高校基礎科研創新如何實現？
——結合“2017年度中國科學十大進展”的表征數據

羅志敏，馬浚鋒

（1.鄭州大學，河南 鄭州 450001；2.廣州大學，廣東 廣州 510006）

一、引言：高校是我國基礎科研的絕對主力

2018年3月，科技部公布了“2017年度中國科學十大進展”，其中8項都是由清華大學等高校完成的。這些令世人矚目的科技成就，都是國際上量子、納米、腦科學等領域的前沿成果，也都是基礎科學研究領域中的重大原創性科研成果。2018年7月，教育部在繼黨的十九大報告強調“強化基礎研究”以及國務院印發《關于全面加強基礎科學研究的若干意見》之后，同時印發了《前沿科學中心建設方案（試行）》和《高等學校基礎研究珠峰計劃》。基礎科學研究（以下簡稱“基礎科研”）之所以受到如此重視，就在于在整個科技創新體系中，基礎科研是科學之本、技術之源，引發人類經濟和社會翻天覆地變化的新興產業都與基礎研究的重大突破緊密相關[1]。

基礎科研是指揭示某一自然或社會規律，獲取新知識、新原理、新方法的研究活動。高校（尤其是研究型高校）一直是一國基礎科研創新的生力軍。依托高校發展基礎科研，也一直是美國、德國、英國、日本等發達國家的通行做法和成功經驗。這是因為，與其他科研機構相比，高校在人才、學科、設備、信息等方面具有適應基礎研究的綜合比較優勢。高校（尤其是研究型高校）大都擁有一支老中青相結合的、思想活躍的、包含大量本科生和研究生的科研梯隊，擁有有利于產生新思想、新理論、新方法且又有利于組織跨學科團隊實施重大課題攻關的多門類學科專業，擁有先進的基礎研究基地和科研設施，由此高校獲得了從事基礎科研的比較優勢。

近年來，我國高校的基礎科研實現了很明顯的發展，在全球排名中的位置也在迅速上升，無論研發支出還是產出數量與質量均是如此。但也存在一個不容忽視的問題，即缺乏前沿的原創性成果。如單就基礎科研成效的重要指標SCI論文來講，2017年我國科研論文發表數量、論文被引用次數雖然均躍居世界第二，但各學科歸一化引文影響力指標（FWCI值）卻低于世界平均值。[2]這一巨大的反差，反映了我國基礎科研的薄弱，最突出的表現就是標志性創新、顛覆性創新不多，真正具備國際引領性的原創研究尤其缺乏。

那么，在我國當前的環境背景下，高校的基礎科研如何才能取得原創性的成果呢？或者說，高校基礎科研創新需要什么因素或條件才能實現呢？帶著這一問題，本文將在建構相關理論解析框架的基礎上，結合“2017年度中國科學十大進展”中由高校完成的8項重大基礎科研成果所呈現的表征數據，對影響高校基礎科研創新的有關因素進行案例分析，以期得出對高校今后推進基礎科研工作有益的結論和啟示。

二、基礎科研的影響因素：一個解析框架

對于影響基礎科研的因素，陳雅蘭等[3]將基礎科研創新納入原始性創新范疇，對其影響因素及演化機理進行了探究，認為原始性創新是在原始積累、核心人物、創新文化、激勵機制、原創技巧、科研興趣以及團隊協作等七個影響因素的綜合作用下發生的。唐筠、吳彥妮[4]的研究則只專注于科研人員本身，發現教育經歷、訪學經歷以及學緣關系會對科研產生一定的影響。卜琳華、蔡德章[5]通過扎根理論所得出的發現則較為全面，他們認為，影響成果產出的因素有4個——外驅因素、內驅因素、中介因素和調節因素。以上文獻表明了一個事實，那就是基礎科研創新作為一個由不同要素以不同方式相互關聯組成的復合體，總會受到一些內、外因素的影響[6]，即其影響因素無外乎都可以劃分為內因和外因兩個層面。

以此為基礎，本文將內、外因素又進一步劃分為四個維度：個人層、團隊層、平臺層以及制度層。其中，前兩者可歸結為內因，后兩者可歸結為外因。與此同時，本文按照“事物的性質主要是由主要矛盾的主要方面決定的”這一哲學原理，個人層主要提取“項目帶頭人”因素，團隊層主要提取“科研團隊”因素，平臺層主要提取是否具備“科研平臺”因素，制度層主要提取是否具備“制度環境”因素。在此基礎上，本文再繼續進行細分，找出影響基礎科研創新的最關鍵因素，以建構本文研究的解析框架。

（一）項目帶頭人與基礎科研

項目帶頭人作為整個科研團隊的主心骨，會直接關涉到科研團隊建設以及基礎科研項目的成效。對項目帶頭人的研究，主要集中于項目帶頭人對科研創新的影響，即項目帶頭人需要具備何種特質以實現科研創新。如表1所示，這些特質大體上可劃分為四類：（1）較高的學術造詣和學識水平、較高的學術影響力和專業研究能力、獨特的知識結構；（2）充分的時間和精力、求知欲與進取心、良好的身心素質、治學的“孤往”精神；（3）前瞻性、趨勢把握能力、國際化的視野；（4）嚴謹的治學態度、高尚的品德與責任感。

以此為參照，結合基礎科研的特點，本文將項目帶頭人因素劃分為四個方面：（1）教育及工作經歷；（2）科研興趣；（3）科研精神；（4）知識積累。 鑒于知識累積得益于個人的教育及工作經歷，科研精神也以科研興趣為基礎，本文將其進一步歸結為兩個因素——科研興趣與精神、知識及經驗累積。

表1 項目帶頭人的勝任力特征

（二）科研團隊與基礎科研

科研團隊是高校進行基礎科研工作的有效組織形式。早在1964年，就有學者開始分析團隊對科研績效的影響[13]，并逐步拓展到高校科研領域（見表2）。

表2 科研團隊對科研績效的影響因素

科研團隊對包括基礎科研在內的科技創新的影響，無論是基于何種視角的研究，都離不開兩個維度——內部的團隊組織結構和外部的團隊創新環境。內部主要體現在科研團隊是否具有足夠的人才儲備，外部則主要體現在團隊內部人員之間、團隊與其他個人或團隊之間的合作。為此，本文將科研團隊對基礎科研的影響歸結為兩個因素——人才儲備、跨界合作。

（三）科研平臺與基礎科研

科研平臺是高校基礎科研創新的基礎保障和前提，也是高校基礎科研實力的體現。[20]但是，倘若平臺沒有充裕的經費投入，即使是最先進的科研實驗室，恐怕也難以發揮其作用。例如，劉和東[21]結合我國1985-2006年的相關數據，發現原始創新能力與財政投入有很強的相關性，而且從長期來看，財政投入對于原始創新能力具有持續的雙向促進效應。

本文認為，在科研平臺方面，如果重點實驗室或研究中心等科研基地為高校基礎科研創新的實現提供了基礎設施，那么，充裕的科研經費則是創新實現的動力源泉。為此，本文將科研平臺對基礎科研的影響歸結為兩個因素——經費支持、基地平臺。

（四）制度環境與基礎科研

在本文看來，基礎研究的制度環境，主要是掌握公權力的政府機構針對基礎科研的發展所做的頂層設計以及具體的制度安排。從歷史經驗看，政府針對基礎科研創新周期長、難度大、風險高等特性，對涉及人員實行不同類別和層次的人才激勵（資助）計劃，這一制度最具有針對性，其政策效應也最為明顯。劉云和楊芳娟[22]的實證研究也從不同角度證實了這一點。

從20世紀90年代起，我國相繼出臺了若干科研人才激勵計劃，其中就包括中組部“千人計劃”、中科院“百人計劃”等一系列主要面向基礎科研創新的人才資助和激勵計劃，并圍繞這些計劃配置了包括科研管理、人事制度、評價與保障機制等在內的政策措施。基于此，本文將制度環境對基礎科研創新的影響歸結為一個因素——人才激勵計劃。

（五）小結：一個解析框架

基于上文對基礎科研創新影響因素所做的探討和分析，可為接下來的案例分析建構一個解析框架（見圖1）。

圖1 高校基礎科研創新影響因素四維度解析框架

三、八項代表性基礎科研成果的案例分析①

（一）案例概況

在科技部公布的“2017年度中國科學十大進展”中，高校以壓倒性的優勢獨占八席，且都是重大原創性基礎科研成果（見表3）。例如：成果“實現星地千公里級量子糾纏和密鑰分發及隱形傳態”，使我國在量子通信技術發展和空間尺度量子物理領域站在了世界的前沿；成果“酵母長染色體的精準定制合成”原創性地建立了基因組缺陷靶點快速定位方法，被《科學》與《自然》雜志稱為“第一個全合成真核生物基因組的重要里程碑”；等等。

表3 “2017年度中國科學十大進展”（高校部分）概覽

（二）案例剖析

1.個人層

其一，濃厚的科研興趣與執著的科研精神。科研創新工作強調杰出精英的作用，就在于其個人特質在其中扮演著關鍵角色，而對研究問題有著廣泛的興趣更能接近問題核心且能解決問題。[23]與此同時，個人所持的自信與執著，則使他們能夠容忍研究觀點的差異，并堅持發展自己的原創想法。[24]這也就是說，濃厚的科研興趣使研究者在基礎科研創新中能保持動力和定力，同時，基礎科研周期長、出成果慢的特性也要求研究者具有執著的科研精神。八項代表性基礎科研成果，無不體現了項目帶頭人濃厚的科研興趣和執著的科研精神。例如，潘建偉首次接觸量子物理時，便產生了濃厚的興趣。他在2001年回中科大組建實驗室時，便像“候鳥”一樣國內國外兩頭跑，一邊在國外學習經驗，一邊指導國內的研究生建立實驗室。在科研過程中，他與時間“賽跑”，每周工作7天、每天超過12個小時。又如，高原寧從2000年回國以來便一直堅持研究，三十年如一日地潛心于科研。當媒體問及其科研動力時，他答道，“選擇了你摯愛的事業，哪怕一輩子都耗在上面也是值得的”。

其二，長期的知識及經驗累積。在科研人員的“包囊”或“工具箱”中，知識、技能、技術工具、科研經驗等都是其從事科研創新的必要條件，雖然很難確定它們各自的作用比重[25]，但卻共同作用于科研人員的創新工作[26]。基于此，本文至少可以認為，長期的知識及經驗累積是進行基礎研究創新的一個重要基礎和前提。從以上八個案例中可以看到，項目帶頭人都有一個長期的知識積累過程，這一過程也伴隨著他們長期在國內外高水平教學或研究機構進行學習和工作的經歷。例如，程和平在獲得了美國馬里蘭大學醫學院生理系博士學位后，曾任美國NIH老年研究所心血管科學實驗室鈣信號研究室主任、資深研究員。他研習數學、力學、生物學、無線電電子學等學科，多學科的交叉和貫通，奠定了他扎實的學術基礎。

2.團隊層

其一，人才儲備。一些文獻所作的調查發現，團隊的整體素質、能力影響著科研創新的成功率和風險[27]，這也就意味著，基礎科研創新的實現，需要科研團隊的領導者建設和擁有一支群英薈萃、后備力量充足的隊伍[28]。在本文看來，通過教學、學術交流、選派成員出外訪學等方式進行人才儲備，不僅是科研團隊建設的基礎，也是基礎科研創新不可或缺的一環。這是因為，基礎科研創新并不是一朝一夕就能完成的，也越來越無法依靠研究人員的“單打獨斗”就能完成，缺少厚實的人才儲備，它就不能持續下去。案例中，各帶頭人都有各自的人才儲備方式。例如：呂昭平委派研究人員和研究生到國際學術大師的科研團隊里去做短期訪學及研究工作，并聯合發表學術論文；元英進把美國霍普金斯大學“構建基因組”課程引進到天津大學，并派學生前往美國實驗室學習。

其二，跨界合作。在基礎科研創新中，增加科研合作伙伴，不僅有利于激發新的創新思想，也有利于科研創新能力的提升。[29]隨著基礎研究的深入，遇到的研究問題也越來越復雜，跨學科、跨領域、跨國界的團隊合作已成為推進基礎科研創新的趨勢。[30]例如：元英進團隊與來自美國、英國、澳大利亞等國的科學家形成了國際聯盟，同時與美國紐約大學、華大基因、英國愛丁堡大學、法國巴斯德研究所等通力合作；程和平團隊不僅囊括了數學、力學、生物學、無線電電子學等學科的專家學者，同時還與來自北京大學分子醫學研究所、信息科學技術學院、生物動態光學成像中心、生命科學學院、工學院以及中國人民解放軍軍事醫學科學院的專家學者組成了跨學科攻關團隊。

3.平臺層

其一，經費支持。諸多研究文獻認為，經費投入力度決定了社會各部門承擔科研創新風險的程度，高強度的經費投入能夠使研究者大膽嘗試，進而提高創新產量和能力[31]，在高校基礎科研創新方面也同樣如此。案例中科研人員之所以能取得令世人矚目的科研成就，自然離不開政府及所在高校的大量經費支持（見表4）。例如，元英進團隊先后獲得了國家自然科學基金，中國科技部、教育部博士點專項經費，中國高等教育博士項目研究基金，以及清華大學科研啟動基金等多項經費支持。除此之外，他們還得到國家“863計劃”“合成生物技術”重大項目經費資助。再如，程和平團隊除了得到國家自然科學基金委國家重大科研儀器研制專項支持之外，還得到北京協同創新研究院、中科創星等社會資金的扶持，先后共獲得相關支持高達7467萬元。

表4 科學進展項目研究起始年份及所獲經費支持（單位：萬元）

其二，基地平臺。有學者認為，科研活動越來越依賴外部資源，也需要不斷擴散的、廣泛的合作關系以實現資源交換。這意味著科研組織要進行科研創新，就需要借助一定的媒介也就是基地平臺來實現資源的汲取和交換。[32]在本文看來，先進、齊備的科研設施及辦公場所等物質條件，就是基礎科研創新所倚重的基地平臺。基地平臺對基礎科研創新的支撐作用在案例中皆有充分的體現。例如，馬丁團隊依托北京大學化學與分子工程學院先進催化實驗室、大連理工大學碳素材料研究室、中國科學院山西煤化研究所以及中國科學院真空物理重點實驗室。再如，程和平團隊依托北京大學分子醫學研究所和鈣信號實驗室、北京大學信息科學技術學院應用電子學研究所、北京大學量子電子學研究所以及區域光纖通信網與新型光通信系統國家重點實驗室。

4.制度層

設計合理的人才獎勵計劃一直以來都是管理部門解決某一領域人才稀缺、提高績效的有效方案[33]，同時也被認為是科學創造力的重要驅動因素[34]。在我國，以賦予某種科研榮譽稱號為主要特征的人才激勵計劃，其有效實施一方面能夠吸引更多的人才潛心基礎科研，另一方面也能激勵科研人員在科研工作中擁有不斷追求科研創新的動力和激情。案例中，各科研團隊的項目帶頭人均入選人才資助計劃。潘建偉入選國家“千人計劃”和中科院“百人計劃”；周德敏入選教育部“長江學者”獎勵計劃；高原寧入選清華大學“百人計劃”；馬丁入選中國科學院“百人計劃”；呂昭平入選教育部“長江學者”獎勵計劃；尤力入選國家“千人計劃”；元英進入選國家“千人計劃”；程和平則同時入選國家“千人計劃”以及教育部“長江學者”獎勵計劃。

概而言之，以上案例分析表明，影響基礎科研創新的個人、團隊、平臺、制度因素是共同作用、相互影響、相互促進的，將其割裂開來或單獨討論，都難以整體性地認識和把握影響高校基礎科研創新的因素。在以上四個因素中，個人和團隊層面是基礎科研創新的內因，是基礎科研的實施主體和動力源泉；科研平臺和制度環境則是外因，它們為基礎科研創新的實現提供了外在的保障和支撐。

四、幾點發現與啟示

上文結合案例所進行的剖析，為今后我國高校尤其是“雙一流”建設高校推進基礎科研工作帶來一些有益的啟示。

其一，必須明確和突出基礎科研在高校整個辦學實踐中的重要地位與作用。當前，我國高校面臨的一大問題就是處理不好基礎科學研究與應用研究的關系。學校如果過多地投入到產品開發或機構咨詢中，就會走上避長揚短的彎路。按照一種形象的說法，高校這樣做就是“耕了別人的地，荒了自己的田”，做了大量本該由企業研發機構做的工作。為此，針對基礎科研依然是我國科技創新領域的短板和痛點、仍然是高校整個創新體系中的“結構性矛盾”這一現實，高校，尤其是具有一定科研基礎和實力的“雙一流”建設高校，需要回歸大學科研本位，將基礎科研作為今后發展的一個“主戰場”，保持定力，耕好基礎科學研究這塊“責任田”。

其二，科學地甄別和使用人才是高校實現基礎科研創新的第一步。在八項高校基礎科研重大成果的案例中，項目帶頭人并非全數是國外高校培養的人才。例如：周德敏是北京醫科大學與日本筑波大學聯合培養博士；高原寧是北京大學理學博士；馬丁是中國科學院大連化學物理研究所博士；元英進是天津大學化工系化學工程專業生化工程方向博士。此外，他們的團隊成員也大都是國內高校培養的人才。由此可見，我國高校尤其是一些研究型高校所擁有的科研條件并不比國外高校落后多少，也完全有能力培養出優秀的基礎科研人才。而在人才引進中，高校也要做好辨才、選才的工作，不能一味地偏好“海歸”而冷落“本土”人才，否則就是對自身教育的不自信，也會導致人才的流失。

其三，培養和激發科研人員的科研興趣和科研精神是高校實現基礎科研創新的基礎。縱觀八項高校基礎科研的重大進展，其背后都隱藏著科研人員濃厚的科研興趣和執著的科研精神。因為創新沒有捷徑，而是一項艱苦、長期、曲折、復雜的智力勞動，需要科研人員不僅對自己的工作有濃厚的興趣，還要有一種不怕挫折與失敗、持之以恒的執著精神。如元英進團隊的基礎科研成果歷時四年，經歷兩位學生知難而退、實驗遇阻停擺一年、測序結果糟糕等波折。如若沒有對該研究領域的科研興趣和科研精神，根本不可能將研究堅持下去。因此，高校應將科研興趣和科研精神的培養和激發納入到整個基礎科研人才培養體系之中。

其四，積極尋求跨界合作是高校實現基礎科研創新的關鍵。跨學科、跨地域的科研合作，可以使一個復雜的科研項目由多個人、多個小組共同完成。這一方面降低了科研難度，縮短了科研時間，降低了研究成本，另一方面，也使科研人員在相互的信息交換中時刻掌握所在研究領域的最新動態。在八項高校基礎科研重大成果的案例中，沒有一項成果不是通過來自多個不同背景和學科領域的科研人員之間的通力合作來完成的。2010年，當得知美國科學家杰夫·伯克發起了酒釀酵母基因組合成計劃并尋求國際合作時，元英進團隊主動加入，并與來自中國、美國、英國、澳大利亞和新加坡的科學家形成了國際聯盟。正如元英進所說：“我們是命運共同體……事實證明，如果關起門來，即便有現在超過十倍的付出，也未必能取得今天的成績。”[35]今后我國高校完全可以利用自身所具備的優勢，在基礎科研領域積極尋求與國內外優秀科研人員及團隊的合作。

其五，完備的科研平臺和充足的經費支持是高校實現基礎科研創新的重要支撐。為科研人員提供設施完備的科研場所以及充足且持續的經費至關重要，否則，高校要實現基礎科研創新只能是一句空話。從案例中可以看到，重大的基礎科研成果都得到了大量的經費支持（見表4）。由于基礎科研周期長、出成果慢，對其經費支持一是要足額、盡量滿足其需要，二是要在項目推進過程中做到不削減、不中斷。目前，我國基礎研究經費占研發總投入的比例很低，多年來一直徘徊在5%左右。相比較而言，發達國家的基礎研究經費占比則可達到15%-30%。[36]為此，高校還需要多方利用社會資源，除了建立基礎科研經費投入保障機制之外，還要為科研人員及其團隊提供舒適便捷的工作場所和先進的科研設施，讓他們有充分施展才華的空間。

五、結語

本文結合最新案例所做的分析和研究，只是給高校實現基礎科研創新理出了一些最基本的規律以及可資借鑒的路徑。為了在基礎科研領域涌現出更多像潘建偉、周德敏這樣的科研人才，取得更多像“2017年度中國科學十大進展”所列示的、有國際影響力的創新性科研成果，高校尤其是“雙一流”建設高校今后在推進基礎研究工作時，不能全部寄希望于研究者憑自己的興趣去自由探索，而是要用活國家已有的政策，結合學校的現有條件，采取一些針對性的、靈活的措施，引導和鼓勵更多有潛質的科研人員去從事基礎研究工作。總而言之，就是想盡一切辦法、用盡一切可能的手段，最大限度地釋放科研人員潛心基礎科研的能量。

注釋

①除特別說明外，案例中所列數據及材料大都來自于有關高校的官網及社會媒體報道。