我国研发投入中基础研究最优配置区域差异性研究

张彦红

（贵州省科技评估中心，贵州 贵阳 550002）

R&D（科学研究与试验发展）是指增加知识和运用知识来创造新应用的系统性、创造性科学技术活动[1]，包括基础研究、应用研究、试验发展三类活动，三类活动的特质性和差异化特征构成了创新的“线性模型”。基础研究是原始创新的源头，也是增强自主创新能力根本途径，基础研究强度（基础研究经费/R&D 经费）和R&D 强度（R&D/GDP）是衡量一国科技实力和创新能力的两个重要指标。实践表明，科技强国均是基础研究强国，没有强大基础研究作为支撑的科技强国根本无从谈起，因此，我国要加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强，必须从战略上加强对基础研究的重视。

一、相关理论

根据OECD 和国家统计局对基础研究的定义，基础研究是指为获得关于现象和可观察事实的新知识、新发展、新学说而开展的实验性和理论性研究，均强调基础研究不以任何专门或特定的应用和使用为目的。基础研究是科学之本和技术之源，制约和决定了应用研究和实验发展的稳定与成效，但是由于基础研究不以专门和特定应用为目的，基础研究成果不具有排他性，且难以直接市场化和商业化，同时由于基础研究难度高、周期长和创新风险大，导致社会资本投入激励不足，因此基础研究一直是各国R&D 经费投入重点领域和学术界关注的热点。

现有相关理论文献多基于我国基础研究经费投入的历史数据与世界创新强国的对比分析，来研究我国基础研究经费的投入状况、强度目标和存在问题[2-6]，部分学者研究了基础研究经费特征及从产业角度探讨其对技术创新的作用机理[7-8]，随着经济发展水平的提升，基础研究战略性、公益性与先导性作用日益凸显，基于研发驱动增长模型，国内外研究视角逐渐由R&D 投入规模转向R&D 投入结构，关注封闭经济体内基础研究的差异化作用对科技创新和经济增长的影响[9-11]，这些理论模型和实证研究为我们深入理解基础研究的作用程度和作用路径奠定了基础。

虽然学术界对基础研究的重要性已达成共识，但是在不同发展阶段和创新资源限制条件下，政府需根据成本和收益来决定基础研究强度以及实现基础研究与应用研究、试验发展的平衡增长，是不是基础研究投入越大越好？R&D 经费投入中基础研究经费如何合理配置？这实质上是如何合理配置基础研究资源实现经济效用最大化的问题，相关研究多侧重于R&D 和基础研究投入的规模视角，对约束条件下R&D 投入结构及其基础研究强度的研究分析尚显不足。

二、我国各区域R&D 和基础研究投入分析

为了便于分析和研究，按照国家统计局关于经济带的区域划分标准，将我国分为东部地区（北京、天津、河北、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南）、中部地区（山西、安徽、江西、河南、湖北和湖南）、西部地区（内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆）和东北地区（辽宁、吉林和黑龙江），探讨不同区域研发投入和基础研究强度的差异性。

“十三五”时期，我国R&D 经费由2015 年的14 169.88 亿元增加到2020 年的24 393.11 亿元，年均增速为11.48%，而同期东部地区、中部地区、西部地区和东北地区R&D 经费的年均增速分别为10.65%、15.06%、13.16%和5.88%，中部地区和西部地区R&D 经费增速高于全国水平，而东部地区R&D经费增速略低于全国水平，东北地区R&D 经费增速仅为全国的一半；我国R&D 经费内部支出结构中，基础研究经费由2015 年的716.12 亿元增加到2020年的1 467 亿元，年均增速为15.42%，而同期东部地区、中部地区、西部地区和东北地区基础研究经费的年均增速分别为16.15%、18.51%、13.10%和8.44%，东部地区和中部地区基础研究经费年均增速高于全国水平，为我国基础研究提升做出重要贡献，而西部地区和东北地区基础研究经费的年均增速低于全国水平，尤其是东北地区无论是R&D 投入还是基础研究投入增速均低于全国，需引起足够的重视。

基于基础研究与应用研究、试验发展协调发展视角，基础研究强度通过基础研究经费投入占R&D经费投入的比重来衡量国家或者区域研发投入结构和创新资源配置的动态变化。虽然我国基础研究投入规模总量不断扩大，但是“十三五”期间我国基础研究强度却维持在5%左右水平（见表1），而2019年美国、日本、韩国和意大利的基础研究强度分别为16.4%、13%、14.7%和21.3%，因此在我国R&D经费结构中基础研究投入相对处于较低水平。值得注意的是，从区域分布来看，东部地区基础研究强度与全国水平相当，中部地区基础研究强度略低于全国，西部地区和东北地区基础研究强度超过全国水平。

表1 我国各区域基础研究经费强度

研发投入的结构变化与研发资源配置注意力密切相关，针对不同的发展水平、创新环境、产业结构和创新资源禀赋，只有合理配置创新资源并形成与区域经济发展水平相适应的研发经费投入结构，才能有效提升创新驱动高质量发展的经济效用，忽略经济发展阶段过高或者过低投入基础研究，都不利于区域经济发展，因此不能简单地判断各区域基础研究强度的合理性，必须要在区域经济发展阶段和创新资源限制条件下，识别研发资源中基础研究投入的合理配置比重，才能实现创新驱动高质量发展的经济效用最大化。

三、各区域基础研究强度最优比重测度

在创新资源约束条件下，研发投入中基础研究、应用研究和试验发展必然存在此消彼长的关系，基于包含要素结构的内生经济增长理论研究框架，我们将研发投入分解为基础研究（RB）投入和非基础研究投入（RP，即应用研究和试验发展），探讨研发投入中基础研究经费和非基础研究经费不同的比例组合对经济增长的影响，测度实现经济效用最大化背景下R&D 投入中基础研究和非基础研究最佳配置比重。

经济学领域用效用函数来衡量消费不同商品组合与消费者所获得的效用之间的关系，常用Cobb-Douglas 效用函数来衡量既定资源限制条件下效用最大化的问题，Cobb-Douglas 效用函数可表达为：

式（1）中，x1，x2分别表示两种不同商品的消费数量，U（x1，x2）表示消费上述不同数量的两种商品消费者所获得效用，α、β 代表消费者对这两种商品的偏好程度，消费者对某种商品消费的偏好越高，表示消费者消费这种商品的意愿越强烈。

假定P1、P2表示x1，x2这两种商品的价格，那么消费者消费不同数量组合的x1，x2商品的成本方程函数可以表达为：

将上述两个函数方程结合，可以解决在既定约束成本下效用最大化或者在成本最小化的问题。

我们可以把研发经费投入中基础研究经费和非基础研究经费作为两种商品，研发投入推动经济高质量发展作为消费不同数量组合的基础研究和非基础研究产生的效用，用Cobb-Douglas 的效用函数方程来测度研发投入中基础研究和非基础研究的不同数量组合所产生的经济效果，据此可计算出经济效用最大化条件下研发投入中基础研究经费和非基础研究经费的最优结构比重。

根据以上方程，建立各区域R&D 经费投入中基础研究经费和非基础研究经费最优比重结构测算函数方程组合：

其中，RB 和RP 分别表示研发投入中基础研究经费和非基础研究经费数量，U（RB，RP）表示投入基础研究经费和非基础研究经费所产生的经济效用，η、ϑ 表示研发经费投入中基础研究经费和非基础研究经费的比重，Prb、Prp分别表示基础研究经费和非基础研究经费的价格或者成本，C 表示总成本。对数等价变换方程组合（3）可得出以下模型：

运用方程组合（4）就可以测度经济效用最大化条件下各区域R&D 投入中基础研究和非基础研究最优结构比重，首先我们需要确定基础研究和非基础研究的产出弹性η、ϑ 和成本Prb、Prp。

η、ϑ 分别为各区域R&D 投入中基础研究经费和非基础研究经费（应用研究和试验发展）的比重，“十三五”时期东部地区、中部地区、西部地区和东北地区基础研究经费比重的平均值η 分别为0.06、0.04、0.07 和0.09（见表1），非基础研究经费比重的平均值ϑ 分别为0.94、0.96、0.93 和0.91；我们将各区域基础研究和非基础研究的人员成本作为各区域基础研究和非基础研究投入的成本，通过表2 可以得出，“十三五”时期东部地区、中部地区、西部地区和东北地区基础研究人员成本平均值，Prb分别为41.38 万元/ 人年、26.23 万元/ 人年、25.75 万元/人年和19.27 万元/人年，非基础研究人员成本平均值Prp分别为45.23 万元/ 人年、43.72 万元/ 人年、47.27 万元/人年和45.88 万元/人年。

表2 我国各区域基础研究和非基础研究人员成本

将东部地区、中部地区、西部地区和东北地区的η、ϑ 和Prb、Prp的取值分别代入模型（4），如东部地区可以得出：

通过方程组合（5），求解U 最大时RB 和RP 的比值，就可以得出经济效用最大化条件下东部地区R&D 投入中基础研究经费和非基础研究经费的最优结构比重。建立方程组合（5）的拉格朗日方程：

对（6）分别关于RB、RP 求偏导数得出：

就当前我国各区域经济发展阶段和创新基础，我国东部地区、中部地区、西部地区和东北地区研发投入中基础研究经费和非基础研究经费的最优比重结构应分别为0.07∶1、0.069∶1、0.138∶1 和0.235∶1，即东部地区、中部地区、西部地区和东北地区的基础研究最优强度分别为6.52%、6.43%、12.14%和19.06%，此时各区域研发投入能够实现科技创新驱动经济高质量发展效用最大化。而“十三五”时期我国东部地区、中部地区、西部地区和东北地区基础研究强度的平均水平分别为5.66%、4.02%、6.82%和9.37%，与所测度最优基础研究强度相比，我国各区域基础研究强度均相对较低，尤其是西部地区和东北地区基础研究强度仅为所测度最优强度的一半。

四、结论与启示

基于内生经济增长模型研究视角，将研发投入分解为基础研究投入和非基础研究投入，在创新资源有限性约束和经济效用最大化条件下，测度“十三五”时期东部地区、中部地区、西部地区和东北地区的基础研究最优强度应分别为6.52%、6.43%、12.14%和19.06%，各区域实际基础研究强度均相对较低。基于上述结论，获得以下启示：

第一，增加基础研究投入，优化研发投入结构，研究结论表明越是发展不充分的区域越应该重视基础研究，研发资源分配时应综合考虑基础研究和非基础研究的作用，优化基础研究与应用研究、试验发展的经费结构比例，通过研发资源的最优配置来实现科技创新驱动经济高质量发展效用最大化。

第二，政府对科研机构和研究型大学要有明确的基础研究差异化定位。首先要鼓励以顶尖科学家为核心的自由探索基础研究。其次基于科研机构自身使命导向，需提供稳定的经费来支持科研机构专心服务好国家科技战略，对于依托国家大科学装置开展战略性基础研究的科研机构，需要适度限制第三方经费投入以保障研究始终符合国家战略需求；最后，国家基金作为主要面向高水平研究型大学高度竞争的经费来源，鼓励通过竞争来择优支持高水平基础研究。

第三，引导地方财政重视基础研究，新古典经济学家认为基础研究具有显著的正外部性和非排他性，必须由政府投资才能解决基础研究市场失灵的问题。各区域应充分认识基础研究在区域创新中的战略作用，以国家重点研发计划和省部共建国家创新平台为抓手，引导地方财政加大对应用基础研究投入，形成中央与地方共同支持基础研究的联动机制，构建财政科技资金稳定性和竞争性合理配置的基础研究支持机制。

第四，调动企业对基础研究投入的积极性，利用产业技术联盟等形式，加强企业与头部企业、高等院校和科研院所在行业共性基础研究合作，降低基础研究成本；制定激励企业基础研究投入的财税政策和评价体系，在知识产权、税收、融资等方面予以支持，有效保障企业基础研究及后续研究的顺利开展。

第五，改变基础研究评价模式，重视基础研究事前评价，由于基础研究是好奇心驱使与使命导向，因此需要高度重视科学家和基础研究项目的事前评价，尤其是要加强学科带头人和处于领导岗位的科学家的事前评价；咨询评议过程中，要由国内外核心科学家组成咨询委员会，以国际化视野来开展事前和事后评价，并注重文献计量工具运用，确保基础研究成果质量；评价过程面向社会适度公开，评价结果要差异化运用并落到实处，鼓励面向国家科技战略和国际科技前沿的长周期基础研究。

第六，开辟基础研究经费新来源，多数创新型国家基本形成以政府为主，企业、大学和非营利部门共同支持基础研究的多元化投入格局[12]，而我国基础研究经费投入中高校自筹经费、慈善机构捐款以及社会资本尚处于缺位状态，通过部署重大基础研究项目、营造重视基础研究创新氛围和制定相关优惠政策，引导研究型大学、社会公益、金融资本等投入基础研究。