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国家战略科技力量的演进:世界与中国

浏览次数:252 发布时间:2021-05-21 09:47:05

本文刊载于《中国科学院院刊》2021年第5期专刊“建设世界科技强国”

强化国家战略科技力量是当前中国科技发展的战略方针和迫切任务,对于建设科技强国、支撑中国的全面发展至关重要。在党和国家关于强化国家战略科技力量精神的指导下,对国家战略科技力量的产生和发展做一学术上的探讨,具有重要的理论意义和实际意义。

“战略力量”一词原用于国家安全和军事领域,是指关系到国家安危和军事成败的决定性力量。随着科学技术在国家发展和国际关系中的作用日益凸显,对国家安全与发展和国际竞争起决定性作用的科技力量统称为“国家战略科技力量”。国家战略科技力量与国家的发展战略、发展阶段及国际竞争形势密切相关,具有一定的稳定性,同时又动态地演进、调整和扩充。

本文从科学技术历史发展的视角,在世界范围内考察国家战略科技力量的产生和演进过程,探讨新中国成立之后国家战略科技力量的建设和发展,并提出国家战略科技力量的定义及特征,以及强化中国国家科技战略力量的相关政策建议。


国家战略科技力量的产生


      


近代科学自 17 世纪诞生以来,在相当长的时间里,对国家经济和社会发展的影响不明显。19 世纪下半叶,科学的发展与工业能力的紧密联系在德国的发展中凸显出来,最明显地表现在德国合成染料化学工业的兴起。由此,德国在工业发展和经济发展方面赶上和超过了英国。

一战确认了科学技术的战略重要性。一战期间,先进的科学技术在许多与战争相关的军事和民用工业部门证明了自身的价值。一战之后,各主要国家开始重视科学技术的发展,科学研究的组织化和大科学特点开始出现。

二战期间,科学技术成为决定战争胜负的力量。原子弹、雷达、青霉素等一系列战争期间产生的科学应用和技术发明改变了战争的进程。战争期间,在这些影响和决定战争胜负的科技领域从事探索、研发和应用的主要科学家和工程师群体及组织就成为国家的战略科技力量。

二战后,科学技术成为维护国家安全与发展的重要因素,成为国家间力量平衡的重要因素,成为决定国际合作或冲突的重要因素。因此,各主要国家都把战略科技力量——关系到国家安全、发展和国际竞争胜负的决定性科技力量,按照国家战略目标,集中资源进行建设和发展。


国家战略科技力量的体制化和演进


      


二战后,世界各主要国家都按二战期间组织科学研究和技术发展的模式建设和发展国家战略科技力量。在二战迄今的 70 多年中,世界主要国家的战略科技力量随着国家战略目标和国际竞争形势的变化不断演进。

二战后到冷战初期:国家战略科技力量的体制化

二战期间军事技术研究的经验,特别是在原子能、电子学领域建立大规模、严格的和多学科研究计划的组织形式,对战后世界科学技术的发展产生了深远影响。

二战后,特别是冷战开始后,各国政府对研究与发展主要采取对某些大项目给予巨大支持的方式;许多国家在诸多领域建立了军用和民用的大型国立科研机构,大科学开始得到迅速发展。这些新建设的国立科研机构及二战前就在卫生健康、技术标准等重要领域建立的国立科研机构,共同构成了战后各主要国家战略科技力量的基础和主干。

其中,国家实验室作为一类特殊的国立科研机构——由国家建立并资助的依赖大型设施的,或以多学科开展重大科学问题研究的大型科研机构,作用突出。典型的国家实验室有美国能源部所属的国家实验室(如从事军事科研的洛斯·阿拉莫斯国家实验室,以及致力于核能研究的阿贡、布鲁克海文和橡树岭国家实验室),以及英国哈维尔、法国撒克雷国家实验室等欧洲的相似机构。

安全战略和国家威望时期:国家战略科技力量的演进

1957 年,苏联发射第一颗人造卫星“斯普特尼克”(Sputink),掀开了美苏竞争的新时代,科技竞争成为美苏两国竞争的前沿和主战场。惊恐之下的美国做出重大变革,动员巨大的国力资源迎接苏联的威胁。

从 1957 年底到 1958 年 10 月,在不到一年的时间里,美国迅速成立了国家航空航天局(NASA),负责制定和实施国家空间发展计划;国防部成立了高级研究计划署(DARPA),目的是确保开展先进的研发;成立了国家科学顾问委员会,以支持政府的科学决策能力;同时,加强了新武器的研制。

1958 年 11 月,美国国会通过《国家防卫教育法案》,极大加强了对各个层次科学教育的支持。这样,面对挑战,美国重新建设了其国家战略科技力量体系:加强科技决策咨询,加强战略领域(如航空、军事等)的科技力量,创新战略科技力量的培育、使用和调动机制(以 DARPA 为代表),为重大国家目标(如“阿波罗计划”)进行举国动员,以及为战略科技力量培育下一代人才。

从 1957 年苏联发射第一颗人造卫星到 1969 年美国登月成功,美苏两国以赢得军事优势和提高国家威望为目标,在空间和军事领域展开了激烈的竞争。这一时期国际科技竞争和国家战略科技力量建设有以下 3 个特点。

国家实验室进一步发展

在 1957 年苏联发射第一颗人造卫星之后,美国国家实验室进一步发展——不仅美国能源部的国家实验室开始为美苏空间竞赛服务,而且美国在太空等新的领域组建了新的国家实验室。

例如,1958 年底 NASA 成立后,美国以加州理工学院古根汉姆航空航天实验室为基础组建喷气推进实验室(JPL)。古根汉姆航空航天实验室在二战前就建立了,并与美国军方合作开展火箭研究。1957 年 10 月苏联人造卫星发射后,该实验室与美国弹道导弹局合作进行卫星发射研究,为美国 1958 年 1 月31 日成功发射第一颗人造卫星“探索者 1 号”作出了巨大的贡献。

任务导向与举国动员

科学技术任务导向的组织模式以建设大的技术系统或工程系统、建造飞机或火箭为代表。这种组织方式是根据具体的目标,组织和配置所需要的知识和技能储备、人力、仪器、供应品、实验室及开发基地,就可望实现目标(如建造核反应堆)。而更大、更复杂的目标(如“阿波罗计划”)就需要动员全国的科技力量参与实现。这种组织方式的哲学是用巨额经费支持大规模的研究队伍,可以解决许多困难而复杂的问题。“阿波罗计划”充分显示出,大的任务导向的项目不仅需要充分的人力、物力资源,更需要管理方面的创新。

国家战略科技力量进一步扩展

以国家实验室为代表的国立科研机构在实现国家战略目标中发挥着重要的作用,但在整个国家战略之下,仅靠国立科研机构的力量是不够。

1.大的国家任务需要依靠全国优势的科技力量。“阿波罗计划”以合同的方式雇用大学、企业机构和研究机构的科学家和工程师人数达 30 多万,是 NASA 下属研究机构的科学家和工程师总数(3.6 万)的近 10 倍。

2.促进创新性研究和突破性技术,需要在新的领域培育、建设和组织新的战略科技力量。1960 年激光的发明是美国国防部资助大学研究人员促成的;互联网是 DAPRA 以新的资助方式促成的,也主要是大学研究人员完成的。

3.有些大企业的研究实验室,在国家战略目标之下、在重要的领域起着国家战略科技力量的作用。例如,著名的贝尔实验室长期为美国军工服务,在空军、潜水、雷达、战略防卫系统、指挥与控制系统、通讯及一些特殊的项目上发挥了重要的作用。

经济竞争时期:公私合作的国家战略科技力量的组建

20 世纪 70 年代末,已从二战破坏中恢复过来的日本,开始与美国在半导体、计算机和其他电子设备等高技术领域展开竞争;80 年代,日本在半导体、机械工具和机器人等技术领域超过美国,开始占据世界领先地位。

日本公司之所以在世界半导体市场上取得胜利,不单单是因为公司自身的竞争能力强,还因为日本政府对产业政策的指导和直接补贴,以及组织全国优势科技力量攻克产业关键技术,最终使日本的芯片生产技术超过了美国的半导体公司。这就是闻名于世的日本通产省组织的超大规模集成电路项目(VLSI)。VLSI以新的研究组合方式,使互相竞争的公司(包括日本富士通、日立、三菱、东芝和日本电气)联合起来,共同研发关键技术。如果没有日本通产省的介入及其所属电子综合技术研究所的牵头协调,这几家公司不可能开展合作。日本的这一实践创造了一种新的合作模式:政府主导下的国立科研机构与私营公司合作,技术共享,成本共担。

日本公私合作的模式被许多国家效仿。美国 1987年成立了由国防部组织的、14 家半导体公司组成的半导体制造技术公司(SEMATECH),其为美国在 1992 年重新夺回世界半导体市场的领先位置作出了巨大贡献。

在重要技术和产业领域的国际经济竞争之下,在公司激烈竞争的背后,由政府组织的公私机构联盟中公私双方核心的科技力量联盟可被看作是为赢得国际竞争而组建的新的国家战略科技力量。

全球化时代:国家战略科技力量的转型和重组

自 20 世纪 90 年代开始,随着冷战的结束,经济全球化成为主要趋势,世界各国相互联结和依赖。在这种趋势下,国家战略科技力量转型和重组,表现在以下 3 个方面。

使命更新,挑战扩大

20 世纪 90 年代以来,对国家安全和力量的平衡仍然是各国主要关心的问题,而全球变暖、环境退化等全球性问题也日益提到各国的日程中,国家战略科技力量面临着更多的使命和挑战。典型的例子是美国国家实验室在冷战后寻找新的使命,除了在国家安全、能源、基础科学领域继续发挥作用外,还对国家竞争力和全球环境问题的挑战予以关注,并对实验室管理进行改革,加快向私营部门的技术转移。

在相同或相似的科学技术领域布局

20 世纪 90 年代以来,各主要国家都选择在信息技术、生物技术、纳米技术等新兴技术领域布局战略科技力量。

开展国际科技合作,共同解决科技前沿问题

典型的代表是人类基因组计划(HGP),由来自美国、英国、日本、法国、德国、中国 6 个国家的 20 个测序中心合作完成。

全球化时代,各国之间合作与竞争并存,战略科技力量既有扩张又有调整。

当前国际最新的动态是,各主要国家在人工智能(AI)、大数据和量子科技等新兴技术领域加紧布局战略科技力量。

小结:国家战略科技力量的使命


国立科研机构的使命

从世界范围看,国家战略科技力量在二战中产生,并在二战后体制化和进一步发展,主要以国立科研机构为主要组织形式,开展以维护国家利益和实现国家目标为主的研究,主要包括 4 类:

1. 战略性基础研究,特别是需要大型科研设施的、新兴交叉学科领域的基础研究;

2. 与国家安全和利益相关领域的战略性研究;

3. 能源、卫生健康、农业、环境保护等社会公益领域的研究;

4. 产业基础技术和共性技术,以及技术标准领域的研究。

国立科研机构开展的研究或者是长期的、大规模的研究工作,这些研究需花费巨额资金,并需要独特的科学设施和专业工作人员,往往超出了私营公司和大学的能力范围;或者开展具有敏感性质的保密级研究,这类研究往往具有明确的国家安全意义;或者是完成政府特定使命所需要的研究,这类研究往往是高风险的、以目标为导向的研究,会产生重要的国家收益。

国家实验室的特点和使命

国家实验室是一类独特的国立科研机构,在不同的国家表现形式不同。

在美国,“国家实验室”这一名称,并没有正式的法律定义,通常指美国能源部所属的、由承包商运营的实验室;也包括大型的联邦政府资助的研发中心(FFRDCs),如美国国家科学基金会(NSF)资助的国家大气研究中心、国家光学天文台等。美国能源部的国家实验室是典型的国家实验室,研究经费额度高(达 10 亿美元/年量级)、队伍规模大(常常几千人量级)。美国最早称得上“国家实验室”的只有阿贡、布鲁克海文和橡树岭 3 个实验室。

二战后,美国原子能委员会(AEC,能源部前身)统管二战期间与武器制造相关的实验室。AEC 根据 3 个条件确定国家实验室:

1.具有明显的规模,数千甚至上万雇员。

2.从事多学科交叉研究。事实上大多数 AEC 的实验室都从事广泛的多学科研究,包括物理、化学、工程、生物学和医药等。

3.为来访的研究人员提供仪器设备。

按照这样的标准,美国能源部的国家实验室发展成了一个国家实验室体系,并成为美国科研事业中独一无二、不可或缺的组成部分;其任务是开展大型复杂的研发任务,应用跨学科的方法实现基础科学到技术创新的转化,并且与来自大学、企业和其他国家的研究人员协同合作,激发创新能力,解决当下最亟待解决的科学技术问题。

德国的亥姆霍兹联合会的 16 个大型研究中心,虽然没有被称为国家实验室,但其与美国能源部国家实验室的构成和功能相似。这些大型研究中心以大科学设施为依托或集多学科交叉优势开展重大科学问题研究,在推进科学技术关键领域的重大突破方面起着重要的作用。

大学和企业研究机构的角色

在国际竞争演变中,各国的国家战略科技力量不断进行调整和扩充。在完成某些特定任务的情况下,大学的一些重要学科领域的实验室和科学家群体,以及某些高水平的企业实验室承担起战略科技力量的角色。


3 中国国家战略科技力量的建设和发展


   
   


中国科学技术的发展是一个落后国家追赶先进国家的过程,战略科技力量在其中起到了十分重要的作用。新中国成立后的 17 年(1949—1966 年),面向国民经济建设和国防建设的重大需求,我国根据国家科技规划及相关措施,组建国家战略科技力量。改革开放以来,面对国家经济建设和新发展需求的转型和改革,国家战略科技力量在促进国家全面发展的同时,也在增强自身的科技创新能力,为国家的下一步发展奠定了坚实基础。

作为一个追赶型的发展中国家,中国科学技术和创新体系的发展是一个由小到大、由弱到强的过程,长期以来与国际先进水平存在着很大的差距。因此,中国的国家战略科技力量被赋予了更多的职能,不仅需要在重要的战略领域为国家提供支撑,紧跟和赶超世界新兴技术的发展,抢占高新技术的制高点,还要对整个国家的创新体系建设和发展起到示范和带动作用。

新中国国家战略科技力量的建设

时代召唤

新中国刚刚诞生时,科学技术基础非常薄弱,全国科技人员不超过 5 万人。其中,专门从事科研工作的人员仅 600 人,专门的研究机构仅有 30 多个,科技基础薄弱。在这种情况下,建设一支集中科技资源、解决国家发展关键问题的科技队伍,成为党和国家发展科学技术的必然选择,成立中国科学院就成为迅速集中建设中国科技队伍的一项重要举措。

奠基

中国科学院成立之后,就开始组建研究机构。1950 年,中国科学院按照政务院文件确定的办院方针——“改革过去的科研机构,以培养科学建设人才,使科学研究真正能够服务于国家的工业、农业、保健和国防事业的建设”,开展了初创时期的各项建设任务。1954 年 3 月 8 日,中共中央对中国科学院党组报告做出长篇批示,明确中国科学院是全国科学研究的中心。在国家建设初期,中国科学院的成立和发展为国家战略科技力量的建设奠定了基础。

蓝图

1956 年,国家制定《1956—1967 年科学和技术发展远景规划》(以下简称《十二年规划》)。周恩来总理在全国知识分子问题会议上提出制定《十二年规划》的指导思想:“在制定这个远景计划的时候,必须按照可能和需要,把世界科学的最先进成就尽可能迅速地介绍到中国的科学部门、国防部门、生产部门和教育部门中来,把中国科学界所最短缺而又是国家建设所最急需的门类尽可能迅速地补足起来,使 12 年后,中国这些门类的科学和技术水平可以接近苏联和其他大国。”在这一精神指导下,《十二年规划》确定“以任务带学科”的方式。根据当时国民经济发展的需要和赶上世界先进水平的目标要求,确立了 55 项科学技术研究的重点任务,以此规划各学科的发展和各科研单位的建设,为中国国家战略科技力量的建设提供了蓝图。

成就

《十二年规划》的实施,在原子能、电子学、半导体、自动化、计算技术、喷气和火箭技术等对国民经济和国防建设起关键作用的科技领域建立起国家战略科技力量,为后来科学技术和国家各项建设事业的持续发展打下了良好的基础。其中,最突出的是中国航天技术国家战略力量的建立和突破性发展。自 1956 年 10 月中国组建导弹研究机构——国防部第五研究院起,中国航天事业从无到有,从弱到强,直到跻身世界航天大国行列。中国航天事业发展从导弹开始起步,在“两弹一星”基础上,一步步完善并发展出系列运载火箭,开始了科学卫星、应用卫星的系列化发展,产生了巨大的社会和经济效益。20 世纪 80 年代以后,中国启动并实施了多项重大航天工程,包括载人航天工程、“北斗”卫星导航系统、“高分专项工程”和“嫦娥工程”,都取得了重大突破。

作为国家战略科技力量的中国科学院

建院 70 多年来,中国科学院在支撑和保障国家重大任务和重大需求,在前沿科学和高新技术的探索,以及引领国家创新体系的建设等方面都作出了突出的贡献,充分发挥了国家战略科技力量的作用。与国际相比,中国科学院不仅担负着美国国家实验室及其他国家实验室类似的职能,开展世界科学技术前沿性的研究,承担大学和企业所不能承担的大型、长期的国家任务,还引