科技强国基础研究投入-产出-政策分析及其启示
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科技强国论文产出与科技领域国际权威奖项获奖情况分析
1 .基础研究投入强度与研究人员人均发文量分析
基础研究的成果产出大多以学术论文为代表，通过发文量、引文数等来度量一个国家的科学研究水平和影响力，是科技评价研究与实践活动中广泛应用的定量方法。本文首先通过 OECD 官网检索 1990—2018 年中、美、英、德、法、日 6 国 R&D 研究人员数量，以科睿唯安 Web of Science 数据库为论文数据源并检索各国在 1990—2018 年的逐年发文量，以研究人员人均发文量作为衡量各国基础研究强弱的产出计量指标。同时，通过基础科学指标（ESI）数据库统计各国论文的篇均被引次数，从产出和影响两方面来考察我国研究成果与科技强国间的差距。
图 9 绘制了科技强国基础研究投入强度及研究人员人均发文量变化趋势，可知：① 美国、法国基础研究投入强度与研究人员人均发文量增减趋势高度相关。其中，美国在 2012—2018 年、法国在 2011—2015 年基础研究投入强度与研究人员人均发文量均趋于稳定。② 虽然英国、德国数据获取有限，但可看出，英国研究人员人均发文量在 2005 年达到最小值，此后一直处于上升趋势，其中 2011—2015 年基础研究投入强度与研究人员人均发文量趋于稳定；德国研究人员人均发文量在 2014 年达到最大值后近几年略微下降。③ 日本基础研究投入强度在 1995 年达到最大值，此后基本维持在 12% 左右，研究人员人均发文量虽有波动，但基本呈缓慢增长趋势。④ 中国过去 30 年来研究人员人均发文量发生非常显著的变化，从1991 年的 0.02 篇增长到 2017 年的 0.26 篇，但仍不及美国的 1/2。中国虽然近年科研产出有了大幅提升，但仍需加大基础研究投入强度，促进基础学科产出更多科研成果。
为进一步横向对比各国基础研究投入强度及研究人员人均发文量的差异，汇总对比了科技强国与中国自 1990 年以来基础研究投入强度及研究人员人均发文量（图 10）。英国研究人员人均发文量居 6 个国家之首，这与英国拥有重视基础研究的科学传统密不可分。美国虽发文总量位居世界第一，但其研究人员人均发文量略低于英国。长期以来，德国、法国政府研发支出结构中，基础研究占很大比例。近几年其研究人员人均发文量逐渐趋于稳定。相比而言，中国基础研究投入强度和研究人员人均发文量均远低于其他 5 个国家。通过统计分析 ESI 近 10 年来论文篇均被引次数可知，中国国际论文篇均被引频次为 10.69 次，英国为 18.62 次，美国为 18.08 次，德国为 17.15 次，法国为 16.61 次，日本为 12.51 次。以篇均被引频次反映的论文影响力来看，中国也远低于其他科技强国。这进一步说明我国应重视基础研究在科技发展中的作用，提高基础研究投入强度，合理配置稳定性经费，只有这样才能促进更多原创性高影响力科学发现型成果的产出。
2.科技领域国际权威奖项获奖情况分析
本部分主要从科技领域的国际权威奖项和诺贝尔科学奖这两方面展开论述。
科技领域的国际权威奖项
科技领域的国际权威奖项（相应科技领域的诺奖级成果），直接反映科技领域的创新能力。由于国际学术奖项类型多样，为直观了解世界各国在科技领域国际奖项上的表现，综合考虑到各类奖项数据的可获取性、国际知名度及代表性，选取 8 大科技领域——基础前沿交叉、先进材料、能源、生命与健康、海洋、资源生态环境、信息和光电空间，以及综合领域中的 22 项国际科技权威奖项进行定量分析（数据截至 2018 年 12 月）。获奖国家分布情况表明，美籍获奖人数遥遥领先，共有 1 146 人次获奖（55%）；英国、加拿大、法国、德国、俄罗斯、日本依次为获奖者主要来源国；而中国（未含台湾地区）获奖者仅有 12人次（其中袁隆平 2 次），获奖比例远低于世界主要国家。我国在国际科技权威奖项获奖人数方面，与主要发达国家相比还有很大差距。此外，我国获奖领域主要是生态资源环境等传统学科领域，在发展迅猛的信息、生命等科学领域的获奖很少。
诺贝尔科学奖
诺贝尔科学奖名单中包括了现代科技发展史上最重要的成就，是一个举世瞩目、对世界科学发展具有重要开创意义的奖项。因此，对各国在该奖项上获奖人数的统计可有效评估每个国家在世界科学领域的顶级成就，也能反映一个国家基础研究的地位与水平。已有研究指出“诺贝尔科学奖授予在基础研究方面取得重大原始创新成果的科学家人数与颁奖总人数之比达到 88%，意味着诺贝尔科学奖特别青睐那些在基础研究方面取得重大原始性创新成果的科学精英”。自 1901 年诺贝尔科学奖开始颁发以来至 2018 年，按照获奖时获奖者所在国籍统计，美国有 294 人次获奖，英国、德国、法国、日本分别为 86、66、36、17 人次，而我国仅有 2 人获此殊荣。
美国等国在基础研究方面取得一系列突破性成果，相比之下，我国基础研究成果数尚显寥寥。充分的资源投入是保证基础研究的前提，美国等国之所以能取得如此显著的成绩，与长期、持续稳定地重视基础研究密不可分。美国长期投入基础研究，形成成熟的研究体制，其论文数、高影响因子论文数、诺贝尔科学奖得奖数一直位于世界第一。英国剑桥大学卡文迪什实验室（物理学系）是世界物理学科学发现的源泉，至 2019 年诞生了33 项诺贝尔奖。马普学会（Max Planck Society）是德国最重要的基础研究机构，多年来专注基础研究，1954—2018 年共培养 19 位诺贝尔奖获得者。据喻明统计发现，英国通过共同设施基金、科学研究投资基金等强化基础研究，以世界 1% 的人口，投入世界 4.5% 的科技经费，产出世界 8% 的科技论文，占据世界9% 的论文引用。法国用于基础研究的经费高于其他国家，其论文产出、诺贝尔奖等成果也非常显著。日本持续加大基础研究投入，2015 年基础研究投入强度为 11.91%，近年来其基础研究经费占 GDP 的比重稳定在 0.39% 左右。自 2001 年制定“诺贝尔奖计划”以来，基本上以平均每年 1 项的速度斩获诺贝尔科学奖，形成了日本“诺奖现象”。
由于基础研究主要是理论工作，其效果一般是间接的、短期看不到收益的；而我国正处于经济快速发展的时代，故对见效快的应用研究领域投入大，基础研究则有被边缘化的趋势。我国虽 GDP 总量居全球第二位，但基础研究投入强度及基础研究投入额占 GDP 的比例远远低于其他五大科技强国。综上，我国需要真正提高对基础研究的重视，增加基础研究投入额，使其更好支持重大科研成果的产出与突破。