典型国际大科学计划的过程管理体系分析 

2019年10月12日20:24:58典型国际大科学计划的过程管理体系分析 已关闭评论 51 views

随着全球科研活动的高度组织化和专业化,国际大科学计划现已成为解决全人类基本科学问题的关键组织形式。本文聚焦国际大科学计划,从过程管理视角出发,梳理其在酝酿、发起、组织、实施四个环节的核心要素、组织架构及制度设计,提炼出典型国际大科学计划成功实施的关键点和管理内容,为我国未来独立发起大科学计划提供经验借鉴。

引言

1942年6月,美国陆军部发起了利用核裂变反应研制原子弹的计划,史称“曼哈顿计划”。这是人类历史上第一个真正意义的大科学计划(Weinberg,1961)。二战结束后,美国、西欧国家、独联体国家、联合国教科文组织等又相继发起了“人类基因组计划”、“(综合)大洋钻探计划”等大科学计划。这些著名的大科学计划的成果现已深刻影响着人类的生活方式。经过近80年的发展,大科学计划已成为催生重要原创成果的发动机,是所有参与国核心创新能力的重要标志,更体现了发起国的综合国力和全球科技号召力。

2018年3月,国务院公布了《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》(国发[2018]5号),提出了“国际尖端、科学前沿,战略导向、提升能力,中方为主、合作共赢,创新机制、分步推进”的指导原则,确定了我国牵头组织大科学计划的实施路线图。大科学计划具有投资强度大、多学科交叉、实验设施昂贵等特征,对组织管理要求也非常高。尽管我国已实质参与了20多项国际大科学计划,也拥有重大科技项目的“攻关”经验,但与美、欧、日等发达国家和地区相比,我国在大科学计划管理经验方面仍显不足。因此,在独立发起国际大科学计划之前,我国迫切需要提升相应的管理和协调能力。

典型国际大科学计划的过程管理体系分析 

发起国际大科学计划的意义

国际大科学计划对发起国的科技实力、经济实力、国际影响力均有非常高的要求。自1942年至今,除联合国组织外,仅有美国、英国、德国及欧盟牵头组织过国际大科学计划。这些计划服务全人类利益的同时,也给本国的科技、经济及社会发展带来了巨大收益。

(1)探索人类未知前沿,改变人类生活方式

国际大科学计划聚焦人类命运共同体的共性问题,开创性、突破性、关键性的重大科学发现是其首要目标。这些重大基础科学成果可能会彻底刷新、改变甚至颠覆人类对世界的认知及生活方式。例如,国际大洋钻探计划拓展了人类对海洋环境、地球地质、古气候环境等诸多领域的认识,人类基因组计划破译了人类遗传信息,为人类探索自身奥秘、战胜疾病迈出了最重要的一步。

(2)造就国际一流的科研组织,汇聚国际一流的科研人才

吉林快3投注国际大科学计划以高通量、大规模为前提,需要科研人才集中、任务集中、投资集中、学科交叉融合,对提升发起国的科技水平具有重要作用。首先,国际大科学计划一般依托大型研究机构组织实施,可在发起国最短时间内打造甚至倒逼出一支与国际接轨的顶尖科研组织。例如,人类基因组计划为美国打造了基因测序领域的G-5中心,“曼哈顿计划”诞生了美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室;其次,国际大科学计划需汇聚全球顶尖科技人才从事前沿科学研究,通过技术溢出和人才溢出效应,可为发起国培养出国际一流的科研队伍。例如,通过参与人类基因组计划,中国培养了以华大基因为代表的一支国际顶尖水平的基因测序科研队伍。

(3)催生新的产业,促进经济发展

国际大科学计划基于其开创性成果往往会催生新的产业,对本国国民经济产生强烈的“溢出效应”,带动本国科技相关新兴产业的快速发展。例如,人类基因组计划与生物制药、基因农业(种业)、化学、化妆品、环境、能源及计算机等工业部门密切相关,直接催生了一批大型生物制药公司和基因医学公司,形成了一个新的产业部门“生命科学工业”。据统计,1988-2012年间,人类基因组计划及相关研究的联邦投入约为54亿美元,却为美国直接和间接带来9650亿美元的经济产出,投出产出比高达178:1。与此同时,国际大科学计划实施过程中的物资与服务采购也能为发起国企业带来巨大市场利益,提升其产品科技水平和国际竞争力。通过参加国际ARGO计划,我国710所成功研制出HM2000型C-ARGO(自沉浮式剖面探测浮标),总体性能与美国铱星浮标相当。这进一步促进了我国高端海工装备产业的发展。

(4)实现科技和外交融合,提升国际影响力

吉林快3投注国际大科学计划本身代表了发起国的科技与经济实力。首先,发起国际大科学计划有助于发起国实现“科学”与“外交”的融合,推进全球科技创新治理体系的优化和改革。其次,国际大科学计划有助于提升发起国的国际影响力,这主要表现在三个维度:①科学维度,发起国凭借大科学计划,可最大限度调动全球科技资源,整合各国科研力量为我所用,实现从“跟跑”、“并跑”向“领跑”的转变,甚至全面成长为仅次于美欧的全球科研“第三极”;②政治维度,发起国可针对南亚、北非等发展中国家开展“学帮带”式的科技援助,通过“实质性科技合作”拉近与发展中国家的政治关系;③大国责任维度,通过发起关乎全人类利益的大科学计划,有助于维护发起国作为负责任全球大国的形象。

典型国际大科学计划的过程管理

国际大科学计划从提出到结题往往持续十余年甚至数十年,其关键步骤通常包括:问题提出→项目发起→团队搭建→项目执行→项目结题→演变为新项目或直接终结。具体如图1所示。对应地,可划分为计划酝酿、计划发起、组织搭建、计划实施四个核心环节。

典型国际大科学计划的过程管理体系分析 

图1 国际大科学计划的核心环节

1 计划酝酿环节

(1)对内项目遴选与培育

国务院印发的《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》中,一半的重点任务与项目遴选和培育有关,即①制定战略规划,确定优先领域;②做好项目的遴选论证、培育倡议和启动实施。

吉林快3投注首先,在项目来源上,发达国家通常采取“自上而下”与“自下而上”相结合的方式,既发挥自上而下所具有的目标明确、协调一致的优点,又吸收自下而上所具有的灵活性和活力,实现政治过程和技术过程、国家意志和科学家声音的双结合。

吉林快3投注其次,在遴选标准上,现有国际大科学计划主要从发起国基础、参与国意愿、大科学计划特征三个维度确定遴选标准。其中,部分标准具有一票否决性,如大科学计划在目标领先性、实施可行性、成果重要性方面达不到标准要求,就不具备遴选价值;部分标准不属于必要条件,如参与国意愿不强烈时,发起国可采取“分步推进”的做法,先在国内开展预研究,并长期开通吸纳参与国的窗口,再择机实施国际大科学计划。

吉林快3投注最后,在计划培育上,从国内计划成功升级为国际计划的标志有五点:①提炼出了具有颠覆性、基础前沿性、事关全人类的重大科学问题;②在CNS(Cell、Nature、Science)杂志上发表了相关领域的重大研究成果;③提出了清晰、可达的研究目标和技术路线图;④拥有全球号召力、领袖型的科研组织和发起人;⑤国内技术与产业能够支撑大科学计划的推进。

(2)对外凝聚共识

国际大科学计划在实施内部培育的同时,需要不断凝聚外部共识,通过各种途径为大科学计划的发起开展广泛宣传、预调研及社会伦理研究等。以人类基因组计划为例,其酝酿期内解决了三个问题:①人类基因组测序技术取得了突破性进展,测序速度大大加快;②科学家群体内部展开讨论并达成共识;③政府部门之间完成了主导权分配。在此基础上,美国才从国家层面向全世界宣告正式启动人类基因组计划。

吉林快3投注归纳现有国际大科学计划的凝聚共识手段,主要有三条途径:①搭建由科学家、私人公司、政府高层官员共同构成的非正式同盟关系;②借助权威智库的力量,先取得科学家群体的共识,再统一中央/地方政府部门的支持;③始终与国家领导人的执政理念相契合。

(3)酝酿期的时间控制

国际大科学计划动辄耗资数十亿,调动全国乃至全球相关领域的科学家共同开展有组织的科学研究。基于这一活动特征,国际大科学计划往往需要相对较长的酝酿期。表1罗列了9项典型国际大科学计划的酝酿期,可以看出,国际大科学计划一般需要3-5年的酝酿期。

表1 国际大科学计划的酝酿期

大科学计划名称 提出时间 发起时间 酝酿期
(综合)大洋钻探计划 1961年 1966年 5年
人类脑计划 1989年 1992年 3年
世界气候研究计划 1979年 1980年 1年
国际大陆科学钻探计划 1992年 1996年 4年
国际地圈生物圈计划 1982年 1986年 4年
国际地转海洋学实时观测阵 1994年 1998年 4年
国际全球环境变化人文因素计划 1990年 1996年 6年
人类基因组计划 1985年 1990年 5年
全球气候变化计划 1987年 1990年 3年
纳米技术项目 1995年 2000年 5年

计划发起环节

发起阶段是国际大科学计划的核心环节,包括设立计划目标、确定计划名称、选择发起组织和发起人、协调央-地关系等内容。

(1)设立和固定计划目标

国际大科学计划必须设定清晰、明确、特定、有限的研究目标。对所有资助者而言,项目规模越大,目标核定就越重要。明确的目标具有长期指导功能,可用来衡量、指导、区分所有科研活动的优先次序,及时纠正参与组织和个人的行为。

吉林快3投注人类基因组计划的目标很明确——对人类遗传编码的30多亿个碱基进行测序。在不改变终极目标的情况下,人类基因组计划设定了固定的技术路线图,即“绘制人类基因遗传定位图谱(划分人类基因组章节)→分段测序”,并将绘制遗传定位图谱视为一个中期过渡目标。这一方面有助于提振美国国会对美国国立卫生研究院(NIH)能够按时完成基因测序的信心,同时也有助于各研究中心根据过渡目标进行合理内部分工。

与之形成对比的是,气候变化计划则是目标管理的典型失败案例。其历经老布什、克林顿、小布什三任政府,由于受到政府决策者个人偏好的影响,数次变更项目科学战略与目标。这导致该科学计划在目标管理层面是失败的。具体如表2所示。

表2失败案例:气候变化计划数次变更既定目标

政府部门 决策者偏好 目标设定
老布什政府 老布什总统希望确定温室效应是否是一个严峻问题,而不是应用研究成果来缓解气候变化。 建立地球系统科学,将卫星和地面观测相结合,以期建立一种对气候和地球其他变化的“预测能力”,强调基础研究的重点是弄清气候变化特点。
克林顿政府 副总统阿尔·戈尔认为气候变化的确是一个严峻问题,人类需要积极应对。 研究焦点转变为“人类如何采取措施积极应对气候变化问题”,这一转变导致研究目标过于分散,规划含糊,决策者很难决定哪些该保留或放弃。
小布什政府 小布什政府紧缩开支,将气候变化计划融入气候变化研究提案中。 研究重点再次回归到“地球系统科学”这一基础研究上,回答“气候变化问题是否严峻?”。

(2)确定计划名称

国际大科学计划的名称应有助于获取各方共识。这主要表现在两方面:①名称必须体现全球性,包括研究地域的全球性和研究样本的全球性,梳理现有国际大科学计划的题目可发现“人类”、“国际”、“全球”、“亚太”等带有研究范围的词汇出现频率最高;②题目需要回避特定词汇,包括有违社会伦理道德的负面词汇、过于宽泛的特定词汇等。例如,因近年来海上石油钻探和原油泄露对海洋环境的破坏,第四期大洋钻探计划更名为“综合大洋发现计划”(Integration Ocean Discovery Project,IODP),尽管英文缩写不变,但其中“钻探”(Drilling)已更改为更具正面意义的“发现”(Discovery)。

(3)选择发起组织和发起人

吉林快3投注恰当的发起组织对国际大科学计划至关重要,其可以是发起国的国内政府部门,也可以是国际组织(如联合国教科文组织)。但需满足以下要求:①官方发起组织的分管领域须与大科学计划研究领域高度相关,避免外行领导内行;②跨部门的发起组织需要获得所有政府部门的认同;③发起组织具有超越国界的号召力和协调能力。

发起人方面,首先必须明确并非所有的国际大科学计划都有发起人,联合国教科文组织发起的大科学计划通常没有发起人;其次,若有发起人,该发起人必须是该领域的顶尖科学家甚至是学科创始人。具体地,对发起人的要求包括:①在学术影响力上,发起人必须是主流科学家群体公认的顶尖科学家;②在政治影响力上,发起人必须具有一定影响力,或者与有政治影响力的人合作,内部必须处理好与官方发起组织的关系,外部必须得到国家最高领导人的认可;③在个人性格特征上,发起人须拥有强大的号召力和亲和力。

(4)协调央-地关系

国际大科学计划耗资巨大,往往需要举全国之力;但实际运作过程中又必须选定一处或多处区域修建科研设施,布局科研机构。这就带来了大科学计划的选址问题。从中央政府角度看,其选址决策必须考虑区域科研水平、经济承受能力、配套设施完备、国际交往能力及出入境便利程度等诸多因素;而从地方政府视角看,大科学计划对本地产业发展、科研水平及就业的带动能力显著,各地必然极力争取。因此,选址问题必须充分协调央-地关系,既调动地方积极参与国际大科学计划的培育与建设,又要平衡好地方政府间的科研资源配置。在选址问题基础上,如何协调央-地两级政府的财政资金配套也非常关键。

以人类基因组计划为例,首席科学家Watson教授认为其需要得到美国各州的政策支持;同时,鉴于人类基因组计划巨大的社会影响力、号召力及对本地科研水平和就业的带动能力,各州也必定会争取该项目的主办权。因此,人类基因组计划的科研活动不能局限于某一州,必须分散到全美各州同时开展。

组织搭建环节

国际大科学计划成功发起后,需要建立相应的领导机构和组织架构,部分计划还要求参与国内部建立相应的国际科技合作对接机构。

(1)确立组织管理模式

吉林快3投注与一般科研项目相比,国际大科学计划有着完全不同的组织目标,也就需要设计符合自身规律的组织架构。从组织管理模式看,国际大科学计划可分为集权式组织管理、分权式组织管理及混合式组织管理三种。针对不同的科技领域、发起国的偏好,国际大科学计划应选取与自身特征相匹配的组织管理模式。表3列举了典型国际大科学计划的组织架构。

表3 国际大科学计划的组织管理模式

国际大科学计划 整体组织管理模式 组织管理机构
人类基因组计划 集权式组织管理 六国研究联盟→NIH主导的G-5中心
气候变化计划 集权式组织管理 NOAA、NASA、NSF构成的跨部门管理委员会
纳米计划 集权式组织管理 纳米科学工程和技术工作小组
(综合)大洋钻探计划 吉林快3投注前期集权式→后期分权式组织

管理

中央管理办公室管理→美欧日三方独立管理
国际生物多样性计划 集权式组织管理 顾问委员会、创始赞助组织、科学委员会、秘书处
人与生物圈计划 分权式组织管理 30个理事国构成的人与生物圈国际协调理事会
人类脑计划 分权式组织管理 以美国为领头国家的神经信息学工作组
国际大陆钻探计划 集权式组织管理 政府机构执行
国际ARGO计划 分权式组织管理 各国政府均成立了ARGO浮标管理机构

归纳起来,影响国际大科学计划采取集权或分权组织管理的因素有两点:①大科学计划的终极目标是否有边界?具有研究边界的大科学计划宜采取集权式组织管理;②发起国和总协调机构对大科学计划的资金控制能力和科技领导力是否足够强大?在人类基因组计划中,NIH拥有足够的资金控制能力,NIH任命的Watson教授拥有足够的科研领导力和号召力,因此采取了由单一部门单一首席科学家集权式管理的模式;对比而言,大洋钻探计划中,由于日本后来居上,直接导致了中央办公室的瓦解,转向分权式组织管理。

(2)设计实体组织架构

吉林快3投注既有国际大科学计划大都采用复合式的项目型组织架构。在这种结构中,整体上属于项目型,每个项目组成员则来自不同职能部门,兼具职能部门和项目组的双重身份。项目结束后,整个职能部门继续从事原组织中的职能工作。

吉林快3投注这种结构兼具职能型和项目型组织架构的优点,同时也克服了矩阵型组织架构的双重领导和权力不易平衡的问题,且每个项目组由独立的职能部门构成,可以保证项目组利益的完整性。维护项目组利益时也便于协调和统一。

(3)建立统一协调机构

吉林快3投注在确立组织管理模式和实体组织架构基础上,国际大科学计划通常设立统一的协调机构,这也是国际大科学计划正式开始运作的标志之一。基于不同的组织架构,协调机构的职权有所差异,具体如表4所示。

表4 不同组织架构下的协调机构职责

集权式组织架构 分权式组织架构
项目评审、经费划拨、组织协调 总体协调、技术咨询

3.4 计划实施阶段

国际大科学计划的实施包括任务分工、经费管理、阶段性评估、成果管理等环节。

(1)任务分工

兼顾效率和公平的任务分工保证了大科学计划的顺利推进。典型国际大科学计划中,任务分工模式有两类:①机构式分工协作——针对终极目标有明确边界的大科学计划,先明确“技术路线图”并固化下来;再据此全球范围挑选最合适的团队承担项目任务。②基于同行评议的竞争性申请——针对终极目标没有边界的大科学计划,科学家共同设置过渡性目标并围绕此目标开展研究,设置过渡性目标的过程就是科学家群体科研计划获得认可的过程。以大洋钻探计划为例,其评审过程为“参与国科学家提交项目建议书,中央办公室(或美日欧小组办公室)集中评审,多轮修改后形成正式项目建议书,提交航次管理办公室审核,编入航次计划并分配航次,拨款实施”。

(2)经费管理

吉林快3投注资金是国际大科学计划的重要保障,其管理难度甚至超过了创新活动本身。目前,国际大科学计划通常遵循“项目分担,资金自筹”原则,由参与国自行筹措项目研究所需经费。由于大科学计划面向全球性科学问题,纯理论研究为主,其社会价值和科学价值远远超过其经济效益和商业价值,因此资金筹措主要不依赖市场机制,来源渠道主要包括国家拨款、基金或民间机构捐赠等。

(3)阶段性评估

吉林快3投注国际大科学计划通常持续10余年甚至数十年,须开展阶段性评估。与一般科研项目评估不同的是,典型国际大科学计划的评估是分散式的。首先,基于“资金自筹”原则,评估主体是分散的。大科学计划的发起国和参与国均承担了部分科研经费,均需对科研项目产出情况进行评估;其次,评估形式是分散的。既通过大科学计划核心管理机构开展规范的绩效水平评估,也通过定期召开理事会、国际研讨会等开展合格评估。

(4)成果管理

国际大科学计划面向基础研究,其成果管理原则是全球共享,造福全人类。这主要体现在两方面:①所有实体样本和最终数据全球共享。例如,人类基因组计划要求所有测序中心的基因测序数据24小内上传到互联网平台,供全球科学家下载使用;大洋钻探计划中,每个航次的科学家可优先取得岩芯实体样本和扫描数据,但1年半后所有扫描数据全球共享,岩芯样本存储在全球三大岩芯库,供全球科学家使用;国际ARGO计划中,所有海洋水文数据全球共享,同时鼓励科学家的加工数据也尽量全球共享;②论文以项目组名义公开发表。

吉林快3投注须强调的是,科研成果全球分享也是科学家参与国际大科学计划的前提条件。在人类基因组计划中,NIH之所以与私营的赛莱拉公司展开竞争,关键原因就是以Collins教授为代表的一批科学家怀着造福全人类的崇高道德理念,拒绝与赛莱拉公司在基因可专利性和全球数据分享方面达成妥协。

4.结论与建议

自20世纪50年代开始,我国采用“重大攻关”方式突击完成了诸多重大科技工程,初步掌握了半导体、计算机、原子弹和核能、空间技术、人工合成牛胰岛素等尖端技术。这些早期重大科技计划初步奠定了我国的全球地位。同时,作为“南北合作”中典型的南方代表,上世纪70年代以来我国参与国际大科学计划的步伐明显加快,包括人类基因组计划、国际ARGO计划、国际大洋钻探计划等。然而,在现有国际大科学计划体系中,我国全部以参与国身份介入,科研贡献占比并不高,更从未独立发起过大科学计划。为提升我国科技实力,在国际事务中享有更多话语权,我国不仅要继续参与现有国际大科学计划,还应适时牵头组织国际大科学计划,在更高层面调动全球科研资源为我所用。结合全球典型国际大科学计划的管理经验,提出以下三点建议:

(1)国际大科学计划应充分体现全人类利益和我国国家战略需求

首先,国际大科学计划应面向全人类基本问题,研究内容难以被逾越或替代,以获得全球科学同行的积极响应和拥护;其次,国际大科学计划势必对我国政治、科技、经济、社会、安全等方面产生长远影响。发起之初就必须全面评估我国科研最新进展、产业发展水平,选取我国学科优势明显,国民经济需求迫切的领域牵头发起国际大科学计划,以确保其发起倡议符合我国国家战略需求,以取得最广泛的国内支持。

(2)建立与国际接轨的过程管理体系

与国际大科学工程不同,国际大科学计划不确定性因素多,科研活动随时处于动态调整和变化中。因此,在发起大科学计划前,我国应建立一整套与国际接轨的过程管理体系。

一是要高度重视大科学计划的目标管理。吉林快3投注建立唯一的、清晰的、可量化的、不可随意更改的终极目标,确保研究有边界,预算可控;若终极目标没有边界,则设定有边界的过渡性目标,分步推进;同时,建立与终极或过渡性目标相匹配的技术路线图和绩效指标体系。

二是要为大科学计划的推进寻求稳定的政治支持。发起组织和发起人要具备突出的政府公关能力,擅长处理与中央和地方政府,与外国政府和科研机构的关系。

三是要建立与大科学计划相匹配的组织架构。在国家层面,应坚持以我为主的大科学计划管理模式,同时让渡部分权利以获取发达国家和发展中国家的支持;在组织层面,应建立独立于一般科技部门的大科学计划管理机构,拥有独立财权和事权,实现大科学计划的企业化治理;在个体层面,应对首席科学家充分授权,对可能出现的“学术独裁”给予一定宽容。

四是要引入一定比例的竞争机制。吉林快3投注国际大科学计划坚持“效率第一”原则,在计划实施层面应设置竞争机制和末位淘汰制度,以确保大科学计划按研究进度完成。

五是要高度重视大科学计划的领导力建设。在组织层面,我国应尽快培育具有全球影响力的科研机构;在个体层面,我国应培养达到国际顶尖水平的科学家和科研团队,同时加快引进享有国际声誉的领军型、战略型华裔科学家。

(3)国际大科学计划应以效率为导向,强调科学经济性

吉林快3投注是否发起一项国际大科学计划的核心依据是“在约束科研经费的前提下,以高通量、大规模操作为基础的集中式科研活动形态,能够提供远远超过分散式科研的成果,且为之所付出的协调成本是值得的”。与以科学假设为起点,强调探索性和创造性的一般性科学研究不同,国际大科学计划研究目标收敛,研究结果几乎不具有弹性和偶然性,更多是一种科学“工程”。由于终极目标锁定,大科学计划发起机构唯一能做的就是以“效益第一、兼顾公平”为原则,严格按照终极目标搭配最合适的团队,并保持动态调整。

(参考文献:略)

吉林快3投注作者:常旭华,同济大学上海国际知识产权学院助理教授。本文原刊于《中国科技论坛》2019年第2期,文章内容略有删减,三思派经作者授权发布。文章观点不代表主办机构立场。

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