挑战驱动创新:创新模式的重大变化与全球重大问题的应对

赵刚,博士,清华大学博士后,科技部中国科学技术发展战略研究院研究员。主要研究领域为地缘战略与国家安全、能源战略、科技外交、科技与创新政策等。他提出的地缘科技学理论在国内外学术界产生了广泛的影响。曾主持多项部级和省部级科研课题。发表文章百余篇,著有《地缘科技学》、《地缘科技学与国家安全》和《科技外交的理论与实践》等多部著作,译著有《石油战争》、《粮食危机》。

当今时代,创新已成为提高人们生活水平、推动民族进步和国家强盛的不竭动力。它不仅能够为人们的生活带来各种便利,能够带来巨大的物质财富,还能够有效地解决发展中产生的各类问题。如今,全球重大问题越来越多,给人类的生存和发展带来极大的挑战。创新作为应对挑战的一把利器,在国家科研战略和政策措施中的重要性不断凸显,正受到日益广泛的关注。

创新模式的变迁

人类社会已进入创新不断涌现的重要时期。创新不仅是个人实现自我价值的有效途径,也是企业获得竞争优势的核心因素,更是国家保持兴旺发达的根本保证。随着时代的变化与社会的进步,创新模式不断发生转变,超越了科学家的兴趣驱动和企业的利益驱动,更多地表现为国家的挑战驱动。

兴趣驱动

自由探索是科学的本质特征,是科学研究的起点,因此科学家进行科学研究,大多是凭兴趣自主选择的创新活动,是对真理的一种追求,多集中在基础研究领域,没有明确的功利目的,不以社会安排为前提,不以社会认可为标准。历史上很多创新成果都是在科学家探索自然的浓厚兴趣驱动下产生的,例如达尔文的进化论、爱因斯坦的相对论等。这种创新模式具有持久而深入的特点,但由于缺乏明确的应用方向,创新成果比较分散,可能被束之高阁。

利益驱动

企业进行创新是为了适应市场需求,参与市场竞争以及进行自我发展,其根本目的是获取丰厚的报酬,实现利益最大化,属于典型的利益驱动型。只要创新成果能够为企业带来超额利润,企业就有足够的动力加大创新投入的热情。例如,2009年度《商业周刊》评选出创新型企业50强,它们的一个共同特征是根据绩效支付薪酬,依靠利益驱动员工进行创新,为企业带来更多的利润。在利益驱动模式下,个人的自由探索由定向集团的协作劳动取代,创新不再局限于基础研究,而是更多地朝向应用研究和开发研究的方向转移。

挑战驱动

二战以后,特别是20世纪90年代以来,科学研究进入国家目标化的大科学时代,科学家的自由和首创精神已成为实现国家目标的重要条件1。国家强调创新更多地是出于战略目的,是为了解决发展过程中国内面临的各种困难,或是为了在国际竞争中赢得比较优势,或是为了解决需要共同面对的全球重大问题,因此属于挑战驱动型。例如,2006年,中国提出要“提高自主创新能力、建设创新型国家”,以改变粗放型的经济增长方式;2009年,美国为摆脱经济危机,主张要大力开发新能源,投入了大量资金进行技术创新,以此作为经济振兴的重要“武器”。

全球重大问题的挑战

当今世界,人类社会面临日趋严峻的全球重大问题,如气候变暖、能源危机、重大疾病、粮食安全等。这些问题如果不能得到妥善解决,将严重影响各国的经济和社会发展。

气候变暖

全球气候变暖已是不争的事实。研究结果表明,1906-2005年间,全球地表平均温度上升了0.74℃,预计到21世纪末仍将上升1.1℃-6.4℃。据英国政府最新的一份“全球气温升高4℃影响图”,如果不采取有力的措施,全球变暖将带来严重后果,可能出现“灾难性”景象,北冰洋地区的气温可能上升15℃,环境将发生剧烈变化;非洲西部和南部地区气温可能上升10℃,造成大面积干旱;而印度的降雨量将增加20%以上,导致洪水肆虐。近年来,在全球气候变暖的背景下,各类极端气候在世界各地频繁发生,如暴雪、飓风、洪水、干旱……气候变暖将产生连锁反应,引起冰川消融、海面上升、粮食减产、生态失衡、物种灭绝等一系列问题。

能源危机

过去30多年,全球已发生过1973年、1979年、1990年3次公认的世界性能源危机。根据国际权威机构估计,世界已探明的可开采石油,大约只可供应人类41年的需要,天然气为60年-70年,煤炭约为200年。人类正直面能源危机对能源安全造成的重大威胁。2009年8月3日,国际能源署首席经济学家比罗尔表示,全球石油枯竭速度已超出预期,在800多处主要油田中,多数大油田已过产油高峰期,目前石油生产的下滑速度几近两年前评估的两倍,未来10年左右全球石油生产就可能达到高峰,这较此前大部分国家的预期提前了至少10年。

重大疾病

目前,重大疾病仍是导致人类死亡的重要因素。近年来,恶性传染病来势汹汹,在全球范围内引起极大的恐慌,不少人因此而丧生。例如2003年的SARS病毒和禽流感病毒、2009年的甲型H1N1流感病毒等。世界卫生组织的《2007年世界卫生报告――构建安全未来:21世纪全球公共卫生安全》指出,目前传染病从地理学角度上讲比任何历史时期传播的速度都要快,而且新病种出现的速度似乎也超过了过去任何时期,过去5年里,全球范围内有超过1100起疾病流行事件2。另外,世界卫生组织的《2008年世界卫生统计年鉴》指出,全球疾病负担正越来越多地由非传染病引起,心脏病和中风等疾病正成为威胁人类健康的头号杀手,今后20年中,腹泻症、艾滋病、结核病、新生儿感染、疟疾等传染病在引发死亡方面将成为较为次要的原因3。

粮食安全

粮食供应影响人类存续。2008年,世界性粮食危机席卷全球,其中受影响最大的是众多的非洲国家,因粮价高企,海地、布基纳法索、喀麦隆、埃及、印度尼西亚、象牙海岸、毛里塔尼亚、莫桑比克和塞内加尔都先后发生骚动或暴乱。2008年3月,联合国粮食计划署警告说,全球粮食储量达到三十年来最低点,一旦出现紧急情况,这些粮食只够人类维持53天;4月底,联合国秘书长潘基文在粮食峰会上表示,粮食危机是一场全人类共同面临的“输不起的战争”,当前全世界的食品价格上涨了约40%,这种发展态势正使得全球约1亿人陷入危机,其中贫困国家和地区的贫困人口受到的冲击更大;6月,《国际农业科技发展评估》警告说,虽然现在全世界的粮食产量理论上足够养活世界上所有的人,但是全球仍有8亿人面临饥饿威胁4。

创新应对全球重大问题

在全球重大问题的压力驱动下,各国政府把目光投向了创新,投入大量资金进行科学研究,试图通过科技创新从根本上解决这些问题。科学家和企业受到国家总体战略的影响,也投身到这一洪流中,通过集合整个社会的力量,共同应对各种挑战。

低碳创新

低碳创新已在世界范围内成为一个热门的话题,包括技术创新和制度创新。低碳技术包括可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。低碳制度包括能效、产品标准、碳排放贸易机制等。如今,发达国家大力推动低碳创新。英国致力于节约能源和供应清洁能源,设立“碳基金”以促进低碳技术研发、商业化和投资孵化器,并注重成本效率;日本也投入巨资开发利用太阳能、风能、光能、氢能、燃料电池等替代能源和可再生能源,并积极开展潮汐能、水能、地热能等研究;欧盟在风能、太阳能、生物能、电网、核裂变、CO2的捕集、运送和贮存等领域设立了若干启动计划;美国也制定了低碳技术开发计划,投入巨资,研发从生物燃料、太阳能设备到二氧化碳零排放发电厂的环保技术等。

新能源创新

由于煤炭、石油等传统的化石能源趋于枯竭,很多国家开始研究开发新能源和可再生能源,包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢能等。从2003年开始,欧盟及其成员国就在新能源的开发与利用领域进行了大量投入,其相关产业化技术已位居世界前列。欧盟提出要增加能源领域的科研投入,大力开发可再生能源,到2020年使可再生能源在能源消费总量中的比重达到20%。2009年,在经济衰退的背景下,美国奥巴马政府将新能源计划作为执政的重要一环,以降低美国对进口石油的依赖。尽管目前石油储量居世界第15位,巴西仍大力发展替代能源,在新能源创新方面独具特色,借助于丰富的土地资源、风能资源,巴西政府因地制宜,大力推进生物燃料、风能、核能等新能源产业的发展。

医药创新

医药产业是国民经济的重要组成部分,与人民群众的生命健康和生活质量密切相关,是全社会关注的热点。近年来,国际上医药创新研究进展很快,尤其伴随着重大生物技术的突破,医药产业被誉为“永不衰落的朝阳产业”。2008年,尽管美国经济放缓,但是生物药品研究公司在新药和疫苗上的研发投入却创造了新纪录,达到652亿美元,与2007年相比新增投入20亿美元。虽然创新生物医药产品的研究进程长,且价格昂贵、费时、风险高,但美国对创新生物医药产品研发的推动却依然比较强劲。在欧盟的研发投入中,生物技术和医药行业依然占有最多,约占总研发投入的19.2%。一些医药公司的研发投入也显著增加,如先灵葆雅增加了33.7%,阿斯特捷利康增加了29.8%,罗氏增加了25.9%,诺华增加了21.1%5 。

农业创新

面对世界性粮食危机,各国很快做出创新反应。世界银行通过制定新的全球粮食政策来应对饥荒和贫困;英国首相布朗向八国集团提出要协调行动,呼吁当前不仅要关注应急措施,更要注意中长期的解决办法,重点提出科学技术、科学研究问题。联合国秘书长潘基文在可持续发展委员会部长级会议开幕式上提出了“第二次绿色革命”,其促成“绿色革命”的要素包括高产种子、化肥和农药等农用化学品、灌溉和道路等基础设施等。发展农业技术,不仅要培育优良的种子,加强产后各环节技术的投入也很重要,包括储藏、加工、仓储中各种损失的预防与应对,每年这种产后的损失都在15%～20%6。

关于创新的政策建议

总的来看,目前世界各国着力加强的创新活动,大多是为了应对各种类型的危机,特别是全球重大问题带来的挑战。单纯的科学家的兴趣驱动在总体创新活动中只占相当小的比例,而完全由利益驱动的企业也难以获得长远的发展,企业通常也是从国家的创新动向中发现商机,成为应对危机和挑战的一个重要力量。鉴于全球重大问题的特殊性,未来的创新需要采取积极有效的应对策略。

增加创新投入

要解决全球重大问题不是一件容易的事,需要大量的创新投入。例如,美国、日本政府等十分重视推动创新在应对危机上的作用,两国政府在两次石油危机期间的研发投入均占到国内研发总投入的一半以上,其中美国政府研发投入占财政支出比例达5%以上,日本在4%左右7。由于应对全球重大问题的创新具有较大的风险性,企业通常倾向于规避风险,因此需要政府加大财政支持。需要注意的是,发展中国家在应对全球重大问题上,面临的资金缺口更大。

加强合作创新

全球重大问题具有相当的普遍性和复杂性,涉及全人类的利益并需要在全球范围内加以解决,超越了一个国家或地区的能力。为应对全球重大问题,各国必须加强国际科技合作。合作创新需要被“放大扩散”到世界各个地区,让各个国家、各个机构、各个社会群体真正形成一种合力。例如,在应对全球气候变化问题上,每个国家都摆脱不了自己的责任,各国应该在低碳技术上互通有无,相互合作。发达国家需要将适用性的低碳技术与发展中国家共享,国际社会要增加资金投入,扩大信息交流,加强节能、环保、低碳能源等技术的研发和创新合作,特别是强调技术的推广和利用。

进行全过程创新

应对全球重大问题,要求创新活动涵盖基础研究、应用研究和开发研究的全过程,不仅要弄清问题发生的内在机理、预测问题未来的走向,还要提出解决问题的应用技术。只有相关的科技成果实现转化、促进成熟适用技术的推广与扩散,才能真正解决问题。例如,在应对全球气候变化问题上,科研人员不仅需要寻找并验证气候变暖的成因,需要通过模型预测气温升高对全球造成的破坏性影响,还需要开发和应用减排温室气体的各类技术,将低碳创新融入到人们生活的各个方面。再如,在应对SARS病毒、禽流感病毒、甲型H1N1病毒等恶性传染病问题上,科研人员不仅要研究病毒的形成机理,还需要预见病毒变异可能造成的危害,并研发、生产出疫苗,减少人员的伤亡等。

重视综合创新

全球重大问题的影响是广泛而深远的,具有很强的连锁反应。例如,全球气候变暖是由人类社会进行工业化中大量使用化石能源造成的,能源危机愈演愈烈,使能源与气候已成为一个密不可分的整体;全球气候变暖还能导致水资源状况恶化,洪涝、酷热、苦寒、飓风等天灾和异常气候对农业生产造成破坏性影响,粮食大幅度减产。2007年,澳大利亚、欧洲国家、孟加拉国等世界重要粮食生产国家和地区都因气候问题造成粮食减产,可见全球重大问题之间相互影响,已不再是一个独立的问题。科研人员进行创新,需要尽可能地对所有相关的问题进行系统考虑。

1. 马佰莲,国家目标下的科学家个人自由[M],北京:中国社会科学出版社,2008年6月版

2. 2007年世界卫生报告构建安全未来:21世纪全球公共卫生安全,

3.世卫组织《2008年世界卫生统计年鉴》,

7. 张国华,全球经济危机蕴涵重大创新机会,经济参考报,2009年6月17日,jjckb.省略/gdpd/2009-06/17/content_163976.htm