歐盟27國之間的科學合作(1996年-2000年)  

中國、印度、巴西、俄羅斯之間的科學合作(1996年-2000年)  

中國、印度、巴西、俄羅斯及七國集團之間的科學合作(2004年-2008年)  

歐盟27國之間的科學合作(2004年-2008年)

 

　　英國皇家學會近日發表了題為《知識、網絡與國家：21世紀的全球科研合作》的報告，對2011年全球科學發展的現狀和發展趨勢作了分析解讀。

　　報告稱，2011年的科學正在日益全球化，科學走進越來越多的地方，科學正在解決諸多具有全球意義的問題，科學得到了許多國家政府、企業、慈善家和慈善機構的支持。在一些國家裡，科學投資和科學生產力超出平均發展水平，中國的迅速崛起尤為顯著，印度、巴西等國家也在迅速發展之中。

　　2011年，科學正以人們所不可想像的方式改變了我們的生活。在未來的世紀裡，科學將如何改變世界，如何改變我們，同樣是不可想像的。然而，有一點似乎可以肯定：科學的本質是國際性的，這一點只會變得越來越重要。正如路易斯-巴斯德曾經說過的那樣，「知識是屬於全人類的，科學沒有國界，是照亮全世界的火炬。」

　　科學增長是全球性的。自本世紀初開始，全球研發支出幾近翻番，科學出版物增加了三分之一，研究人員的人數也在持續增加。北美、日本，歐洲和大洋洲2002年至2007年的研發支出增加了三分之一，同一時期，包括中國、印度和巴西等新興經濟體在內的發展中國家，研發經費支出增加了一倍以上，從占世界研發投入的17%增加到了24%。

　　隨著全球科學網絡的擴張，世界科學體系的結構也在發生變化，許多科學網絡是自發性的組織，而有些是建立在國際組織合作的基礎之上（如歐洲核子研究中心），還有些是由跨國公司資助的國際企業（即為他們自己的實驗室提供資金，並與世界各地的大學展開合作）。這些全球性的科學網絡對科學走向全球施加了越來越重要的影響力。

　　全球科學發展與趨勢

　　美、英、日、德、法仍佔據主導位置；但科學新秀越來越多，中國等一批新的科學國家正在崛起。

　　美國在世界科研領域一直佔據著主導地位，20%的研究論文作者都在美國，世界大學排名表上的許多大學都在美國，其每年研發投資將近4000億美元。英國、日本、德國和法國在大學排名、出版高品質的科學出版物和吸引世界一流大學和研究機構的科研人才方面，也都佔據了重要位置，這五個國家佔了全球科學支出的59%。但他們並不能完全主宰全球科學。1996年至2008年，這幾個國家在科學發展的幾個指標上都有所下降，而中國、印度、奧地利，希臘和葡萄牙等國在全球科學排名榜上的排名都有所提高，一些新的科學國家正在崛起。

　　在新崛起的科學國家中，中國的排名上升格外引人注目。自1999年以來，中國的研發投資每年增長率達20%，以期達到2020年研發支出占GDP2.5%的目標。中國理科大學生的數量也十分龐大，2006年大學應屆畢業生人數達150萬。

　　中國、印度、韓國和巴西被並列為新崛起的四大科學強國。印度每年理科大學畢業生約達250萬人，作為世界第二大人口大國的印度，還於2008年成為成功登陸月球表面的第四個國家。巴西正在為建立在其自然和環境自然基礎上的「自然知識型經濟」，並實現2022年研發支出占國內生產總值2.5%的目標而努力（2007年剛剛超過1.4%）。韓國已承諾到2012年，研發支出將達GDP的5%（2007年占GDP的3.2%）。

　　科學快速發展的並非只有這幾個國家，在過去15年裡，代表了發達國家和發展中國家以及不同地域利益平衡、人口佔全球三分之二、國內生產總值佔全球90%、貿易額佔全球80%的20國集團都加大了研發占GDP的比例，科學投資和科學出版物也有所增加，其中非八國集團國家的發展格外引人矚目。

　　例如，土耳其的科學發展速度幾乎可以與中國相媲美，從1995年至2007年，其研發投資幾乎增加了6倍。在此期間，土耳其GDP用於研發的比例從0.28%上升至0.72%，研究人員的人數增加了43%，2008年論文發表的數量是1996年的4倍。

　　1996年，新加坡的研發投入從1996年占GDP的1.37%增加到了2007年的占GDP的2.61%，科學出版物的數量也從1996年的2620種增加到了2008年的8506種，其中近半是與國際上其他國家著作者合作的。新加坡擁有世界一流的研究和基礎設施，政府於2003年開發了科技生物醫藥園區Biopolis以來，其生物技術吸引了諸如諾華、葛蘭素史克等國際著名製藥公司。

　　人才爭奪與人才流通

　　如今，人們對「人才外流」這個問題的討論重點已經從防止人才流失轉移到如何充分利用「人才流通」。

　　最近十年裡，全球人才競爭爭奪戰也愈演愈烈，英國、澳洲、加拿大和美國等在鼓勵高技能人才引入和排斥「無技能」移民間尋找平衡的努力中，出台了一些頗有爭議的政策。

　　根據經合組織的分析，2001年，美國、加拿大、澳洲和英國吸引來自經合組織國家的高技能人才僑民人數最多，其次為法國和德國。在英國，450萬在外國出生的成年人中，34.8%擁有大學學歷，這些移民中約19.5%都有科學背景，其中許多人來自中國和印度等新興經濟體。但是，我們遠未能瞭解影響這些人選擇的因素究竟有哪些？他們打算居留多久？他們在新到一個地方之後如何與原來的科研關係網保持聯繫？一些諾貝爾獲獎者的經歷證明，世界上許多最成功科學家，同時也是擁有最開闊國際視野的人。例如，2010年諾貝爾物理獎獲得者安德烈-傑姆出生於俄羅斯，在俄羅斯科學院獲得博士學位，後到英國獲得博士後職位，之前還去過哥本哈根和奈梅亨，目前為英國皇家學會研究教授，同時受聘於英國曼徹斯特大學和荷蘭奈梅亨大學，也是荷蘭代爾夫特大學的名譽教授，與俄羅斯的同事還一直保持著聯繫。

　　在科學強國對科技人才的吸引力仍在增加的同時，人才引進、人才流失和人才流通現象引起了更多的關注。「人才外流」現象通常發生在發展中國家，但如今，人們對這個問題的討論重點已經從防止人才流失轉移到如何充分利用「人才流通」。有人認為，技術和投資單向流動的舊有模式正在逐漸被打破，代之以更為複雜和分散的雙向流動。一些政府認識到「人才流通」的價值，以開拓新的事業或在學術界擔任高級職位等吸引本國人才回國，回國人才還繼續保持著在美國或歐洲的科學界的關係。

　　1978年至2006年期間，出國的中國留學者中70%以上都留在了國外，吸引散居在國外的人才回國，已成為中國政府相關政策的優先考慮。2008年為引進海外高層次人才的「千人計畫」吸引了600多位海外華人和外國學者回到中國。

　　印度為此專門成立了「海外印度人事務部」，並出台了一系列有關匯款和投資流動的政策，放寬之前較為嚴格的國籍要求，給潛在的回國者提供更多的便利條件，種種舉措已見成效，例如，一群印度移民於1992年在硅谷創立了印度企業家協會，現有會員12000人，分佈在全球11個國家內，如今幫助印度創辦了價值2000億美元的企業。

　　馬來西亞最近成立了一個新的「人才公司」，負責與散居國外者的聯繫。厄瓜多爾總統宣佈了一項170萬美元的「普羅米修斯智慧老人」計畫，以吸引高級科學家將厄瓜多爾視為「傑出人才的退休勝地」。

　　在現實中，人才流失仍然是一個大問題。由於國內科研能力的差距，來自發展中國家的移民科學家通常更可能永久留在他們的新家，而不願返回發展機會較少、研究設施較為貧乏落後的國內。對於非洲來說，這是一個非常現實的大問題，非洲迫切需要大量熟練的技術工人，但卻缺少吸引他們回來的條件。各國政府面臨的挑戰是如何獎勵科技人才，讓他們在促進全球科學網絡發展的同時，幫助自己的國家提升科學能力。

　　科學成果的應用與繁榮

　　科學與創新對於確保經濟繁榮，提升經濟競爭力至關重要。迅速崛起的經濟體都將科技創新放在了優先地位，並穩步增加研發投資以驅動發展。

　　Elsevier數據庫是全球最全面的全文文獻數據庫，涵蓋了幾乎所有的學科領域，從關鍵字檢索中，可以看到某些特定領域的發展趨勢，如「氣候變化」在研究出版物中出現的概率從1996年至2008年增加了6倍，反映了全球氣候變化是一個新的緊迫的研究領域。

　　在全球科學發展中，地理條件本身對正在研究的科學領域的類型似乎並不產生直接的影響，但一個國家的其他國內條件，如政府的優先考慮，自然、人力和經濟資源的可用性，都對科學成果的產生有著直接的影響作用。例如，七國集團（G7）國家各學科的研究方向達到了廣泛的平衡，而主要新興經濟體的巴西、俄羅斯、印度和中國，也都有著各自偏重的特定領域，中國，印度和俄羅斯傾向於工程技術，巴西以農業和生物科學為主，非洲的側重點則是農業和醫藥。然而，這些地區的崛起，目前為止並沒有改變全球研究領域學科間的平衡。

　　研究表明，科學技術對收入水平、專利對GDP的增長，科技創新對企業生產力和效益，都將產生積極的影響。為此，世界各國政府都努力投資於科學和技術，以刺激經濟發展。

　　科學並不只局限於學術界，也並不一定導致研究論文的發表。在高等院校和科研院所之外的許多不同領域內，科學也在繁榮發展中。例如，隨著國際製造業的國際化進程，自上世紀80年代中期以來，企業研發活動越來越活躍，如今許多大型企業都擁有全球性的科研活動，出於戰略上的考慮，其中許多企業在世界各地都擁有了適合自己的實驗室。

　　一個典型的例子是微軟研究院，該研究院不僅設立了顯示其專長的軟體領域的核心實驗室，還設立了諸如醫療保健、能源、環境和機器人等涉及諸多學科領域的實驗室。

　　從1993年至2002年期間，全球企業研發支出國外投資部分從10%增長至16%（約從300億美元增長至670億美元）。

　　企業研發更多的全球足跡也是科研創新活動「分佈式」或「開放式」的結果，公司利用這樣的商業模式尋求新的知識，對外通過購買其他公司的工藝或發明，或獲得其專利使用權，對內通過開發自己的科研成果，來達到科技創新的目標。

　　科學知識的應用在一定程度上可以海外專利註冊來衡量。美國是世界上最大的專利註冊單一市場，反映了美國市場的規模，以及與研發的日益融合。在美國專利商標局註冊的專利中，大約50%來自美國之外，這一比率自1989年以來基本上一直保持不變。

　　但其中一些國家在美國註冊專利的數量急劇增加，例如，中國2009年在美國註冊專利的數量為1655項（1989年只有52項，1999年為90項），韓國從1989年的僅159項註冊專利增加到2009年的8762項，在美國海外申請專利國家中排名第三位，日本2009年的專利註冊為35501項。

　　隨著世界對2008年和2009年的全球金融危機做出反應，許多國家政府的經濟刺激計畫中將短期投資與其他政策措施相結合，以推動國內經濟發展，科學與創新在其中也佔據了重要位置，例如，綠色技術投資是韓國和澳洲的優先考慮，經濟增長模式已越來越多地體現了科學和新技術在其中所起到的促進作用。

　　科技戰略趨於國際化

　　儘管各國的研發投入、研究重點各不相同，但全球面臨的共同挑戰、相互借鑒的需要和分擔風險的現實考慮，使得科學的全球化時代正在到來。

　　全球性的挑戰，如氣候變化、糧食、水和能源安全，都已被提上議事日程，需要政界與科學界協同努力，以得出可持續的解決方案。另外諸如解決貧困問題、可持續發展問題和維持生物多樣性等問題，也需要科學在其中發揮重要作用。

　　全球科研景觀的基礎是國家基礎設施，它反映了各個不同國家的研究重點、研究能力和優勢。科學是一個跨國界的行業，但通過資金提供、行政管理等方面，科研活動仍然與國家體系有著緊密的聯繫。國與國之間在研究投資和科研活動方面水平有著很大的不同，7國集團經濟體中的差異就是十分驚人的，比如，研發占GDP的比例從1.14%（義大利）到3.45%（日本）不等，再比如，義大利的研究經費主要來自於政府，而日本大部分的研發投資都來自於企業。

　　各個國家的科學體系結構也有著重大的區別。在英國，大部分學術研究都在大學裡進行，不屬於大學的實驗室只佔一小部分，而在德國，學術研究主要是由一些非贏利的、在法律上獨立的研究機構進行的。在中國和俄羅斯，國家科學院是領先的研究機構。在美國，專業化的（由政府或私營部門管理）的國家實驗室極為普遍。例如，美國能源部有21個國家實驗室和技術中心，僱用的科學家和工程師超過3萬人，美國農業部的主要研究機構「農業科學研究院」擁有100多個實驗室，2000名科學家。

　　幾乎所有國家的科學和創新戰略目標都有一個共同的特點，那就是都認識到了國際合作的重要性，只有放眼世界，一個國家才有可能從世界各地的合作夥伴或競爭對手那裡吸收專業知識和創新思路，提高國內科學素質。

　　科學全球化意味著分擔風險，彙集資源。芬蘭科學和技術政策理事會明確闡述了國際戰略的重要性。「通過國際化的競爭和合作，芬蘭可以提高科研質量，減少重疊的知識產出，將現有的資源彙集成更大的實體，用以達成更重要的目標。」其他一些國家也採納了類似的觀點。在最近出台的《科技發展戰略》中，越南科學技術部設定的一個重要目標就是「在科技發展中積極擴大合作，加強國際融合。」

　　2011年後的科學世界

　　基礎雄厚的科技強國，以及新崛起的科技大國，將形成引領世界科學潮流的中心，這樣的科學中心將繼續發展下去。

　　20世紀科學超級大國仍然強勢有力，一些新崛起的科學國家，如中國、印度、巴西、韓國等，正在加入科學強國的陣營，影響和改變著全球科學界的動態和格局。這些新的科學中心的出現，為研究人員在新的地方工作，與新的同事合作創造了更多的機會。

　　展望2011年以後的世界，在未來幾年裡，隨著新的科學國家的崛起和新的科學中心的出現，全球各地的科學投資可能將發生一些變化。在大多數情況下，這些新興的科學中心受到了政府明確支持的研發政策扶持。中國計畫到2020年將研發支出從目前不到GDP的2%提高到占GDP的2.5%，韓國到2022年將提高到5%，巴西到2022年提高到2.5%。一些科技強國也將保持研發支出的比例，如美國的新目標是占GDP的3%以上。

　　未來幾年研發的支出情況現在很難預測，例如，最近巴西大幅削減2011年科學預算的做法引起了人們對其實現2022年目標的擔憂。然而，通過對各個國家目前研發支出趨勢進行推斷和預測，我們可以想像一下未來十年的科學世界的景觀。雖然美國應能繼續保持其研發支出目前在全球的統治地位，根據中國目前的研發支出趨勢，可能超出日本，並直追美國。同樣，韓國極有可能在未來幾年內趕上英國。假設這些目標都能得以實現，俄羅斯和巴西也將從本世紀初時非常低的起點迅速趕上來。

　　這些預測表明，全球科學體系正在逐漸擺脫早前的模式。中國和韓國雄心勃勃的研發支出目標，推動著將巨大的科學支出用於發展各自的科學體系，巴西和俄羅斯這樣的經濟體也將從研發支出中獲得更多的回報。

　　我們將看到，2011年之後的科學領域內，基礎雄厚的科技強國，以及新崛起的科技大國，將形成引領世界科學潮流的中心，這樣的科學中心將繼續發展下去，因為許多科研都需要大量世界一流水平的科研人員和關鍵設備的合作，與此同時，更多規模較小的科研成果也將在遠離這些中心的地方產生，科學中心如何與世界其他地方的科學世界交流互動，將有助於塑造2020年的科學景觀。(方陵生/編譯)

 

    全球合作應對全球問題 

    □林自新
    
    英國皇家學會這篇題為《知識、網絡與國家：21世紀的全球科研合作》的報告，通過大量的數據和分析，呈現出21世紀之初，全世界科學發展迅速，國際合作的趨勢尤其強勁的情景。在2002年到2007年，研究與開發投入中，大部分是用於開發，而且主要是產品開發；研究論文中，超過三分之一來自國際合作的直接成果；多個國家學者合作撰寫的研究報告，從1990年以來翻了一番。
    
    我恍惚到了日益科學化的地球村:太空中有多國合作的空間站，海洋生物調查中有80多個國家、670個實驗室參加，著名科學家和大型實驗設備周圍聚集著眾多勇攀高峰的研究人員……研究人員不是受人勸告而是自己要求開展國際合作，彼此交換科學「靈感」、知識和技能，電子郵件、網絡免費電話、電視會議、衛星照片等等使得「天涯若比鄰」。
    
    報告指出：全球科學面貌的顯著改觀，基礎在於國際合作，動力來自研究人員尋求同世界最佳的科學家一起工作，也來自各國政府尋求改善研究工作的質量和視野。這種合作有助於擴大新的和現有的知識與資源，吸引人才，應對內在的研究問題，並且形成研究能力。國際科學舞台上湧現了越來越多的各國演員，在全球處下而上的各種網絡中創造和傳播知識。報告特別強調：國際科學合作的緊迫性，來自21世紀人類社會面臨的氣候變化、生物多樣性、食物、能源和水資源安全、以及全球的健康等重大挑戰。
    
    報告中介紹的五項案例：(1)世界最大的「警報系統」：政府間氣候變化專門委員會(IPCC)。(2)農業精英中心：國際農業研究咨詢委員會(CGIAR)。(3)對全球健康的另類巨大影響：比爾和梅林達-蓋茨基金。(4)朝向可持續能源：國際托克馬克實驗堆(ITEM)計畫。(5)取得對付二氧化碳的主動權：二氧化碳的捕獲和封存(CCS)技術。本文只就直接與全球氣候變化有關的三項略作評述。
    
    氣候變化是全球面臨的極大規模和極其複雜的挑戰。氣溫升高將損害世界社會經濟，並給生物多樣性和生態系統帶來嚴重後果。IPCC的成立是重大的社會創新，它提供明確的證據幫助政策制訂者選擇重點並安排必要的緩解和適應的戰略。2007年出版了第四次《世界氣候變化評估報告》，IPCC作為一個組織首次獲得諾貝爾獎。
    
    大多數預測認為，化石燃料主宰能源供應的局面至少會延續到21世紀中葉，而且近來煤炭在能源消費中的比重一直在攀升，天然氣和焦油砂也在走俏，因此二氧化碳的排放還在上升。CCS是取得全球顯著減少二氧化碳排放的重要的潛在技術。CCS的成本絕大部分在於俘獲和壓縮階段，而風險絕大部分存在於封存階段。CCS迄今尚無大型的示範裝置，不是由於資金不足，而是因為它要消耗能源，降低10%的發電效率(從45%下降到35%)——所謂「能源苦惱」。但是，CCS專家指出，世界無法迅速停止碳的使用，現在無所作為，就得付出破壞環境的代價，CCS技術可以迅速下降二氧化碳排放，其代價與通過開發可再生能源以降低二氧化碳排放的代價是同一個數量級的。國際能源署發表的CCS的路線圖，要求增加投資超過2.5-3.0萬億美元，估計占2050年實現減少50%的溫室氣體排放的總投資的6%。為了達到減排50%的目的，必須迅速普及CCS技術，需要在發展中國家展示CCS技術，從2010年到2020年平均每年需要150-250億美元的資金。在2010年4月，政府-企業合作提出了對處於不同建設階段的80個大型發電廠和工業項目，政府給予它們開發大型CCS計畫260多億美元的支持。
    
     ITER的目標核聚變反應堆示範裝置是徹底解決能源問題的宏偉項目，經過20多年反覆磋商後終於在2005年確定選址在法國，2006年簽訂協議，2007年開始建設。人們期望著繼1942年實現核裂變之後的又一次歷史性的突破。
    
    閱讀皇家學會2011年的報告，我聯想到55年前我國制訂的12年科學技術發展規劃，我們當年強調「任務帶動學科」，安排「12項重點任務」，按「緊急措施」抽調專家並加強合作(包括與蘇聯合作)，何其相似乃爾。但願皇家學會報告中提出的，全球性挑戰，需要全球的合作；新的形勢，需要研究人員開闊視野，應對廣大的問題，做出迅速有效的反應；研究與開發的投入水平、投入者的活動和國家的科學和創新，只是事情的一部分，研究人員必須走出研究產出的傳統指標，認識合作中重要的非正式特徵。我感到，我們面臨的不再是「趕超」，「外國有的我們要有，外國沒有的我們也要有」，而是全球面臨的重大挑戰，我們要積極參與，要加強國際合作！
    
    (本文作者長期從事科技管理和科技政策研究，曾參加1956年編製《十二年全國科學技術發展規劃》的工作、1978年全國科學大會的文件起草、《2000年的中國》的研究、1981年開始的全國科研機構體制改革的工作以及《迎接新技術革命對策》的擬訂。)
    
    影響世界的五項案例

 

 

英國皇家學會2011年科學發展報告

 

    一、世界最大的「警報系統」：政府間氣候變化專門委員會(IPCC)
    
    ——氣候變化是極大規模和極其複雜的挑戰。全球氣溫的升高可能影響全世界絕大多數貧苦大眾，並且給生物多樣性和生態系統帶來嚴重後果。IPCC的成立是一項重大的社會創新，它提供足夠的證據幫助政策制訂者選擇重點並安排何時何處必須採取緩解和適應的戰略。氣候評估非常困難，需要協調不同專業、文化背景、個人興趣和企望的眾多人員，而信息的概括是多學科、多國家、時空跨度大而且針對不同的主題。22年來，IPCC聘用了三千多名科學家，引用了四萬多篇經過同行審讀的學術論文，出版了系列性的全球氣候評估報告，第一個評估報告的作者是170位科學家，2007年的第四個評估報告的作者超過560位科學家。
    
    二、農業精英中心：國際農業研究咨詢委員會(CGIAR)
    
    ——成立於1971年，設在美國華盛頓。它支持和組織面向第三世界的國際農業研究系統。
    
    三、對全球健康的另類巨大影響：比爾和梅林達-蓋茨基金
    
    ——成立於2000年1月，屬非盈利性質，旨在促進全球衛生和教育領域的平等。
    
    四、朝向可持續能源：國際托克馬克實驗堆(ITEM)計畫
    
    ——目前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一。它的7個合作方是歐盟、中國、韓國、俄羅斯、日本、印度和美國。ITER計畫的實施結果將決定人類能否迅速地、大規模地使用聚變能，從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進程。
    
    五、取得對付二氧化碳的主動權：全球大力猛攻碳的捕獲和封存(CCS)技術。
    
    ——大多數預測認為化石燃料主宰能源供應的局面至少會延續到21世紀中葉，而且煤炭在能源消費中的比重最近一直在攀升到1970年以來的最高峰，新建的燃煤電廠作為長期的資本投資，將在幾十年中排放溫室氣體，除非通過CCS技術將其俘獲和封存。其他化石燃料如天然氣和焦油砂，在工業中越來越有吸引力，也要求通過CCS技術減少二氧化碳的排放。因此，CCS是取得全球顯著減少二氧化碳排放的重要的潛在技術。
    
     CCS迄今尚無大型的示範裝置，不是由於資金不足，而是因為它要消耗能源，降低10%的發電效率(也就是從45%下降到35%)，即所謂「能源苦惱」。但是，CCS專家指出，世界無法迅速停止碳的使用，現在無所作為的成本，就得付出破壞環境的代價。在2009年，國際能源署發表了CCS的宏偉路線圖，要求增加投資超過2.5-3.0萬億美元，這個數目估計占2050年達到減少50%的溫室氣體排放的總投資的6%。為了達到減排50%的目的，必須把CCS技術迅速推廣到發展中國家，這要求巨大的國際合作在發展中國家展示CCS技術，從2010年到2020年平均每年需要150-250億美元的資金。在2010年4月，政府-企業合作提出了對處於不同建設階段的80個大型發電廠和工業項目，政府給予它們開發大型CCS計畫260多億美元的支持。有些早期的投資已經開始收回紅利。2010年1月，在法國西南部的拉卡建成完整流程的CCS示範裝置，可望今後兩年俘獲和封存300萬噸的二氧化碳