科技优先领域选择理论方法研究进展与展望

蒋 芳 杨 明 张月鸿

（中国科学院发展规划局，北京 100864）

关于科技优先领域的研究讨论由来已久，最早可以追溯到20世纪60年代美国科技界关于科学选择准则的讨论［1］。可以说，当科学研究应为国家目标服务的观念引起共识，政府开始加强对科学研究的宏观调控时，优先领域选择的问题就应运而生了。此后，来自理论和实践两个方面的进展比肩而行。特别是近二十年，基于证据的科技决策理念逐步得到广泛认同，优先领域选择的理论方法不断丰富完善，相关研究应用也更加活跃。大量来自国际组织、不同国家、科研资助机构、研究机构等多个层面的案例研究屡见不鲜。研究主题集中在：优先领域的概念与内涵、选择准则与方法、相关的应用和效果分析等方面。在我国提出建设世界科技强国的当下，相关部门和各创新单元正积极谋划中长期科技发展战略布局，优先领域选择将成为不可回避的重要议题。本文尝试对国内外研究进展进行总结归纳，以便为科技创新战略与规划编制提供些许参考。

1 理论与方法进展

1.1 概念内涵

国内有学者从不同角度对优先领域进行了释义。例如，陈玉祥［2］认为，优先领域是我们期望获得最大知识回报的领域；是一个战略研究概念，大致可分为四类：基础性研究的前沿领域与课题、重大科技战略项目、可能形成新技术或新技术产业并对国家经济发展产生重要影响的科学领域、根据本国资源和面临的问题必须加以研究的重要领域；不仅是技术过程，也是政治过程。陈德棉［3］提出，优先领域体现了学科布局的思想，而不仅仅是简单的排序概念；是动态的概念，应注意把新的前沿纳入业已开列的清单之中。刘云［4］认为，优先资助领域是有关科技管理部门在对科学技术的未来发展进行系统研究的基础上，充分权衡科学发展趋势、国家发展目标以及社会和科技资源限制等因素后确立的未来发展主攻方向与重点领域。不难看出，优先领域与科技发展态势和发展目标紧密关联。

国外学者研究讨论的相关主题一般称为优先权设定（Priority Setting），不局限于领域方向或是科技项目，而是指内涵更为广泛的优先事项。具体类型取决于设定目的，比较常见的包括：主题型、任务型、功能型［5］。例如，OECD认为，优先权设定是一个谈判过程，不同的参与者和利益相关者寻求就共同的战略目标、工作目的和行动达成一致［6］。一般可区分为主题优先项和结构优先项两类，前者涉及科学领域、技术领域、工业部门等，后者涉及研究设施、教育教学计划、创新促进计划、风险投资市场、系统网络和共同体建设等［7］。

1.2 价值准则

科技优先领域选择必须依据一定的评价准则。而评价准则主要取决于科学选择的价值观、优先领域设定的目标和层次，同时也受到信息可获得性、指标可测度性等因素的影响。国外关于价值准则的研究讨论较早也比较充分。比较有代表性的选择准则包括：

1）温伯格准则。20世纪60年代，美国物理学家温伯格（A.M Weinberg）提出了科学选择的内部准则和外部准则。内部准则：可望在基础研究方面迅速取得概念性进展并对邻近学科领域有所贡献；外部准则：对于最紧迫的社会或经济问题具有潜在的应用可能，包括：社会价值和技术价值。温伯格将其运用在同一价值尺度上对分子生物学、高能物理学、原子能科学、载人空间探测和行为科学等5个学科领域进行评价［8］。这一准则兼顾了学科发展和经济社会需求两个维度，今天看来仍有现实意义。

2）布鲁姆利准则。1972年，美国物理学家布鲁姆利（D.A.Brom ley）提出了优先领域评价的三组准则：内在价值、外在价值和结构准则。其中，内在价值是指某一领域的工作将对人类认识自己所在世界或宇宙产生的影响；外在价值指某一领域对其他学科或技术领域和解决人类问题的影响；结构准则是指对该领域所属学科研究能力的影响。布鲁姆利通过对三组准则17个评价问题进行专家咨询，对物理学的8个二级学科69个领域的学科发展布局进行了评价［3］。这一准则对学科发展和经济社会需求两个维度进行了扩展，还强调了学科领域间的依存关系。

3）澳大利亚联邦科学和工业研究组织（CSIRO）“吸引力-可行性”评价准则。20世纪90年代，CSIRO提出了一套国家优先领域评价框架，其基本思想是：哪些领域能产生较高的效益，就应该给予优先资助。该准则通过对科研领域的吸引力和可行性两个方面进行综合评判，具体包含4条评价准则：潜在效益（技术进步的最大可能回报）、获益能力（将技术进步转变为工商业及其他效益的能力）、研究与发展潜力（相应研究领域的科学或技术潜力）、研究与发展能力（及时实现上述潜力的能力）［9］。这一准则不仅考量了学科发展和经济社会需求两方面潜力，同时兼顾了对能力水平的判断，更多体现了实用价值导向。英国首次技术预见沿用了这个框架，并增加了时间和成本方面的考虑。

4）欧盟研发框架计划的优先主题标准。以欧盟委员会第七研发框架计划（2007—2013）为例，其优先主题的标准包括三个方面：一是对欧盟政策目标的贡献，必须产生可以满足社会需求的新知识，并推动欧洲政策目标的实现；二是欧洲的研究潜力，必须在研究和技术开发上具有巨大潜力，并能把研究结果转化成社会与经济利益；三是欧洲的价值增值，必须有需要额外公共资助和在欧洲层面加以干预的强烈要求［10］。这一准则在关注研究潜力的同时，突出强调了必要性，充分体现了欧盟一体化发展的策略，反映出对科技发展与经济政治进程相协调的诉求。

5）美国国家科学基金会（NSF）的价值评议准则。NSF从2001年起在五年战略计划和年度预算请求中开始单列优先领域章节。创设或扩展NSF优先领域有五项准则，即学术价值、广泛影响、对科学与工程的重要性、领域与学科的平衡、与其他机构和国家目标的整合［11］。其中，广泛影响包括促进教育培训和学习、改善教研设施、促进对科技的理解、对社会的好处等诸多方面［12］。这一准则在强调学术水平、结构和影响的同时，倡导重视科学研究的外溢效用，关注与其他机构的衔接，充分反映了NSF支持优秀科学和工程研究与教育的定位。

国内学者在研究讨论学科优先领域选择方法时也提出了一些准则。例如，通过考察学科重要性、实力水平两个维度来确定学科优先发展级别的遴选体系［13］；基于学科发展需求、学科发展基础的二维学科优先领域遴选体系［14］；综合分析发展动力、学科基础实力、资金效率的三维因素学科优先领域选择模型［15］。

1.3 评价方法

优先领域选择方法和体系没有统一范式。一般可归纳为三大类型，即定性评价方法、定量评价方法和定性定量相结合的评价方法。

1）定性评价方法。常用的包括：专家调查法、情景分析法、文献调研等，实施相对简单、应用广泛。有学者梳理分析了世界卫生组织2002—2017年间116份文件列出的2145项研究重点，发现其中86%采用了专家咨询［16］。但是，专家咨询常因其主观性、代表性等问题受到质疑，被认为不利于非共识项目建议。其中，德尔菲法因采用匿名讨论、多轮意见反馈与统计分析，一定程度上提高了客观性和公信度。

2）定量评价方法。最早可追溯到20世纪70年代联合国教科文组织（UNESCO）的矩阵分析法：通过编制和分析国家社会发展目标矩阵、学科领域对社会发展目标支持的相关矩阵、学科领域之间相互支持矩阵，计算确定科学技术的优先级别［3］。常用的定量方法有：科学计量分析方法，包括科学指标、文献计量、引文分析等；数学分析方法，包括层次分析法、模糊综合评判法、数据包络分析法、相关矩阵分析法、多目标效用综合评价法等；灰色系统方法［17］。定量评价方法的优点在于其客观性，但由于科学活动中有些因素难以量化或者量化不准确，这些方法的应用也存在一定的局限。

3）定性定量相结合的方法。实践中常用的主要包括：长于刻画学科自身发展趋势的科学结构图谱、长于规划未来发展方向的科技路线图、以及结合学科发展和社会需求分析的技术预见、确定学科地位和状态的国际标杆分析等［10］。这类方法的优点是可以同时将专家判断和数据信息整合起来，互相验证、互为补充。

2 实践与应用情况

优先领域选择与现代政府的科技管理职能密切相关。因科技管理体制、科技价值取向和政策目标、自然禀赋和社会环境等方面的差异，各国对优先领域的界定和选择也各有侧重，相关实践的特点不尽相同（图1）。其中，日本、美国和欧盟的做法有一定的代表性。

图1 若干国家和地区科技优先领域选择相关实践Fig.1 Research priority setting activities in several countries and regions

2.1 国外有关实践

1）日本：长期持续以技术预见支撑科技战略规划

日本的科技治理结构较为集中，政府科技预算相关分配以其出台的科学技术基本计划、科学技术创新综合战略等为依据。优先领域设定总体上以自上而下的方式进行，长期持续开展的技术预见为优先领域选择提供了较好的支撑。日本1971首次开展“30年技术预测和优先发展领域确定”，至今已经持续开展了十次。2005年第八次技术预见首次同国家科学技术基本计划（2006—2010）挂钩，此后以五年为周期协同开展。第十次技术预见由隶属于文部科学省的国家科学技术政策研究所实施，参与者包括来自政府部门、研究所和大学、商业机构的五千多名专家学者。调查目标从“确定科技发展方向、服务于本国科技规划与政策制定及满足社会经济发展需求”调整为“服务于科技政策和创新政策的综合”，强调要“提高技术在实验室和实际应用中实现的可能性”。日本技术预见向来以方法创新见长，以德尔菲法为基础，先后引入需求分析、情景分析法、地区研讨会、大数据方法等［18］。

2）美国：多元体制下关键领域战略计划与自下而上的机制并行不悖

美国的科技治理结构相对多元化，科技优先领域设定实际上在部门和机构预算确定的过程中产生，不只涉及部门和机构、政府、国会，科学组织、行业协会、专业机构、病患群体等其他参与者也通过多种渠道提出建议或在国会游说等方式影响决策。虽然少有全国性、综合性的技术预见或战略规划，但向来在发起实施重大领域战略行动方面独树一帜。如，2011年启动的纳米技术计划、2018年启动的量子计划。2015年“国家创新战略”中提出的精准医疗、脑计划、先进汽车、智慧城市等优先发展领域均带有浓重的任务色彩，有明确的目标、匹配具体的预算和相应的行动计划。在机构层面，不管是国家科学基金会，还是国立卫生研究院，都主要采用自下而上的方法。通过接收建议，开设讲习班和研讨会、咨询小组等形式给科学家提供充分的机会影响研究方向和优先领域设定［19］。

3）欧盟：科技战略与政治、经济战略紧密结合

欧盟主要通过“研发框架计划”（FP1～FP7、Horizon 2020）来设定优先领域，注重考察对欧盟政策目标的贡献，充分体现了科技战略与政治、经济战略的紧密结合。框架计划为各项战略目标及其优先领域分别匹配明确的经费预算，形成“目标-方向或任务-资源保障”的紧密关联机制。从FP1到FP7逐步纳入新兴领域，如FP2包含经济和社会协调发展研究，FP4纳入交通和社会经济政策研究，FP6列入“科学与社会”专项，FP7新增空间与安全研究。Horizon 2020计划集中投资三大战略目标：卓越科学、产业引领、应对社会挑战。“2018—2020工作计划”则明确了四个焦点领域：建设低碳、气候适应性强的未来，连接经济和环境收益——循环经济，欧洲工业和服务的数字化和转型，提高安全联盟的效力。项目的遴选执行三项标准（卓越、影响、实施的质量和效率）［20］。

2.2 国内有关实践

我国科技优先领域选择主要产生在科技规划编制、科技计划实施、财政预算分配以及相关科技战略研究过程中。新中国成立以来，先后开展了五轮大规模的技术预测，编制了11次全国性的科技发展规划，相关部门和研究机构也展开了积极探索（图2）。

1）优先领域选择的准则

我国历次国家科技规划中包含了大量优先领域选择实践。例如，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》对于重点领域优先主题、前沿技术、科学前沿问题、面向国家重大战略需求的基础研究、重大科学研究计划等都给出了相对明确的遴选原则，主要涉及四个方面：一是国家利益，强调聚焦国家战略和经济社会发展重大需求、明确主攻方向和突破口；二是科学价值，强调聚焦学界公认的科学难题、有望引领未来世界科技发展的新方向、有利于大幅度提升我国基础科学国际地位的领域方向；三是结构均衡，全面均衡布局的特点较为明显，反映出支持优秀、补足短板的价值倾向，既要“锦上添花”，也要“雪中送炭”；四是条件基础，强调聚焦那些已有较好基础、接近或达到国际先进水平或能充分体现我国优势与特色的领域方向。这与我国所处经济社会发展阶段、作为科技追赶者的角色是相适应的。

图2 国内相关科技优先领域选择工作Fig.2 Research priority setting activities in China

2）优先领域的动态变化

对比分析历史上三次科技中长期规划和最近的“十三五”科技创新规划，可以发现优先领域的相对变化：新兴领域方向扩增、主流优势方向不减，传统基础性工作弱化，重点任务体量增大，全链条设计特点凸显，交叉融合趋势明显。例如，“人工智能”、“基因编辑”等都是在“十三五”规划中首次出现；“海洋资源高效开发利用”在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中为优先主题（第二层级），到“十三五”规划时提升到重要领域（第一层级）；农作物新品种、计算技术等长居优先之列；而在《1956—1967年科学技术发展远景规划》被列为57项重点任务之首的“中国自然区划和经济区划”以及第57项“科学技术情报的建立”等，到“十三五”规划时已经没有明确体现。

3）优先领域的实施机制

优先领域的实施通常受到一些因素的影响，包括但不限于：上位规划的效力、优先领域的科学性和可操作性、优先领域的落地机制设计、后续资源配置的潜在影响等。总体上看，我国科技规划优先领域的实施得益于“规划-计划”衔接机制。1982年，启动了我国历史上第一个国家科技计划——“六五”国家科技攻关计划，将当期科技规划主要内容调整为38个攻关项目。自此之后，国家科技规划中明确的优先领域，特别是主题型或任务型优先领域，实际上由相应的专项计划来配套落实［21］。

2.3 来自学术界的反思

国外一些学者对相关实践的现实困境、成功要素等进行了总结归纳。例如，Keenan［22］基于英国技术预见工作的十年实践提出了优先领域选择的两难问题；Sokolova［5］通过回顾分析俄罗斯过去20年优先领域选择和关键技术识别工作的经验，提出了影响优先领域选择成功与否的关键因素；Sibbald［23］从利益相关者的观点出发，提出了成功设定优先领域的概念框架；Calof等［24］通过对30个国家和9个国际组织技术预见工作的调研，总结了政府部门组织实施技术预见的成功经验。概括来讲，客观存在的难点包括如何把握优先领域设定的范围、效力、粒度、准则、参与者；影响成败的要素包括对资源配置的影响、与政策议程或政府行动的关联、与高层决策者的直接联系、与利益相关群体的沟通策略、与私营部门行动者的联系等。此外，相关研究也反映出国内实践中的一些困境和不足［25-28］，例如：优先领域数量过多、内容挑战性不强；没有与经费安排挂钩、没能形成共识并发挥指导实践的作用；研究资金分配机制不够透明、学术价值标准没有得到足够重视；侧重具体科技任务部署，对机构建设、能力建设、创新扩散活动的支持相对较少。

3 思考与建议

3.1 趋势展望

综上所述，科技优先领域选择的理论研究和实践发展呈现以下几个特点：

一是方法创新。伴随着科技政策领域倡导基于证据的决策，对标准、程序和方法等规范性要求越来越高，兼具定性定量优势的综合方法得到进一步发展。例如，韩国第五次技术预见中引入了大数据技术，根据未来需求和科技发展描述未来社会情境，并分析能够极大冲击传统社会的创新技术及其“引爆点”［10］；世界卫生组织在全球范围开展了大量相关研究，服务于不同政策目标，适用于不同地区，开发应用了国家健康研究要点法（ENHRA）、三维组合矩阵法（CAM）、全球儿童健康研究投资法（CHNRI）、多标准决策分析（MCDA）等多种方法［29］。

二是开放性提升。增加透明度并不一定提升决策质量，但相关利益群体的实质性参与被认为有望帮助改善实施效果。例如，在美国，不仅科学界代表可参加国会听证，国会公开的议定书或NSF等资助机构都需要公开不予资助具体项目申请的理由，此外还常有关于优先领域设定难题的公开辩论。任何机构或组织的代表，甚至个人，都可以与白宫科技政策办公室（OSTP）、相关机构、相关负责人预约讨论对优先领域的看法［19］。

三是功能性增强。优先领域选择的必要性得到更多认同，对其得以执行实施的期望也越来越高，注重将优先领域转化为具体行动加以落实，相应地要求预算匹配、协商对话、实施机制、修订机制等更加完备。例如，日本第三期科学技术基本计划区分了两类基础研究以及改革措施等的预算比例［10］；美国国家科学基金会在优先领域选择过程中与其他研究部门有广泛协调，通过研究资助谅解备忘录和部门间协议规定不同部门在资助研究活动中的各自职责和角色，还通过非正式渠道与其他机构进行沟通，力求各自的优先领域既相互支持又避免重复［11］。

四是支持方式多元。对优先领域的支持方式不只是部署科研项目，还是多种创新要素的集成配置；同时也不完全依赖政府部门单一投入，具有明显的跨界特征。例如，美国纳米技术计划（NNI）中，政府部门在某种程度上扮演着为优先领域做创新融资的角色，以一定的初始投资将相关公共部门和私营部门联系在一起。在该计划资助的五大主题领域（基础研究、重大挑战、研究中心和网络建设、基础设施、社会影响）中，联邦政府、风险投资基金、企业三者投入资金比例相对稳定（一般为 20%、30%、50%）［30］。

3.2 相关启示

1）借鉴国际上优先领域选择的理论与经验，启动优先领域选择工作前组织者至少需要准备好回答几个关键问题：一是为什么选择优先领域？包括必要性、功能定位、与现在和未来行动的关系、与全局和其他部门的关系。二是怎样选择优先领域？包括按什么准则，类型、层级、粒度，用什么方法，由谁来选。三是如何应用优先领域选择结果？包括提前考虑倡议机制、实施机制、外部协调等。

2）优先领域选择应与组织的使命定位、发展愿景、价值观相适应，不同国家、不同发展阶段的优先领域选择各不相同。大国有条件考虑全领域布局，而小国不得不聚焦有限领域。追赶者常常期望通过采取非均衡发展策略率先实现部分赶超，倚重自上而下的策划部署，倾向优先支持人有我无、优中选优的工作；引领者往往采用相对均衡的发展策略，依靠自下而上的机制，倾向支持人有我优、从无到有的工作。这些也是影响优先领域选择价值准则的重要考量因素。

3）优先领域是不断发展变化的，由科学发展的内在推动力、经济社会需求的外在牵引力所驱动。经济社会需求出现重大变化，或科技发展取得突破性进展，或组织管理体制发生重大调整，甚至发生影响国际竞争合作和安全的重大突发事件，都有可能引发优先领域调整更新。因此，优先领域设定往往还伴随着长期持续的研究监测和动态调整，这有助于在多个连续周期内提升决策质量和效果。

4）优先领域选择是对研究机会进行识别、判断、取舍的技术过程，同时也是相关利益群体交换意见、协商谈判、达成共识的政策进程。因此，需要特别关注选择过程中的质量控制机制、对话机制和协调机制，在程式设计上更加精细化、人性化，以使多方主体不同意见得以充分表达，争取最大范围和最大程度的共识，真正有助于统筹协调未来各方行动，从而促成战略目标的顺利实现。

5）优先领域选择对于推动科技发展的作用是非均衡的，并不能完全取代常规性的稳定支持。因此，需要把握好优先和一般、主流和非主流、大科学与小科学之间的比例关系。拟为优先领域匹配的资源条件、优先领域占总投入的比例、不同领域所占的份额、甚至不同资助主体的投入份额等，最好有明确约定并尽可能公开。这有助于各方确定预期，进而基于各自定位开展有效合作。

6）优先领域选择结果的应用情况可被看作是评判其是否成功的重要指征。实践中，优先领域选择结果的应用主要取决于其本身的内容和外部赋予的效力。影响因素包括：与未来资源配置的关联、与政策议程或政府行动的关联、与相关利益群体的沟通协调、与私营部门行动者的联系等。因此，在制定过程中提前整合考虑未来的实施机制，将有助于提升优先领域设定的科学性和可操作性。