楊衞《自然》發文：推進基礎研究在中國發展

2016-06-23

2016年6月23日，國家自然科學基金委員會主任楊衞在Nature（《自然》）發表評論文章“Boost basic research in China（推進基礎研究在中國發展）”（Nature 534, 467-469(2016)）。楊衞在本評述中指出，提高科學研究質量，加強科研誠信建設，提升成果轉化水平，將奠定中國經濟長期增長的基礎。以下為文章中文譯文：

中國經濟增長有賴於創新。開發新技術、提升效率、創造並踐行新的知識，均有助於提振經濟，服務社會。然而，中國近期的經濟減速對國家創新方式提出了換擋的新要求。

過去幾十年來，中國的科學研究主體多為短期或凝練技術的研發（R&D）。公共資金支持的大型項目投向有應用前景的或急需的領域，如研製飛機發動機、高速列車、太陽能電池以及新藥設計，並期待其成果可在5-10年投入實用。如今，中國應以更長期和更寬廣的視野，培育研發及其應用的基礎科學根基。

基礎研究是指創造科學知識與新技術的研究，這些知識與技術隨後能夠得以開發、轉化和應用。在中國，對基礎研究眾説紛紜。一方面，基礎研究取得了巨大的進步（見Nature 481, 420; 2012）。據Elsevier的Scopus數據庫的統計，中國在全球研究論文中所佔份額從1997年的2.5%躍增至2015年的18.8%；另一方面，對基礎研究現況也存在批評性意見（見引文1及Nature 463, 142-143; 2010）。例如，有評論指出，在重數量輕質量的評價體系誘導下，中國的大學已經淪為論文工廠。中國科學研究的影響力仍然較低，以中國目前發表論文數領先於各國的化學領域為例，鮮有以中國學者名字命名的化學反應或工藝過程。另外，BioMed Central、Elsevier和Springer旗下的一些期刊在過去兩年撤銷了中國大陸學者的一批論文，這表明科研不端行為（包括代寫論文和虛假評審）在中國依然多發。

與此同時，產業界人士和一些政府官員抱怨，許多基礎學術研究（如純數學或基礎物理領域）與國家經濟社會發展的需求缺少關聯。2015年，科技進步對經濟增長的貢獻率在中國為55%，而美國在同一時期則高達88%。中國對基礎研究的投入在其全部研發投入（包括公共部門、工業界和私人的投資）中佔比較低，中國只有4.7%，而與之相比法國是24.1%，美國是17.6%，日本是12.6%。

提高基礎研究的質量和誠信應成為中國推進國家創新步伐行動的重點。科研質量必須重於數量，而科研誠信是確保質量的最佳途徑。技術開發的成功應用將證明對基礎研究值得投入更多資源。作為國家支持基礎科學研究的重要政府資助機構——中國國家自然科學基金委員會（以下簡稱基金委）的主任，我呼籲：今後要持續加強上述三個方面的努力，爭取到2020年能有較大改觀。

崛起中的科技大國

從各項指標來看，中國在全球科學排名榜中的位置都在迅速上升，無論是產出數量與質量、研發支出還是國際合作（見第452頁）均為如此。例如，中國在高影響力科研工作（Scopus中按引文排名進入前0.1%的論文）方面的佔比大幅急升，從1997年的不到1%增長到現在的20%（圖1a）。

基金委成立於1986年，其預算從僅8000萬人民幣起步，到2016年預算規模已經擴大了300倍以上，國家財政撥款達到248億人民幣。2015年，科學基金參與資助了全部中國研究論文的62.1%或全球學術產出的11.5%。基金委的使命是成為科學家之“友”（FRIEND），即建設評審制度公正、績效回報豐富、全球視野開闊、管理服務高效、資源總量宏大、資助譜系多樣的卓越科學基金管理機構。

然而，**拋開這些樂觀的統計數字，中國的基礎研究發展仍然不盡如人意。**例如，迄今為止，從中國大陸僅誕生了一位諾貝爾科學獎獲得者。以引文指標計算，中國的研究還滯後於許多其他國家——中國各學科歸一化引文影響力指標（FWCI值）在2015年剛達到0.86，低於世界平均值（1.0）。

應該將提高中國科研質量的橫杆置於最優先的地位 — 即達到引用率更高，突破性更大。換言之，中國需要整體性地提高基礎研究的水平，並在全球科學地貌圖上形成若干隆起的高地。

需要用科學界認可的度規來監測科研進展。目前的評價方法各式各樣，適用範圍各異，任何一種都難以兼顧中國廣泛而多樣化的學術領域與不同機構的評價要求。中國有一千多傢俱備基礎研究能力的機構，各自有不同的側重點；有一千多所大學，每所大學有着不同的研究與教學的混合配置。譬如，清華大學每年獲得的研究資助總量近50億元人民幣，而一些地方院校每年拿到的研究經費僅有幾百萬元。以論文發表數量進行評價的方法，對於一個剛起步的每年在國際期刊僅發表10篇論文的研究機構可能很有效，但對於一個每年在各種期刊發表上萬篇論文的巨型大學而言，則可能最終扭曲其學科配置。

因此，在實踐中，機構必須自行決定其最重要的監測指標：是某個項目或個人發表了許多論文？是某項研究工作具有高影響力或得到高被引頻次？是某個項目具有全球性重要意義？還是產生了重大科學突破？每個機構必須繪製與其歷史、現狀和未來目標相適應的評價方式演進。隨着科研項目的水平提升或科研機構的發展升級，要不斷重新衡量其評價需求。在研究機構管理健康的多數情況下，這種“軟性”方式就能管用。但對於遠離研究主流的機構而言，可能也需要暫時採取諸如獎勵高質量論文等干預行為。

大學需要明智地開展評價，並明確評價目標（見D. Hicks等，Nature 520, 429-431; 2015）。中國科學院在這方面做出了表率。例如，十五年前，中國科學院首次在國內將引文指標引入評價體系，導致其高影響力研究工作呈現指數增長。三年前，中國科學院又要求其所屬的104家研究所明確各自的前瞻佈局，即一個研發定位、三個近期重大突破和五個重點培育方向。

然而，過於剛性的目標設計可能會妨礙研究的開展，或使研究偏離正軌。更多的機構認識到，在強調論文數量的壓力下，研究人員不得不寫大量進展有限的文章而非數量較少的精品論文。基於學術質量的評價可以避免這種情況，這種評價方法所注重的是國際認可、代表性工作和對本領域產生的影響。科學的長期發展必須與短期效益區別開來，前者可能緩慢卻穩定，而後者缺乏可持續性。許多大學和研究機構目前正在降低短期績效獎勵的比例，對極端的例子，可從原來的70%降低到30%或更少。

另一個問題是如何合理分配基礎研究資助經費。研究是應當解決社會的“重大挑戰”問題，還是驗證大膽的科學概念與假設？研究資源是應當集中使用，還是給許多研究人員合用或分享？答案之一是各方兼顧。例如，基金委將其70%的資金用於自由探索的基礎研究，10%用於人才項目，20%用於應對科學挑戰的重大研究項目和新的研究儀器設施。

今年晚些時候，教育部將譜寫“雙一流計劃”的藍圖，旨在通過凝聚高水平團隊等措施，推動中國大學和學科建設向國際一流標準看齊。儘管有關細節尚在研討中，但對大學的評價標準可能會轉向鼓勵高質量科研與教學，例如，不是對許多達到平均水平的學科而是對少數頂尖學科進行支持，在目標上類似於英國的研究卓越框架。許多大學正在滿懷期待地調整學科結構，重新配置頂尖研究隊伍。

科研誠信建設

中國正走在通往科研誠信的漫漫征途2。由於其科學論文巨大體量等原因，美國被撤稿的論文數量仍然位居全球榜首（見retractionwatch網站）。隨着中國論文數量快速攀升，被撤稿論文的數量亦在增加。中美兩國在強化誠信方面的教育方式略有不同3。在中國，對科研不端行為的教育傾向於“非黑即白”模式——科學家要麼成為道德楷模，要麼被描繪為進入倫理深淵；而在美國，則是教師在課堂上同處於早期學術生涯的研究者討論相關案例，重點分析處於學術不端與學術誠信之間的灰色地帶。兩國可以互相學習，取長補短。

以下因素加劇了在中國可能發生的科研不端行為2,3：研究隊伍快速擴充而帶來的競爭壓力，科研評價標準的失當。以評價標準的影響為例：科研人員在國際期刊發表論文的需求，促使有人尋求語言寫作服務或論文代寫；量化評估還催生了對研究成果化整為零（稱為薩拉米細分）的發表策略。其他因素還有動物權利等科研倫理要求的逐步嚴格，以及對諸如基因倫理和大數據倫理等倫理規範研究的不充分，等等。

過去十年，中國科學技術協會、教育部和基金委在科學界展開了一場聲勢浩大的反對學術不端運動，這場運動正在產生成效（見圖：學術不端指控率下降）。大多數研究機構如今都有了相應的程序，用以處理疑似的或經證實的違反學術道德的行為；有的地方（如浙江大學，見Nature 481，134-136， 2012）開始推行了學術不端的“零容忍”政策。儘管採取了主動核查的措施，對不端行為的指控比例呈現下降趨勢。項目申報和學位論文答辯等環節的文本相似度檢查中發現的檢出率也在減少。新一代研究人員的文化正在發生轉變，對待學術不端的看法開始從“為何不騙”轉向“不值得騙”。

圖2 學術不端投訴率下降。

為了加強科研誠信建設，還需要進一步促進在處事態度、體制設計和評價方法三方面的轉變。

學術機構在體制上的轉變，對於行政權和學術權的分離以及預防腐敗十分關鍵。基金委開展了旨在“將權力關進籠子”的各種實踐，相關經驗或許有益於其他資助機構的管理實踐。例如，機構管理人員不再介入評審的學術方面，基金委工作人員僅有權獲取與其職責相關的信息。組建由資深學術界人士組成的獨立委員會可制衡管理人員的權力。在很多機構，外部人員組成的委員會的作用是規避利益衝突，學術委員會的作用得到強化，倫理委員會的職責是捍衞科研道德與醫學倫理。

優先發展領域

基金委2016-2020規劃中包括一份優先發展領域清單，列出中國可能出成果的突破點和跨學科熱點。例如，中國科學院數學與系統科學研究院等機構將開展融數論、幾何學、分析與理論物理為一體的“朗蘭茲綱領”研究；位於四川錦屏的深地暗物質實驗室或許能探測到暗物質存在的跡象；位於中國西南部貴州省500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）計劃在今年9月份建成；以及在未來5年為推進天體物理、宇宙學和地球科學研究的24顆科學衞星（其中4顆在今年發射）。

圖片：即將竣工的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）

其他發展前景令人矚目的領域及相關研究機構包括：化學領域的分子化學與量子催化（後者的一個推動機構是中國科學院大連化物所）、中國科技大學的量子通訊與量子計算、上海生物醫學科學與創新園區的神經迴路與腦科學研究、國家蛋白質科學中心（北京和上海）的蛋白質組學、正在中國蓬勃開展的基因編輯研究、臨牀醫學領域的分子癌症與傳染病研究，還需要開展促進中國“綠色科學”（如地球科學、海洋科學與環境科學）方面的跨學科研究。

造福經濟

基礎科學創新要造福經濟，必須培育研發活動的全鏈條——從基礎科學到技術、產品和市場。並非所有基礎科學都會在實驗室之外的現實世界開花結果，有的研究純粹是好奇心驅動。然而，只要有可能，就應該讓新知識轉化為真正的技術突破，或將成果應用從一個領域轉化到其他領域。

基金委就是該鏈條的源頭供給者。鏈條的其他環節則由科技部等部門提供支持，包括科技部組織實施的國家科技重大專項（已設立16個專項到2020年，將再設立15個專項前展到2030年）和國家重點研發計劃（本年度啓動36個項目）。這些資助計劃將研究人員、開發人員和風險投資人聯繫在一起，針對的問題包括：解決空氣污染問題、化學工程中增加低碳能源利用、海洋探測與深海空間站，等等。

各項新政策正在清除科學研究與商業開發之間的藩籬，如近期修訂的科技成果轉化法。修訂後的該法將受到公共財政資助的項目收益賦予研究人員及其所在機構（類似於美國的拜杜法），研究人員因此將名利雙收。

任重道遠

總而言之，有四個方面的問題需要引起關注。第一，激勵中國科學家集中精力取得下一個重大科學突破，而不是為其設置障礙。重大科學突破需要付出長期時間和艱辛努力，正如引力波探測所揭示的那樣。需要對一些領域（如基礎物理和天文學）的長遠發展做出總體規劃。第二，制定並實施一套能夠衡量學術聲望的指標評價體系。第三，營造健康和諧的學術生態。應當讓研究人員把更多的時間花在研究上，而不是將大量精力浪費在填表等文書工作上，被迫應對各種可能的指控，以及糾結於資助項目的財務細節等方面。第四，設計適合中國國情的商業模式，以發現和培育基礎研究的可利用成果。

成功之路征途漫漫，我們還需不懈努力。（原標題：推進基礎研究在中國發展）

參考文獻：

1.Shi, Y. & Rao Y. Science, 329, 1128 (2010).

2.Yang, W. Science, 342, 1019 (2013).

3.Frankel, M. S. Leshner, A. I. & Yang, W., Handbook of Academic Integrity, Springer, 847-866 (2016)