胡智慧 王溯
自然科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)是國(guó)際社會(huì)對(duì)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域最高層次的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)勵(lì)方式之一,是當(dāng)今社會(huì)公認(rèn)的科學(xué)成就最高象征,獲得者數(shù)量一直以來被看作是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平的重要指標(biāo)。自1901年諾貝爾獎(jiǎng)開始頒獎(jiǎng)以來,日本共產(chǎn)生了22位自然科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者(含美籍日裔,以下統(tǒng)稱為“日本學(xué)者”)。
綜合來看,日本的諾貝爾獎(jiǎng)“井噴現(xiàn)象”有以下顯著特點(diǎn)。
(1)獲獎(jiǎng)總量穩(wěn)步增長(zhǎng)。20世紀(jì)中期以來,日本學(xué)者在自然科學(xué)領(lǐng)域獲得了大量的諾貝爾獎(jiǎng),特別是2000年以來,獲獎(jiǎng)數(shù)量和頻率都大幅增加。而且不少年份中出現(xiàn)同年多位日本學(xué)者同時(shí)獲獎(jiǎng)的情況,例如2008年同時(shí)有4位日本學(xué)者獲獎(jiǎng),數(shù)量遠(yuǎn)超2000年以前每個(gè)獲獎(jiǎng)年份最多只有1位日本學(xué)者。
(2)獲獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)域以物理學(xué)和化學(xué)為主。日本獲得的22個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)中,物理學(xué)獎(jiǎng)?wù)剂?0%,化學(xué)獎(jiǎng)?wù)?2%。
(3)獲獎(jiǎng)成果產(chǎn)出時(shí)間段相對(duì)集中。日本的諾貝爾獎(jiǎng)成果以20世紀(jì)70—90年代的科研成果為主。
(4)獲獎(jiǎng)研究成果在較短的時(shí)間內(nèi)向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化并取得成效。由于基礎(chǔ)研究具有前瞻性,真正轉(zhuǎn)化成實(shí)用技術(shù)往往需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。通常需要20~30年的開發(fā)才能實(shí)用化。值得注意的是,日本基于前沿的基礎(chǔ)研究成果,并將其在相對(duì)較短的時(shí)間轉(zhuǎn)化為實(shí)用技術(shù),其比例明顯高于其他國(guó)家。
(5)日本企業(yè)在支持基礎(chǔ)研究方面具有獨(dú)特眼光和遠(yuǎn)見。一般認(rèn)為,日本企業(yè)研發(fā)工作的側(cè)重點(diǎn)和經(jīng)費(fèi)投入,比起基礎(chǔ)研究,更加注重應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。但隨著日本“科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造立國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出和政策實(shí)施,情況也在發(fā)生變化。如島津制作所和索尼公司都產(chǎn)生了獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家。在生產(chǎn)企業(yè)注重應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的大環(huán)境中,企業(yè)重視并開展基礎(chǔ)研究工作,從相應(yīng)產(chǎn)出的研究成果可以看出,日本企業(yè)具備的競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)顯現(xiàn)出來的發(fā)展后勁,這與在不斷開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)的同時(shí),注重并支持基礎(chǔ)研究有很大的關(guān)系。
(6)獲獎(jiǎng)科學(xué)家大部分具有京都大學(xué)、東京大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)等日本名牌大學(xué)的博士學(xué)位。這一事實(shí)在某種程度上可以說明這些大學(xué)在培養(yǎng)基礎(chǔ)研究人才方面具有一定的特色和實(shí)力。
日本的諾貝爾獎(jiǎng)“井噴現(xiàn)象”,與其實(shí)施的科技戰(zhàn)略與政策有著密切的關(guān)系,在一定程度上反映了日本戰(zhàn)后科技前沿水平和發(fā)展科技環(huán)境的顯著效果。
二戰(zhàn)后,日本的系列重建措施使之積累了雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、人力資源和技術(shù)基礎(chǔ)。這些條件是日本取得諾貝爾獎(jiǎng)成果的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。日本的技術(shù)引進(jìn)是與其“貿(mào)易立國(guó)”政策和引進(jìn)外資結(jié)合在一起的。1949年日本通過《外貿(mào)及外匯管理法》,以及1950年制定《外資法》,邁出了戰(zhàn)后技術(shù)引進(jìn)的步伐。通過對(duì)外國(guó)專利技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)、消化、改良與利用,日本經(jīng)濟(jì)迅速恢復(fù),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的重化工化和經(jīng)濟(jì)的騰飛。這不僅為日本奠定了科技投入的經(jīng)濟(jì)條件,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也刺激了對(duì)教育的投資和對(duì)理工科人才的培養(yǎng)。
20世紀(jì)70年代,日本提出“技術(shù)立國(guó)”戰(zhàn)略,采取綜合性措施,將重點(diǎn)從產(chǎn)業(yè)技術(shù)的引進(jìn)模仿轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)化自主基礎(chǔ)性研究,并持續(xù)增大投入,使技術(shù)水平得以不斷提高,并在半導(dǎo)體等領(lǐng)域走到了世界前列。政府主導(dǎo)的大科學(xué)發(fā)展模式開始有起色,企業(yè)研發(fā)力量逐漸增強(qiáng),大學(xué)的基礎(chǔ)研究也在積蓄力量,這些成為這個(gè)時(shí)期科技發(fā)展的亮點(diǎn)。重要的政策措施包括4個(gè)方面。
(1)組織技術(shù)預(yù)見,系統(tǒng)化地預(yù)測(cè)和定位前沿重點(diǎn)領(lǐng)域。1971年,日本展開第一次技術(shù)預(yù)見,以掌握未來30年技術(shù)發(fā)展的路徑為目的,為科技規(guī)劃和政策提供依據(jù)。1994年,日本對(duì)第一次技術(shù)預(yù)見的評(píng)估顯示,28%的預(yù)見完全實(shí)現(xiàn),36%的預(yù)見部分實(shí)現(xiàn)。這充分說明技術(shù)預(yù)見能有效使日本準(zhǔn)確把握世界科技發(fā)展浪潮,并支撐政府及時(shí)進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃。目前,日本已經(jīng)進(jìn)行了10次技術(shù)預(yù)見,并在此過程中不斷調(diào)整方法,以適應(yīng)新形勢(shì),提高準(zhǔn)確性。
(2)增大對(duì)基礎(chǔ)研究的穩(wěn)定投入。1971年,日本政府提出了在20世紀(jì)70年代將研發(fā)經(jīng)費(fèi)提高到占當(dāng)年GDP比例3%的目標(biāo)。雖然因?yàn)槭澜缃?jīng)濟(jì)下滑的影響未能實(shí)現(xiàn),但仍在第一次石油危機(jī)后的1975年達(dá)成了2.11%的占比,超過了英、法兩國(guó)研發(fā)費(fèi)用的總和。同時(shí),基礎(chǔ)研究的經(jīng)費(fèi)也不斷增加,到1987年時(shí)已占到研發(fā)總經(jīng)費(fèi)的14.5%,并保持增加趨勢(shì)。
(3)推進(jìn)“產(chǎn)學(xué)官”合作制度。1981年,日本科學(xué)技術(shù)廳推出“創(chuàng)造性科學(xué)技術(shù)推進(jìn)制度”,以學(xué)術(shù)帶頭人為中心組建課題組,并由企業(yè)、大學(xué)、國(guó)立研究機(jī)構(gòu)的研究人員共同組成,構(gòu)建了一種流動(dòng)、彈性的研究體制。同年,日本通產(chǎn)省推出了“下一代產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)研究開發(fā)制度”,重點(diǎn)支持新材料、生物功能、新功能元件等下一代產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)的合作研發(fā)。此外,科學(xué)技術(shù)會(huì)議預(yù)算新設(shè)了科學(xué)技術(shù)振興調(diào)整費(fèi),以支持“產(chǎn)學(xué)官”合作進(jìn)行基礎(chǔ)與尖端技術(shù)研究。
(4)國(guó)家主導(dǎo)和支持大科學(xué)項(xiàng)目。為推動(dòng)前沿、重大領(lǐng)域突破,支撐產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升,20世紀(jì)70年代以來日本政府主導(dǎo)了眾多大型產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目,其中以超大規(guī)模集成電路研發(fā)項(xiàng)目(VLSI)為典型代表。1976年,日本通產(chǎn)省組織富士通、日立、三菱、日本電氣和東芝5家大公司,與日本工業(yè)技術(shù)研究院電子綜合研究所和計(jì)算機(jī)綜合研究所這兩家國(guó)立研究所組成研究聯(lián)合體共同實(shí)施該項(xiàng)目。到1979年,日本政府和企業(yè)總共投資了 720億日元(政府負(fù)擔(dān)40%,企業(yè)60%),產(chǎn)出了1000多項(xiàng)專利,從而成功地提高了日本在半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。到1989年,日本已經(jīng)占了世界儲(chǔ)存芯片市場(chǎng)的 53%,遠(yuǎn)超過美國(guó)的37%。
20世紀(jì)90年代以來,隨著“冷戰(zhàn)”的結(jié)束,世界競(jìng)爭(zhēng)格局發(fā)生了改變,歐美等國(guó)與日本的競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)保護(hù)主義日益加劇,日本認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)研究才是形成長(zhǎng)期技術(shù)與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。
1995年是日本科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷史上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1995年11月,日本國(guó)會(huì)通過了《科學(xué)技術(shù)基本法》,明確提出“科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造立國(guó)”戰(zhàn)略,從重技術(shù)轉(zhuǎn)向了科學(xué)與技術(shù)并重,各主要領(lǐng)域一起發(fā)力,齊頭并進(jìn)。
(1)持續(xù)制定科技基本規(guī)劃,不斷調(diào)整科技發(fā)展方向。根據(jù)《科學(xué)技術(shù)基本法》,日本從1996年開始,每 5年出臺(tái) 1期《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》作為階段性科技規(guī)劃。每期《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》都會(huì)分析當(dāng)時(shí)面臨的挑戰(zhàn)、明確發(fā)展目標(biāo)、定位優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域;同時(shí),每期都會(huì)大力強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究的重要性,并綜合全面地從經(jīng)費(fèi)、人才、教育與研究中心建設(shè)、國(guó)際合作等方面推動(dòng)其發(fā)展。2001年的第2期《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》中,日本又提出了50年內(nèi)取得30個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)的目標(biāo),即“諾貝爾獎(jiǎng)計(jì)劃”,并圍繞其推出了眾多具體政策措施。
(2)改革研發(fā)體制,加速研發(fā)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。20世紀(jì)80年代日本開始對(duì)研發(fā)體制進(jìn)行改革,以求打破原有科研組織的封閉性和僵硬性,激發(fā)科研人員的主觀能動(dòng)性和獨(dú)創(chuàng)性??萍俭w制的改革是更為深層的變化。1997年日本的國(guó)立科研機(jī)構(gòu)和 17所國(guó)立大學(xué)先后引進(jìn)了“任期制”,以促進(jìn)科研人員的創(chuàng)造能力,培養(yǎng)青年科學(xué)家。為激發(fā)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)的活力,20世紀(jì)90年代日本政府制定法律允許大學(xué)教授和國(guó)立科研人員流動(dòng),通過產(chǎn)學(xué)合作有力推動(dòng)了基礎(chǔ)研究創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2004年開始實(shí)施“國(guó)立大學(xué)改革成為國(guó)立大學(xué)法人”制度,在預(yù)算使用和組織等方面確保大學(xué)獨(dú)立自主的運(yùn)營(yíng)效率。改革公務(wù)員身份,引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)制度。加強(qiáng)與企業(yè)合作,設(shè)立技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)、創(chuàng)業(yè)中心等,使研究成果得以順利轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。
(3)建設(shè)國(guó)家戰(zhàn)略性科技力量,持續(xù)在前沿領(lǐng)域發(fā)揮引領(lǐng)作用。2015年,日本推出了國(guó)立研究開發(fā)法人制度,賦予一些國(guó)立研究機(jī)構(gòu)“特定國(guó)立研究開發(fā)法人”地位,充分發(fā)揮其國(guó)家戰(zhàn)略性科技力量的作用,在一些重大前沿領(lǐng)域積極布局,推動(dòng)國(guó)家科技戰(zhàn)略的實(shí)施。其中以理化學(xué)研究所為典型代表,在2018—2025年的中長(zhǎng)期計(jì)劃中,該所明確定位了創(chuàng)新智能集成、數(shù)理創(chuàng)造、生命醫(yī)學(xué)、生命機(jī)能、腦神經(jīng)、光量子工學(xué)和加速器科學(xué)等重點(diǎn)研究領(lǐng)域,并由國(guó)家穩(wěn)定支持推進(jìn)實(shí)施。
20世紀(jì)70年代以后的“技術(shù)立國(guó)”戰(zhàn)略總體上呈現(xiàn)出以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為動(dòng)力、技術(shù)開發(fā)為目標(biāo)、基礎(chǔ)研究為前提的特點(diǎn)。而從 20世紀(jì)70—90年代日本諾貝爾獎(jiǎng)成果的產(chǎn)出過程上看,有相當(dāng)一部分受益于當(dāng)時(shí)如火如荼展開的“產(chǎn)學(xué)官”合作研究活動(dòng)。應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的合作研究、多元協(xié)作,以及一些開明企業(yè)貢獻(xiàn)科學(xué)的理念都與諾貝爾獎(jiǎng)成果有密切聯(lián)系。如2001年名古屋大學(xué)教授野依良治獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),在一定程度上是與高砂香料工業(yè)和帝人株式會(huì)社等產(chǎn)業(yè)界的合作結(jié)果。2002年東京大學(xué)教授小柴昌俊因天體物理學(xué)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),在研究過程中除了得到政府給予的“特定研究資助”外,三井金屬公司也提供了免費(fèi)設(shè)備和試驗(yàn)場(chǎng)地,更以雄厚的技術(shù)與工藝實(shí)力在儀器設(shè)備方面提供了重要技術(shù)支持。而2002年,田中耕一以企業(yè)職員身份獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),凸顯日本企業(yè)在基礎(chǔ)研究中的作用。
日本在20世紀(jì)80年代以后推出的“創(chuàng)造性科學(xué)技術(shù)推進(jìn)制度”“下一代產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)研究開發(fā)制度”“科學(xué)技術(shù)振興調(diào)整費(fèi)”等制度,有效促進(jìn)了“產(chǎn)學(xué)官”合作和日本基礎(chǔ)研究能力的提升。一方面,這些制度使研究經(jīng)費(fèi)來源多元化,除了政府投入外,企業(yè)也成了基礎(chǔ)研究的重要經(jīng)費(fèi)來源。1989 年的調(diào)查顯示,民間大型企業(yè)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)中有一半用于基礎(chǔ)研究。另一方面,靈活的合作體制有利于人員的交流和知識(shí)的擴(kuò)散,促進(jìn)了人才培養(yǎng)和企業(yè)研究實(shí)力的提升。
為了彌補(bǔ)本國(guó)在人才、研究設(shè)施等方面的不足,提高在前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新能力,日本于20世紀(jì)80年代中期開始發(fā)起了一系列國(guó)際共同研發(fā)項(xiàng)目,包括1987年的人類前沿科學(xué)項(xiàng)目(HFSP)、1989年的超音速/高超音速技術(shù)項(xiàng)目和智能制造系統(tǒng)項(xiàng)目(IMS)等,積極與美國(guó)、歐共體/歐盟、加拿大等西方發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)合作研發(fā)。
1995年以后,日本提出“科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造立國(guó)”戰(zhàn)略,發(fā)展重點(diǎn)從技術(shù)開發(fā)擴(kuò)展為科學(xué)與技術(shù)全面發(fā)展,“立足現(xiàn)實(shí)、面向前沿、動(dòng)態(tài)調(diào)整、夯實(shí)基礎(chǔ)”成為新戰(zhàn)略的鮮明特點(diǎn),并在一定程度上體現(xiàn)在了20世紀(jì)90年代以來的諾貝爾獎(jiǎng)成果中。這些成果中既有“高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管”這樣基于國(guó)際合作產(chǎn)出的、面向應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù),也有中微子震蕩現(xiàn)象研究這樣的前沿性探索,還有細(xì)胞自噬機(jī)制和誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞這樣既有明確應(yīng)用價(jià)值,又有較強(qiáng)前沿性的研究。這些成果的應(yīng)用性與前沿性兼具,既有國(guó)際合作成果,也有日本國(guó)內(nèi)產(chǎn)出,并且在領(lǐng)域上呈現(xiàn)出能源、材料、空間和生命科學(xué)的多元化格局特征。
2007年,日本文部科學(xué)省設(shè)立了“世界頂級(jí)國(guó)際研究中心計(jì)劃”(WPI),通過重點(diǎn)、集中的支持,創(chuàng)造良好的研究環(huán)境,吸引和凝聚世界高水平的一線研究人員,形成以高水平研究人員為核心的世界頂級(jí)研究基地,希望借此提升日本的基礎(chǔ)研究能力和國(guó)家創(chuàng)新能力。2012年,日本最大的基礎(chǔ)研究資助機(jī)構(gòu)——日本學(xué)術(shù)振興會(huì)(JSPS)推出了“強(qiáng)強(qiáng)合作計(jì)劃”(Core-to-Core Program),旨在加強(qiáng)日本的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)與包括美國(guó)、加拿大、澳大利亞以及歐洲在內(nèi)的共15個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)在科學(xué)前沿領(lǐng)域的合作。通過建立并加強(qiáng)日本與這些國(guó)家或地區(qū)的研究網(wǎng)絡(luò),以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持并提高日本大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)與其他科學(xué)先進(jìn)國(guó)家或地區(qū)的合作水平,并且支持其國(guó)內(nèi)外研究人員的短期合作,以建立國(guó)內(nèi)外合作研究網(wǎng)絡(luò)。
在“科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造立國(guó)”戰(zhàn)略構(gòu)建的新科技政策體系下,日本除了在每期《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》中提出提高基礎(chǔ)研究能力的政策思路之外,還為獲得更多諾貝爾獎(jiǎng)而積極推行各種政策措施。
(1)持續(xù)增大經(jīng)費(fèi)投入,保持對(duì)基礎(chǔ)研究的保障,強(qiáng)化對(duì)大科學(xué)裝置的支持。截至2016年,日本的研究與開發(fā)(R & D)經(jīng)費(fèi)占其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的比例已經(jīng)達(dá)到3.42%,第5期《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》更提出要在計(jì)劃期間實(shí)現(xiàn) 4%的目標(biāo)。其中,針對(duì)基礎(chǔ)研究的經(jīng)費(fèi)達(dá)到總經(jīng)費(fèi)的 14.5%(超過中國(guó)的5.1%)。而且,日本還在不斷加大維持大科學(xué)裝置正常運(yùn)行的經(jīng)費(fèi),制定了《特定尖端大科學(xué)裝置的共同利用促進(jìn)法律》,由國(guó)家對(duì)大型放射性裝置Spring-8、X射線自由電子激光設(shè)施SACLA、超級(jí)計(jì)算機(jī)“京”、高強(qiáng)度質(zhì)子加速器設(shè)施J-PARC等提供穩(wěn)定經(jīng)費(fèi)支持。
(2)不斷提高研究人員密度,加強(qiáng)青年人才培養(yǎng),構(gòu)筑研究人員支撐體系。2015年,日本的研究人員總數(shù)大約為66萬人,遠(yuǎn)低于中國(guó)的161.9萬名和美國(guó)的135.2萬人(2014年),但其每萬人經(jīng)濟(jì)活動(dòng)人口中的研發(fā)人員密度達(dá)到103.5人,高于中國(guó)的19.1人(2014年)和美國(guó)的86.7人(2014年),且繼續(xù)保持增加趨勢(shì)。2002年,日本推出了“21世紀(jì)卓越中心計(jì)劃”(COE),在主要的國(guó)立、公立和私立大學(xué)的若干優(yōu)勢(shì)尖端學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)資助,以建立世界高水平的研究基地,培養(yǎng)具有創(chuàng)造力的青年研究人員。2007年,推出“全球卓越中心計(jì)劃”(GCOE),在 COE計(jì)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)具有國(guó)際水平的青年人才。2010年推出《強(qiáng)化基礎(chǔ)研究的長(zhǎng)期方針與政策》,提出加大對(duì)面向基礎(chǔ)研究的青年人才的培養(yǎng),包括建立新的青年人才聘用制度,向青年研究人員提供獨(dú)立的研究環(huán)境,以及確保青年人才的年薪制度等;同時(shí),還提出構(gòu)筑研究支撐體制,增加為研究人員配置的助手人數(shù),使他們可以專心進(jìn)行研究工作。
經(jīng)過二戰(zhàn)以后60多年的積累,以日本科學(xué)家在 21世紀(jì)初接連獲得諾貝爾獎(jiǎng)為標(biāo)志,日本的基礎(chǔ)研究已經(jīng)開始結(jié)出豐碩的成果,引起世界的矚目。二戰(zhàn)后的日本在科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)中,大力提高創(chuàng)新意識(shí),營(yíng)造有利于創(chuàng)新的學(xué)術(shù)氛圍,創(chuàng)建有利于創(chuàng)新的機(jī)制,提供相對(duì)穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)與環(huán)境,以及加強(qiáng)國(guó)際的交流等經(jīng)驗(yàn)為我們提供了有益思考。?