多元主体协同参与的模式。在评估机制方面,根据国外经验,形成了内部评价(第一方评价和第二方评价)与第三方评价相结合,二者相互独立又相互支撑的综合评价模式。其中,第一方评价是指由执行方自行组织的评价,第二方评价是指由执行方的相关方(上级机关、下级部门等)组织的评价,第三方评价是指由独立于执行方之外的第三方组织的评价。
图1 国内大科学计划文献研究趋势可视化图谱
近年来,随着互联网、大数据的发展,国外大科学计划的研究更多聚焦于大科学项目平台的数据共享和管理、大科学计划的组织策略、解决项目内外部环境的矛盾冲突等话题(图2)。在大数据运用上,国外学者通过INSPIRE、NSF Award Search、项目官网、NIH RePORT和Microsoft Academic Graph等搜集相关数据,运用可视化透视图分析大型科学项目的动态变化,展示了国际大科学计划团队规模的增长和国际化的具体情况。从大科学计划的组织策略方面,国外较为典型的是运用分割研究基础设施、引入层级治理因素、实施标准与标准化3种策略,建立正式的决策监察机制,以应对大科学项目组织的复杂性。另外,在研究大科学计划内外部环境的矛盾冲突上,国外也形成了关于冲突形成机制的模型,对国内大科学计划的顺利实施有一定借鉴意义。
图2 国外大科学计划文献研究趋势可视化图谱
总体而言,国内外对大科学计划的研究处于不同的阶段,国外对大科学计划的研究随着科技、经济、社会环境的改变而改变,国内对于大科学计划的研究更多聚焦于发起的管理模式、评价机制等内容,部分原因在于近年来我国出台了鼓励大科学计划的诸多政策,学术研究在一定程度上受到政策的驱动,更多聚焦于发起大科学计划的管理制度等内容。上述研究为本研究的开展奠定了良好的基础,然而,当前我国牵头发起的众多国际大科学计划培育缓慢、发展艰难,相关研究缺乏对大科学计划基本内涵及类型的分析,对于成功组织大科学计划应当具备的关键要素及路径缺乏“全景分析”。因此,本文通过对国际大科学计划进行多案例、广角度、深层次分析,梳理出国际大科学计划类型、发起的一般路径和关键要素,探讨我国发起大科学计划面临的问题及挑战,并研究提出对策建议。
二、大科学计划的概念及类型厘定
根据相关文献综述及总结,本研究认为大科学计划是为了在科学技术前沿取得重大突破,解决社会发展和全球性问题而发起的长期、国际性、跨学科的大型科研项目,其主要特征为投资强度大、多学科交叉、实验设备昂贵且复杂、研究目标宏大、组织化程度高、依赖国际合作等。其往往需要政府或大型机构投入巨额资金,建设先进的实验设施。研究周期较长、涉及多个学科的大科学计划一般由多个国家、研究机构和科学家共同参与,且与国家科技战略和社会需求紧密结合,影响科技、经济和社会发展。根据装置和项目科学目标的差异,本研究将大科学计划分为需要巨额投资建造、运行和维护大型研究设施的“工程式”大科学计划,以及依赖于强大的数据处理能力和网络基础设施、相对分散实施研究的“分布式”大科学计划2类(表1)。
从发起主体的角度看,可将大科学计划分为单一国家发起、多国联合发起、国际组织发起共3种类型。
① 单一国家发起的大科学计划,通常指由一个国家主导,由发起国担任领导角色和承担主要责任的科学研究项目,展示单一国家在特定科学领域的领导力和科研能力,同时为促进国际科学合作和技术交流、吸引多国参与奠定基础,典型的如中国探月工程(CLEP)。
② 多国联合发起的大科学计划,指的是由多个国家或地区联合发起,通常涉及多学科交叉、需要巨额投资,以及复杂的科学设施,旨在解决全球性问题、推动科学前沿发展的科学研究项目。这些计划往往超出单一国家的能力范围,需要通过国际科技创新合作来实现,如人类基因组计划(HGP)。
③ 国际组织发起的大科学计划,指由国际组织领导,通过聚集全球优势资源,旨在解决全球性、紧迫性重大科学问题的综合性研究项目。国际组织发起的大科学计划,包括政府间国际组织发起的,如联合国粮食及农业组织(FAO)发起的国际永久森林监测计划,非政府间国际组织发起的,如国际科学理事会主导发起的灾害风险综合研究计划(IRDR),以及政府间国际组织和非政府间国际组织联合发起的,如世界气候研究计划(WCRP)是由世界气象组织(WMO)、国际科学理事会(ISC)和联合国政府间海洋学委员会(IOC)联合发起的。国际组织通常在国际影响力、聚集全球优势科研资源(如设备、人才、资金)、全球性的科研网络、推动数据和成果全球共享等方面更有优势。
表1 大科学计划的分类
三、发起大科学计划的关键要素
3.1 发起大科学计划的关键要素
(1)科技条件平台支撑
“分布式”大科学计划依赖信息技术和网络进行数据共享和远程协作,需要强大的数据处理能力和网络基础设施。例如,HGP、IRDR等计划都形成了良好的数据传输和共享机制。“工程式”大科学计划需要依托大科学装置的建设和运行开展研究,如大型强子对撞机(LHC)、国际热核聚变实验堆(ITER)等工程,大装置的开放运行、跨学科团队的整合、技术标准统一等都是关键核心问题。
(2)丰富的人才资源储备
大科学计划需要大量高层次的科研和技术人才,来自不同国家优秀科研人员组建的多层次专业人才队伍是大科学计划进展的重要支撑。中国在参与ITER和平方公里阵列射电望远镜(SKA)等国际大科学计划中,储备了一支具有国际化视野的管理与技术人才队伍。此外,在大科学工程和计划中,公共技术支撑人员对大科学计划的实施具有重要的支撑作用。过去,“在历时数十年的大科学装置建设竣工之后,我们并没有培养出能使用它立即开展科学研究的人才队伍。”这也是我国大科学装置建设中碰到的“科学队伍建设之困”。
(3)坚实的国际合作基础
大科学计划并非凭空产生,需要有坚实国际合作基础。国际科技合作包括松散的研究联盟形式,也包括参与国际组织这种制度化渠道。国际组织在大科学计划的协调与组织、资金与资源配置、科研平台搭建、科技交流合作、政策与规则制定等方面发挥举足轻重的作用。国际组织尤其是政府间国际组织有助于保障大科学计划在工程采购、雇员工资等方面享受国际组织的免税待遇,并确保大科学计划不受政府更迭的影响。例如,深时数字地球(DDE)大科学计划于2019年正式启动,秘书处落户江苏昆山,我国科学家在国际科学理事会中的任职也极大推动了该计划的启动实施。
(4)科学可行的治理结构
科学的治理结构是确保大科学计划顺利发起和高效管理的前提。DDE计划参考国际大科学计划组织和实施的经验与惯例,邀请国际知名专家学者和管理者组建了管理委员会、执行委员会和科学委员会等。DDE计划的治理结构体现了对国际合作、数据驱动的科研,以及可持续发展的重视。ITER计划作为全球性的大科学工程项目,通过设立理事会、管理委员会、执行机构等治理机构,推动各成员方共同参与决策。
(5)完善的政策体系和专项支持
完善的政策体系和专项支持对于大科学计划的发起和实施具有保障作用。国际大科学计划通常涉及大规模的科学研究项目,需要巨额资金来支持设备购置、研究人员招聘、实验执行等方面的费用,需要各方共同承担经费责任,以确保项目的顺利进行和取得成功。DDE计划的资金来源包括昆山市政府对秘书处的资助、国际地质科学联合会(IUGS)的资助,以及DDE卓越研究中心(苏州)的启动资金。美国国立卫生研究院、能源部在HGP执行期间投入了30多亿美元,我国国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划(“863”计划)、国家重点基础研究发展计划(“973”计划)都对HGP进行了重点支持。HGP遵守“共有、共享、共为”原则,各方通过达成一致协议,把所有的参与者结果根据协议汇总到共同的数据库,实现数据共享。国际子午圈大科学计划(IMPC)需要在多个国家和地区部署观测设备,涉及跨国协调、资金投入、技术标准统一等内容。
四、我国发起大科学计划的现状及问题
当前,我国有多项牵头的国际大科学计划处于不同阶段,包括正式设立、加速推进、培育酝酿等阶段,牵头发起的大科学计划主要聚焦环境气候、地球科学、生命科学等领域,这些大科学计划的培育及推进有力带动了相关领域技术和产业的发展(表2)。多个部门为推动发起国际大科学计划贡献力量,如科学技术部、中国科学院、中国科学技术协会、国家自然科学基金委员会及各地方政府部门等;同时也得到了国际组织、多个国家政府部门、教学科研机构的响应,如联合国所属机构、国际地质科学联合会、美国/欧洲等多个国家的政府部门和研究机构。
表2 我国牵头发起的大科学计划示例
相关数据来源于互联网网站信息
但是我国牵头发起的国际大科学计划也面临一些困难和阻碍,具体表现为以下6个方面。
(1)国际科技合作面临困境,部分领域几近停滞
当前,中美科技竞争白热化,美国及其盟友以“零和博弈”认知主导科技政策,将“脱钩断链”制度化、“小院高墙”策略精细化(如针对量子计算、人工智能等关键领域),通过“技术民主联盟”构建排华科技生态,使得我国国际科技合作环境日趋复杂,对我国发起大科学计划、提升全球科技治理能力提出了严峻的挑战。美国系统性限制了我国参与国际大科学计划,如2011年的《沃尔夫条款》(The Wolf Amendment),禁止美国国家航空航天局(NASA)与中国航天机构合作;我国发起的“第三极”环境(TPE)、IPMC等大科学计划虽以开放共享为原则,但仍面临技术壁垒、数据共享限制、国际信任不足等诸多挑战。
(2)政策制定缺乏协同
多位常年关注国际合作的科学家都提出,大科学计划发起中首先需要各科技管理部门的通力协作,尤其需要明确牵头主管部门。否则以往“管大科学装置的部委不管科技合作、管科技合作的部委不管大科学装置建设”,以及部门利益、行业利益纠葛等矛盾仍无法调和。此外,当前各地方政府都在积极部署大科学计划,从科学领域来看,存在一定的同质化竞争。
(3)缺乏与实施大科学计划匹配的人才政策环境
大科学计划的实施需要多国科学家的通力合作,然而当前却面临两大困境:欧美国家收紧了对中国科技人才的签证政策,同时国内对海外科学家的吸引力也显不足。此外,具体业务层面,外籍科学家来华工作还面临诸多政策障碍。例如,外籍人员来华工作许可审批流程较为复杂,外籍人才在华社会保障体系不健全、公共服务及配套设施覆盖不全面,外籍人才专业技术资格评聘政策不一致等问题。大科学工程和计划在推进过程中,一线工程师的需求量很大,公共技术服务和支撑人员在薪资、福利、晋升等方面存在劣势,缺乏激励制度。
(4)大科学计划资金保障及管理经验不足
研究经费不足是大科学计划实施过程中最常见的问题。部分领域的大科学计划需要经过数年甚至数十年的论证才能成熟,因此需要获得长期稳定的支持。此外,在科技管理水平上,我国与主要科技强国仍存在较大差距,在协调各方利益、维持壮大组织、完善管理政策、共享数据信息等方面的管理经验十分有限。“我国以往组织的大科学工程数量非常少,到现在国内专用大科学装置不超过10个。所以如何吸引和管理大科学装置的建设和运行是个课题。”
(5)科研设施和数据国际开放共享缺乏明确法律依据
大科学装置的国际开放共享是牵头发起大科学计划、维护网络关系的重要支撑机制,但我国大科学装置开放使用的相关体制机制,尤其是面向国际用户的科研设施和数据开放体制机制还不完善,存在政策机制缺失,亟待政府宏观政策的背书和引导。以《科学数据管理办法》为例,尚未明确国际开放共享的依据、原则、路径和评价等,需尽快明确相关标准。
(6)科学家任职国际组织的激励政策有限
科研人员任职国际科技组织,对于提升我国在全球科技领域的话语权、发起和参与大科学计划具有重要意义。虽然我国在加强国际科技组织人才培养方面采取了一定措施,但现有国家政策并未有专项支持科研人员任职国际组织,现有科研评价体系并不利于科研人员在国际组织任职,使得科学家任职国际组织存在动力不足等问题。
五、对策建议
在全球科技竞争日益激烈的当下,我国亟须在国际大科学计划中发挥引领作用,完善政策支持体系,为大科学计划的顺利实施提供坚实保障,助力我国在全球科技竞争中占据制高点。
(1)聚焦全球性议题引领,构建“韧性科技合作”体系
① 锚定全球性议题。在气候变化、公共卫生等领域强化开放合作,联合法国、德国、西班牙等具有技术互补性的国家发起“去政治化”大科学计划,通过技术普惠性化解意识形态壁垒。
② 拓展合作纵深。面向共建“一带一路”国家及新兴市场,推进相关标准的建立和输出:依托金砖国家疫苗研发中心、中非农业科技创新联盟等载体,在数字基建、清洁能源、粮食安全等领域输出技术标准;同步深化与东盟空间技术合作,共享遥感卫星数据服务区域防灾减灾。
③ 激活欧洲合作支点。重点对接欧洲对华友好国家,共建生物医药、绿色制造实验室或大科学装置,以换取欧盟技术生态的局部突破。
(2)加强中央和地方在大科学计划发起中的协同作用
发起大科学计划应充分凝聚共识,避免与国外、国内省份已经培育、成型的大科学计划发生冲突。既要考虑大科学计划培育成型所需的长周期,又要考虑到大科学计划科学性、可行性的动态变迁。根据培育项目的进展情况进行补充资助。建立央地合作协调机制,推进大科学计划有效实施,确保中央科研机构和地方在科技资源配置、政策制定和实施等方面能够形成合力。“美国的十年规划仍然值得借鉴——由不同部委资助,在不同领域成立专门委员会,从而对该领域作出细致的五年、十年规划。这一做法澳大利亚和欧洲许多国家都在复制。”
(3)出台发起大科学计划的政策服务包
发起大科学计划需要相关的资金、技术、人才等配套政策支持。例如,对于外国人来华工作许可与居留许可困难、外籍人才在华社会保障体系不健全等问题,相关部门可设立专门的机制或出台政策服务包,对接大科学计划发起和运行中存在的各项政策障碍,采取简化办事程序、开辟绿色通道等措施。对于大科学计划实施中的资金、技术等困难,鼓励地方政府和社会组织加大投入,形成多元化的资金来源。出台大科学设施人才培养专项计划,吸引和培养高水平的技术人才。
(4)提高国际大科学计划的管理能力
在国际大科学计划的发起过程中,要打好“组合拳”,充分利用大科学设施、国际组织、学会/协会的力量。建立与国际接轨的大科学计划管理体系,重视国际法、国际规则在大科学计划中的作用,有效保护己方权益。针对欧美技术壁垒,主动发起国际标准提案,推动建立以我为主的技术标准体系。做好大科学计划专业化管理团队的能力建设,通过培训交流、全球招聘、严格筛选,建立专业化管理团队。
(5)充分利用大科学装置集群发起大科学计划
用好我国的大科学装置集群,积极开展国际科技合作,吸引国际顶级科研用户,构建国际化科研生态,为大科学计划积蓄力量。具体来看,要保障大科学装置运行经费,提高设施利用效率,持续推进高水平科研产出。做好用户管理和数据开放共享,平衡数据的开放共享和保密,做好数据的分级分类管理,通过专项政策支持大科学装置的国际开放共享。
(6)出台激励政策,鼓励重要科学家任职国际科技组织
当前评价体系对于科研人员参与国际组织及贡献并未充分考虑,科研人员在国际组织中的任职和履职的制度保障不足,建议加强科研评价体系改革,建立多元化的评价标准,出台专项支持政策鼓励科研人员在国际科技组织任职,同时出台相应的政策法规,吸引国际科技组织总部落户我国,使我国在其运行中发挥主导作用,积极提升我国科技的话语权和国际影响力。
作者简介
李玲娟 中国科学院大学公共政策与管理学院教授。研究方向为科技政策、知识产权。
肖尤丹 中国科学院科技战略咨询研究院研究员,研究方向为知识产权与科技法。
文章来源
李玲娟, 李郭璐, 谢莉娇, 等. 发起国际大科学计划的路径、问题及对策研究. 中国科学院院刊, 2025, 40(12): 2192-2204.
DOI: 10.3724/j.issn.1000-3045.20250210003.
本刊发表的所有文章,除另有说明外,文责自负,不代表本刊观点。