全球科技创新的前沿分析及对策

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来源：清华大学技术创新研究中心

作者：陈劲

导读：改革开放四十多年来，虽然我国的经济发展从依靠跟随学习逐渐到自主研发，取得了举世瞩目的成就，但在科技创新领域，我国的发展尚未成熟。此外，高科技含量成果有限、科技产品的商业化程度不高、知识产权保护环境不完善、科技对经济的支撑作用仍处于较低水平等，都是我国科技创新发展亟待解决的问题。为了解决我国科技发展的困境，需采取开放式创新发展和颠覆性创新发展两种创新模式，多方位共同促进科技创新的新发展。

当今世界科学技术更迭速度加快，重大的科学技术不断涌现，科技成果也越来越多地应用于生产和实践。这些重大科技成果正逐渐改变着人们的生活和生产方式，甚至改变着人们的思维方式。科学技术以其基础性、先导性和强渗透性，成为了大国国力竞争的关键性因素。近年来，随着科学技术的不断发展，各国均纷纷在科技创新领域颁布了一系列的重大战略与决策，用以促进本国科技创新的不断发展，维持其国际竞争力。这些政策及战略涵盖各学科领域，跨界联合渐成趋势，形成了跨行业的科技创新新布局。

主要国家近期科技创新战略布局

01、重点关注领域

第一，注重基础研究。基础研究对于国家科技发展意义重大，基础研究是一个国家科技得以持续发展的基石。纵观世界经济发展历程和科技发展历程，在两次工业革命中，热力学、牛顿力学，以及麦克斯韦的电磁学等基础研究成果都对推动人类生产进步做出了巨大贡献，人类的每一次生产力的变革背后都有基础研究的支持。在目前的信息技术革命中，量子计算等物理学和数学等基础研究技术也发挥了重要作用。基础研究述评与国家的科技创新水平息息相关，一个国家有影响力的基础研究成果越多，基础科学水平就越高，而基础研究的水平决定了日后国家科技创新发展的水平。目前许多发达国家已经将基础研究的发展放在了国家战略的高度。如英国在1998年、2000年和2001年发布了三份政府白皮书，均以创新为主题，在以创新为核心的新的国家科技发展战略中，重点强调了重视研究与开发，注重基础研究和国际研究与开发。

第二，重点发展信息技术。近年来，信息技术的发展迅速，信息技术在许多领域都得以应用，将为产业创新提供可能，奠定基础。伴随着5G等信息通信技术的迅速发展，数字经济化时代到来，并且逐渐向以人工智能为核心驱动力的阶段发展。人工智能逐渐深入到社会生活及生产的各个领域，包括交通、医疗、教育等，智能时代的到来催生了许多新的业态。由于信息技术的重要性，各国在其近些年的创新战略中，均体现出了对发展信息技术的重点关注。美国对信息技术的发展主要体现在5G和量子通信方面，2018年9月，美国首次发布了《国家网络战略》，确定了数字领域的创新发展。2018年10月，美国商务部牵头制定了国家频谱战略，旨在加速5G在全美的应用。同年，英、法、德等国也聚焦量子信息和人工智能领域发布了国家战略、启动专项规划、落地产业项目等。英国还建立了数学经济中心，成立了网络安全研究机构，加强对云计算的创新。各国的举措均体现了信息和数据在下一轮科技创新浪潮中的重要作用。

第三，大力推进制造业发展。制造业与基础设施发展、国家经济发展及人民生活生产密切相关，制造业的发展还奠定了坚实的国防工业基础，对经济繁荣和国家安全至关重要。一个国家制造业的发展程度与其综合国力有直接的关系。各国在新一轮的科技战略中，也纷纷体现了对制造业科技创新发展的重视。2018年10月5日，美国发布了《先进制造业美国领导力战略》报告，提出了开发和转化新的制造技术，教育、培训和集聚制造业劳动力，以及扩展国内制造供应链能力的三大目标，展示了未来四年内的行动计划，涵盖了未来智能制造系统、先进材料和加工技术、美国制造的医疗产品、领先集成电路设计与制造及粮食与农业制造业。2019年8月31日，美国在“2021财政年度行政机构研究与发展预算优先事项”的备忘录中继续提出了纵向的未来工业领导力，以及横向的培育和利用多元化、高技能的劳动力。在制造业创新发展方面，英国也投入了840万英镑支持3D打印技术，在海底焊接技术、生物材料3D打印技术、无人驾驶技术等方面也取得了重要成果，为制造业的发展注入了力量。此外，作为工业制造业大国，德国推出了《国家工业战略2030》，将工业的发展放到了至关重要的地位，努力保持其相关领域在欧洲甚至全球的领导地位和领先地位。

第四，重视能源、环境和生态技术。不同于过去，随着科学技术的不断发展，产业结构、生活方式及理念都发生了巨大的变化。与以往的经济发展理念不同，各国纷纷意识到生态环境对人类生活及生产的重要作用，实现可持续发展成为全球面临的共同话题。英国制定了2020年碳减排34%的目标，开展新环保项目竞赛，准备2030年在英国大规模应用碳捕捉技术。德国联邦内阁通过了“气候保护计划2030”纲要文件，指出德国政府将在2023年前投入540亿欧元，用于应对气候变化。该计划致力于解决二氧化碳排放、建筑节能减排等诸多问题，采取引导、财政及行政措施相结合的方式，涉及到能源、交通、建筑等多个领域。

第五，关注未来颠覆性技术。尽管颠覆性技术没有明确的发展路径和明确的未来，但考虑到颠覆性技术对经济增长、社会目标和价值观的潜在影响，美国国会的“独家”智库美国国会研究服务部发布的《第116届国会面临的科技问题》中指出了政府对颠覆性技术的重视。包括社交媒体、云计算、大数据、人工智能（AI）、自动驾驶汽车、区块链、能量存储、基因编辑和物联网。与此同时，在此类颠覆性技术领域，欧洲国家也采取了一系列行动。如德国于2018年增大了对人工智能领域的研发投入，并宣布到2025年在人工智能研究领域投入30亿欧元科研经费，全力支持人工智能中心的建设工作。除此之外，亚洲国家如日本也提出了“社会5.0”（Society5.0）计划，大力支持采用物联网、大数据、人工智能等技术，实现网络空间与现实世界的高度融合，打造更为智能化的社会。

02、重点采取措施

为了实现科技创新领域的发展，纵观近几年主要发达国家的做法，可以总结为以下几点：

一是充分发挥政府的作用。在推动科技创新发展的过程中，各国政府均意识到了政府对于科技事务的调控作用。早期，许多西方国家认为市场是调控经济发展的最有效方式，尽管无论是过去还是现在，这一模式都优于任何形式的计划经济，但却不能单纯依靠市场调控。随着市场经济的发展，市场失灵的现象也时有发生，人们开始意识到，必须充分发挥政府的作用。许多西方国家也将政府视为发展科技创新的重要工具。如德国意识到了当一个国家的市场力量无法保持其创新能力和竞争力的时候，国家有责任介入，从而在政府层面采取了诸多措施来促进国家科技创新的发展。而英国也一改在经济发展上“不干预”的自由放任政策，提出了创新驱动战略，突出了政府在推动创新驱动型国家建设中的重要作用，以帮助培育创新环境方面，加强国际科技合作。

二是加强内外合作创新发展。科学技术的创新需要汇聚来自多方的资源。对内，许多国家纷纷建立政府、企业、高校、科研院所的一体化科技创新生态体系，全面促进科技成果转化，促进协同创新发展。如美国非常注重创新生态的培育，提出由政府、学术界、产业界和非营利组织等多元主体共同构建“创新生态系统”。英国于2013年启动“天狼星计划”，积极吸引国际优秀人才，为人才提供强有力的政策和资金支持，全面促进形成新的科技创新体系。对外，积极加强外部合作，英国政府积极参与了“地平线2020计划”，不断强化与欧盟国家的科技合作，同时也重视与美、日等发达国家，以及中国等发展中国家之间的合作。此外，欧盟决定把“开放科学、开放创新和向世界开放”作为欧盟科技创新的未来发展方向，欧盟于2014年发布了新的国际科技创新合作战略，其主要目标是强化欧盟科技创新卓越，创建具有吸引世界一流科技创新人才的欧盟研究区（ERA），努力提升欧盟工业企业全球竞争力，共同应对全球社会挑战和支持欧盟统一对外政策，全面加强与外界的合作，促进科技创新发展。

三是积极建设全球创新中心。构建全球科技创新中心对于国家的创新能力发展有着积极的促进作用，科技创新中心的建立有利于国家汇集全球创新资源，引领全球创新发展。因而，许多发达国家纷纷将构建全球科技创新中心作为应对新一轮科技革命挑战的重要战略。美国、英国、日本等国家都采取了构建全球创新中心的创新发展战略。2009年，纽约市政府发布了《多元化城市：纽约经济多样化项目》。2010年，纽约市政府进一步提出将纽约打造成新一代科技创新中心。日本政府也于2014年6月发布了新版科技创新综合战略，提出将日本打造成全球创新中心。创新需要多元化的资源，包括知识、信息、资金及人才等，诸多创新资源的汇聚过程对于国家创新发展而言无疑非常重要，因此，构建全球创新中心成为了各个发达国家进一步推动创新发展，抢占新一轮科技创新革命制高点的重要举措。

中国科技创新的对策

改革开放四十多年来，我国的经济发展从依靠跟随学习逐渐到自主研发，取得了举世瞩目的成就。高速铁路、第四代核电及新一代无线通信等产业关键技术的自主研发得到了迅速的发展并逐渐壮大。我国每年的经济总量已经跃居世界第二，但在科技创新领域，我国的发展尚未成熟。由于文化传统等因素，我国古代并未建立系统的科学研究体系。因而，我国的科技创新起步较晚，发展空间广阔。此外，高科技含量成果有限、科技产品的商业化程度不高、知识产权保护环境不完善、科技对经济的支撑作用仍处于较低水平等都是我国科技创新发展亟待解决的问题。为了解决我国科技发展的困境，本文提出开放式创新发展和颠覆性创新发展两大思路，多方位共同促进科技创新的新发展。

01、开放式创新发展

我国当前已成为具有重要影响力的科技大国，科技创新对国家经济发展的作用日益强大。但我国与西方发达国家相比，科技基础依然薄弱，科技创新能力尚有不足。科技创新能力是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，是推动经济转型升级的第一动力。面对国际化的浪潮，创新全球化必须得到国家的高度重视，我国创新发展从“跟跑”为主迈向“跟跑、并跑、领跑”并存的新阶段。面对现今全球创新发展的趋势，我国必须坚持进一步改革开放，融合“走出去”和“引进来”的开放思想，进一步融合全球知识与智慧，形成开放创新的全新局面。

开放式创新的概念最初是从企业层面出发提出的，是一种广为分布的创新流程，需要在整个组织内有目的地管理知识流，主要包括由外而内（内向型）的创新、由内而外（外向型）的创新和结合两种特点的耦合型创新，具体来讲，开放式创新就是指企业的创新不再局限于企业内部的资源与人员，而是同时利用企业内外部的创新资源来推动企业的创新发展。企业的开放式创新发展范式为国家的科技创新发展带来了很好的借鉴。国际竞争不断加剧，一个国家的创新能力是其增强综合国力和提升国际地位的关键。而随着经济全球化的迅速发展，不同国家与地区之间的联系逐渐紧密，国家的创新也不应仅仅局限于内部的创新资源，而应向综合利用全球资源共享的开放创新转变。国家的开放式创新是开放式思维在国家层面创新的具体应用，这里的具体，是指国家根据自身的国情与实际的创新现状，在全面促进国家内部各创新资源之间良好互动的基础上，充分与外部创新资源实现互补，通过信息的交流与协作，不断提升国家的整体创新能力。

欧盟创新型联盟记分牌中的开放创新指标表明，开放创新指数与国家的研发创新活跃程度、科技创新效率息息相关，我国必须坚持以全球视野谋划和推动创新，构建全球协同创新共同体和人类命运共同体。开放式创新对于我国的创新发展作用重大，主要体现在两个方面。一是开放式创新可以促进基础研究的发展。基础研究的重要作用不言而喻，诸如物理、化学、生物、材料等基础研究领域的创新，是一切创新的前提，但我国在基础研究和原始创新方面与西方发达国家存在差距。近年来，在国家的重点支持下，我国在基础研究领域也有了许多突破，但离建设创新型国家的要求还有一定的距离。二是以开放式创新发展促进核心技术突破。随着国际开放水平的提高，全球知识流动速度加快，开放创新必然会促进国际高端人才的流入，为我国核心技术的创新突破注入活力。

改革开放以来，我国一直以积极宽容的态度面向世界，坚持引进来和走出去相结合，积极融入全球创新网络。国家的开放式创新可以从以下几个方面来建立：一是加强知识产权保护，尊重开放创新发展过程中各国的知识产权。近年来，尽管我国也开始逐渐加强对知识产权的保护，但与西方的知识产权保护制度相比还相对落后。对知识产权的保护是对外合作的重要保障，因而，必须加强建设完善的知识产权保护制度，采取引导、监督、奖惩等多种政策手段，确保在开放创新过程中，中方和外方的知识产权都得到全方位的保护，以减少开放创新的后顾之忧。二是构建全方位的科技人才服务体系。积极吸引我国留学生归国及外国技术人才的流入，建立完善的人才支持保障机制，如发起国际大科学计划和工程，放宽外国人在华居留、移民等政策，完善境外投资管理制度，优化国际融资相关政策等。通过一系列的政策措施，积极推动我国与外国人才以融资、投资、移民等各种形式的交流，以更加包容的心态，加快开放创新的脚步。三是积极建立与发达国家的科技创新合作关系。随着创新全球化的发展和全球科技革命与产业变革的加速，我国需要积极寻求与西方发达国家在科技创新领域的深度合作。积极拓展我国与美国、英国、德国及其他科技大国合作的深度和广度，不断提升我国在合作中的科技地位和主动性，进一步拓宽科技合作所关注的领域，如环保领域、信息技术领域、工业制造领域等，全面提升我国的科技创新水平。

02、颠覆性创新发展

我国要想提高科技创新能力，建设世界科技强国，最为核心的挑战是高新技术产业的核心技术颠覆性创新不足。与发达国家相比，我国颠覆性创新发展主要存在缺乏完善的研究机制、研究开展工作不成体系、管理和制度认识不到位、文化教育环境导致的人才稀缺、基础研究欠缺及颠覆性创新组织不充分等问题。颠覆性创新最初也是企业层面的创新范式，是指那些为市场带来了与以往截然不同的价值主张的技术，这些技术的存在会破坏现有的市场，导致在位企业失败，市场被重新洗牌。由于其会破坏现有的市场结构，颠覆人们的生活、生产甚至认知及思维方式，故而被称为颠覆性创新。在国家的创新发展中，颠覆性技术创新的发展不容忽视，我国目前已经将颠覆性创新发展提升到了前所未有的高度，党的十九大报告中提出，要“加强应用基础研究”，“突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新”。国家的创新驱动发展战略中，也强调了对颠覆性创新的重视。

对于当前我国的创新发展而言，颠覆性创新发展有利于我国在新一轮的产业变革中赢得竞争优势，在更多的战略性基础科学领域实现突破。一方面，颠覆性创新一直以来都是引领产业变革的重要技术力量，历史上每一次产业的变革都离不开新一代技术的推动，颠覆性创新为经济社会带来的是一种创造性的破坏，其到来迫使产业结构发生巨大的调整，新兴产业逐渐取代传统产业。因此，发展颠覆性创新有利于我国在新一轮产业变革中占据核心的地位；另一方面，颠覆性创新的推动离不开基础研究的支持。2019年，《科学美国人》和《麻省理工科技评论》相继公布了颠覆性创新榜单，无论是哪个领域的颠覆性创新技术，都离不开强大的数学、物理、信息通信等领域基础研究成果的支持。因此，发展颠覆性创新有利于我国进一步深化对基础研究的认识，实现基础科学研究领域的突破式发展。

但目前我国的颠覆性创新发展还面临着诸多挑战。一是我国尚未建立颠覆性创新发展的研究机制，对颠覆性创新的发展规划还较为零散，没有形成一个完整的体系。二是缺少对颠覆性创新全过程、系统性的关注，主要集中于单一技术的发展，没有开展对颠覆性创新技术市场转化及应用的全过程研究。三是对颠覆性创新可能带来的负面性认识不全，仅仅意识到了颠覆性技术可能为我国产业发展及创新发展带来的极大利好，但忽视了颠覆性创新可能会对社会带来一些负面影响，如新一代信息技术可能带来的信息安全问题。为了解决颠覆性创新发展中面临的上述挑战，提高我国的颠覆性创新发展水平，从而进一步推动我国创新水平的提升，应该从以下几个方面来采取措施。

第一，加强对颠覆性创新的全面认识，建立健全相关体制机制。要认识到颠覆性创新对于国家创新发展的积极意义，颠覆性创新之所以引起了全球范围的关注，主要在于其可能会对产业结构调整起到重大作用。在此基础之上，还必须能够清醒地认识到颠覆性创新潜在的危险性。一方面，颠覆性创新具有破坏性的特点，其可能打破原有产业生态格局，破坏经济社会稳定；另一方面，颠覆性创新的每一个环节都具有较大的不确定性，存在潜在的风险。颠覆性创新是一种后验式的创新，投入创新并不一定会带来收益。因此，要正确处理颠覆性创新的投入与产出关系。正确处理颠覆性创新对国家带来的正面和负面影响，必须建立健全相关制度，运用制度工具保障颠覆性创新保持良性、健康的发展。为了充分全面地认识颠覆性创新，扬长避短发展创新，必须完善相关政策法规，建立专门机构进行指导和监督，组建由各领域专家人才构成的技术发展顾问团队，确保实时掌握国际科技前沿动态，并根据我国国情作出调整，不盲目跟风，发展适合我国创新现状的颠覆性创新技术。

第二，完善颠覆性技术创新的培养环境。尽管国家已经将颠覆性创新发展提到了国家战略的高度，但具体的配套措施尚未完善。特别是在教育、文化环境等方面均存在诸多问题，重点表现在颠覆性创新领军人才短缺，相关的人才培养机制尚不健全。应创造培养和吸引创新型人才的教育和文化环境，特别是重点高校招收面向颠覆性创新的专门人才培养团队乃至“少年班”，从人才的角度来保障颠覆性创新发展。此外，应调整人才引进措施，放宽国际人才移民政策、促进国内外人才的交流协作，积极为我国的颠覆性创新发展创造宽松自由的人才环境。

第三，重视颠覆性创新所需要的基础研究工作。基础科学研究是颠覆性技术创新的前提，基础研究领域是原始创新最活跃的领域，同时也是颠覆性技术产生的重要源泉。无论是开放性创新还是颠覆性创新，都必须要强调基础研究的重要作用。我国在基础科学研究领域与发达国家的差距较为明显，一方面，我国基础研究的起步晚于西方发达国家；另一方面，改革开放以来为了实现我国在经济及科技领域的迅速赶超，我国主要采取了向西方发达国家学习的创新发展思路，对于国家自身的基础科学研究领域的发展重视不足。我国在基础科学领域的自主创新能力较弱，在相关领域的资金投入也较少。随着经济的发展和国家创新发展的需要，必须从国家层面充分重视基础研究在国家创新战略中的重要作用。目前国家自然科学基金委已经做出了初步的课题探索，但需要进一步加大研究投入，形成研究能力。

第四，不断提高企业在颠覆性创新发展中的主体地位。企业是创新的重要主体，企业在颠覆性创新技术的研发、转化等各个环节都扮演着重要的角色。在庆祝改革开放40周年大会上，习近平总书记提出“充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥政府作用，激发各类市场主体活力”。由此可见，必须强化企业在颠覆性创新发展过程中的主体作用，完善以企业为主的颠覆性创新发展新体系，破除制度的障碍，充分体现企业的创新活力。在企业微观层面鼓励企业建立项目实验室、“创意市场”、虚拟协作创意团队、颠覆性创新中心、颠覆性创新俱乐部等。这些承担颠覆性创新的战略事业单位在结构上与主体组织分离，有利于帮助企业保护新技术开发免受组织惯性和技术惯性的影响，设立有助于颠覆性创新的组织模式。

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