科研项目创新性定义与类型分析

李 攀，宣 峰，王 强

（1.同济大学土木工程学院，上海 200092；2.金华市石门蓝镇开发建设有限公司，浙江金华 321000）

1 研究背景

创新是引领发展的第一动力，党和国家把坚持创新列为五大发展的理念之首。习近平总书记强调要把创新放在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。国家自然科学基金委员会［1-2］提出了突出原始创新，切实提升培育重大原创成果的能力，夯实创新发展的源头基础的4 类科学问题属性资助导向。科技创新，已经成为我国最为关注的发展方向。

Schumpeter［3］首次提出了创新理论，即以不同的方式进行组合创造出新的价值，定义了创新的一种方式和目的。哈佛大学商学院创新大师Christensen［4-6］提出并发展了“颠覆性创新”一词，但没有对颠覆式创新等概念进行界定。在科研项目评审中，往往要求评审专家就项目的创新性尤其原创性等方面进行评价，然而，科学界各个层次以及个人对“原创”“创新”“特色”等创新性概念的理解不尽相同甚至存在争议，申请者对如何表述或选择哪类项目感到困惑，评审者也会为具体的评审打分而为难。

目前诸多研究均是探讨科研管理制度的创新，鲜有针对“创新”“原始创新”“特色创新”等定义的解释和对科研项目创新属性的研究。创新类型术语表达得不规范，在科研项目申请和评审工作中容易产生巨大分歧，成为困扰科研工作者的问题。本研究试图从字源、词源层次深入分析创新的本义，分析创新本义与科研项目结构的关联性，并对科研项目创新性进行界定划分。

2 相关概念的词源本义

针对“创新”“特色”“原创”3 个常见创新概念相关词汇，依据《实用说文解字》（以下简称《说文》）分析其源头解释。

2.1 字源和词源本义

（1）“创新”的本义。在《说文》中［7］445：新，从斤、从木，辛声。据甲骨文，左边是木，右边是斧子。“新”是“薪”的本字，薪的本义是柴火，“新”的本义是用斧子砍伐木材。在《说文》中［7］131：创，从刀，仓声。金文，像一个躺着的人，手上脚上都有小竖，表示受了创伤，是个指事字，本义为创伤、伤口。显而易见，由“创”与“新”二字组成的“创新”一词本义是对木材砍伐，从而得到生火做饭的柴火；由本义而进行引申，创新是指在原有物质基础上进行改变，得到一种对人类有益的新物质。

（2）“特色”的本义。在《说文》中［7］281：色，指颜气也，从人从卪，本义指人或物体或景等表面的色彩。在《说文》中［7］33：特，朴特，牛父也。从牛寺声；朴，大也。显而易见，由“特”与“色”二字组成“特色”一词，本义是某种物质较同类物质在外形上显得比较大或颜色上不同；由本义而进行引申，特色指某物质的外形或颜色与同类物质的不同之处，而这种不同之处对人类幸福有一定提升作用。

（3）“原创”的本义。在《说文》［7］357中：原，水泉本也。泉，水原也。由“原”与“创”二字组成“原创”一词，本义是采取某种大刀阔斧的重大改变或进行重新组合方式，形成具有根本性或显著性提高幸福指数的新物质。

2.2 “原创”“创新”“特色”的本义区别

根据字源本义、词源本义，不难发现“原创”“创新”“特色”3 个词具有明显区别，具体如表1 所示。

表1 “原创”“创新”“特色”3 个词的本义区别

“原创”一词侧重于对物质进行大刀阔斧地改变、进行重新组装和整合，而且形成的效果是显著的，人类幸福指数也显著性提高。从以前的裸体状态到穿上新物质衣服，不仅得到了御寒效果，而且进入了文明状态——逐渐产生了羞耻之心、爱美之心。“创新”一词，侧重于对物质进行较小地改变、提取了某种物质，而形成的效果是明显的，人类幸福指数明显提高。原先人类靠漫山遍野地剪小树枝，转变为用刀砍大树枝变成小木块，方便了生活。“特色”一词侧重于物质的结构没有发生变化，但是外形和颜色发生了变化，并产生了一定的有益效果。相比一般的牛，某头牛体型比较大、能干更重的活，使得人类幸福指数得到一定提高。

3 创新的本义与科学研究的关联性分析

通过字源本义的分析，得到创新本义是在现有的思维模式的范围外，提出有别于常规或常人思路的见解，利用某种知识或物质，在特定的环境中，本着理想化需要或为满足社会需求为目的而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境，并能获得一定有益效果的行为。对上述六要素进行语序调整，创新定义描述为：（1）在特定的环境中；（2）本着理想化需要或为满足社会需求；（3）在现有的思维模式的范围外，提出有别于常规或常人思路的见解为导向；（4）利用某种知识或物质；（5）而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境；（6）并能获得一定有益效果的行为。

不难发现，上述创新本义与国家自然科学基金等有关科学基金设立的科学研究项目的关注点相同。第一句，在特定的环境中，对应科研项目的背景；第二句，本着理想化需要或为满足社会需求，对应科研项目的现状问题；第三句，在现有的思维模式的范围之外，提出有别于常规或常人思路的见解为导向，对应于科研项目的关键科学问题；第四句，利用某种知识或物质，对应科研项目的研究方法；第五句，改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境，对应研究内容、研究方案及关键技术问题；第六句，并能获得一定有益效果的行为，对应科研项目的研究意义。为了便于表述，创新六要素与科研项目关注点的关系梳理如表2 所示。

表2 创新六要素与科研项目关注点的关系

表2（续）

由表2 可得出以下几点结论：首先，“创新”是有使用和影响范围的，而其产生的有益效果程度也有区别；其次，有别于常规或常人的见解，体现了科学家对存在问题的认识能力的哲学高度；再次，利用现有的知识和物质，体现了科学家对人类过去和现在已有知识和物质的认知广度和深度；最后，改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境，体现了科学家的创作灵感、知识交叉以及操作实践等能力。

4 科学研究中的创新类型与定义

4.1 特定的环境——科研背景的类型

科学研究的背景问题大体分为四大类：一是跨越学科与方向的环境及产生共性问题；二是属于学科和方向的环境及产生共性问题；三是学科方向内部某一类环境及产生共性问题；四是某一个特定环境的具体问题。

（1）跨越学科与方向的环境及产生共性问题，是指对人类而言，需要共性面对和共性解决的问题。比如，白天和黑夜，无论是谁要面对黑夜，而黑夜导致了不像白天那么方便，共性需求就是晚上能像白天一样。

（2）属于学科和方向的环境及产生共性问题，指在某一学科和方向内部的共性问题。比如，电灯让人们居家免除黑夜的影响，但是在交通行业的长大隧道里的如何照明问题，就属于某一学科和方向的共性问题和共性需求。

（3）属于学科和方向内部某一类环境及产生共性问题，指在某一学科和方向的某一类环境中的共性问题。比如，在土木科学、轨道交通方向中隧道病害造成的安全隐患问题。

（4）学科和方向内部的某一特殊环境的问题。比如，在土木学科、轨道交通方向的隧道病害中，渗漏水病害对车辆行驶造成的安全隐患问题。

4.2 有别于常规的见解——关键科学问题

对于背景中问题的分析形成了不同思想见解，即关键科学问题，大体分为三类：一是在当时超越了人类已知知识体系和已知理论体系；二是在当时超越了已有学科方向的知识体系和理论体系；三是在当时属于已有学科方向内的某知识体系和理论体系。

（1）在当时超越了人类已知知识体系和已知理论体系，指的是某个人或某些人的意识和见解超出了当时绝大多数人类的认知范围，提出了截然不同的见解和理论。比如，哥白尼在16 世纪提出的日心说、牛顿在17 世纪提出的三大定律、爱因斯坦在20世纪初提出的相对论、普朗克等在20 世纪初提出的量子力学等。

（2）在当时超越了已有学科方向的知识体系和理论体系，指的第一次将某些见解或理论应用于某个学科和方向，在某领域提出了相应关键科学问题。如1934 年瓦特采用无线电波创造了雷达，应用于空中探测［8］，之后雷达由探空领域发展至探地领域。

（3）在当时属于已有学科方向内的某知识体系和理论体系，指的是在某一学科方向或特殊环境非首次应用某个见解或理论，但是对见解或理论进行了改进或完善，更清晰地展示关键科学问题。如针对之前仅用一个天线进行空中探测，有学者提出了多种频次雷达组成雷达阵列，增强信号识别的准确度和清晰度。

4.3 利用某种知识或物质——研究方法

研究方法大体分为两类：一是创造了新的知识和物质；二是利用已有的知识和物质。

（1）创造了新的知识和物质，比如，牛顿和莱布尼茨提出的微积分，从不同的角度和深度更有利于分析某些问题［9］。

（2）利用已有的知识和物质，指的是在某一领域和环境下，应用了某些已有的知识和物质。如火药源于炼丹，但是后来应用于攻城、开山凿隧道等。

4.4 改进或创造新的事物——方法、内容及技术

关键科学问题、研究方法与研究内容、研究方案及关键技术等都是对创新性的描述，相对而言，主要区别在于关键科学问题和研究方法对创新的表述是形而上的，而研究内容、研究方案及关键技术对创新性的表述是形而下的，即创新的体现更加具体化和实践化。大体也可以分为两类：一是创造了新的事物、方法、元素、路径、环境；二是改进了已有事物、方法、元素、路径、环境。科学研究中的七大创新类型如表3 所示。

表3 常见科学研究中的七大创新类型

（1）创造了新的事物、方法、元素、路径、环境。特别指出，这里“创造”是对人类认知而言，“新”的含义是指第一次出现在人类知识体系中。有些物质的特性人类能意识到，而有些物质可能超出当时人类认知范围。比如鸟类有翅膀可以在天空飞翔，带给人类的启发是——带翅膀的一样外形的东西应该能在天空翱翔，由此飞机被创造出来；而火药是在道士炼丹时发现的一种元素配合方式，这种元素组合可能纯属巧合，并不是任何启发所致。也就说，有些创造可能是突发灵感，也可能是仿生某种自然界的物质，这两种类型的创造定义为原始创新。即原始创新包括两种类型：在超出人类认知范围，而通过灵感或偶然，第一次出现在人类知识体系中的，属于原生性创新；在人类认知范围，通过仿生自然物质而出现在人类知识体系中的，属于仿生性创新。

（2）改造已有事物、方法、元素、路径、环境。一般情况下，常见改造行为表现在结构空间和应用时间上。

1）若对已有的事物，主要通过重新组合，从而产生了新的效果，定义为“组合式创新”。如坦克是由行走的“车辆+火炮+钢板”组成，产生了移动式可防御的攻击武器；在已知钢材中添加锰元素，形成了高强度的锰钢；中药成分经过搭配产生了意想不到的疗效等。

2）若对已有的事物，主要通过增加或减少，从而产生了新的效果，定义为“替代性创新”。如提取牛痘中的成分产生了治疗天花的效果；在某种植物中提取青蒿素产生了治疗疟疾的效果；通过替代普通飞机、汽车和坦克的某些部件，产生了不同的效果，超音速飞机、四驱汽车、海陆两栖坦克等由此诞生等。

3）若对已有的事物，主要通过转化应用环境，产生了有益效果，定义为“转用性创新”。如木材杀菌剂应用于除草剂、飞机副翼应用于潜艇副翼；在北京硬土地层建高楼的方法和技术，经过改进，实现了在上海软土地层建高楼的效果等。

4）若对已有的事物，主要通过改变尺寸或颜色等外观，产生了有益效果，定义为“特色性创新”。如小木船改为大木船、小飞机改造为大飞机，减轻了行驶颠簸的不舒适问题等。

5）若对已有的事物，在使用上改变了应用次序，产生了有益效果，定义为“次序性创新”。如地下建筑工程施工的台阶法，仅仅是通过施工顺序调整，使得施工更加安全、减小了对环境的影响；在矿山开挖中，通过调整爆炸次序，有效降低了安全事故、提高了工程质量等。

5 结论与讨论

本研究依据《实用说文解字》，首先从字源和词源角度分析“创新”及相关概念的本意，进而分析了创新定义与科学研究内涵的关联性，并基于此对科学研究中的创新类型进行了定义和划分。根据以上分析，提出若干方面的今后进一步思考如下：

（1）本研究对科学研究创新属性的定义和界定是基于字源、词源本义和创新的普遍性定义及其与科学研究特点的关联性，是定性的分析，那么，是否必要花费大的精力纠结创新性程度或定量评估，需要进一步研究。

（2）科学研究背景和共性问题、关键科学问题，反映了科研工作者的认识广度、深度、高度。我国自古从不缺乏解决问题的好见解和好方法等，但似乎没有重视理论提升和积累的历史，诸如活字印刷术、火药等，都没有得到持续性发展，反而为欧美国家提供了科技发展的“钥匙”。本研究对科学研究背景和共性问题及关键科学问题进行了划分界定，期望引起和促进科研工作者重视对研究背景和共性问题、关键科学问题的提升和凝练。

（3）从人类已知的伟大创新来看，科学研究的创新类型属性不是唯一评价指标，科学研究更侧重于有益效果。如国家自然科学基金的四大资助导向是以对人类产生有益效果为评价指标，其中“鼓励探索”侧重于期望未来会产生有益效果；“聚焦前沿”侧重于期望不久产生有益效果；“需求牵引”和“共性导向”侧重于期望有益效果的即时性。

（4）对科学研究的创新性属性进行界定，有助于科研工作者形成合适的研究态度——既不夜郎自大，又不妄自菲薄，以及建立正确的科研动机。无论所开展的科学研究属于哪种创新性属性，科研工作者首先应该树立正确的科研动机，即任何科学研究都应该以提高人类福祉为最终目标。