重大科技成果形成的主要規律

在國家自然科學基金委員會計劃與政策局的支持下，國務院發展研究中心創新發展研究部、中國科學院科技戰略咨詢研究院與中國科學院大學經濟與管理學院組成聯合課題組，于2022年1月至2023年12月，開展“重大科技成果資助管理經驗與政策研究”。課題組以科學基金資助項目為基礎，開展案例研究和問卷調查。經過深人的案例研究和問卷分析，獲得以下重要發現。

（一）原創性重大科技成果的形成是一個長期過程

案例研究表明，從獲得第一筆科學基金資助到成果產業化落地和獲得國家獎項，10個案例分別平均經歷了約13.2年和17年（見表1）。有些團隊從開始研究到產業化應用，經歷了20＼～30年時間。問卷調查結果顯示，在555位獲獎者參與的研究項目中，從開始研究到獲獎超過11年的占 76.9% ，超過16年的占 28% 。

調研發現，重大原創成果往往不是事先規劃出來的，而是一個理論突破和實踐探索的循序漸進過程。在研究的每個階段都會遇到瓶頸，要允許試錯和容忍失敗。例如，中國科學院遺傳發育所的分子設計育種團隊將分子遺傳學與水稻育種緊密結合，經過近30年努力，培育出“高產優質”的超級水稻新品種，形成了一系列世界前沿、具有革命性意義的研究成果。其分子設計育種工作分為四個階段。一是開展擬南芥分子遺傳學的基礎研究，為后來的水稻育種打下堅實科學基礎；二是率先建立植物圖位克隆技術體系，利用構建的突變體庫，發現首個控制水稻分蘗的基因；三是開展“水稻高產優質性狀形成的分子機理及品種設計”研究，提出并建立了高效精準的設計育種體系，育成“中科發”與“嘉優中科”等系列優異水稻新品種；四是提出并證實快速從頭馴化“異源四倍體野生稻”的新策略，將野生稻馴化為栽培稻的時間大幅縮短，被業界認為開辟了一條野生植物馴化新路徑。又如，中國科學院數學與系統科學研究院（以下簡稱中國科學院系統科學研究院）ADRC團隊，從自抗擾理論提出到成熟應用經歷了約30年時間，經過幾代人的努力。第一步（1979一1989年），創立線性控制系統理論的構造性方法，率先推動控制系統計算機輔助設計軟件開發和研究，為后來自抗擾技術的模擬實驗提供了工具。第二步（20世紀90年代起），從“模型論”走向“控制論”，提出基于過程誤差來抑制或消除誤差的方法來建立控制律，并逐步在工程驗證和應用中不斷完善，最終廣泛應用于各種控制工程領域，成為國際控制工程界不可忽視的技術方向。大連化物所納米限域催化團隊基于我國清潔利用煤炭和天然氣的需求，由科學家創造性地從基礎科學問題出發，通過重大科學突破，有效解決了有關煤化工的戰略性需求問題。

（二）自由探索和原創思想的形成需要寬松的研究環境

案例研究表明，團隊領軍人的原創性思想的形成大都不是競爭性項自支持出來的，而是得益于能夠在穩定、寬松的學術環境中獨立思考和自由探索，包括單位提供穩定工資收入、基本實驗條件，以及自主研究的環境等。科學基金的早期支持則使這些原創思想獲得科學共同體的認可，堅定了研究方向。例如，山東大學密碼學團隊的領軍人王小云破解密碼研究源于興趣導向的自由探索，在做講師期間得益于山東大學寬松的教學和研究環境，她根據興趣和國家需要選擇了這一研究方向。如表1所示，10個案例中的不少團隊領軍人都是在工作和學習中形成了最初的研究思路和雛形，后來申請科學基金項目。如，上海復旦大學介孔材料團隊的趙東元、清華大學OLED團隊的邱勇和大連理工大學高性能制造團隊的郭東明等，均是在選擇研究方向和做其他研究時，形成了相關思路

一些開創性理論研究由于要推翻主流理論或者開辟新路徑，難以獲得學術界共識，甚至存在質疑，很難獲得競爭性項目支持。例如，ADRC團隊的創建者韓京清研究員①針對工程實踐中模型控制誤差過大的本質問題，以批判的思維反思現代控制理論發展現狀，提出了工程系統控制應從“模型論”走向“控制論”的理念，堅持從解決工程實踐的根本性問題出發，進行開創性理論研究，探索實用性控制方法。因為突破了經典系統控制的模型論，這項研究較長時間沒有取得學術界共識。該團隊克服了缺乏業界認同，經費、應用場景不足等困難，發揚“不怕坐冷板凳”

的精神，堅持長期不懈努力。韓京清17年沒有在國際學術刊物上發表這個研究方向的論文。其間主要依靠中國科學院提供的穩定工資、基本實驗條件和知識創新工程項目的小額資助，以及合作研究經費等，也曾獲得科學基金面上項目的支持。調研中專家們反映，現行風險規避型的投票式項目遴選機制，選出的大都是對熱點問題的跟蹤研究。加之目前大學和科研院所的評價考核制度導致研究人員把精力放在發論文、爭項目和評獎上，因害怕失敗，不敢開展原創研究。

綜上所述，支持開創性研究，需要兩個條件。一是建立適應非共識項目的遴選機制。二是依托單位為研究人員提供穩定的基本研究條件和減少各種數量考核。

（三）重大科技成果的形成是基礎研究與應用研究高度融合的結果

案例研究表明，突破重大關鍵技術離不開基礎研究的支撐。目前有些“卡脖子”技術的根本原因是基礎理論研究跟不上，源頭和底層科學問題沒有搞清楚。案例研究中的一些重大科技成果是根據工程技術創新需求凝練科學研究問題，再從理念突破到工程驗證，基礎研究與應用研究交叉融合，相互促進。如，大連化物所DMTO團隊具有很強的從現實工業問題中凝練科學問題的能力。其甲醇制取低碳烯烴技術（DMTO）的研發，始于對國家能源安全和我國能源資源的實際情況的考慮，屬于需求驅動的應用研究。但在甲烷制烯烴技術研發和工程化過程中，為了提高反應效率，保持技術在國際領先，該團隊加大基礎研究力度，從反應機理等方面開展攻關，解決其中蘊含的科學問題，不斷進行技術迭代升級。他們將研究課題拆分為沸石合成、催化劑制備、反應工藝及產物分析和催化劑物化性能表征等多個問題，分別解決國家重大戰略需求背后蘊含的各種科學問題，并通過科學研究提升產業化成功的可能性以及實現成功產業化之后的技術升級。又如，大連理工大學高性能制造團隊針對高性能要求的硬脆材料復雜曲面天線罩加工問題，探索面向性能補償的精密修磨的新理論，建立了由性能誤差求解其任一點修磨的反求方法，提出逐點可控數字化精密加工方法。在此基礎上，研制出專用數控系統和機床，解決了精密修磨加工難題；并研制出對應配套的天線罩幾何參數和電厚度參數的精密測量技術和儀器，以及強度篩選和連接的工藝技術與裝備。從而探索出了從工藝的基礎研究、加工方法、檢測技術到設備制造，開展系統設計、分項攻關，最終實現系統集成，全鏈條的“貫通式”研究路徑，為解決高端裝備中一大批關鍵零部件精密制造的難題提供了可行的路徑和方案。同時，上述案例都是在進行產學研合作的應用研究項目中，根據關鍵技術攻關需要，凝練科學問題，支撐了重大工程技術突破。

調查中專家們反映，目前凝練影響關鍵核心技術攻關的科學問題的難點是：一方面，大部分企業因研究能力限制，提不出科學問題；另一方面，大學教授不了解工程實際，其研究不能為解決實際問題提供支撐。因此，解決關鍵技術攻關的科學問題，必須加強產學研深度合作與充分交流

（四）重大科技成果的形成需要發揮戰略科學家的作用

案例研究表明，重大科技成果的形成需要自由探索與有組織研究相結合，具有戰略思維的領軍人物與好的團隊相結合。領軍人才的主要作用是選準研究方向，提出原創思想、培養人才和帶好隊伍

一方面，戰略科學家對探索學科發展新方向起到重要作用。案例研究發現，在重大科技成果的初始階段，往往有一些具有戰略思維的領軍人才能夠找到戰略方向，并持之以恒開展研究，其獨特的戰略眼光對于整個科學領域的發展有著推動作用。例如，1995年中國開始介入量子信息的研究，但國內對量子信息的實驗研究幾乎為零，對于是否應該支持量子信息研究依然存在很多爭議。一批活躍在量子科研一線的具有戰略思維的科學家系統地洞察到中國量子調控及量子技術的巨大發展前景，并向科技管理部門強調了量子技術對中國未來發展的重要性，因此，在有關方面的支持下，中科大陸續布局了量子調控、量子通信、量子計算等幾個方向的研究團隊，使我國在量子科學領域處于國際前沿。又如，清華大學OLED團隊的領軍人邱勇面向世界前沿顯示技術，在諸多技術路線中，選擇把突破點放在OLED材料、器件和制造工藝研究上，將目標定位在實現學術與產業“雙贏”上。當OLED產業處于低谷時，他又研判形勢，提出“低谷建線”的思路，贏得了發展的時間，搶占了產業發展先機。

另一方面，在原創理論探索階段，領軍人才的個人作用至關重要。在原創思想形成的早期，往往是少數人在“琢磨”和鉆研。當理論研究基本定型，技術路線比較明確時，需要開展有組織的基礎研究，資助重點放在培育團隊上。

調研中專家們提出，重大科技成果的組織研究要注意兩點。一是要充分信任牽頭專家，鼓勵自由探索和挑戰科學前沿，不要把研究內容限定太“死”；資助項目可實行滾動支持，動態評估和調整。二是要打破“作坊式”的研究，實行跨學科和跨領域的合作研究。

（五）多種資助主體接力支持促進重大科技成果的形成與應用

案例研究顯示，在重大科技成果形成和產業化應用過程中，每個案例都獲得了多個資助主體的接力支持，其中包括所在單位、國家科學基金、“973”計劃、“863”計劃、國家重點研發計劃，以及產業化示范項目等支持。各類資金分工協作，互相補充，形成創新鏈全鏈條覆蓋。問卷結果也表明， 83% 的項目曾獲其他國家級科技項目資助，其中同時受科學基金和其他科技計劃項目資助的占 89.3% ，認為其他科技項目的資助額度大于科學基金項目的受訪者約占 60% 。在重大科技成果轉化和產業化應用階段離不開企業的支持。問卷調查顯示，555位接受調研的獲獎者中，研究過程中獲得企業資金支持的占比 47.93% 總體看，在團隊帶頭人的初始思路形成時，大都得到來自學習和工作單位的支持，得益于在寬松的學術環境中自由探索。科學基金重點支持早期基礎性研究，起到培育和遴選研究方向的作用，使這些思想和觀點，獲得了科學共同體的認同和肯定，堅定了研究方向。在科學基金項目的基礎上，其他國家科技計劃項目和產業部門、地方政府，乃至市場資金進行較大力度投入。成果產業化應用階段則主要是地方政府、企業和市場資金投人，促進產業的形成和發展。我們還發現，不少案例是基礎研究和應用技術研發穿插進行，從應用研究中凝練科學問題，支撐重大關鍵技術的突破。例如，分子育種團隊從基礎理論研究到應用推廣，除了多次獲得科學基金的支持外，還獲得了科技部“973”計劃、“863”計劃、重點研發計劃、中國科學院重點部署科研專項等項目的支持。OLED團隊在早期多次獲得科學基金面上項目、國家杰出青年科學基金項目、重大項目支持，還獲得了“863”計劃、“973”計劃、國家重點研發計劃和重大示范項目支持等，在示范項目和產業化項目中還獲得地方政府和企業的支持。又如，高性能制造團隊在運用科學研究成果研制裝備的過程中一直是進行產學合作攻關。

（六）科學文化等非制度因素對促進合作研究和提高研究成效具有重要影響

案例研究發現，合作研究較好的項目承擔單位具有較好的合作文化。如大連化物所DMTO團隊通過六個“五年計劃”，進行了長達30年的持續研究，共有幾代研究人員參與。團隊的核心研究人員不斷變化，研究重心也發生著變化，但研究者之間通過“以老帶新”的合作關系進行專業知識與科研精神的傳承。如，在DMTO長時間的產業化過程中，劉中民團隊與包信和團隊通過不同的路徑不斷提煉和發現全新的科學問題，均取得重大科研成果。前者是根據關鍵技術攻關需要，凝練科學問題；后者是為了解決國家戰略需求，自主選擇基礎科學問題開展研究。李家洋分子育種團隊也與多個相關團隊進行長期合作，綜合運用遺傳學、基因組學、分子生物學、生物化學、細胞生物學、水稻育種學等理論和方法，加快了從基礎研究到示范項目的轉化，提高了研究質量和效率。郭東明高性能制造團隊打破大學研究一個老師帶幾個學生的“作坊式”研究模式，加強團隊建設，形成集體合作和積極向上的團隊文化，盡量保證每個人的發展優于其個人發展，從而形成了一批能“挑大梁”的研究骨干。該團隊獲得國家科學技術進步獎一等獎（創新團隊）。

但在調查中專家們反映，目前在評職稱、算業績、報獎等方面普遍存在“三認三不認”的標準。即只認第一作者、只認第一作者單位、只認通訊作者；不認非第一作者、不認非第一作者單位、不認非通訊作者。這在某種程度上阻礙了合作研究，影響了合作的范圍和質量，拖慢了科技創新的進程

（本文節選自《基礎研究支撐原始創新一中國經驗》，中國發展出版社，2025年3月第1版。）