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世界科學發展的若干趨勢及啟示

2020-06-18 10:43


本文轉載自微信公眾號中國科學院院刊,原載于《中國科學院院刊》2020年第5期

作者:杜鵬(1)、王孜丹(1,2)、曹芹(3)

1  中國科學院科技戰略咨詢研究院

2  中國科學院大學
3  中國生物技術發展中心  





科學的體制化和職業化,不但使科學走上了穩定、迅速發展的軌道,而且深刻改變了人類的生活空間。

社會變遷——不論是向知識社會的轉變,還是沿著全球化、信息化的方向不斷前行——既是科學技術進步的結果,同時又深刻改變了知識生產的資源稟賦及知識消費的需求狀況,形成了新的科學知識生產的利益格局,也改變了科學知識生產與科學知識應用之間,以及科學、技術與創新之間的關系。


科學研究本身、科學建制及政策和研究文化,都處于發展變化之中。日趨激烈的競爭和不斷增加的期望正在推動大學、科研機構、資助機構和出版商的角色、職能及互動關系發生深遠的變化。

科學事業的目標并沒有改變,但是圍繞著我們追求這些目標的所有要素幾乎都在改變。為此,本文在回顧科學與政府關系的演變的基礎上,分析了當前科學組織化、學科融合、科學的開放性、科學的社會影響等變化趨勢及啟示,希望能為加快建設世界科技強國提供管窺之見。

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科學與政府的關系演變:從線性模型到國家創新體系

從科學與政府之間關系的歷史演變來看,科學家對科學知識生產過程中學術自由內在價值觀念的維護與政府對國家利益和公眾利益的追求之間存在內在的張力??茖W與政府關系的演變既受到人們對科學知識生產社會功能和政府職責的認識的影響,也與不同階段科學知識生產的特點,以及不同歷史時期社會對科學知識特定的實用性要求有關。


科學知識生產與應用的線性模型


在近代科學的發展初期,科學獨立于政府之外,主要是科學愛好者依據個人興趣而進行的一種業余活動。這種狀態持續了相當長的一段時間,直到?19?世紀的大學制度改革。

當時,德國創造性地提出了與教學相結合的科學研究制度,這一“科教融合”的新理念為科學的職業化進程提供了制度保障。此后,政府科研辦公室和工業研發中心也相繼出現,進一步豐富了科學體制的構成和內涵。這使得政府這只“無形的手”向科技管理的相關領域逐步延伸,并成為其中的重要角色。

在?19?世紀之后,法國、德國、美國等國家政府已經在不同程度上支持科學研究活動。但這種實踐處于長期模糊狀態,直到“線性模型”的提出。

1945?年?7月,萬尼瓦爾?·?布什在報告《科學——沒有止境的前沿》中,首次提出了“科學研究應遵循的線性模型”。這種創新的科研資助模式在當時的學界和政界都產生了較大影響力并獲得了普遍認可。至此,這種模糊的探索局面才得到改觀。

科學研究的線性模式認為,“基礎研究是技術進步的先行者”“從事基礎研究的科學家對他的研究領域能產生多少實際效用可能并沒有多少興趣,但如果因此就忽視基礎研究的發展,那么體現在工業應用上的更大進步和前沿進展終將失去動力”。這也決定了“科學是政府應當關心的事情”。與此同時,基礎科學研究是工業應用研發的知識來源和進步源泉。


因此,科學共同體無須考慮應用目標,不必在意國家需求,其專注于基礎研究的同時就能夠自然而然地服務于國家利益;國家也可以在一端放心地資助基礎科學研究而不做過多干預,卻能夠在另一端自然而然地收獲實用性的成果,從科學發展中全面獲益。

這也構成了二戰后政治與科學關系的主導性意識形態,可以視為一個隱喻式的科學的社會契約,即政治共同體同意向科學共同體提供基礎研究需要的資源并允諾科學共同體保留科學自治權,而政府不做內部干預的科研資助機制。

反過來,政治共同體期待著這種決策機制能將學術研究轉變為科技型經濟發展,并產生相應的技術收益,盡管這種收益的具體形態尚不確切。

萬尼瓦爾?·?布什的報告及線性模型的出現深刻地影響了美國乃至世界各國科學技術政策的制定和國家科技戰略目標的方向,尤其是在對基礎研究的支持方面。

報告中提到的由政府設立國家科學基金來資助科學研究這一舉措,有力地促進了基礎研究的全面發展?!安际材J綄萍颊呒翱茖W發展都產生了深遠的影響,不單因為他為戰后的美國制定了詳細的科技發展藍圖,更是因為他和他的同事為和平年代的科學發展爭取到了較少的政府干預和較多的資助支持,為科學與技術的共存提供了一種新的框架性思路”。


國家創新系統中的科學—產業—政府之間關系


20世紀80年代以來,各國政府主動引導學術研究與產業發展需求相接軌,將基礎研究與國家戰略及產業發展密切結合起來。

英國撒切爾政府推動中央集權的科技政策,通過國家科研經費的分配來引導英國科學家從事有商業價值的研究;美國里根政府通過《拜杜法案》,以聯邦政府資金資助大學與國家實驗室的研究,并授權民間企業共同開發生產,以及分享研究成果所帶來的實質報酬。

1987?年英國學者?Freeman運用國家創新體系這一概念來分析日本經濟實績;他在《技術政策與經濟運行》中指出,在科技發展和經濟騰飛的過程中,單憑市場經濟的力量和自由競爭的推動是遠遠不夠的,國家力量在推動本國科研創新和技術進步的歷程中處于十分關鍵的地位。相應的,國家科技政策的導向在其中也起到了至關重要的作用。國家創新系統思想,在科技促進經濟發展的全球性趨勢下,深刻反映了人們對經濟發展模式的反思與對自主創新能力的理解。該思想被提出后立刻引發了諸多國家政府和國際組織的廣泛關注。

隨后,經濟合作與發展組織(OECD)對國家創新系統啟動了歷時數年的相關研究項目,認為管理創新系統需要一系列連貫而匹配的科技政策。這些政策以個體政策與總體目標之間的協調為特征,也以不同政策領域之間的統籌兼顧為特征。

科技政策的統籌與協調不但涉及平衡同時期發揮作用的政策行為,需要評估不同目標的科技政策間可能產生的相互作用,還可能涉及創新政策的核心問題,如科學技術與科學教育。因此,國家創新系統是一組獨特的網絡體系:它們或分別運行或共同作用,以多種方式推動新知識的產出和新技術的擴散,提供關于創新的政策框架和執行方案,是創造新知識、儲存新技能和轉移新技術的相互聯結的創新系統。


國家創新系統的核心問題之一是科學(基礎研究)、產業和政府?3?個制度領域的關系問題。

在科學領域,國立科研機構和大學形成了功能不同的互相補充的體系。就國家層面而言,學術界、產業和政府這?3?個制度領域之間從相對獨立逐漸發展到交織在一起發揮作用,進而在創新過程的各個不同階段出現螺旋狀的聯系模式,形成了所謂的“三螺旋”。

“三螺旋”強調了學術界、產業和政府?3?個制度領域之間的互動程度與合作關系,點明了這些群體的一致目標和共同利益——為其所處的社會創造價值。這種螺旋狀模型的關鍵在于,公共與私立、科學研究和技術應用、大學和科技機構、科學探索和產業研發之間的邊界正在流動且日益模糊??蒲袡C構、大學院系和產業部門紛紛承擔起以前并不屬于自己而是由其他部門領銜的項目和任務;對于政府而言,在不同層次的科技政策中建構上述互動關系并處理由此產生的相關問題逐漸成為工作中的重要組成部分。

在國家創新系統中,伴隨科學版圖的擴張和體量的增加,支持科學進步所必需的基礎條件與政府和社會能夠提供的物質資源之間的矛盾日益加劇。因此,各國決策者和科技管理人員不得不充分權衡各學科領域發展態勢、國家戰略目標和經濟社會需求,以及資源限制等諸多因素,篩選出科學發展的主攻方向和科技前沿的重點領域,并將有限的資源相對合理地分配到各個學科領域中。

實際上,在涉及國家學科布局、學科建設等宏觀決策層面,經濟社會等外部因素比學科演進內在邏輯的影響要大得多,甚至往往是決定性的。例如,20?世紀?80?年代以來,美國政府逐漸開始了以刺激經濟、產業和生產力為主要目標的科學資助方式,但新目標并沒有放棄對基礎研究的支持,只是支持的必要前提為研究必須為經濟社會目標服務。

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當前世界科學發展的若干變化趨勢

21?世紀以來,科技創新步入了一個十分活躍且空前密集的全球性階段。新一輪的科技革命正以人工智能、生物技術、新能源技術、數據信息等為核心快速孕育發展,將深刻地改變世界的發展格局,極大地推動經濟社會的進步??茖W越來越成為重塑世界格局、創造人類未來的主導力量。在眾多的因素推動下,科學發展呈現出一些與以往明顯不同的變化趨勢。


科學的組織化程度愈來愈強,科學被整合到不同層級的組織范疇之中


當今世界,科學的成本日漸提高,需要依賴更多的支持,科學組織形式也發生了翻天覆地的變化;重大科學成果往往是集體努力的結晶,科學家只有被納入組織框架中才有較大可能成功。平均而言,從?20?世紀初到?20?世紀末,科研團隊的規模幾乎翻了兩番,而且這種增長趨勢持續至今。

如今很多科學問題的研究,需要更多的技巧、昂貴的科研設備和龐大的研究團隊,才能取得進展。這對科學提出了組織化的要求,而資源也就成為相關科學組織生存發展的最重要的基礎。

當前,衡量相關科學組織科研能力的科學引文索引(SCI)、基本科學指標數據庫(ESI)、自然指數(NI)等相關指標及各項排名成為標定一個組織資源爭取能力的標尺,這也使得科學家的科學目標和科學產出必須與組織的目標有機協調起來,才能實現共同發展。

進一步看,隨著科學在國家戰略中地位的日趨提升,科學的發展已經完全置于國家和經濟社會的發展目標之下。各國政府紛紛強化科技創新戰略并調整科學技術政策以應對日益激烈的科技競爭和全球對抗——增加科學研究的總體投入,關注重點領域的發展進程,并積極推動新興前沿領域的形成,從而確保在以科技為動力的國際競爭中占據更有利的地位。在國家、相關科學組織的多重目標約束下,科學的組織化程度進一步加強。

科學建制在經歷了空前的增長之后,當前已經進入相對穩定發展的階段??蒲腥藛T面臨相對過剩與過度競爭的狀態,在基金申請、成果發表和固定職位獲取等方面,面臨激烈的競爭壓力,進而產生了一些制度化的沖突。

例如,有些科研人員發表成果的目的轉變為職業生涯需要而非科學研究本身的需要等。由此,高度組織化的科學建制類似于一般意義的職業組織,需要相應的外部控制來達到組織目標。這些外部控制既可以表現在職業規范或技術規范層面,也可以通過聯合設立邊界組織或者直接調控進行。

例如,美國國立衛生研究院(NIH)的研究誠信辦公室、技術轉移辦公室等橫跨在政治與科學邊界之上的“邊界組織”,通過建立政治家與科學家有效對話的平臺和共同管理,來確??茖W誠信和產出率。

與此同時,科研將告別“個人英雄時代”,個體科學家、業余科學家的發展空間日趨縮小。與歷史上的“科學偉人”不同,當前科學領域的領軍人物需要更多的領導能力和綜合能力——只有率領團隊,并獲得巨大支持,才能成功作出重大科學成果。


重大使命任務引導新的學科融合,科學發展日益匯聚融通


面臨人類社會發展宏大的挑戰,如氣候變化、人類健康、資源安全、實現可持續發展目標等,并不是單一學科的研究能解決的;通常需要橫跨生物學、物理學等多種專業知識,還要匯聚自然科學、社會科學甚至人文科學的科研領域與研究成果,通過學科的融合與匯聚來尋求重大問題的解決方案。

如今,以經濟社會重大使命為導向的新型研發管理政策正在國際社會興起。使命導向為科研管理工作提供了一種引導和推動科學研究與創新力量的新方式,其不僅可以通過科技創新來刺激經濟活動和經濟增長,還可以綜合各方力量找到重大問題的創新性解決方案。

當前的學科融合是對傳統意義上的交叉學科研究的新拓展,更多的是一種“愿景驅動”研究。它強調對多個學科領域的思想、方法和技術的高水平整合,強調對復雜情境下愿景和目標的共同認知,以及在學科交叉匯聚中形成的共同概念和話語體系。

每一個學科領域就是匯聚研究的一個專業模塊,各個專業模塊又匯聚整合成一個更加宏大的有機整體。這個整體為新思想、新發現、新方法、新工具、新創造的產生提供了一種新的研究框架,充分發揮了專業模塊的“乘數效應”和“溢出效應”。

如今,使命導向下的學科融合早已不是紙上談兵,其作為一種新的學科發展實踐模式,在許多國家機構和社會組織的科學研究計劃中已有體現。特別是美國科學促進會(AAAS)將“科學跨越邊界”(science transcending boundaries)作為其?2019?年年會的主題,強調主動跨越包括學科、部門、意識形態和傳統等在內的諸多界限,匯聚人類共同體的思想與意識形態,以此來解決人類社會共同面臨的重大挑戰和關鍵問題。

在重大使命牽引下,國際社會通過國際協議、倡議和協商,促進相關領域的國際合作,有效推動了科學的匯聚融通。

2018?年,國際科學理事會與國際社會科學理事會合并為一個全新的國際科學理事會——一個代表自然科學和社會科學的全球性非政府組織。新組織將?40?個國際科學聯盟和協會,以及?140?多個國家和地區的科學組織聚集在一起,推動科學作為全球公益事業,并充當全球“科學之聲”的使命。

對此,國際地理聯合會主席?Yukio Himiyama?表示:“長期以來‘科學’一詞的理解都被窄化了,人們認為科學僅指自然科學。二者合并的意義在于,今后這個詞將會被賦予更加包容、寬泛的概念,科學的內涵除了自然科學還包含了社會科學和人文科學。國際科學理事會的成立不只是雙方簡單在技術和財務上的合并,而是具有前瞻意義,可以深入影響到各個方面的非常重大的結構性變革,最重要的是對全球可持續發展的重大挑戰所做出的響應。其影響的范圍不僅是科學和學術團體,還會進一步涉及全球、區域及地方的社會、教育和環境等?!?/span>


“互聯網+”正在改變科學交流生態,開放科學重塑科學的邊界


網絡時代的到來給每個人都帶來了日新月異的變化,時時刻刻更新著我們的思維模式和生活方式。在網絡環境下,科學交流——無論正式交流還是非正式交流,都在呈現新的形態與模式。開放獲?。∣A)作為一種新的文獻出版模式,是學術界、出版界、圖書情報界為了推動科研成果利用互聯網自由傳播而采取的行動,在?21?世紀初一經推出便得到學術界的廣泛響應和強力推動。

OA?一般采取作者或機構付費、讀者免費的出版模式。在這種模式下,OA?論文的發表數量越多,出版機構的收入也就水漲船高。因而,近年來?OA?論文數量遠遠超過同期傳統科技期刊所發表的論文,這也引發了學術界對?OA?期刊質量的擔憂。

與此同時,非正式交流也得到極大的改變。社交網絡媒體提供了大量便捷、高效的非正式交流工具和技術??茖W家可以在網絡上直接發布自己的科研成果,并且與更大范圍的同行和非同行進行交流,實現及時反饋和多次互動,使得非正式科學交流活動十分活躍。

而新的科學交流形態引發了新的學術評價——替代計量學(altmetrics)的興起。替代計量學關注的是科研成果生產、傳播、反饋和改進的整個學術交流過程,為“互聯網+”狀態下科學交流過程中科研成果影響力評價提供了新視角??茖W家也可以通過替代計量學的工具了解學術成果的在線交流傳播情況,觀察到自己學術成果所產生的更為廣泛的社會影響。

開放是網絡時代科研領域發生變革的重要特征之一,而開放科學的理念更加充分地說明了這一點。

歐盟委員會在《開放創新,開放科學,開放世界》(Open Innovation,Open Science,Open to the World)中指出,開放科學是基于合作工作的科研的新途徑和通過使用數字技術和新的合作工具傳播知識的新方法。這種理念系統改變了過去科學研究的方式——從在學術出版物上發表科研成果轉向在科研過程的早期就共享和使用所有可用的知識。

開放科學可以幫助科研人員迅速找到相同研究興趣的伙伴,提供了更多合作交流機會,從而加快科研的進程。盡管在國家或機構層面及社會上都有很多開放科學成功的案例,但是目前多數部門、資助者和學術期刊仍然認為,數據從收集到出版都是私人或團隊行為,相應結論和成果也應當屬他們專有。即使科學家個人和機構領導人想要改變上述困境,也必須面對來自相關各方(堅持傳統的評審人員、同事甚至競爭對手)的巨大壓力。

公眾科學是日益發展的開放科學的一部分。對于數字化互聯社會而言,公眾科學具有特殊的意義,因為它通過探索公眾參與科學研究,以及這些活動對社會造成的影響,使科學研究超出了專業科學家的范圍。

目前,公眾科學活動在學術界還沒有得到更廣泛的接受。盡管仍然是一個小眾領域,但它正在日益壯大,并逐漸成為一個日益重要的社會機遇,同時也使公眾有機會參與到與相關的事務中去。

從傳統上來說,科學由下至上地建構和延伸,每一個學科都自然而然地依據各自的學科路徑獨立發展。而數字經濟的到來,成為重新啟動開放科學乃至使學科發展邏輯發生變化的主要動力。不同專業研究人員及大量非科學人士的參與,在一定程度上模糊了學科之間乃至科學與社會之間的邊界,并重塑科學的邊界。

“互聯網+”改變科技界的進程正在進行中,我們也很難明確地看清楚其具體的方向和結果。但是這種更加提倡平等、自由、合作和共享的扁平化結構,或許正表達著人們關于科學未來的理想和追求。


新興技術帶來了重要的倫理問題,可信任性成為科學技術治理的重要內涵


新興技術是建立在科學基礎上的創新,具有創造一個新的產業或者改變某個傳統產業的巨大潛力。正因為如此,新興技術引起了政府和產業界的極大興趣和熱情。在豐厚資金的支持下,新興技術可以在很短的時間內就從只有少數科學家研究的實驗室技術,迅速發展為全球性的產業活動。其研發與應用的速度之快,影響程度與范圍之廣無可比擬。與此同時,新興技術往往又成為現代社會風險的重要來源,引發了相關倫理、法律和社會問題。

新興技術的飛速進步和巨大影響力決定了它的發展和應用將會涉及不同的利益主體,包括政府部門、工業企業、科學共同體,甚至普通的消費者等?;诓煌睦嫘枨蠛惋L險偏好,各個主體對新興技術的發展有著不同的價值判斷和敏感程度,這就導致了各多元主體識別新興技術風險的目標、模式和風險歸因等都會存在差異,甚至有可能引起沖突。

在這種情況下,每一個利益團體都希望能夠通過風險感知與風險界定來保護自己,并規避利益風險。這種狀況也勢必會干擾不同主體對新興技術的正確認知和客觀判斷,從而增加了新興技術風險管理的難度。

為了更好地應對新興技術可能帶來的潛在風險和復雜問題,我們需要轉變傳統觀念,化管理為治理;整合新興技術的多元利益相關者,通過有效的治理機制,以必要的倫理原則來約束不良科學技術的研究和應用,從而構建科學技術與社會之間、科學技術與倫理規范之間的良性互動關系。

技術具有兩面性已經成為當今社會的共識,而兩面性內在于技術本身,是技術的內在結果。例如,某種技術對生態安全的影響問題,其安全風險是隨著這種技術的出現而產生的,而不是因使用方式而導致的。因而,兩面性就將技術倫理問題置于了技術自身發展的框架之中。為此,很多機構和研究人員開始關注:如何建立起人類與新興技術之間的信任關系,并通過一系列機制確保新興技術在創新和使用中沿著人類預想的方向發展。

當前關于人工智能、大數據技術等相關技術的治理,鮮明地反映了這個新趨勢。

在個人隱私和數據保護方面,經由“設計的隱私”(privacy by design)這一理念在用戶群體中獲得了普遍的認可,這使得通過技術方法和設計流程來保護個人隱私成為數據保護機制中十分重要的環節。同樣的理念也可以運用到人工智能領域來解決類似問題。

例如,歐盟提出了“經由設計的倫理”(ethics by design)。2019?年,騰訊研究院及旗下?AI Lab(人工智能實驗室)共同發布《智能時代的技術倫理觀——重塑數字社會的信任》報告。報告指出,雖然技術與數據本身沒有道德與倫理的品質,但是開發技術與使用數據的人會通過自己的行為賦予其道德水準與倫理價值?;跀祿臎Q策是人做出的且基于技術的軟件是人開發的,他們篩選數據、設計軟件并賦予其實際意義,通過科技手段影響甚至改變了人們的行為方式。

因此,這些代碼并非價值中立,其中暗含了太多人們當下乃至未來的思考和決定。更進一步,現在大多數用戶無法完全信任人工智能技術,一方面是因為信息不對稱,人們對這些與我們密切相關的且不可或缺的技術缺少充分的認識和足夠的了解;另一方面是因為人們缺乏對于技術發展的預見能力并且對相關企業不夠信任,既無法預知人工智能的可能行為,也難以預料企業會拿自己的數據做什么。

因此,我們亟待構建能夠讓社會公眾充分信任的以人工智能為代表的新興技術規則體制,讓新興技術盡早接受正確價值的規范與引導??梢哉f,人工智能倫理成為人工智能研究與發展的根本組成部分,是糾偏和矯正科技行業的狹隘的技術向度和利益局限的重要保障。

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相關啟示

創新決勝未來,改革關乎國運。黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央站在黨和國家事業發展戰略與全局的高度,謀劃推動科技體制改革,全面發力、多點突破、縱深發展。

2018?年,習近平總書記在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上再次強調:“科技領域是最應該不斷改革的領域?!痹诮ㄔO世界科技強國的宏偉目標下,科技領域應該怎樣改革?這還需要在新的歷史時期順應科學發展的規律,順應多元、融合、開放、協同、負責、包容的趨勢,不斷優化制度框架安排,加快推動科技創新治理體系和治理能力現代化。


建立健全多元化的科技資源投入機制


加大國家對基礎研究的投入力度,通過機制設計,發揮財政資金的杠桿作用,帶動提升地方和企業的科技投入水平,發揮市場對創新資源配置的決定性作用,鼓勵社會力量積極參與,形成多元化科技資源投入機制。


建立豐富多樣化的科研組織形式


繼續深化科研院所分類改革和推進高等學??蒲畜w制機制改革,盡快建立起符合科研創新規律、職能定位準確清晰的治理體系與組織結構。加快建設使命導向的國家戰略科技力量,打造具備世界一流水平的國立科研機構及相關的研究平臺。促進企業創新主體的地位不斷增強,開展體制機制創新,探索建立網絡化、平臺化、生態化等不同類型的新型研發機構模式,不斷豐富科研組織形式。


打造開放、協同的創新網絡


以資源、設施、數據開放共享為手段,引導跨部門、地域、行業的創新協同,促進科學交流合作和創新主體間合作,加強產業鏈、創新鏈、資金鏈的有機協同,促進產學研用緊密結合,構建多主體協同互動的開放高效創新網絡。


加強以學會為代表的科學共同體建設


從政策、制度等方面加強科學共同體的自主性,提升科學共同體的自我約束、自我管理、自我規范、自我發展能力,建立有利于創新的更嚴謹、更規范的科學文化。


踐行負責任研究與創新


推進創新主體遵守相關價值準則,通過各種制度、機制、監管和審查,將抽象的倫理原則和規范體系落實到科學技術發展的具體實踐中,加強倫理教育,構建既與國際接軌又符合中國國情的科技倫理治理體系。


提升多主體參與的科技治理能力


強化相關主體的責任意識,推進公共參與;提高公眾對科學研究過程的理解,發展共同的知識基礎;建立有效的協商機制,加強互動式學習;協調各參與方在科技活動中的利益和政策需求,提升創新體系的整體效能。



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