高校基础科研创新如何实现？——结合“2017年度中国科学十大进展”的表征数据

罗志敏，马浚锋

（1.郑州大学，河南 郑州 450001；2.广州大学，广东 广州 510006）

一、引言：高校是我国基础科研的绝对主力

2018年3月，科技部公布了“2017年度中国科学十大进展”，其中8项都是由清华大学等高校完成的。这些令世人瞩目的科技成就，都是国际上量子、纳米、脑科学等领域的前沿成果，也都是基础科学研究领域中的重大原创性科研成果。2018年7月，教育部在继党的十九大报告强调“强化基础研究”以及国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》之后，同时印发了《前沿科学中心建设方案（试行）》和《高等学校基础研究珠峰计划》。基础科学研究（以下简称“基础科研”）之所以受到如此重视，就在于在整个科技创新体系中，基础科研是科学之本、技术之源，引发人类经济和社会翻天覆地变化的新兴产业都与基础研究的重大突破紧密相关[1]。

基础科研是指揭示某一自然或社会规律，获取新知识、新原理、新方法的研究活动。高校（尤其是研究型高校）一直是一国基础科研创新的生力军。依托高校发展基础科研，也一直是美国、德国、英国、日本等发达国家的通行做法和成功经验。这是因为，与其他科研机构相比，高校在人才、学科、设备、信息等方面具有适应基础研究的综合比较优势。高校（尤其是研究型高校）大都拥有一支老中青相结合的、思想活跃的、包含大量本科生和研究生的科研梯队，拥有有利于产生新思想、新理论、新方法且又有利于组织跨学科团队实施重大课题攻关的多门类学科专业，拥有先进的基础研究基地和科研设施，由此高校获得了从事基础科研的比较优势。

近年来，我国高校的基础科研实现了很明显的发展，在全球排名中的位置也在迅速上升，无论研发支出还是产出数量与质量均是如此。但也存在一个不容忽视的问题，即缺乏前沿的原创性成果。如单就基础科研成效的重要指标SCI论文来讲，2017年我国科研论文发表数量、论文被引用次数虽然均跃居世界第二，但各学科归一化引文影响力指标（FWCI值）却低于世界平均值。[2]这一巨大的反差，反映了我国基础科研的薄弱，最突出的表现就是标志性创新、颠覆性创新不多，真正具备国际引领性的原创研究尤其缺乏。

那么，在我国当前的环境背景下，高校的基础科研如何才能取得原创性的成果呢？或者说，高校基础科研创新需要什么因素或条件才能实现呢？带着这一问题，本文将在建构相关理论解析框架的基础上，结合“2017年度中国科学十大进展”中由高校完成的8项重大基础科研成果所呈现的表征数据，对影响高校基础科研创新的有关因素进行案例分析，以期得出对高校今后推进基础科研工作有益的结论和启示。

二、基础科研的影响因素：一个解析框架

对于影响基础科研的因素，陈雅兰等[3]将基础科研创新纳入原始性创新范畴，对其影响因素及演化机理进行了探究，认为原始性创新是在原始积累、核心人物、创新文化、激励机制、原创技巧、科研兴趣以及团队协作等七个影响因素的综合作用下发生的。唐筠、吴彦妮[4]的研究则只专注于科研人员本身，发现教育经历、访学经历以及学缘关系会对科研产生一定的影响。卜琳华、蔡德章[5]通过扎根理论所得出的发现则较为全面，他们认为，影响成果产出的因素有4个——外驱因素、内驱因素、中介因素和调节因素。以上文献表明了一个事实，那就是基础科研创新作为一个由不同要素以不同方式相互关联组成的复合体，总会受到一些内、外因素的影响[6]，即其影响因素无外乎都可以划分为内因和外因两个层面。

以此为基础，本文将内、外因素又进一步划分为四个维度：个人层、团队层、平台层以及制度层。其中，前两者可归结为内因，后两者可归结为外因。与此同时，本文按照“事物的性质主要是由主要矛盾的主要方面决定的”这一哲学原理，个人层主要提取“项目带头人”因素，团队层主要提取“科研团队”因素，平台层主要提取是否具备“科研平台”因素，制度层主要提取是否具备“制度环境”因素。在此基础上，本文再继续进行细分，找出影响基础科研创新的最关键因素，以建构本文研究的解析框架。

（一）项目带头人与基础科研

项目带头人作为整个科研团队的主心骨，会直接关涉到科研团队建设以及基础科研项目的成效。对项目带头人的研究，主要集中于项目带头人对科研创新的影响，即项目带头人需要具备何种特质以实现科研创新。如表1所示，这些特质大体上可划分为四类：（1）较高的学术造诣和学识水平、较高的学术影响力和专业研究能力、独特的知识结构；（2）充分的时间和精力、求知欲与进取心、良好的身心素质、治学的“孤往”精神；（3）前瞻性、趋势把握能力、国际化的视野；（4）严谨的治学态度、高尚的品德与责任感。

以此为参照，结合基础科研的特点，本文将项目带头人因素划分为四个方面：（1）教育及工作经历；（2）科研兴趣；（3）科研精神；（4）知识积累。 鉴于知识累积得益于个人的教育及工作经历，科研精神也以科研兴趣为基础，本文将其进一步归结为两个因素——科研兴趣与精神、知识及经验累积。

表1 项目带头人的胜任力特征

（二）科研团队与基础科研

科研团队是高校进行基础科研工作的有效组织形式。早在1964年，就有学者开始分析团队对科研绩效的影响[13]，并逐步拓展到高校科研领域（见表2）。

表2 科研团队对科研绩效的影响因素

科研团队对包括基础科研在内的科技创新的影响，无论是基于何种视角的研究，都离不开两个维度——内部的团队组织结构和外部的团队创新环境。内部主要体现在科研团队是否具有足够的人才储备，外部则主要体现在团队内部人员之间、团队与其他个人或团队之间的合作。为此，本文将科研团队对基础科研的影响归结为两个因素——人才储备、跨界合作。

（三）科研平台与基础科研

科研平台是高校基础科研创新的基础保障和前提，也是高校基础科研实力的体现。[20]但是，倘若平台没有充裕的经费投入，即使是最先进的科研实验室，恐怕也难以发挥其作用。例如，刘和东[21]结合我国1985-2006年的相关数据，发现原始创新能力与财政投入有很强的相关性，而且从长期来看，财政投入对于原始创新能力具有持续的双向促进效应。

本文认为，在科研平台方面，如果重点实验室或研究中心等科研基地为高校基础科研创新的实现提供了基础设施，那么，充裕的科研经费则是创新实现的动力源泉。为此，本文将科研平台对基础科研的影响归结为两个因素——经费支持、基地平台。

（四）制度环境与基础科研

在本文看来，基础研究的制度环境，主要是掌握公权力的政府机构针对基础科研的发展所做的顶层设计以及具体的制度安排。从历史经验看，政府针对基础科研创新周期长、难度大、风险高等特性，对涉及人员实行不同类别和层次的人才激励（资助）计划，这一制度最具有针对性，其政策效应也最为明显。刘云和杨芳娟[22]的实证研究也从不同角度证实了这一点。

从20世纪90年代起，我国相继出台了若干科研人才激励计划，其中就包括中组部“千人计划”、中科院“百人计划”等一系列主要面向基础科研创新的人才资助和激励计划，并围绕这些计划配置了包括科研管理、人事制度、评价与保障机制等在内的政策措施。基于此，本文将制度环境对基础科研创新的影响归结为一个因素——人才激励计划。

（五）小结：一个解析框架

基于上文对基础科研创新影响因素所做的探讨和分析，可为接下来的案例分析建构一个解析框架（见图1）。

图1 高校基础科研创新影响因素四维度解析框架

三、八项代表性基础科研成果的案例分析①

（一）案例概况

在科技部公布的“2017年度中国科学十大进展”中，高校以压倒性的优势独占八席，且都是重大原创性基础科研成果（见表3）。例如：成果“实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态”，使我国在量子通信技术发展和空间尺度量子物理领域站在了世界的前沿；成果“酵母长染色体的精准定制合成”原创性地建立了基因组缺陷靶点快速定位方法，被《科学》与《自然》杂志称为“第一个全合成真核生物基因组的重要里程碑”；等等。

表3 “2017年度中国科学十大进展”（高校部分）概览

（二）案例剖析

1.个人层

其一，浓厚的科研兴趣与执着的科研精神。科研创新工作强调杰出精英的作用，就在于其个人特质在其中扮演着关键角色，而对研究问题有着广泛的兴趣更能接近问题核心且能解决问题。[23]与此同时，个人所持的自信与执着，则使他们能够容忍研究观点的差异，并坚持发展自己的原创想法。[24]这也就是说，浓厚的科研兴趣使研究者在基础科研创新中能保持动力和定力，同时，基础科研周期长、出成果慢的特性也要求研究者具有执着的科研精神。八项代表性基础科研成果，无不体现了项目带头人浓厚的科研兴趣和执着的科研精神。例如，潘建伟首次接触量子物理时，便产生了浓厚的兴趣。他在2001年回中科大组建实验室时，便像“候鸟”一样国内国外两头跑，一边在国外学习经验，一边指导国内的研究生建立实验室。在科研过程中，他与时间“赛跑”，每周工作7天、每天超过12个小时。又如，高原宁从2000年回国以来便一直坚持研究，三十年如一日地潜心于科研。当媒体问及其科研动力时，他答道，“选择了你挚爱的事业，哪怕一辈子都耗在上面也是值得的”。

其二，长期的知识及经验累积。在科研人员的“包囊”或“工具箱”中，知识、技能、技术工具、科研经验等都是其从事科研创新的必要条件，虽然很难确定它们各自的作用比重[25]，但却共同作用于科研人员的创新工作[26]。基于此，本文至少可以认为，长期的知识及经验累积是进行基础研究创新的一个重要基础和前提。从以上八个案例中可以看到，项目带头人都有一个长期的知识积累过程，这一过程也伴随着他们长期在国内外高水平教学或研究机构进行学习和工作的经历。例如，程和平在获得了美国马里兰大学医学院生理系博士学位后，曾任美国NIH老年研究所心血管科学实验室钙信号研究室主任、资深研究员。他研习数学、力学、生物学、无线电电子学等学科，多学科的交叉和贯通，奠定了他扎实的学术基础。

2.团队层

其一，人才储备。一些文献所作的调查发现，团队的整体素质、能力影响着科研创新的成功率和风险[27]，这也就意味着，基础科研创新的实现，需要科研团队的领导者建设和拥有一支群英荟萃、后备力量充足的队伍[28]。在本文看来，通过教学、学术交流、选派成员出外访学等方式进行人才储备，不仅是科研团队建设的基础，也是基础科研创新不可或缺的一环。这是因为，基础科研创新并不是一朝一夕就能完成的，也越来越无法依靠研究人员的“单打独斗”就能完成，缺少厚实的人才储备，它就不能持续下去。案例中，各带头人都有各自的人才储备方式。例如：吕昭平委派研究人员和研究生到国际学术大师的科研团队里去做短期访学及研究工作，并联合发表学术论文；元英进把美国霍普金斯大学“构建基因组”课程引进到天津大学，并派学生前往美国实验室学习。

其二，跨界合作。在基础科研创新中，增加科研合作伙伴，不仅有利于激发新的创新思想，也有利于科研创新能力的提升。[29]随着基础研究的深入，遇到的研究问题也越来越复杂，跨学科、跨领域、跨国界的团队合作已成为推进基础科研创新的趋势。[30]例如：元英进团队与来自美国、英国、澳大利亚等国的科学家形成了国际联盟，同时与美国纽约大学、华大基因、英国爱丁堡大学、法国巴斯德研究所等通力合作；程和平团队不仅囊括了数学、力学、生物学、无线电电子学等学科的专家学者，同时还与来自北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、生物动态光学成像中心、生命科学学院、工学院以及中国人民解放军军事医学科学院的专家学者组成了跨学科攻关团队。

3.平台层

其一，经费支持。诸多研究文献认为，经费投入力度决定了社会各部门承担科研创新风险的程度，高强度的经费投入能够使研究者大胆尝试，进而提高创新产量和能力[31]，在高校基础科研创新方面也同样如此。案例中科研人员之所以能取得令世人瞩目的科研成就，自然离不开政府及所在高校的大量经费支持（见表4）。例如，元英进团队先后获得了国家自然科学基金，中国科技部、教育部博士点专项经费，中国高等教育博士项目研究基金，以及清华大学科研启动基金等多项经费支持。除此之外，他们还得到国家“863计划”“合成生物技术”重大项目经费资助。再如，程和平团队除了得到国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制专项支持之外，还得到北京协同创新研究院、中科创星等社会资金的扶持，先后共获得相关支持高达7467万元。

表4 科学进展项目研究起始年份及所获经费支持（单位：万元）

其二，基地平台。有学者认为，科研活动越来越依赖外部资源，也需要不断扩散的、广泛的合作关系以实现资源交换。这意味着科研组织要进行科研创新，就需要借助一定的媒介也就是基地平台来实现资源的汲取和交换。[32]在本文看来，先进、齐备的科研设施及办公场所等物质条件，就是基础科研创新所倚重的基地平台。基地平台对基础科研创新的支撑作用在案例中皆有充分的体现。例如，马丁团队依托北京大学化学与分子工程学院先进催化实验室、大连理工大学碳素材料研究室、中国科学院山西煤化研究所以及中国科学院真空物理重点实验室。再如，程和平团队依托北京大学分子医学研究所和钙信号实验室、北京大学信息科学技术学院应用电子学研究所、北京大学量子电子学研究所以及区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室。

4.制度层

设计合理的人才奖励计划一直以来都是管理部门解决某一领域人才稀缺、提高绩效的有效方案[33]，同时也被认为是科学创造力的重要驱动因素[34]。在我国，以赋予某种科研荣誉称号为主要特征的人才激励计划，其有效实施一方面能够吸引更多的人才潜心基础科研，另一方面也能激励科研人员在科研工作中拥有不断追求科研创新的动力和激情。案例中，各科研团队的项目带头人均入选人才资助计划。潘建伟入选国家“千人计划”和中科院“百人计划”；周德敏入选教育部“长江学者”奖励计划；高原宁入选清华大学“百人计划”；马丁入选中国科学院“百人计划”；吕昭平入选教育部“长江学者”奖励计划；尤力入选国家“千人计划”；元英进入选国家“千人计划”；程和平则同时入选国家“千人计划”以及教育部“长江学者”奖励计划。

概而言之，以上案例分析表明，影响基础科研创新的个人、团队、平台、制度因素是共同作用、相互影响、相互促进的，将其割裂开来或单独讨论，都难以整体性地认识和把握影响高校基础科研创新的因素。在以上四个因素中，个人和团队层面是基础科研创新的内因，是基础科研的实施主体和动力源泉；科研平台和制度环境则是外因，它们为基础科研创新的实现提供了外在的保障和支撑。

四、几点发现与启示

上文结合案例所进行的剖析，为今后我国高校尤其是“双一流”建设高校推进基础科研工作带来一些有益的启示。

其一，必须明确和突出基础科研在高校整个办学实践中的重要地位与作用。当前，我国高校面临的一大问题就是处理不好基础科学研究与应用研究的关系。学校如果过多地投入到产品开发或机构咨询中，就会走上避长扬短的弯路。按照一种形象的说法，高校这样做就是“耕了别人的地，荒了自己的田”，做了大量本该由企业研发机构做的工作。为此，针对基础科研依然是我国科技创新领域的短板和痛点、仍然是高校整个创新体系中的“结构性矛盾”这一现实，高校，尤其是具有一定科研基础和实力的“双一流”建设高校，需要回归大学科研本位，将基础科研作为今后发展的一个“主战场”，保持定力，耕好基础科学研究这块“责任田”。

其二，科学地甄别和使用人才是高校实现基础科研创新的第一步。在八项高校基础科研重大成果的案例中，项目带头人并非全数是国外高校培养的人才。例如：周德敏是北京医科大学与日本筑波大学联合培养博士；高原宁是北京大学理学博士；马丁是中国科学院大连化学物理研究所博士；元英进是天津大学化工系化学工程专业生化工程方向博士。此外，他们的团队成员也大都是国内高校培养的人才。由此可见，我国高校尤其是一些研究型高校所拥有的科研条件并不比国外高校落后多少，也完全有能力培养出优秀的基础科研人才。而在人才引进中，高校也要做好辨才、选才的工作，不能一味地偏好“海归”而冷落“本土”人才，否则就是对自身教育的不自信，也会导致人才的流失。

其三，培养和激发科研人员的科研兴趣和科研精神是高校实现基础科研创新的基础。纵观八项高校基础科研的重大进展，其背后都隐藏着科研人员浓厚的科研兴趣和执着的科研精神。因为创新没有捷径，而是一项艰苦、长期、曲折、复杂的智力劳动，需要科研人员不仅对自己的工作有浓厚的兴趣，还要有一种不怕挫折与失败、持之以恒的执着精神。如元英进团队的基础科研成果历时四年，经历两位学生知难而退、实验遇阻停摆一年、测序结果糟糕等波折。如若没有对该研究领域的科研兴趣和科研精神，根本不可能将研究坚持下去。因此，高校应将科研兴趣和科研精神的培养和激发纳入到整个基础科研人才培养体系之中。

其四，积极寻求跨界合作是高校实现基础科研创新的关键。跨学科、跨地域的科研合作，可以使一个复杂的科研项目由多个人、多个小组共同完成。这一方面降低了科研难度，缩短了科研时间，降低了研究成本，另一方面，也使科研人员在相互的信息交换中时刻掌握所在研究领域的最新动态。在八项高校基础科研重大成果的案例中，没有一项成果不是通过来自多个不同背景和学科领域的科研人员之间的通力合作来完成的。2010年，当得知美国科学家杰夫·伯克发起了酒酿酵母基因组合成计划并寻求国际合作时，元英进团队主动加入，并与来自中国、美国、英国、澳大利亚和新加坡的科学家形成了国际联盟。正如元英进所说：“我们是命运共同体……事实证明，如果关起门来，即便有现在超过十倍的付出，也未必能取得今天的成绩。”[35]今后我国高校完全可以利用自身所具备的优势，在基础科研领域积极寻求与国内外优秀科研人员及团队的合作。

其五，完备的科研平台和充足的经费支持是高校实现基础科研创新的重要支撑。为科研人员提供设施完备的科研场所以及充足且持续的经费至关重要，否则，高校要实现基础科研创新只能是一句空话。从案例中可以看到，重大的基础科研成果都得到了大量的经费支持（见表4）。由于基础科研周期长、出成果慢，对其经费支持一是要足额、尽量满足其需要，二是要在项目推进过程中做到不削减、不中断。目前，我国基础研究经费占研发总投入的比例很低，多年来一直徘徊在5%左右。相比较而言，发达国家的基础研究经费占比则可达到15%-30%。[36]为此，高校还需要多方利用社会资源，除了建立基础科研经费投入保障机制之外，还要为科研人员及其团队提供舒适便捷的工作场所和先进的科研设施，让他们有充分施展才华的空间。

五、结语

本文结合最新案例所做的分析和研究，只是给高校实现基础科研创新理出了一些最基本的规律以及可资借鉴的路径。为了在基础科研领域涌现出更多像潘建伟、周德敏这样的科研人才，取得更多像“2017年度中国科学十大进展”所列示的、有国际影响力的创新性科研成果，高校尤其是“双一流”建设高校今后在推进基础研究工作时，不能全部寄希望于研究者凭自己的兴趣去自由探索，而是要用活国家已有的政策，结合学校的现有条件，采取一些针对性的、灵活的措施，引导和鼓励更多有潜质的科研人员去从事基础研究工作。总而言之，就是想尽一切办法、用尽一切可能的手段，最大限度地释放科研人员潜心基础科研的能量。

注释

①除特别说明外，案例中所列数据及材料大都来自于有关高校的官网及社会媒体报道。