我國(guó)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略思考與建議

程燕林 吳樹(shù)仙 戴 慶 陳春英 趙宇亮*

1 中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院 北京 100190

2 國(guó)家納米科學(xué)中心 北京 100190

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在原子、分子、納米等跨尺度、多層次上研究物質(zhì)世界的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、互作過(guò)程和演變規(guī)律。化學(xué)對(duì)整個(gè)科技領(lǐng)域的發(fā)展起到了強(qiáng)有力的支撐和推動(dòng)作用，現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的材料、能源、環(huán)境、生命與健康、資源與可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題，均需要化學(xué)的理論與方法[1]。當(dāng)今很多科技創(chuàng)新活動(dòng)面臨的“卡脖子”問(wèn)題的本質(zhì)是化學(xué)問(wèn)題，如微納加工技術(shù)、芯片加工技術(shù)的光刻膠、特高純化學(xué)試劑等。

我國(guó)歷來(lái)高度重視化學(xué)學(xué)科建設(shè)和發(fā)展，同時(shí)注重化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)研究與重大應(yīng)用任務(wù)相結(jié)合，產(chǎn)生了諸如人工合成結(jié)晶牛胰島素、人工合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸、青蒿素的提取等重大成果，為科技和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。目前，我國(guó)化學(xué)人才隊(duì)伍和論文數(shù)量均居世界前列，但仍然沒(méi)有改變關(guān)鍵核心技術(shù)被“卡脖子”的局面。未來(lái)，仍需要加強(qiáng)化學(xué)的基礎(chǔ)研究，加速與化學(xué)密切相關(guān)的重大科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)挑戰(zhàn)的研究，加大化學(xué)領(lǐng)域的重大原創(chuàng)成果產(chǎn)出與應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)化學(xué)科學(xué)的快速發(fā)展。為此，本文在分析化學(xué)科學(xué)基本特征和領(lǐng)域發(fā)展歷史經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，圍繞我國(guó)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，結(jié)合優(yōu)勢(shì)與短板，提出我國(guó)化學(xué)科學(xué)的新研究架構(gòu)，并提出適應(yīng)新架構(gòu)的對(duì)策與建議。

1 化學(xué)科學(xué)的基本特征

（1）化學(xué)是一門(mén)承上啟下的中心科學(xué)。化學(xué)不僅是一門(mén)理解化學(xué)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)化學(xué)過(guò)程的獨(dú)立科學(xué)，更是一門(mén)連接物質(zhì)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的“中心科學(xué)”（central science），其在人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界、改造世界中的作用是無(wú)可替代的。其他門(mén)類(lèi)的自然科學(xué)之間，以及自然科學(xué)與工程技術(shù)之間的聯(lián)系都需要以化學(xué)為中間媒介。例如，自然科學(xué)中的物理科學(xué)，需要通過(guò)化學(xué)作為中介，才能更好地開(kāi)展生命科學(xué)和材料科學(xué)的研究；信息工程也需要將化學(xué)的基礎(chǔ)性知識(shí)與信息傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)等材料加工工藝、制造過(guò)程等相結(jié)合，才能實(shí)施高水平建設(shè)。化學(xué)作為一門(mén)中心科學(xué)，并不是指化學(xué)在所有學(xué)科中最重要，而是說(shuō)明化學(xué)在社會(huì)和科學(xué)系統(tǒng)中的多邊關(guān)系和地位，是一門(mén)承上啟下的學(xué)科[2]。

（2）化學(xué)是一門(mén)既傳統(tǒng)又不斷發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)，新的化學(xué)交叉分支不斷涌現(xiàn)。化學(xué)是創(chuàng)造新物質(zhì)、新材料的基礎(chǔ)科學(xué)，同時(shí)也與物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科相互滲透、相互促進(jìn)發(fā)展[3]。例如，化學(xué)與生物學(xué)的交叉科學(xué)問(wèn)題研究一直是當(dāng)代科學(xué)中一個(gè)極其重要和備受關(guān)注的領(lǐng)域。合成生物學(xué)、仿生化學(xué)、生物化學(xué)、酶化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)等與生命科學(xué)密切相關(guān)的研究領(lǐng)域在我國(guó)越來(lái)越受到化學(xué)領(lǐng)域研究人員的關(guān)注和重視。又如，納米科學(xué)與技術(shù)在納米尺度研究和精準(zhǔn)控制物質(zhì)世界的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、互作過(guò)程和演變規(guī)律，是當(dāng)今最為熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一，幾乎滲透到物質(zhì)研究的各個(gè)方面。

（3）化學(xué)是一門(mén)滲透于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各個(gè)方面的實(shí)用科學(xué)。化學(xué)已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活改善和提高的幾乎所有方面，無(wú)論是高新尖端技術(shù)，還是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各種支柱性和支撐性產(chǎn)業(yè)，或是人們的衣食住行、生活休閑、醫(yī)療保健，無(wú)不與化學(xué)科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)。化學(xué)塑造了世界，在能源、材料、微電子、環(huán)境、化工、醫(yī)療等各行業(yè)領(lǐng)域的科技支撐作用愈發(fā)顯著。根據(jù)國(guó)際化工協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì) 2019 年發(fā)布的《全球化學(xué)工業(yè)：催化增長(zhǎng)并解決我們的全球可持續(xù)性挑戰(zhàn)》顯示，化學(xué)工業(yè)幾乎涉及所有生產(chǎn)行業(yè)，通過(guò)直接、間接和誘發(fā)影響為全球國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）作出了 7% 的貢獻(xiàn)，是全球第 5 大制造業(yè)[4]。

2 主要國(guó)家化學(xué)科學(xué)發(fā)展的歷史經(jīng)驗(yàn)

當(dāng)前，世界大國(guó)正在把構(gòu)建引領(lǐng)未來(lái)的能力，作為科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略導(dǎo)向。科技和創(chuàng)新，已經(jīng)成為大國(guó)之間爭(zhēng)霸的主要領(lǐng)域，全球正面臨發(fā)展格局的新演變階段。過(guò)去 70 多年，科學(xué)及其所服務(wù)的社會(huì)發(fā)生了巨大變化，政治、經(jīng)濟(jì)、安全、氣候等全球性問(wèn)題凸顯。化學(xué)作為滲透到各個(gè)領(lǐng)域的中心科學(xué)，尤其備受關(guān)注；世界主要國(guó)家紛紛加大投入，且積極研究化學(xué)科研資助形式是否適應(yīng)當(dāng)今的社會(huì)變革和科技發(fā)展趨勢(shì)，更新完善化學(xué)科學(xué)發(fā)展政策，不斷升級(jí)化學(xué)科學(xué)研究規(guī)劃。

2.1 理論研究和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合使得德國(guó)化學(xué)率先占據(jù)領(lǐng)先地位

作為現(xiàn)代自然科學(xué)的重要基礎(chǔ)，現(xiàn)代意義上的化學(xué)發(fā)軔于 18 世紀(jì)的歐洲，英國(guó)和法國(guó)先后成為化學(xué)的學(xué)術(shù)中心；從 19 世紀(jì) 30—40 年代開(kāi)始，德國(guó)逐漸成為化學(xué)的學(xué)術(shù)中心，直到二戰(zhàn)之前德國(guó)化學(xué)一直保持世界領(lǐng)先地位。1901—1939 年的共 40 位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主中，德國(guó)學(xué)者有 17 位，遠(yuǎn)超同期英國(guó)和法國(guó)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)學(xué)者的數(shù)量[5]。

德國(guó)化學(xué)保持世界領(lǐng)先地位長(zhǎng)達(dá) 1 個(gè)世紀(jì)之久，除了其先進(jìn)的教育制度、科學(xué)的教育方法和優(yōu)越寬松的科研環(huán)境外，最重要的原因是德國(guó)非常重視化學(xué)的基礎(chǔ)理論研究和實(shí)際應(yīng)用研究的結(jié)合。以染料工業(yè)為例，在德國(guó)政府的支持下，于 1877 年成立了德國(guó)國(guó)立化工研究所；該研究所以有機(jī)結(jié)構(gòu)理論為指導(dǎo)，進(jìn)行煤焦油的綜合利用，使德國(guó)的染料工業(yè)及制藥、香料工業(yè)迅速趕超英國(guó)。產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)踐及其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益使得化學(xué)基礎(chǔ)研究的課題源源不斷，基礎(chǔ)研究成果又迅速轉(zhuǎn)化應(yīng)用[6]，形成正向循環(huán)。

自 2006 年起，德國(guó)政府陸續(xù)出臺(tái)了“高技術(shù)戰(zhàn)略”（High-tech Strategy），包括“納米行動(dòng)計(jì)劃”“氫和燃料電池技術(shù)國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃”“能源戰(zhàn)略 2050”等，聚焦尖端技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域，體現(xiàn)了較強(qiáng)的國(guó)家需求導(dǎo)向。在科技計(jì)劃和項(xiàng)目管理中，德國(guó)采用分類(lèi)分級(jí)管理的方式，對(duì)不同的科技計(jì)劃采取不同的組織模式[7]。德國(guó)對(duì)化學(xué)的支持嵌入在各類(lèi)科技計(jì)劃中，很好地體現(xiàn)了化學(xué)的中心地位和領(lǐng)域交叉的特征；其分類(lèi)分級(jí)管理方式增加了項(xiàng)目管理的靈活性，有利于將企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)等更多主體納入管理中來(lái)，更好地促進(jìn)了基礎(chǔ)研究與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。

2.2 長(zhǎng)期穩(wěn)定支持造就了美國(guó)成為全球的化學(xué)研究中心

二戰(zhàn)之前，美國(guó)一直以應(yīng)用研究為主，而基礎(chǔ)研究主要依靠歐洲。二戰(zhàn)以后，美國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到，依靠他國(guó)輸入新知識(shí)在科技領(lǐng)域不可能長(zhǎng)期發(fā)展。以 1945年《科學(xué)：無(wú)止境的前沿》為發(fā)端，美國(guó)政府一直在有計(jì)劃、持續(xù)、高強(qiáng)度地支持基礎(chǔ)科學(xué)研究；由此，美國(guó)化學(xué)的基礎(chǔ)研究在世界上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)和穩(wěn)固的地位，逐漸成為全球的化學(xué)研究中心。

美國(guó)聯(lián)邦政府通過(guò)采用合同制、科研資助制等方式來(lái)確定研究方向，從而影響和引導(dǎo)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)開(kāi)展化學(xué)研究的內(nèi)容，以此來(lái)體現(xiàn)國(guó)家意志，達(dá)到用經(jīng)濟(jì)手段控制和指導(dǎo)國(guó)家科技發(fā)展的目的[8]。美國(guó)政府以重大科學(xué)項(xiàng)目為依托，遴選最優(yōu)秀的科研骨干，開(kāi)展高水平的持續(xù)攻關(guān)，有效推動(dòng)了化學(xué)的快速崛起。例如，在“曼哈頓計(jì)劃”的牽引下，美國(guó)芝加哥大學(xué)的化學(xué)團(tuán)隊(duì)在著名化學(xué)家 Glenn Theodore Seaborg 帶領(lǐng)下，為制備超鈾、分離钚、誘導(dǎo)鈾核裂變等提供了決定性的技術(shù)支持[5]。過(guò)去 80 年，美國(guó)及其培養(yǎng)的化學(xué)家獲得了約 2/3 的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，彰顯了美國(guó)成為世界化學(xué)創(chuàng)新源頭的地位。

進(jìn)入 21 世紀(jì)前后，美國(guó)又密集部署了多項(xiàng)戰(zhàn)略性研究計(jì)劃，如 “國(guó)家納米計(jì)劃”“材料基因組計(jì)劃”等，有些通過(guò)立法保證穩(wěn)定支持。例如，2000 年美國(guó)開(kāi)始實(shí)施“國(guó)家納米科技行動(dòng)（NNI）計(jì)劃”；到 2020 年，美國(guó)政府先后 6 次發(fā)布“國(guó)家納米科技研究戰(zhàn)略”，僅聯(lián)邦政府就累計(jì)投入 280 億美元。持續(xù)的投資反映了美國(guó)對(duì)創(chuàng)新戰(zhàn)略的優(yōu)先支持，并大力促進(jìn)了美國(guó)化學(xué)研究率先進(jìn)入學(xué)科交叉領(lǐng)域并引領(lǐng)全球的發(fā)展方向[9]。美國(guó)體制決定了其科技計(jì)劃制定具有如下特點(diǎn)：① 有效的分權(quán)與制衡。各聯(lián)邦部門(mén)以國(guó)家目標(biāo)和優(yōu)先領(lǐng)域?yàn)橹笇?dǎo)，在白宮的協(xié)調(diào)下，編制本部門(mén)的研發(fā)計(jì)劃。② 科技計(jì)劃具有較強(qiáng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。跨部門(mén)研發(fā)計(jì)劃通常具有較長(zhǎng)的時(shí)間周期，從而確保了聯(lián)邦研發(fā)計(jì)劃的總體穩(wěn)定。

2.3 需求導(dǎo)向的發(fā)展戰(zhàn)略有效提升了日本的化學(xué)發(fā)展水平

日本政府高度重視化學(xué)學(xué)科及工業(yè)的發(fā)展，早在一戰(zhàn)后，就成立了日本化學(xué)工業(yè)調(diào)查委員會(huì)和日本理化學(xué)研究所，這些專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)對(duì)于促進(jìn)日本化學(xué)的獨(dú)創(chuàng)性研究起到了重要的作用。二戰(zhàn)后，日本政府為了解決糧食和穿衣問(wèn)題，制訂了一系列促進(jìn)化工發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策；20 世紀(jì) 50 年代中期，日本確立了以重工業(yè)及化工為產(chǎn)業(yè)重心的方針，化工水平得到了迅速提升[10]。由于戰(zhàn)后初期日本的工業(yè)設(shè)備陳舊、技術(shù)落后，在日本政府的正確引導(dǎo)下，引進(jìn)外資和先進(jìn)技術(shù)成為戰(zhàn)后日本化工迅速發(fā)展的重要手段。

1980 年日本政府在《科學(xué)技術(shù)白皮書(shū)》中提出“科技立國(guó)”的方針，使日本從主要引進(jìn)國(guó)外技術(shù)轉(zhuǎn)向發(fā)展有獨(dú)創(chuàng)性的自主技術(shù)，并逐漸強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究[11]。有關(guān)化學(xué)的大型研究項(xiàng)目有功能化學(xué)、生物化學(xué)技術(shù)和新材料技術(shù)等。近年來(lái)，日本對(duì)化學(xué)能源領(lǐng)域非常重視，2006 年頒布了以能源安全為核心的“日本新國(guó)家能源戰(zhàn)略”，2017 年出臺(tái)“氫能基本戰(zhàn)略”，2018 年出臺(tái)“第五次能源基本計(jì)劃”。以國(guó)家、社會(huì)和產(chǎn)業(yè)需求為目標(biāo)，通過(guò)立法、計(jì)劃、規(guī)劃等形式，全面推進(jìn)學(xué)科發(fā)展，這是日本政府支持化學(xué)研究和創(chuàng)新的顯著特征。

2.4 舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)助力中國(guó)化學(xué)科學(xué)走上蓬勃發(fā)展之路

新中國(guó)成立后，化學(xué)作為最實(shí)用的科學(xué)，在石油、紡織、涂料等關(guān)系國(guó)計(jì)民生領(lǐng)域具有重要的地位，受到國(guó)家高度重視。尤其是 20 世紀(jì) 50—60 年代，我國(guó)化學(xué)進(jìn)入了快速發(fā)展期，逐步建立了專(zhuān)業(yè)齊全的研究部門(mén)，形成了一支有一定研究能力的隊(duì)伍，包括專(zhuān)門(mén)的化學(xué)類(lèi)研究所、大學(xué)的化學(xué)院系等。多年來(lái)，國(guó)家自然科學(xué)基金、“863 計(jì)劃”、“973 計(jì)劃”、科技創(chuàng)新 2030—重大項(xiàng)目，以及 2014 年科技計(jì)劃改革之后的新體系對(duì)化學(xué)研究的支持有效推動(dòng)了化學(xué)在中國(guó)的發(fā)展。以 2020 年為例，全球化學(xué)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)中，中國(guó)科研成果占比最多（圖 1）。在一些研究領(lǐng)域接近或達(dá)到世界水平，尤其是在人工合成蛋白質(zhì)領(lǐng)域取得了重大成果[12]。

圖1 2020 年全球化學(xué)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)數(shù)量（單位：篇）排名前 10 位的國(guó)家Figure 1 Top 10 countries of global chemistry literature in 2020

人工合成結(jié)晶牛胰島素便是我國(guó)最具代表性的化學(xué)研究成果之一，是非常接近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的成果。1956 年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《1956—1967 年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，提出了 57 項(xiàng)重大科學(xué)任務(wù)，并從中綜合提煉了 12 項(xiàng)緊急任務(wù)，其中就包括“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和合成的研究”[13]。在周恩來(lái)、聶榮臻等黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視和大力支持下，中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所和北京大學(xué)化學(xué)系作為這項(xiàng)任務(wù)的主要承擔(dān)單位。自 1958 年開(kāi)始，歷經(jīng) 6 年 9 個(gè)月的艱辛，于 1965 年成功獲得人工合成的牛胰島素結(jié)晶[14]。總結(jié)人工合成結(jié)晶牛胰島素的成功有兩方面原因：① 得益于黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)基礎(chǔ)研究的高度重視，將該項(xiàng)任務(wù)上升為國(guó)家意志，為早日完成牛胰島素合成工作給祖國(guó)爭(zhēng)光，科研人員做出了不懈的努力；② 采取了舉國(guó)體制的攻關(guān)組織方式，最初采取“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”的方法，后因效果不佳而終止，改為由 3 家單位的精干力量緊密協(xié)作攻關(guān)，并取得了最終的成功[15]。

3 我國(guó)化學(xué)科學(xué)發(fā)展面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)

經(jīng)過(guò)多年努力，我國(guó)化學(xué)的基礎(chǔ)研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，形成了一批重大創(chuàng)新成果。例如，2020 年化學(xué)領(lǐng)域共有 15 項(xiàng)成果榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，其中 4 項(xiàng)成果榮獲一等獎(jiǎng)。然而，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的化學(xué)研究還存在一些值得重視的問(wèn)題及深層原因。

（1）化學(xué)作為“中心科學(xué)”的地位在我國(guó)有待提高。從自然科學(xué)的發(fā)展歷史看，物理學(xué)作為開(kāi)端，被認(rèn)為是自然科學(xué)的代表，而隨著人類(lèi)對(duì)于生命健康的重視，生物學(xué)也逐漸受到重視；反觀化學(xué)，作為連接二者之間的橋梁，卻總是“退居二線”，在我國(guó)更是如此。例如，在我國(guó)的基礎(chǔ)教育階段，化學(xué)教育處于相對(duì)劣勢(shì)地位。從資助特征來(lái)看，以國(guó)家自然科學(xué)基金為例，對(duì)化學(xué)的資助與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地球科學(xué)等一樣，仍以傳統(tǒng)的單一學(xué)科資助模式為主，這難以滿足化學(xué)的交叉特性。

（2）重大原創(chuàng)性成果在化學(xué)領(lǐng)域最有可能實(shí)現(xiàn)但仍顯不足。作為優(yōu)勢(shì)學(xué)科，我國(guó)化學(xué)研究水平處于世界前列，在一些領(lǐng)域已經(jīng)接近“無(wú)人區(qū)”；并且，化學(xué)作為綜合性、交叉性學(xué)科，是最有可能產(chǎn)生原創(chuàng)性成果的領(lǐng)域。然而，由于我國(guó)化學(xué)基礎(chǔ)研究源于跟蹤和模仿，知識(shí)積累不足、底層技術(shù)原理不清楚、基礎(chǔ)工藝能力不足等原因，我國(guó)化學(xué)研究在開(kāi)辟新方向、創(chuàng)立新學(xué)說(shuō)、提出新理論等方面仍然較為缺乏。此外，我國(guó)化學(xué)基礎(chǔ)研究資助主要來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的 68 個(gè)專(zhuān)項(xiàng)，這種“零散、點(diǎn)狀”的支持方式不利于產(chǎn)出重大原創(chuàng)性成果。

（3）穩(wěn)定支持不足不利于以反復(fù)實(shí)驗(yàn)和持續(xù)積累為特征的化學(xué)研究。根據(jù) Bj?rk[16]對(duì) 178 年來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的統(tǒng)計(jì)研究，與其他領(lǐng)域相比，化學(xué)家可能要花最長(zhǎng)的時(shí)間才能做出其最大成就。與以邏輯思維為核心特征的數(shù)學(xué)和物理學(xué)不同，化學(xué)研究更多依賴(lài)于連續(xù)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，更加需要“冷板凳”式的長(zhǎng)期積累。然而，我國(guó)對(duì)化學(xué)研究尤其是化學(xué)基礎(chǔ)研究的持續(xù)穩(wěn)定投入還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如，我國(guó)對(duì)納米科學(xué)的支持以競(jìng)爭(zhēng)性經(jīng)費(fèi)為主，雖然它們對(duì)我國(guó)化學(xué)基礎(chǔ)研究的整體發(fā)展起到了關(guān)鍵作用，但過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)既不符合化學(xué)研究持續(xù)積累的特征，也不利于形成“甘坐冷板凳”的研究氛圍。

（4）化學(xué)基礎(chǔ)研究對(duì)現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的支撐仍然不夠。近年來(lái)，我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域 SCI 論文數(shù)量和引用量均居世界前列，但高質(zhì)量論文的“繁榮”與高價(jià)值專(zhuān)利的“蕭條”形成鮮明對(duì)比[17]。以化學(xué)藥產(chǎn)業(yè)為例，2019—2020 年，公開(kāi)的全球化學(xué)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利排行榜前 50 名中，中國(guó)只占了 6 席，且其中只有 2 家為企業(yè)，而美國(guó)卻有 18 家企業(yè)上榜①http://www.iprdaily.cn/article_24543.html.。中國(guó)與美國(guó)、德國(guó)、日本在化學(xué)成果產(chǎn)業(yè)化方面還存在著較大差距。尤其是一些新興的細(xì)分領(lǐng)域，如高性能復(fù)合材料、專(zhuān)用化學(xué)品、高端膜材料等，我國(guó)長(zhǎng)期處于供給不足的狀態(tài)，有的甚至嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口[18]。化學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果離實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的距離。

4 我國(guó)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略思考

我國(guó)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，不僅應(yīng)體現(xiàn)化學(xué)中心科學(xué)的特色，緊抓現(xiàn)代大化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新理念、新特點(diǎn)和新模式，而且應(yīng)堅(jiān)持國(guó)家需求導(dǎo)向，圍繞“四個(gè)面向”，構(gòu)筑化學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的新架構(gòu)。

（1）面向世界科技前沿，開(kāi)展挑戰(zhàn)導(dǎo)向型研究。發(fā)揮我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的積累優(yōu)勢(shì)和我國(guó)的制度優(yōu)勢(shì)，針對(duì)化學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題，重點(diǎn)開(kāi)展分子制造化學(xué)、納米科學(xué)、材料化學(xué)、分子磁體、分子聚集體、手性物質(zhì)化學(xué)、動(dòng)態(tài)化學(xué)、軟凝聚態(tài)化學(xué)、非絕熱化學(xué)等領(lǐng)域的前瞻性、原創(chuàng)性、引領(lǐng)性基礎(chǔ)研究，不斷探索“無(wú)人區(qū)”。

（2）面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，開(kāi)展質(zhì)量導(dǎo)向型研究。以“雙碳”目標(biāo)為牽引，發(fā)揮化學(xué)在能源、環(huán)境、化工等可持續(xù)發(fā)展中的作用，重點(diǎn)開(kāi)展精準(zhǔn)催化（如納米催化、單原子催化等）、能源化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、分析科學(xué)與儀器、現(xiàn)代化工、綠色過(guò)程工程等交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和綠色發(fā)展提供源頭支持。

（3）面向國(guó)家重大需求，開(kāi)展任務(wù)導(dǎo)向型研究。結(jié)合產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求和緊急攻關(guān)任務(wù)，剖析并梳理“卡脖子”問(wèn)題背后的深層次原因和化學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)原理，開(kāi)展芯片化學(xué)、智能合成化學(xué)、分子光子學(xué)、新材料（如介孔材料、發(fā)光材料、新型碳材料）、光化學(xué)、化學(xué)設(shè)備與裝備關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題等當(dāng)前及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)急需的基礎(chǔ)研究，為扭轉(zhuǎn)關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人的局面提供支撐。

（4）面向人民生命健康，開(kāi)展使命導(dǎo)向型研究。以國(guó)家生物安全和人民生命健康為使命，通過(guò)化學(xué)的方法和理念解決生命科學(xué)問(wèn)題，探究生命的化學(xué)本質(zhì)，發(fā)展合成生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、醫(yī)用材料化學(xué)、生命分析化學(xué)與分子醫(yī)學(xué)，發(fā)展新的臨床分子診斷策略和疾病精準(zhǔn)治療策略等，為人民生命健康服務(wù)。

5 適應(yīng)新架構(gòu)的對(duì)策與建議

為進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)化學(xué)科學(xué)，更好地發(fā)揮化學(xué)作為中心科學(xué)的作用，支撐科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，本文從資助模式、選題機(jī)制、研究范式、人才隊(duì)伍建設(shè)和提升國(guó)際影響力 5 個(gè)方面提出適應(yīng)化學(xué)新架構(gòu)的對(duì)策建議。

（1）穩(wěn)定支持與適度競(jìng)爭(zhēng)相結(jié)合，形成符合化學(xué)中心科學(xué)特點(diǎn)和科研規(guī)律的資助模式。秉持化學(xué)中心科學(xué)的理念，既要推動(dòng)化學(xué)自身發(fā)展，也要發(fā)揮化學(xué)在其他學(xué)科領(lǐng)域的作用。改變“撒胡椒面”“分蛋糕”式的傳統(tǒng)經(jīng)費(fèi)支持方式，以實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，部署長(zhǎng)周期、跨學(xué)科的資助計(jì)劃——建議以 10 年為一個(gè)周期，連續(xù) 5 個(gè)周期（50 年）以上。在基礎(chǔ)研究階段，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的財(cái)政投入預(yù)算制度和穩(wěn)定增長(zhǎng)機(jī)制，提高投入強(qiáng)度；針對(duì)較為聚焦的方向，可視體量采用定向委托的方式，對(duì)于個(gè)別有實(shí)力的機(jī)構(gòu)或團(tuán)隊(duì)，給予重點(diǎn)扶持和穩(wěn)定支持。在應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化階段，構(gòu)建多渠道、多元化的投入機(jī)制；對(duì)于重大目標(biāo)導(dǎo)向的研究，通過(guò)多種方法和路徑的并行嘗試，采用多個(gè)技術(shù)路線的良性競(jìng)爭(zhēng)模式。統(tǒng)籌考慮科學(xué)計(jì)劃與國(guó)立科研機(jī)構(gòu)、全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的有機(jī)銜接，促進(jìn)科學(xué)計(jì)劃和研究基地、人才隊(duì)伍、創(chuàng)新環(huán)境等多方面協(xié)同發(fā)展。

（2）興趣導(dǎo)向與需求導(dǎo)向相結(jié)合，建立符合化學(xué)優(yōu)勢(shì)學(xué)科的選題機(jī)制。① 對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入世界前沿和“無(wú)人區(qū)”的我國(guó)化學(xué)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，建立興趣導(dǎo)向和自由探索的選題機(jī)制；完善科技政策和科研管理機(jī)制；尊重科研的本真，支持“從 0 到 1”的原創(chuàng)性研究，促進(jìn)更多國(guó)際引領(lǐng)性高水平科研成果的產(chǎn)出。② 基于問(wèn)題導(dǎo)向和需求導(dǎo)向，關(guān)注化學(xué)學(xué)科本身的重大問(wèn)題對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有哪些潛在影響，以及梳理“雙碳”目標(biāo)下需要解決的化學(xué)重大問(wèn)題，積極部署和組織開(kāi)展相關(guān)研究。③ 加強(qiáng)化學(xué)與其他學(xué)科的深度交叉融合研究。例如，加強(qiáng)表界面化學(xué)與先進(jìn)物理表征、信息技術(shù)、清潔能源、環(huán)境保護(hù)、先進(jìn)制造等前沿領(lǐng)域和國(guó)家急需技術(shù)的交叉合作，建立“以點(diǎn)帶群、群點(diǎn)結(jié)合”的學(xué)科溝通交流環(huán)境和研究平臺(tái)，開(kāi)辟新的研究節(jié)點(diǎn)，形成在基礎(chǔ)理論上的創(chuàng)新和突破。

（3）基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相結(jié)合，構(gòu)建符合化學(xué)“實(shí)用科學(xué)”的研究組織模式。通過(guò)政策引導(dǎo)，與機(jī)械、電子、制藥等工業(yè)領(lǐng)域交互，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，引導(dǎo)企業(yè)參與研發(fā)工作，將實(shí)驗(yàn)室的研究成果轉(zhuǎn)化成可為國(guó)家能源、環(huán)境、健康、國(guó)防等領(lǐng)域作出實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)的產(chǎn)品和技術(shù)，真正造福于國(guó)家和人民。同時(shí)，鼓勵(lì)科研人員以多種形式參與企業(yè)研發(fā)，給科研工作者更大空間，讓他們?cè)诋a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化中獲得實(shí)際利益，更好地促進(jìn)基礎(chǔ)研究成果向生產(chǎn)實(shí)際靠近。鼓勵(lì)從瓶頸技術(shù)角度凝練科學(xué)問(wèn)題，梳理出如芯片、儀器等“卡脖子”、潛在“卡脖子”和“反卡”研究領(lǐng)域中的化學(xué)問(wèn)題作為研究重點(diǎn)。堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)和理論同步并行、融為一體，加速重大科學(xué)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決，做到“基礎(chǔ)前沿，原創(chuàng)優(yōu)先；科學(xué)論文，質(zhì)量?jī)?yōu)先；專(zhuān)利授權(quán)，落地優(yōu)先”。

（4）信任授權(quán)與績(jī)效考核相結(jié)合，建立從教育到科研的多層次化學(xué)人才培養(yǎng)與評(píng)價(jià)體系。在研究平臺(tái)、科學(xué)設(shè)備、人員配備方面給予科研國(guó)家隊(duì)重點(diǎn)支持，保障其研究需求與基礎(chǔ)待遇，維持項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，全力推進(jìn)化學(xué)研究國(guó)家隊(duì)建設(shè)。注重高考的引導(dǎo)效應(yīng)，通過(guò)化學(xué)競(jìng)賽、實(shí)驗(yàn)室參觀、科學(xué)家講座等方式，加強(qiáng)中學(xué)和大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)教育，培養(yǎng)化學(xué)研究人才后備軍。對(duì)于青年科研人員，尤其是領(lǐng)軍人才和團(tuán)隊(duì)，給予充分信任和更多的自主權(quán)，建立信用體系，在科學(xué)共同體內(nèi)營(yíng)造對(duì)優(yōu)秀青年科學(xué)家的服務(wù)意識(shí)和運(yùn)行機(jī)制。依托更加準(zhǔn)確的科研人員績(jī)效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)以人為本的考核評(píng)價(jià)理念，給科研人員試錯(cuò)的空間，避免任務(wù)指標(biāo)教條化和“一刀切”。減少對(duì)科研人員的評(píng)價(jià)，建議每 5 年對(duì)科研工作績(jī)效進(jìn)行一次匿名評(píng)估，連續(xù) 2 次（10 年）評(píng)估結(jié)果位列后 30% 的科研人員，實(shí)行末位淘汰。

（5）自主研究與開(kāi)放合作相結(jié)合，提升我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力和國(guó)際影響力。對(duì)有機(jī)催化、結(jié)構(gòu)化學(xué)、高分子材料等具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的研究方向，依托國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)立科研機(jī)構(gòu)、全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等優(yōu)勢(shì)機(jī)構(gòu)，組織高水平研究隊(duì)伍，推動(dòng)和引領(lǐng)這些領(lǐng)域的發(fā)展，形成具有中國(guó)標(biāo)簽原創(chuàng)性的特色研究領(lǐng)域，通過(guò)“以點(diǎn)帶面”的形式，實(shí)現(xiàn)化學(xué)科學(xué)整體地位的提升。對(duì)于具有戰(zhàn)略?xún)r(jià)值的研究方向，如重大科研儀器、能源化學(xué)等，建議發(fā)揮舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，由政府和市場(chǎng)共同推動(dòng)自主開(kāi)發(fā)和研制，提高相關(guān)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率。同時(shí)，通過(guò)組織國(guó)際合作項(xiàng)目、國(guó)際會(huì)議、研究人員互訪、研究生聯(lián)合培養(yǎng)等方式，加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，拓展國(guó)際合作范圍；支持本土優(yōu)秀化學(xué)期刊發(fā)展與品牌建立，保障成果發(fā)表優(yōu)先權(quán)，提升我國(guó)知名度、認(rèn)可度和話語(yǔ)權(quán)，保持并引領(lǐng)我國(guó)化學(xué)科學(xué)的優(yōu)勢(shì)地位和研究水平。

致謝本文得到白春禮、包信和、陳小明、陳學(xué)思、樊春海、方維海、馮小明、高松、郭子建、洪茂椿、江桂斌、江雷、李景虹、李玉良、彭孝軍、譚蔚泓、唐本忠、唐勇、田禾、田中群、萬(wàn)立駿、吳驪珠、席振峰、謝毅、謝在庫(kù)、姚建年、嚴(yán)純?nèi)A、于吉紅、趙東元、趙進(jìn)才、周其林、張濤、張鎖江、張希（以姓氏拼音為序）等院士專(zhuān)家的咨詢(xún)指導(dǎo)和大力支持，特此感謝！