論原創性、引領性國家重大科技項目的決策邏輯與方法(加強原創性引領性科技攻關)
摘要:原創性、引領性國家重大科技項目位居中國重大科技項目體系的“金字塔尖”,是科技決策領域的關鍵核心問題之一,但對此類項目的科技決策研究尚存空白。本文指出,此類項目的科技決策邏輯應能界定“超強科學性”,還需應對組織管理超復雜、工程實現超高難度、經費審計這三類決策難題。本研究選取近30年來全球科技界已建成的原創性、引領性級別的重大科技項目中的佼佼者,即由美國主導、歐洲、加拿大主要參與的“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡”項目為案例,凝練總結出此類項目的決策邏輯及方法,為“十四五”及2021-2035年中長期時段集聚力量進行原創性、引領性國家重大科技項目之科技決策補充新的理論視角與方法探究,并期許引起科技政策研究界對這一重要課題的深入挖掘。
01 問題提出:“不相稱”的研究窘境
2022年10月16日,習近平總書記在黨的二十大報告中指出,要“集聚力量進行原創性引領性科技攻關”,彰顯了集聚力量實施具有原創性、引領性國家重大科技項目對實現高水平科技自立自強的路徑意義。從20世紀80至90年代我國實施“攻關、863、973國家科技項目”,到21世紀初啟動“國家重大科技專項”,再到“2030國家科技重大項目”,如何從宏觀及整體角度研究國家重大科技項目對一國科技能力的提升和推動,一直是個長盛不衰的主題。然而,過往討論在處理這一問題時,似將“國家重大科技項目”不言自明地落腳為大手筆經費投入、目標和方向均有先例可循的核心技術攻關、工程化成果規上量產,但“原創性、引領性科技項目”從未處于討論的核心地位。過往的“國家重大科技項目”的政策思路在推動我國科技能力完成“追趕”使命時極富成效,但在高水平科技自立自強的新時代背景下,過往的政策思路難以圓滿完成“從追趕邁向引領”的新要求。因此,尋找適用于原創性、引領性科技項目之決策邏輯與方法勢在必行。
02 難題溯源:為什么過往的科技項目之舊決策邏輯難以適用于原創性、引領性科技項目
2.1 過往的科技項目之舊決策邏輯
改革開放以來,我國一般性科技項目決策主要遵循兩個原則:其一,具體科技領域較重要,即“重要原則”;其二,具體科技領域從屬方向的基礎較好,即“基礎好原則”。“重要原則”在科技戰略、科技規劃及計劃的指南文本中會有明晰體現;“基礎好原則”通常依據該領域發表的高水平論文、國際三方專利數等一系列直觀指標來幫助專家完成復雜的決策輔助任務。
2.2 原創性、引領性科技項目的核心決策特征
不同于一般科技項目,原創性、引領性科技項目起源于當代基礎研究最前沿,要么回答已知邊界內的終極性問題、要么提出人類知識邊界之外的新終極性問題,這些終極性問題只能由“超強科學性”來回答或提出。故而,原創性、引領性科技項目的核心決策特征是界定項目的“超強科學性”。所謂“超強科學性”,是指能對科研產生革命性影響、有改變基礎認知的重大發現級別的高科學產出,以及由此具備的原創、引領、未知因而難以規劃的項目性質。原創性、引領性科技項目之新決策邏輯與一般性科技項目之舊決策邏輯存在兩點本質不同:此類項目之決策邏輯著重處理的是掌握全新事物的增量潛力,不同于一般科技項目之舊決策邏輯著重處理的是釋放既有領域的存量能力;此類項目所承載的未知探索性和一般科技項目決策邏輯所蘊含的已知既定性和高成功率,非突破則難以兼容,且候選項目越原創、越引領,一般科技項目決策邏輯的適用性可能就會越低。
2.3 為什么過往科技項目的舊決策方法難以解決原創性、引領性科技項目的具體管理難題
除了難以界定項目的“超強科學性”之外,過往科技項目舊決策方法同樣較難完善解決此類科技項目所必然面臨的組織管理超復雜、工程實現難度超高、經費審計風險超大等具體管理難題。
組織管理難題。原創性、引領性科技項目往往是一個巨型項目,其從理念孕育到建成運營可能需要跨越30年以上,需經歷數代、數任決策者,并包含巨量的信息交換、復雜的利益分配及共識形成,要求科技項目決策者對管理秩序、管理過程和各利益方的合理預期有相當程度的把握能力,這里的組織管理不僅包括通過政務文件、合同契約實現的龐繁有形管理,而且覆蓋官產學研用、軍民、代際、國內外等所有利益相關方之間的艱巨無形管理。因此,過往科技項目的組織管理方法并不適用。
工程實現難題。原創性、引領性科技項目的工程實現往往需要解決諸多“從0到1”式工程實現,其突破離不開科技管理機構強大的調動企業能力和高超的工程把握能力,其成功必定建立在充分調動和運用國際資源基礎之上,對機構調動國內、國際頂級技術工程力量協同解決的運籌帷幄能力要求極高。因此,過往科技項目的工程實現方法并不適用。
經費審計難題。原創性、引領性科技項目旨在重塑強國科技競爭規則,高風險、高失敗率、高成本、高不確定性只是其基本特征,不僅項目的技術路線往往會經歷N次重大修改,項目運行失敗或停工下馬的不在少數,就算項目成長運行順利,往往還需要經歷超長的時段及超高的投入。因此,過往科技項目的經費管理及審計方法并不適用。
2.4 舉國體制決策邏輯與原創性、引領性科技項目決策邏輯的關系
過往,我國曾以舉國體制取得了“兩彈一星”、青蒿素、牛胰島素等光輝科技攻關成績;近年,我國又以新型舉國體制取得了高鐵、核電等光輝科技成就。不過,學者們業已形成共識:舉國體制或新型舉國體制只適合攻克已有成功先例的科技攻關,但并不完全適用于沒有現成先例、沒有模仿目標、沒有成敗路徑的原創性、引領性科研領域。因為這類項目指向的是“從0到1”,世界上還不存在的、人們從未見識過的、靠想象都想象不出來的東西,很難在人們腦子里一五一十、栩栩如生地規劃出來。因此,原創性、引領性科技項目既不是“卡脖子”問題,也不僅僅是“卡腦子”問題,而是一類全新的認知問題。雖然新型舉國體制等倡導某點實行精準化超強攻關的優勢仍是優質精神資源,但是,這絕不意味著新型舉國體制可以自動地、充分地成為此類科技項目的主要決策邏輯與方法。
綜上,原創性、引領性科技項目究竟需要什么樣的決策邏輯與方法?縱觀近30年來全球科技界已建成的原創性、引領性科技項目,美國國家航空航天局(NASA)是全球運作此類項目的主要機構之一,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡中體現的NASA決策邏輯與決策方法在很大程度上代表了當前全球最高水平。以此為例,本文試圖凝練出此類項目的決策邏輯與方法。
03 分析實例
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(以下簡稱韋伯項目)是紅外太空望遠鏡,其科學目標有四:尋找大爆炸后在宇宙中形成的第一批恒星和星系的光;研究星系的形成和演化;了解恒星和行星系統的形成;研究行星系統和生命起源。韋伯項目是由NASA、歐洲航天局和加拿大航天局聯合計劃和資助的重大科技項目,僅主導國美國就投入100億美元,歐洲、加拿大先后投入20多億美元。項目正式立項于1995年,于2022年7月12日前完成了研發、制造、測試、升空、展開、聚焦、冷卻、校準等前期工作,目前已經進入工作狀態。
3.1 原創性、引領性科技項目決策第一步:界定超強科學性
3.1.1 以立項前的戰略規劃完成“項目培育”功能
由NASA業務處長積極物色原創性、引領性的潛力項目,并以計劃經費培育項目。1987年,4位科學家產生要做下一代紅外望遠鏡的構想,該構想一路凝練并獲得美國天文學界的廣泛認可。1989-1992年,NASA相關業務處長敏銳地注意到韋伯項目具有“超強科學性”潛力,并以該處科研計劃經費不斷支持韋伯項目。
通過戰略規劃及立項支持推動項目從“處級”升為“部級”。經過幾年培育,相關處室促使NASA于1995年啟動了對韋伯項目的戰略規劃研究,據此韋伯項目升為“部級”。1996年,規劃專家對項目目標有分歧,由NASA時任局長戈爾丁拍板決定了韋伯項目的關鍵技術參數,1999年韋伯項目在NASA正式立項。
3.1.2 立項后反復淬煉,完成“項目培優”功能
20世紀90年代美蘇爭霸結束后,NASA經歷了科研經費驟減的“低潮期”,韋伯項目正是在這種時代背景下立項的。立項時,NASA未貿然將韋伯項目定位為“原創性、引領性”屬性,而是以少量資助的淬煉態度為主。靜觀項目成長進展、默許同類項目之間及異類項目之間相互競爭、等待一個最具超強科學性的項目力壓群芳后,再集聚全機構力量為項目奔走,直至推動形成科技精英和政治精英的共識,最后舉國投入天量資源,這是NASA淬煉其重大科技項目的管理思路。
從“部級”科技項目變為“國家級”科技項目。立項后,NASA不斷邀請美國天文學界專家優化韋伯項目:韋伯項目原來只有一個科學目標,后來在科學家主導之下增為四個科學目標,這些后添科學目標的原創性、引領性極強,在人類歷史上從未實現過,而且全都建立在超尖端、未經檢驗且昂貴的大量技術及其集成之上。除了項目目標變動之外,技術路線圖經幾次重大修改后已面目全非,對此,NASA都采取了“不干涉”的態度。最終,韋伯項目從原定的“比哈勃望遠鏡強大3倍”提升為“比哈勃望遠鏡強大100倍”,從“哈勃望遠鏡的繼任者”性質變為遠遠超越哈勃望遠鏡的、原創性的、引領性的全新性質。這種項目性質僅此一家、別無第二,必然引起全球相關科技界的矚目。對此,NASA樂見其成,其響應了科學家的意圖,通過推動美國科學院《2000年天文學界十年項目愿望清單》,將韋伯項目列為“優先項目建議”第1位,順水推舟地完成了韋伯項目從“部級”科技項目變為“國家級”科技項目。韋伯項目性質的這一提升,與項目本身科學基礎牢固有必然聯系,但也與NASA順勢而為、主動謀劃是分不開的。
從“國家級”科技項目變為“國之重器”科技項目。把韋伯項目做成“國家級”科技項目,在進入工程實現階段后必然帶來經費超支。對于項目超支問題,美國國會曾兩次組織“第三方獨立審查”來找問題。由于之前規劃研究基礎扎實、項目代表美國科技界的共同訴求,加之得到歐洲、加拿大科技界的齊聲支持,因此兩次獨立審查都非常認可韋伯項目的科學意義是劃時代的、技術上是極其先進的,特別是后一次獨立審查的結論是韋伯項目具有令人信服的科學性,該項目表明美國科技處于毋庸置疑的領導地位,因此韋伯項目已具備“國之重器”的地位。據此,NASA借著獨立審查之實,鞏固了“韋伯項目是國之重器”的項目性質之名。通過得到美國及歐洲、加拿大政治精英的認可,韋伯項目在美、歐、加社會聲名遠播,成為體現科技實力的文化符號,在美、歐、加少年兒童中掀起陣陣追星熱潮。由此,項目追加經費一路綠燈。
從“國之重器”科技項目變為“國際級”獨苗科技項目。由于韋伯項目的“獨苗”性質,且遠遠超出了歐洲、加拿大的科技實力,因此吸引到歐洲、加拿大的一流科學家,他們推動歐洲、加拿大科技決策者“上趕著”要求參與項目研發及承建,因為只有成為項目貢獻方,待項目完工后才能擁有更多的使用資格,更多的使用資格必然意味著增大了歐洲、加拿大科學家問鼎諾獎的可能性。一方面,吸引精銳國際資源的主動權完全握在NASA手中。NASA引入歐洲航天局調動歐洲14個國家、134個機構的科研資源(見表1),為項目投入約15億美元,把升空等環節外包出去。NASA對加拿大相關科技界精華力量的利用更為徹底,引入加拿大航空局調動14個機構的科研資源,為項目投入約5億美元,承擔了研發、工程、配件制造等功能。由于韋伯項目有涉軍性質,NASA還專門為數十位加拿大頂級科技人才申請了“綠色通道”,從而獲得美國軍方的相關許可,讓加拿大人才進入絕密的項目設計和制造過程。另一方面,由于韋伯項目的“獨苗”性質,且遠遠超出歐洲加拿大的科技實力,NASA始終掌握對項目的主導權。外包給歐洲、加拿大的都是一些次要環節,戰略規劃、原型機設計、系統集成、組裝測試等關鍵環節都被NASA掌控。
3.2 原創性、引領性科技項目決策第二步:完成管理難題
3.2.1 組織管理的決策方法
針對原創性、引領性國家重大科技項目管理的組織管理、工程實現、經費審計等具體難題,均需要尋找新的決策方法。
項目實行“行政-科學”的雙線組織原則。項目管理層設“雙線三人”,其中科學線一人、行政線二人,科學線與行政線相互獨立,沒有隸屬關系。行政線的項目經理與項目總監確立于正式立項時,項目經理為NASA選定的資深項目管理專家,負責設計和硬件制造環節、監督承建企業、與科學界溝通協調等,在行政線掌握首位話事權:項目總監為NASA總部科學任務司負責項目的副司長,負責系統集成和測試環節、與NASA總部溝通協調等,在行政線掌握第二位話事權;NASA副局長親自掛帥,聽取行政線匯報。科學線的首席科學家從1995年領導戰略規劃時就已由NASA選定,其對科學線擁有唯一話事權。
NASA掌握管理層三人的人事權。三人均為NASA精挑細選出來的,上項目后實行全職制。韋伯項目行政線的項目經理和項目總監歷任三屆,基本每一任都干10年以上,但需遵守公務員到齡退休規定:項目科學線的首席科學家2022年已76歲,他不受退休年齡限制。NASA選定項目科學線首席科學家的標準有三:卓越天體物理科學家,曾獲諾貝爾物理學獎、為美國科學院院士;精通高精度科學儀器的工程制造;能帶團隊,科學線人員團隊規模穩定在400~500人之間,高峰期曾達到1萬人。在項目進入工程建造階段后,NASA從幾家主承建企業中增選一位首席工程師,并把他從企業調入NASA工作,此舉保證了NASA對企業方的控制力。
頂“天”立“地”都重視。一方面,韋伯項目從一開始就依靠“超強科學性”持續吸引美、歐、加“頂流”科技人才,NASA既沒給多少經費投入,更不能保證項目做成。另一方面,韋伯項目建成后,靠“全球獨此一家的儀器平臺”吸引人才。當代科研范式無疑已成為大科學儀器驅動的范式,據統計,近年來NASA科學儀器直接支持科研人員獲得至少5個諾獎。與此同時,韋伯項目極其重視做好青少年科普。項目行政線兩位高管和科學線首席科學家定期接受采訪,持續吸引幾代美、歐、加少年兒童的太空科學熱情。當韋伯望遠鏡經費超支20倍、拖期14年,面臨被國會終止的危險時,就有大量美國小學生表示反對,并自發給國會寫信扭轉局勢,從側面表明韋伯項目科普搞得好、民意基礎強。
3.2.2 工程實現的決策方法
NASA通過韋伯項目調動和增強全美511家企業參與解決諸多“從0到1”式重大工程難題。一方面,由于韋伯項目的技術極其超前,只能邊研發、邊制造、邊測試,項目為技術研發、制造、測試提供了大筆經費,為提升企業科技能力、精密制造和極限制造水平提供了難得的機遇,因此企業承接韋伯項目的積極性非常高。NASA在直接調動核心部件132家企業的同時,還交辦主承建商諾思羅普·格魯曼間接調動了美國511家各類企業參與。另一方面,NASA與企業協同做出工程方案和關鍵設計,很多關鍵專利由NASA掌握。
NASA通過韋伯項目達到當前領先和未來領先的工程能力。一方面,“大手筆投入”保證可靠性。NASA耗時4年指揮企業先后排查出344處致命風險點,僅花在可靠性和測試環節的投入就占到總成本的一半。另一方面,“先人一步”體現前沿性。NASA部署企業在韋伯望遠鏡上安裝了機器人加油用接口,還打算把工廠開進空間站、把機器人運進太陽系。
NASA通過韋伯項目實現“民轉軍、軍為民”的高效融合。一方面,NASA調動了美國空軍、國防部等3家軍事機構參與韋伯項目。主鏡研發工作由NASA、美國空軍和美國國防部國家偵察局聯合推進;探測器技術已轉移到美國國防部運用于太空及地面的地球科學和國家安全任務;承運工作則由美國空軍承擔。另一方面,NASA科技項目與美國軍方暢通流轉。當年,哈勃望遠鏡的主鏡和光學核心部件用的是美軍KH-11、KH-12鎖眼系列光學偵察衛星的成熟技術及生產線;由于此次韋伯項目技術屬于極其前沿領域,NASA與企業共同研發出大量核心技術后即無縫流轉給美國軍方,體現了美國高技術生態中的“民轉軍、軍為民”機制。
3.2.3 經費審計的決策方法
NASA提出一套適用于原創性、引領性國家重大科技項目的經費審計方法,得到美國聯邦政府審計機構的采納。一方面,針對超支、延期等問題,在項目后期NASA決定將預算計劃、決算評估、成本進度三項職能劃分給由第三方獨立審查專家組成的“預決算辦公室”,NASA剝離上述三項職能后專注于韋伯項目的管理和執行兩項職能。另一方面,針對韋伯項目面臨的技術尖端、不確定性強等特征,NASA建議不再以財年,而是以“任務完成”為節點來制定預算、決算及審計,在預算編制中包括足夠的應急措施以及所有對技術難度的現實考慮,并為發射之前的每年預留25%的儲備經費以供靈活使用,同時引入“成本與進度聯合置信水平(JCL)”等成本估算工具來優化管理,上述方法得到美國政府問責局(原美國政府審計署)的采納。
04 規范啟示
4.1 原創性、引領性科技項目決策邏輯在根本上體現于“科技強引領國家強”的發展規律
“科技強則國家強”是美國戰略學界的一貫認知,也是理解此類項目決策邏輯的關鍵線索。通過科技領導地位來引領國家競爭力,這在美國是通向強國之路,在我國也不會例外。只有在這種歷史視野中,我們才能理解為什么美國決策體系會深刻認知到原創性、引領性科技項目是展示一國科技領導地位的“國之重器”的定位。
4.2 原創性、引領性科技項目的第一步:界定超強科學性
如前所述,原創性、引領性科技項目的核心特征是超強科學性,故而,此類項目之科技決策的核心任務是識別候選項目的超強科學性NASA界定韋伯項目所采取的“十年項目清單法”,頗值得我國參考借鑒。
所謂“十年項目愿望清單法”,發端于20世紀60年代美國天文學界,每隔10年便由NASA、NSF、能源部和空軍四家機構聯合主辦、由美國科學工程醫學研究院承辦,推出一本《天文學界十年項目愿望清單》,列出以“超強科學性”為唯一標準的“優先項目排序”,一般包括15個左右的項目。凡能入選的項目均能代表美國天文學界的共同訴求,特別是排名第1的項目可自動成為美國政府支持的“金標準”依據,政府有義務撥款支持,無需再行論證。項目的優先序排列在“水面”進行,各領域學派、利益團體、政府機構能充分表達訴求意愿。
“十年項目愿望清單法”的決策精髓,在于執行層面。根據排名第1的項目性質和承擔機構優勢,項目主管權將競爭性地交由NASA、NSF、能源部或美國空軍中的一家機構,這一機制倒逼四家機構互相競爭,因為挖掘和培育到有望擢升為排名第1的潛力項目就意味著爭奪到了本機構的未來及政治精英的肯定。“十年項目愿望清單法”使得項目執行實現了四層分權,即:項目的遵選及運行期間的評估權,由美國科學工程醫學研究院全程負責,致力于調動專家特長;項目的落地、運作、管理與工程實現由四家科技管理機構競爭后獲得,致力于調動科技管理機構的積極性;項目的經費撥付由美國國會負責,致力于打通項目與國家政治精英層面的聯結;項目的審計由美國政府問責局(原美國政府總審計署)負責。“十年項目清單法”選原創性、引領性科技項目頗為行之有效,已復制到地球科學、固態物理學等其他基礎研究領域予以推廣,包括美國能源部在內也都搞過類似性質的10年或20年項目清單。
對比我國的五年科技規劃或中長期科技規劃,可見“十年項目清單法”有兩個特點:一是該方法同樣帶有一些宏觀的規劃性質,但其致力于更快、更實地落腳在一個具體的科學項目之上;二是其既能簡單有效地將系統性訴求凝聚成一個“最重要事情上的統一戰線”,又能將項目選與評估權、執行管理權、經費撥付權、審計權這四種權力有效剝離并相互監督,還能激勵并調動項目管理機構之間的競爭關系。
4.3 原創性、引領性科技項目的第二步:完成管理難題
原創性、引領性科技項目管理的組織管理、工程實現、經費審計等具體難題,均需要尋找新的決策方法。
組織指揮:集權法。原創性、引領性科技項目多為巨型項目,其組織指揮可采用“集權法”,即單獨建立由歸口主導部委的總部決策層、項目辦公室及相關業務部門組成的三級內部指揮架構,該架構應擁有頂層的決策、協調和指揮權。其“集權”的主抓點有三:人事權,體現在掌控“行政一科學”的雙線管理團隊的任命權;經費權,體現在掌控總經費的預、決算權及向最高層申請追加經費的權力;總進度權,體現在掌控任務關鍵點及向高層政治精英歸口述職的話語權。除此而外的權力,均采取“下放一線”的形式。
工程實現:分權法。原創性、引領性科技項目的工程實現可采用“分權法”,即明確此類項目的承擔機構、科學線、工程線等一線管理和執行層面,擁有相當大程度的自主權、以解決問題、項目推進為考核指標。其“分權”主抓點有二:項目承擔機構擁有相當大的被授權程度,經費、人事、進度決定權盡量留給項目承擔機構的一線人員,如韋伯項目中NASA擁有合同簽訂、發包權力,擁有根據工作需要跨種類調撥經費的權力,擁有無需經過專門批準就開始新研發工作和人力資源管理的權力,擁有以問題導向為主的績效考核權力;主導國把握關鍵設計、系統集成和測試這三個最核心的環節于國內,其余可分權外包。由于此類項目之難往往需要突破現有技術的極限,應鼓勵并積極調動國內及國際的頂級工程力量共同完成工程技術難題,但主導國應牢牢把握關鍵設計、系統集成和測試這三個最難和最核心的環節于國內,次要環節可分發外包到國際上。
經費審計:外包和專業化結合法。由于項目未知性極強,故而此類項目的經費審計可采用“外包和專業化結合法”。該方法是指將此類項目的預算計劃、決算評估、成本進度這三項經費審計職能外包給由第三方獨立專家組成的“預決算辦公室”,NASA作為項目主管機構,只專注于項目管理和執行兩項核心職能;此類項目經費審計宜以“任務完成”等專有審計方法為主等。
05 結語
為了有效落實并圓滿完成黨的二十大提出的要“集聚力量進行原創性引領性科技攻關”這一光榮使命,透視當今國際上的原創性、引領性科技項目范例,不僅出于智識興致,而且在于對我國的現實關切。本文認為,一個成功的“集聚力量進行原創性引領性科技攻關項目”,必將為國家利益和競爭力做出巨大、恒久、獨一無二的貢獻;科技決策研究如何才能充分支撐原創性、引領性科技項目,這是科技決策領域的關鍵核心問題之一。
本文意在從解題方法論上尋求突破口,通過“繞道”更具普遍意義的上位決策問題來尋求下位具體問題的答案,研究指出常規科技項目決策邏輯與方法解決不了這個全新課題,進一步梳理總結出適用于我國集聚力量進行原創性、引領性科技項目所需的一整套新的決策邏輯與方法。端賴于此,我們才能在做事之前更有意識地把握事物本質和決策邏輯。
作者:封穎,中國科學技術信息研究所
項目來源:科技部科技創新戰略研究專項“國家科技重大專項實施創新經驗總結研究”(ZLY202164)
本文轉載自微信公眾號中國科技論壇,原載于《中國科技論壇》2023年第9期
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