典型國際大科學計劃的過程管理體系分析

仲東亭，常旭華

(1.同濟大學經濟與管理學院,上海 200092；2.同濟大學上海國際知識產權學院,上海 200092)

0 引言

1942年6月，美國陸軍部發起了利用核裂變反應研制原子彈的計劃，史稱 “曼哈頓計劃”，這是人類歷史上第一個真正意義的大科學計劃[1]。二戰結束后，美國、西歐國家、獨聯體國家、聯合國教科文組織等又相繼發起了 “人類基因組計劃” “(綜合)大洋鉆探計劃”等大科學計劃。

經過近80年的發展，大科學計劃已成為催生重要原創成果的發動機，是所有參與國核心創新能力的重要標志，更體現了發起國的綜合國力和全球科技號召力。這些計劃服務全人類利益的同時，也給本國的科技、經濟及社會發展帶來了巨大收益。一是探索人類未知前沿，改變人類生活方式。聚焦人類命運共同體的共性問題和開創性、突破性、關鍵性的重大科學發現,這些重大基礎科學成果可能會徹底刷新、改變甚至顛覆人類對世界的認知及生活方式[2]。例如，國際大洋鉆探計劃拓展了人類對海洋環境、地球地質、古氣候環境等諸多領域的認識，人類基因組計劃破譯了人類遺傳信息，為人類探索自身奧秘、戰勝疾病邁出了重要一步。二是造就國際一流的科研組織，匯聚國際一流的科研人才。國際大科學計劃以高通量、大規模為前提，需要科研人才集中、任務集中、投資集中、學科交叉融合，對提升發起國的科技水平具有重要作用[3]。國際大科學計劃一般依托大型研究機構組織實施，通過技術溢出和人才溢出，可為發起國在最短時間內打造甚至倒逼出一支與國際接軌的頂尖科研組織和隊伍。例如，人類基因組計劃為美國打造了基因測序領域的G-5中心， “曼哈頓計劃”誕生了美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室；通過參與人類基因組計劃，中國培養了以華大基因為代表的一支國際頂尖的基因測序科研隊伍。三是催生新的產業，促進經濟發展。國際大科學計劃基于其開創性成果往往會催生新的產業和發展，提升其產品科技水平和國際競爭力。例如，人類基因組計劃與生物制藥、基因農業(種業)、化學、化妝品、環境、能源及計算機等產業密切相關，催生了一批生物制藥和基因醫學公司，形成了一個新的產業 “生命科學工業”[4]。據統計，1988—2012年，人類基因組計劃及相關研究的聯邦投入約為54億美元，為美國直接和間接帶來9650億美元的經濟產出，投入產出比高達178:1[5]。我國710所通過參加國際ARGO計劃，研制出HM2000型C-ARGO(自沉浮式剖面探測浮標)，總體性能與美國銥星浮標相當[6]，實現了高端海工裝備產業的發展。四是實現科技和外交融合，提升國際影響力。發起國際大科學計劃有助于發起國實現 “科學”與 “外交”的融合、提升國際影響力，主要表現在三個維度：①科學維度，憑借大科學計劃最大限度調動全球科技資源為我所用，實現從跟跑、并跑向領跑轉變[7]；②政治維度，發起國可針對南亞、北非等發展中國家開展 “學幫帶”式的科技援助，推行 “科技外交”，拉近與發展中國家的關系；③大國責任維度，通過發起關乎全人類利益的大科學計劃，提升作為負責任全球大國的形象。

2018年3月，國務院公布了 《積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程方案》(國發[2018]5號)，提出了 “國際尖端、科學前沿，戰略導向、提升能力，中方為主、合作共贏，創新機制、分步推進”的32字指導原則，確定了我國牽頭組織大科學計劃的實施路線圖。大科學計劃具有投資強度大、多學科交叉、實驗設施昂貴等特征，對組織管理要求也非常高。盡管我國已實質參與了20多項國際大科學計劃，也擁有重大科技項目的 “攻關”經驗，但與美、歐、日等發達國家和地區相比，我國在大科學計劃管理經驗方面仍顯不足。因此，在獨立發起國際大科學計劃之前，迫切需要提升相應的管理和協調能力。

從學界看，針對大科學計劃和大科學工程，既有研究針對后者已開展了豐富研究。例如，邢淑英[8]較早地介紹了中科院系統的大科學工程管理經驗；戴國慶[9]研究了大科學工程財務管理的現狀及對國際合作的影響；Holtkamp[10]詳細介紹了ITER計劃的管理流程；羅小安等[11]分析了大科學工程風險的前攝性管理、過程管理及反饋控制；陳立華等[12]以神光-Ⅲ激光裝置建設項目為例，分析了大科學工程的經費管理問題；聶繼凱等[13]以原子彈制造和載人航天為例分析了大科學工程的實現路徑。歸納起來，大科學工程的研究重點在于硬件設施的 “前期建設”和 “后期運維”上。與之不同的是，國際大科學計劃以任務為中心，而不以硬件設施為中心，合作要素難以固化，不確定因素更多，風險更大，難度更高，因此關于大科學工程的管理經驗很難直接移植到大科學計劃上，需要單獨展開分析。然而，目前關于大科學計劃的分析以新聞報道居多，系統的學術研究相對偏少。李強等[14]初步探討了我國參與國際大科學計劃的路徑；趙俊杰[4]介紹了國外發起和參與大科學項目的過程，闡述其提出、實施、管理環節的具體內容。盡管這些研究已進行了先期探索，但其對國際大科學計劃醞釀、發起、組織、執行階段的具體內容尚未完全明確，有待進一步細化。

基于此，本文僅聚焦國際大科學計劃，從過程管理視角出發，梳理其在醞釀、發起、組織、實施四個環節的核心要素、組織架構及制度設計，提煉出典型國際大科學計劃成功實施的關鍵點和管理內容，力圖為我國未來獨立發起大科學計劃提供充分的經驗借鑒。

1 典型國際大科學計劃的過程管理

國際大科學計劃從提出到結題往往持續十余年甚至數十年，其關鍵步驟通常包括以下環節：問題提出→項目發起→團隊搭建→項目執行→項目結題→演變為新項目或直接終結，如圖1所示。對應地，可劃分為計劃醞釀、計劃發起、組織搭建、計劃實施四個核心環節。

圖1 國際大科學計劃的核心環節

1.1 計劃醞釀環節

(1)對內項目遴選與培育。國務院印發的 《積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程方案》中，一半的重點任務與項目遴選和培育有關，即①制定戰略規劃，確定優先領域；②做好項目的遴選論證、培育倡議和啟動實施。

首先，在項目來源上，發達國家通常采取 “自上而下”與 “自下而上”相結合的方式，既發揮自上而下所具有的目標明確、協調一致的優點，又吸收自下而上所具有的靈活性和活力，實現政治過程和技術過程、國家意志和科學家聲音的雙結合[15]。

其次，在遴選標準上，現有國際大科學計劃主要從發起國基礎、參與國意愿、大科學計劃特征三個維度確定遴選標準。其中，部分標準具有一票否決性，如大科學計劃在目標領先性、實施可行性、成果重要性方面達不到標準要求，就不具備遴選價值[16]；部分標準不屬于必要條件，如參與國意愿不強烈時，發起國可采取 “分步推進”的做法，先在國內開展預研究，并長期開通吸納參與國的窗口，再擇機實施國際大科學計劃。

最后，在計劃培育上，從國內計劃成功升級為國際計劃的標志有五點：①提煉出具有顛覆性、基礎前沿性、事關全人類的重大科學問題；②在CNS (Cell、Nature、Science)雜志上發表相關領域的重大研究成果；③提出清晰、可達的研究目標和技術路線圖；④擁有全球號召力、領袖型的科研組織和發起人；⑤國內技術與產業能夠支撐大科學計劃的推進。

(2)對外凝聚共識。國際大科學計劃在實施內部培育的同時，需要不斷凝聚外部共識，通過各種途徑為大科學計劃的發起開展廣泛宣傳、預調研及社會倫理研究等。以人類基因組計劃為例，其醞釀期內解決了三個問題：①人類基因組測序技術取得了突破性進展，測序速度大大加快；②科學家群體內部展開討論并達成共識；③政府部門之間完成了主導權分配。在此基礎上，美國才從國家層面向全世界宣告正式啟動人類基因組計劃。

歸納現有國際大科學計劃的凝聚共識手段，主要有三條途徑：①搭建由科學家、私人公司、政府高層官員共同構成的非正式同盟關系；②借助權威智庫的力量，先取得科學家群體的共識，再統一中央/地方政府部門的支持；③始終與國家領導人的執政理念相契合。

(3)醞釀期的時間控制。國際大科學計劃動輒耗資數十億，調動全國乃至全球相關領域的科學家共同開展有組織的科學研究。基于這一活動特征，國際大科學計劃往往需要相對較長的醞釀期。表1羅列了9項典型國際大科學計劃的醞釀期，可以看出，國際大科學計劃一般需要3～5年的醞釀期。

表1 國際大科學計劃的醞釀期

1.2 計劃發起環節

發起階段是國際大科學計劃的核心環節，包括設立計劃目標、確定計劃名稱、選擇發起組織和發起人、協調央—地關系等內容。

(1)設立和固定計劃目標。國際大科學計劃必須設定清晰、明確、特定、有限的研究目標。對所有資助者而言，項目規模越大，目標核定就越重要。明確的目標具有長期指導功能，可用來衡量、指導、區分所有科研活動的優先次序，及時糾正參與組織和個人的行為。

人類基因組計劃的目標很明確——對人類遺傳編碼的30多億個堿基進行測序。在不改變終極目標的情況下，人類基因組計劃設定了固定的技術路線圖，即 “繪制人類基因遺傳定位圖譜(劃分人類基因組章節)→分段測序”，并將繪制遺傳定位圖譜視為一個中期過渡目標。這一方面有助于提振美國國會對美國國立衛生研究院(以下簡稱NIH)能夠按時完成基因測序的信心，同時也有助于各研究中心根據過渡目標進行合理內部分工。

與之形成對比的是，氣候變化計劃則是目標管理的典型失敗案例。其歷經老布什、克林頓、小布什三任政府，由于受到政府決策者個人偏好的影響，數次變更項目科學戰略與目標，導致該科學計劃在目標管理層面是失敗的，見表2。

表2 失敗案例：氣候變化計劃數次變更既定目標

(2)確定計劃名稱。國際大科學計劃的名稱應有助于獲取各方共識,這主要表現在兩方面：①名稱必須體現全球性，包括研究地域的全球性和研究樣本的全球性，梳理現有國際大科學計劃的題目可發現, “人類” “國際” “全球” “亞太”等帶有研究范圍的詞匯出現頻率最高；②題目需要回避特定詞匯，包括有違社會倫理道德的負面詞匯、過于寬泛的特定詞匯等。例如，因近年來海上石油鉆探和原油泄漏對海洋環境的破壞，第四期大洋鉆探計劃更名為 “綜合大洋發現計劃”(Integration Ocean Discovery Project，IODP)，盡管英文縮寫不變，但其中 “鉆探”(Drilling)已更改為更具正面意義的 “發現”(Discovery)。

(3)選擇發起組織和發起人。恰當的發起組織對國際大科學計劃至關重要，其可以是發起國的國內政府部門，也可以是國際組織(如聯合國教科文組織)。但需滿足以下要求：①官方發起組織的分管領域須與大科學計劃研究領域高度相關，避免外行領導內行；②跨部門的發起組織需要獲得所有政府部門的認同；③發起組織具有超越國界的號召力和協調能力。

發起人方面，首先必須明確并非所有國際大科學計劃都有發起人，聯合國教科文組織發起的大科學計劃通常沒有發起人；其次，若有發起人，該發起人必須是該領域的頂尖科學家甚至是學科創始人。具體地，對發起人的要求包括：①在學術影響力上，發起人必須是主流科學家群體公認的頂尖科學家；②在政治影響力上，發起人必須具有一定影響力，或者有政治影響力的人輔佐，內部必須處理好與官方發起組織的關系，外部必須得到國家最高領導人的認可；③在個人性格特征上，發起人必須擁有強大的號召力和親和力。

(4)協調央—地關系。國際大科學計劃耗資巨大，往往需要舉全國之力；但實際運作過程中又必須選定一處或多處區域修建科研設施，布局科研機構，這就帶來大科學計劃的選址問題。從中央政府角度看，其選址決策必須考慮區域科研水平、經濟承受能力、配套設施完備、國際交往能力及出入境便利程度等諸多因素；而從地方政府視角看，大科學計劃對本地產業發展、科研水平及就業的帶動能力顯著，各地必然極力爭取。因此，選址問題必須充分協調央—地關系，既調動地方積極參與國際大科學計劃的培育與建設，又要平衡好地方政府間的科研資源配置。在選址問題基礎上，如何協調央—地兩級政府的財政資金配套也非常關鍵。以人類基因組計劃為例，首席科學家Watson教授認為其需要得到美國各州的政策支持；同時，鑒于人類基因組計劃巨大的社會影響力、號召力及對本地科研水平和就業的帶動能力，各州也必定會爭取該項目的主辦權。因此，人類基因組計劃的科研活動不能局限于某一州，必須分散到全美各州同時開展。

1.3 組織搭建環節

國際大科學計劃成功發起后，需要建立相應的領導機構和組織架構，部分計劃還要求參與國內部建立相應的國際科技合作對接機構[17]。

(1)確立組織管理模式。與一般科研項目相比，國際大科學計劃有著完全不同的組織目標，也就需要設計符合自身規律的組織架構。從組織管理模式看，國際大科學計劃可分為集權式、分權式及混合式組織管理三種。針對不同的科技領域、發起國的偏好，國際大科學計劃應選取與自身特征相匹配的組織管理模式。表3列舉了典型國際大科學計劃的組織架構。

表3 國際大科學計劃的組織管理模式

歸納起來，影響國際大科學計劃采取集權或分權組織管理的因素有兩點：①大科學計劃的終極目標是否有邊界？具有研究邊界的大科學計劃宜采取集權式組織管理；②發起國和總協調機構對大科學計劃的資金控制能力和科技領導力是否足夠強大？在人類基因組計劃中，NIH擁有足夠的資金控制能力，NIH任命的Watson教授擁有足夠的科研領導力和號召力，因此采取了由單一部門單一首席科學家集權式管理的模式；對比而言，大洋鉆探計劃中，由于日本后來居上，直接導致了中央辦公室的瓦解，轉向分權式組織管理。

(2)設計實體組織架構。既有國際大科學計劃大都采用復合式的項目型組織架構。在這種結構中，整體上屬于項目型，每個項目組成員則來自不同職能部門，兼具職能部門和項目組的雙重身份。項目結束后，整個職能部門繼續從事原組織中的職能工作[15]。這種結構兼具職能型和項目型組織架構的優點，同時也克服了矩陣型組織架構的雙重領導和權力不易平衡的問題，且每個項目組由獨立的職能部門構成，可以保證項目組利益的完整性。維護項目組利益時也便于協調和統一。

(3)建立統一協調機構。在確立組織管理模式和實體組織架構基礎上，國際大科學計劃通常設立統一的協調機構，這也是國際大科學計劃正式開始運作的標志之一。基于不同的組織架構，協調機構的職權有所差異，集權式組織架構下的協調機構職責為項目評審、經費劃撥、組織協調，分權式組織架構下的協調機構職責為總體協調、技術咨詢。

1.4 計劃實施階段

國際大科學計劃的實施包括任務分工、經費管理、階段性評估、成果管理等環節。

(1)任務分工。兼顧效率和公平的任務分工保證了大科學計劃的順利推進。典型國際大科學計劃中，任務分工模式有兩類：①機構式分工協作——針對終極目標有明確邊界的大科學計劃，先明確 “技術路線圖”并固化下來；再據此全球范圍挑選最合適的團隊承擔項目任務；②基于同行評議的競爭性申請——針對終極目標沒有邊界的大科學計劃，科學家共同設置過渡性目標并圍繞此目標開展研究，設置過渡性目標的過程就是科學家群體科研計劃獲得認可的過程。以大洋鉆探計劃為例，其評審過程為 “參與國科學家提交項目建議書，中央辦公室(或美日歐小組辦公室)集中評審，多輪修改后形成正式項目建議書，提交航次管理辦公室審核，編入航次計劃并分配航次，撥款實施。”

(2)經費管理。資金是國際大科學計劃的重要保障，其管理難度甚至超過了創新活動本身。目前，國際大科學計劃通常遵循 “項目分擔，資金自籌”原則，由參與國自行籌措項目研究所需經費。由于大科學計劃面向全球性科學問題，純理論研究為主，其社會價值和科學價值遠遠超過其經濟效益和商業價值，因此資金籌措主要不依賴市場機制，來源渠道主要包括國家撥款、基金或民間機構捐贈等。

(3)階段性評估。國際大科學計劃通常持續10余年甚至數十年，須開展階段性評估。與一般科研項目評估不同的是，典型國際大科學計劃的評估是分散式的。首先，基于 “資金自籌”原則，評估主體是分散的。大科學計劃的發起國和參與國均承擔了部分科研經費，均需對科研項目產出情況進行評估；其次，評估形式是分散的。既通過大科學計劃核心管理機構開展規范的績效水平評估，也通過定期召開理事會、國際研討會等開展合格評估。

(4)成果管理。國際大科學計劃面向基礎研究，其成果管理原則是全球共享、造福全人類。這主要體現在兩方面：①所有實體樣本和最終數據全球共享。例如，人類基因組計劃要求所有測序中心的基因測序數據24小時內上傳到互聯網平臺，供全球科學家下載使用；大洋鉆探計劃中，每個航次的科學家可優先取得巖芯實體樣本和掃描數據，但1年半后所有掃描數據全球共享，巖芯樣本存儲在全球三大巖芯庫，供全球科學家使用；國際ARGO計劃中，所有海洋水文數據全球共享，同時鼓勵科學家的加工數據也盡量全球共享；②論文以項目組名義公開發表。

需要強調的是，科研成果全球分享也是科學家參與國際大科學計劃的前提條件。在人類基因組計劃中，NIH之所以與私營的賽萊拉公司展開競爭，關鍵原因就是以Collins教授為代表的一批科學家懷著造福全人類的崇高道德理念，拒絕與賽萊拉公司在基因可專利性和全球數據分享方面達成妥協。

2 結論與建議

自20世紀50年代開始，我國采用 “重大攻關”方式突擊完成了諸多重大科技工程，初步掌握了半導體、計算機、原子彈和核能、空間技術、人工合成牛胰島素等尖端技術，這些早期重大科技計劃初步奠定了我國的全球地位。同時，作為 “南北合作”中典型的南方代表，20世紀70年代以來我國參與國際大科學計劃的步伐明顯加快，包括人類基因組計劃、國際ARGO計劃、國際大洋鉆探計劃等。然而，在現有國際大科學計劃體系中，我國全部以參與國身份介入，科研貢獻占比并不高，更從未獨立發起過大科學計劃。為了提升我國科技實力，在國際事務中享有更多話語權，我國不僅要繼續參與現有國際大科學計劃，還應適時牽頭組織國際大科學計劃，在更高層面調動全球科研資源為我所用。結合全球典型國際大科學計劃的管理經驗，提出以下三點建議：

(1)國際大科學計劃應充分體現全人類利益和國家戰略需求。首先，國際大科學計劃應面向全人類基本問題，研究內容難以被逾越或替代，以獲得全球科學同行的積極響應和擁護；其次，國際大科學計劃勢必對我國政治、科技、經濟、社會、安全等方面產生長遠影響。發起之初就必須全面評估我國科研最新進展、產業發展水平，選取我國學科優勢明顯、國民經濟需求迫切的領域牽頭發起國際大科學計劃，以確保其發起倡議符合國家戰略需求，以取得最廣泛的國內支持。

(2)建立與國際接軌的過程管理體系。與國際大科學工程不同，國際大科學計劃不確定性因素多，科研活動隨時處于動態調整和變化中。因此，在發起大科學計劃前，我國應建立一整套與國際接軌的過程管理體系。

一是要高度重視大科學計劃的目標管理，建立唯一的、清晰的、可量化的、不可隨意更改的終極目標，確保研究有邊界、預算可控；若終極目標沒有邊界，則設定有邊界的過渡性目標，分步推進；同時，建立與終極或過渡性目標相匹配的技術路線圖和績效指標體系。

二是要為大科學計劃的推進尋求穩定的政治支持。發起組織和發起人要具備突出的政府公關能力，擅長處理與我國中央和地方政府、與外國政府和科研機構的關系。

三是要建立與大科學計劃相匹配的組織架構。在國家層面，應堅持以我為主的大科學計劃管理模式，同時讓渡部分權利以獲取發達國家和發展中國家的支持；在組織層面，應建立獨立于一般科技部門的大科學計劃管理機構，擁有獨立財權和事權，實現大科學計劃的企業化治理；在個體層面，應對首席科學家充分授權，對可能出現的 “學術獨裁”給予一定寬容。

四是要引入一定比例的競爭機制。國際大科學計劃堅持 “效率第一”原則，在計劃實施層面應設置競爭機制和末位淘汰制度，以確保大科學計劃按研究進度完成。

五是要高度重視大科學計劃的領導力建設。在組織層面，我國應盡快培育具有全球影響力的科研機構；在個體層面，我國應培養達到國際頂尖水平的科學家和科研團隊，同時加快引進享有國際聲譽的領軍型、戰略型華裔科學家。

(3)國際大科學計劃應以效率為導向，強調科學經濟性。是否發起一項國際大科學計劃的核心依據是， “在約束科研經費的前提下，以高通量、大規模操作為基礎的集中式科研活動形態，能夠提供遠遠超過分散式科研的成果，且為之所付出的協調成本是值得的。”與以科學假設為起點，強調探索性和創造性的一般性科學研究不同，國際大科學計劃研究目標收斂，研究結果幾乎不具有彈性和偶然性，更多是一種科學 “工程”。由于終極目標鎖定，大科學計劃發起機構唯一能做的就是以 “效益第一、兼顧公平”為原則，嚴格按照終極目標搭配最合適的團隊，并保持動態調整。