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美国国家科学基金会融合研究资助机制及其对中国的启示

2023-08-30牛可心顾岩峰

科技管理研究 2023年14期
关键词:资助计划学科

牛可心,顾岩峰

(1.河北大学教育学院,河北保定 071002;2.河北大学社科处,河北保定 071002)

1 研究背景

融合研究(convergence research)是一种基于学科交叉深度融合来解决社会复杂问题与重大挑战的全新科研范式,最早由麻省理工学院在2000 年提出,要求重新思考研究是如何进行的,以实现一种促进几个不同领域发展的综合方法。近些年,随着认识到高度专业化(super-specialization)的科研范式无法有效解决人类社会面临的复杂问题与重大挑战,以及融合科学与技术的应用越来越被认为是创造新价值的核心动力与重要手段,世界主要国家纷纷制定了发展融合研究的国家议程,如欧盟“地平线2020”计划、韩国“国家融合技术发展计划”与日本“世界一流研究中心计划”等,以及美国国家科学院(NAS)、美国国家研究委员会(NRC)和美国国家科学基金会(NSF)等均有设立的专门支持融合研究的计划。其中,NSF 作为美国国家层面负责资助科学研究的重要机构,对融合研究的资助有明确的指导思想和系统的实施计划,覆盖融合研究从创意产生到成果转化的全过程,对社会复杂问题与重大挑战的解决产生了重要影响。

中国也在加快促进学科交叉融合的战略部署,不断开展融合研究资助的实践探索。2018 年,国务院发布的《关于全面加强基础科学研究的若干意见》强调鼓励开展跨学科研究,促进自然科学、人文社会科学等不同学科之间的交叉融合。2020 年,科技部等六部门联合发布的《新形势下加强基础研究若干重点举措》针对具备颠覆性、非共识、高风险等特征的原创项目进一步提出了应单独设置渠道、创新遴选方式、探索建立有别于现行项目的遴选机制的促进策略。但目前中国对于融合研究资助的实践探索仍处于起步阶段,尚未形成完善的遴选机制与科学的资助渠道。因此,本研究选取美国NSF 为典型案例,在分析其对于融合研究概念内涵及核心特征的总结基础上,对NSF 资助融合研究的战略定位和具体政策展开系统研究,以期为中国促进融合研究发展提供一定参考。

2 融合研究的含义

NSF 对于融合研究的资助与支持由来已久,前期对于学科交叉研究(interdisciplinary research)的支持和融合技术(converging technologies)的探索为融合研究的发展奠定了一定的基础,随后对于融合研究的定义与特征的总结又为资助融合研究提供了思想指导。

2.1 融合研究的基础条件

NSF 长期以来保持对于学科交叉研究的关注,将对学科交叉研究的支持放在一个战略重要地位,并通过多科学的优先领域、学部间的横向计划、研究中心和教育等方式来对学科交叉研究提供资助[1]。从资助经费的年度分配来看,在2023 财政年度NSF向国会申请的106.61 亿美元的经费预算中,53.09亿美元用于资助学科交叉研究项目,占比达到了49.8%,主要分配在NSF 中心计划、频谱创新计划、国家纳米技术计划和网络与信息技术研发计划等9个优先领域[2]。NSF 数十年来对学科交叉研究的资助和支持积累了丰富的经验,并与科学技术领域的大学和研究机构都有深厚的联系,对于进一步支持融合研究奠定了良好的基础[3]。

此外,NSF 对于融合技术的持续探索也为融合研究的开展提供了一定的技术支撑。NSF 认为人类在学习、工作和生活等各方面的发展将密切依赖于各种知识、技术与方法的融合,融合技术的快速发展将为人类能力、新产业和新产品、社会成果和生活质量带来极大的改善[4]。2002 年NSF 专家洛可(Roco)等人就从纳米领域开始研究融合技术。“融合技术”一词此时是指纳米科学与技术(Nano)、生物科学与技术(Bio)、信息科学与技术(Info)及认知科学与技术(Cogno)四大领域(以下简称“NBIC”)的技术集成与协同组合,通过将这些领域的研究方法和成果以二重组、三重组或四重组的形式综合起来,可以加速科学创新和社会进步。借鉴Roco 等[5]的研究,构建NBIC 四面体的关系架构(见图1),它象征着多个不同领域的知识、技术与方法的融合,最终形成新的研究领域。

图1 NBIC 四面体关系架构

2.2 融合研究的内涵界定

2022 年NSF 发布的《下一代地球系统科学》报告提出,NSF 需要更好地促进地球系统科学中的融合研究——由特定且引人注目的问题驱动并整合来自不同学科的知识、技术与方法以促进复杂问题解决的研究[6]。NSF 认为,融合研究是一种解决困难问题的研究方法,特别是解决社会发展过程中遇到的复杂问题,它需要整合来自不同学科领域的知识、技术与方法,形成一个统一的新框架来促进科学发现和创新[7]。融合革命代表着一种研究范式的转变,它不同于库恩范式理论中提到的单一学科知识与技术的转变,而是一种强调整合多元学科知识、发展新的研究领域的融合研究新范式。

正如诺贝尔奖获得者夏普所说,融合并不仅仅涉及将知识、技术与方法从一门科学转移到另一门科学,它是真正的知识交叉融合的结果[8]。融合是学科交叉研究的一种扩展形式,融合的许多定义特征与学科交叉的定义特征基本相似,其中的关键差异是将来自广泛的不同学科领域的知识、技术与方法以高度集成的方式融合到一起,这是解决新兴学科领域背后复杂的知识问题的一项重要策略;同时,融合并不代表着学科科学的终结,它建立在各个学科内取得的基本进展之上,被置于创造性的“融合—发散”研究过程中,该过程将多元知识整合到一个新的系统中,从而衍生出可以组合或集成的知识和技术。

2.3 融合研究的核心特征

NSF 将融合研究与学科交叉研究、变革性研究(transformative research)进行了比较(如表1 所示)。融合研究是学科交叉研究与变革性研究两类研究范式的耦合,既综合了两类研究范式的基本特征,又在此基础上有其创新之处。一方面,融合研究强调学科交叉的深度融合,其显著特点是从一开始针对某一具体问题有意地将不同领域的研究人员和利益相关者聚集在一起,以开发跨学科和跨机构的有效沟通方式,为他们的研究项目开展构建统一的综合框架;另一方面,融合研究多为变革性研究,既建立在原有学科进展的基础上,又能够在原有多个学科的交界处开发新的研究领域,从而创建一种新的研究范式。正如NSF 将融合研究作为生命科学研究发展过程中继第一次革命(分子与细胞生物学)、第二次革命(基因组学)后的第三次革命[9]。

表1 融合研究、学科交叉研究、变革性研究概念比较

美国的《下一代地球系统科学》报告还提到,促进和维持融合所需的整体生态系统不仅依赖于学术组织,而且越来越依赖于与国家部门、社会企业和资助机构等多元合作伙伴的思想交流,由此进一步提出了“融合生态系统(convergence ecosystem)”的概念[6]。来自不同学科领域的研究人员围绕某一复杂问题组成研究团队开展融合研究,在研究过程中既涉及与其他多个专家和团队的交流沟通,也涉及与国家部门、社会企业等合作伙伴的互动合作,同时融合研究项目开展受到组织架构、团队协作、制度激励和资金支持等多种因素的影响[10]。

基于上述讨论,NSF 将融合研究的核心特征归纳为:(1)以复杂问题为导向。融合研究主要围绕人类生存和社会发展中面临的复杂问题和重大挑战来展开,如生命健康问题、环境污染问题和新兴技术挑战等,通过开展广泛的融合研究来促进复杂问题的解决和重大挑战的应对。(2)学科交叉的深度融合。融合研究建立在学科、单一学科、多学科、交叉学科和跨学科等范式的基础上,将来自广泛的不同学科领域的知识、技术与方法以高度集成方式融合在一起,进而实现学科交叉的深度融合。(3)发展新的融合领域。融合研究以原有学科的科学进展为基础,并在多个学科领域的交界处发展新的融合领域,进而促进复杂问题解决和前沿科技创新,如综合地球系统科学就以数学、化学、信息科学及社会科学等地球科学多个分支学科的紧密结合和交叉渗透为特征。(4)多元主体共同参与。融合研究项目的顺利开展需要政府部门、社会企业和学术组织等多元利益相关者的广泛参与,这既有利于融合研究项目获取更多的资金支持,又有利于促进融合研究成果的真正产业化。

3 融合研究在NSF 研究资助中的战略地位

2020 年美国科学院等[11]发布的《无止境的前沿:科学的未来75 年》报告将资助融合研究列为保持美国在全球科技领导力的5 项关键措施之首,认为与1945 年相比,科学研究越来越多地将来自生命科学、物理科学、工程和其他领域的知识和工具整合到所谓的融合科学中。NSF 也将资助融合研究作为战略优先事项之一。

3.1 NSF 战略规划中的融合研究

NSF 在2018 年2 月发布《构建未来:投资科学发现和创新战略规划2018—2022》,首次明确将资助融合研究作为NSF 未来发展的重要战略。第一,在推进研究实践的战略目标中,提出将通过鼓励明智的冒险,培养一种勇于探索的包容性研究文化,采用融合作为发现的方法,并支持新的研究实践模式。为实现这一战略目标,NSF 致力于鼓励具有挑战性研究问题的提出,支持成功开展研究所需的长期合作,以促进从小型团队到多机构中心的集体协作和融合研究。第二,在扩大合作伙伴关系的战略目标中,认为融合研究中的广泛知识、协同作用以及团队科学所带来的创造力对解决一些社会最紧迫的研究挑战具有重要作用,融合研究再加上不同学科间的开放数据共享,可以带来前所未有的突破,形成全新的学科。研究主题和研究文化的多元性导致了NSF 内部结构的分散,为此NSF 将采取更加一致化和标准化的机构程序和项目结构,简化研究决策,从而提升审查和资助融合研究的效率[12]。

作为NSF 的决策和监督机构,美国国家科学委员会(National Science Board,NSB)在《NSB 2030愿景》中提出了对于融合研究发展的期望。NSB[13]强调,融合研究将不同学科结合在一起,探索跨越多个领域边界的问题,影响学科的组织形式和资助机构的投资方式。NSF[14]发布的《在发现和创新领域引领世界:STEM 人才发展和研究成果交付战略规划2022—2026》与《NSB 2030 愿景》提出的目标保持一致,将持续推进融合研究的发展:第一,NSF认为融合研究是当前全球研究和创新领域的重要趋势,并提出融合研究是一种强大的力量,能够将许多领域的科学家和工程师聚集在一起,带来一系列综合的视角和技术,共同研究非常具有挑战性的问题,可能会有很高的回报;第二,为实现加快解决社会挑战的创新的战略目标,NSF 提出将努力构建更加紧密的合作伙伴关系,让广泛的利益相关者真正参与到以复杂问题为导向的融合研究新轨道中来,以持续推进融合研究成果的转化,激发创新。

3.2 NSF 投入计划中的融合研究

2016 年,NSF[15]公布了一套“大创意(Big Idea)”计划,旨在通过汇集不同学科的观点来支持融合研究,将国家置于全球科学与工程领域的前沿。“大创意”计划包含10 个大胆、长期的科学与工程前沿及促进计划,包括驾驭数据革命、探索新北极、未来技术工作前沿、量子飞跃、了解生活规则、宇宙之窗、不断增长的融合研究(growing convergence research,GCR)、NSF 多元参与、中型研究基础设施和NSF2026,这也代表了NSF 未来的长期投入计划。其中,前6 个计划属于科学与工程前沿的创意计划,后4个则属于对于科学与工程前沿创意的促进计划。融合以一种协调、互惠的方式整合了科学学科,并促进了成功探究所需的强大合作,因此NSF 将通过扩大资助额度等手段来持续支持融合研究的发展,以加速创新和发现(如表2 所示)。

表2 NSF“大创意”的年度资助金额 单位:百万美元

4 NSF 对融合研究项目开展的资助政策

GCR 计划是NSF 资助融合研究项目开展的主要投入机制,它呼吁提出解决社会复杂问题的建议,这些问题需要融合研究范式来催化传统学科之间联系的科学发现和创新。

4.1 GCR 融合研究项目的提案要求

GCR 计划的资金主要应用于支持实现学科交叉深度融合和开展具有较大影响潜力的融合研究。该计划对融合研究项目的提案提出了以下具体要求:(1)描述由社会或科学重大挑战激发的长期科学愿景。描述项目提案所预期解决的社会或科学挑战,包括其紧迫性以及对当前研究现状的简要描述,讨论在项目持续时间之外维持融合研究的潜力。(2)解释提案适合GCR 计划目标的理由。提供该提案对于GCR 计划目标的建议适用性,并解释为什么研究问题需要采用融合方法。(3)编制采用融合范式的5 年研究计划。5 年研究计划应说明研究针对的具体问题、预期假设和现实差距,提供研究项目将要如何使用融合方法的计划,并描述在两个阶段(1~2年和3~5 年)内的研究安排与目标预设。(4)说明融合研究团队成员的组成。提案应列出每名融合研究团队成员的专业研究领域与组织隶属关系等信息,并说明项目将如何组织团队成员进行合作。(5)制定科学合理的融合管理计划。融合管理计划应陈述在项目持续期间及以后开发和维持融合的策略与机制,并提供一个包含主要任务和相关活动的时间安排。

4.2 GCR 融合研究项目的审查标准

为了更加准确地把握支持哪些项目,GCR 计划开展了对于所有融合研究项目的价值评审(merit review),该过程根据7 项一般性标准和6 项特殊性标准对项目的价值与安排进行衡量。其中,一般性标准是NSF 对所有提交申报的研究项目进行审查的普遍性标准,包括:(1)拟议项目的研究潜力是什么;(2)是否在自身学科领域内或是不同领域推进知识和理解;(3)是否能够产出对社会具有广泛影响的成果;(4)拟议项目在多大程度上探索了创造性、原创性的变革性研究;(5)开展拟议项目的计划是否合理,是否包含评估成功的机制;(6)个人、团队或组织执行拟议项目的资格如何;(7)是否有足够的资源可供首席研究员开展拟议项目。特殊性标准则包括:(1)激发该项目的愿景是否足够令人信服和雄心勃勃并足以证明投资于发展融合研究社区的合理性;(2)拟议项目是否适合本次征集,研究主题与NSF 资助的其他研究是否存在显著不同;(3)是否有预期的方法来解决科学或技术问题的创新,且适合不断增长的融合研究;(4)拟议的管理计划是否适合促进融合团队的形成和可持续;(5)不同计划阶段设立的目标是否足以推动研究所针对问题的有效解决;(6)融合研究团队的人员组成对于拟议项目是否合理,来自不同学科领域的成员是否进行了有意义的整合。

4.3 GCR 融合研究项目的处理流程

GCR 计划通过其价值评审过程来确保提交的项目以公平、竞争、透明和深入的方式进行处理。融合研究项目的处理流程分为提案准备和提交阶段、提案审查和处理阶段以及评选结果处理阶段。首先,在提案准备和提交阶段,NSF 网站会公布有关融合研究项目计划和资助机会的全面信息,符合计划申请要求的团队或个人可根据自身的研究兴趣和研究基础等条件撰写项目提案、组建研究团队,并在规定的时间内提交5 年研究计划、融合管理计划等项目材料。这一阶段的活动包括NSF 宣布资助机会、组织或个人准备提案并提交材料、NSF 接收提案材料并准备处理。其次,在提案审查和处理阶段,NSF融合研究项目计划负责官员确定特定领域的专家来审查提案。提案通常由至少3 名同行评审专家审阅,且严格遵守价值评审的审查标准[16]。这一阶段的活动包括计划官员收到提案并选择同行评审专家;同行评审专家审查提案,完成并提交总结评级和随附的叙述;计划官员考虑评审专家的意见,并制定向部门主任提交的建议;部门主任审查建议。最后,在评选结果处理阶段,如果部门主任决定为提案提供资助,则该决定将提交给负责赠款和协议的官员。赠款和协议官员审查提案对业务、财务和政策的影响,以及赠款或合作协议的处理和发布。确定结果后,所有申请者都将收到关于批准或拒绝资助的决定与解释。这一阶段的活动包括赠款和协议官员进行业务审查、赠款和协议官员通知组织授予决定、向申请者发布关于批准或拒绝资助的反馈、最终公布计划评选结果。

4.4 GCR 融合研究项目的选拔结果

2017 年至2022 年,GCR 计划共计资助了超过100 项融合研究项目,其中2017 年有23 项、2018年 有18 项、2019 年 有24 项、2020 年 有15 项、2021 年有17 项、2022 年有20 项[17]。其中,2017年资助的融合研究项目主要用于支持研究协调网络暑期学院和研讨会,促进融合研究在“大创意”背景下应对其中5 个方面的重大挑战,是一组独特的、适合NSF 广泛投资组合的前沿研究议程,包括驾驭数据革命、探索新北极、未来技术工作前沿、量子飞跃和了解生活规则;2022 年资助的融合研究项目则更加贴近社会面临的复杂问题和重大挑战,如能源短缺、病毒传播与人工智能(AI)安全等(如表3 所示)。

表3 2022 年GCR 计划融合研究项目信息(部分)

5 NSF 对融合研究成果转化的资助政策

为了以更快的速度提供具有广泛社会影响力的问题解决方案,NSF 于2019 年推出了“融合加速器(C-Accel)计划”。作为资助融合研究成果转化的主要投入机制,该计划汇集了来自政府部门、社会企业和学术组织等广泛的利益相关者,通过融合研究解决国家重大挑战。

5.1 C-Accel 融合加速项目的程序模型

C-Accel 融合加速项目的程序模型包括3 个阶段:主题识别阶段、融合研究阶段1 以及融合研究阶段2。完成融合研究阶段的项目团队预计将提供满足社会需求的高影响力解决方案,并在NSF 资助结束后持续产生影响。

(1)主题识别阶段:“C-Accel 计划”的研究课题始于构思过程,它通过致亲爱的同事的信、信息请求、主题征集等途径收集来自社区的广泛想法。该计划规定提交的主题创意必须满足以下要求:技术范围广;对社会具有广泛影响;建立在基础研究之上;适合多学科、融合的研究方法。符合上述要求的想法由NSF 资助进入社区研讨会,旨在进一步思考和发展融合研究的想法,并鼓励来自不同学科专业领域的研究人员之间的合作,以及来自政府部门、社会企业和学术组织等多元利益相关者之间的沟通。这些研讨会的结果有助于NSF 确定最终的研究重点,以开展资助。“C-Accel 计划”通过一个两阶段的过程来将融合研究的主题创意加速到社会实践中,每年都会发布一份以融合研究轨道为特色的主题征集,与NSF 最终确定的研究重点一致的主题称为“轨道”(track),轨道内的研究团队构成一个“队列”(queue),一个队列中的所有团队都从融合研究阶段1 开始,随后部分被选中的团队将进入融合研究阶段2。这两个融合研究阶段都包括旨在加强合作、促进伙伴关系并将融合研究转化为高影响力解决方案的课程。其中,融合研究阶段1 的为创新课程,旨在帮助团队将他们的初始想法推进到概念验证;融合研究阶段2 的为创意到市场的课程,旨在释放创业思维和技能,确保每个受资助的项目充分发挥其潜力(如表4 所示)。

表4 “C-Accel 计划”融合研究加速课程设置

融合研究阶段1 为团队融合和概念验证开发阶段,团队将:(1)参与为期9 个月的加速规划工作,获得高达75 万美元的赠款[18];(2)应用融合方法将每个初始想法发展为概念验证,并确定团队成员和合作伙伴;(3)接受用户发现、团队科学、以人为本的设计等创新课程的培训,以学习和应用融合加速器的基础知识;(4)在合作竞争的环境中开展研究,即在相互合理竞争的同时分享专业知识与资源,以激发想法并确定所需的专业知识和合作伙伴。在融合研究阶段1 结束时,团队将参加正式的NSF推介和提案评估,部分被选中的团队进入融合研究阶段2。

融合研究阶段2 为原型设计和可持续性规划阶段,侧重于开发可持续和有影响力的融合研究成果,团队将:(1)通过两年的努力继续开发解决方案,获得高达500 万美元的合作协议资金[18];(2)继续应用融合研究阶段1 的基础知识,并参与包括可持续性、产品心态等创业课程的培训。在融合研究阶段2 结束时,研究团队将提供能够对社会产生广泛影响的融合研究成果,并且具备在NSF 资助结束后可持续开展融合研究的能力。

5.2 C-Accel 融合加速项目的提案要求

融合研究阶段1 的提案内容包括:(1)拟议项目的目标和意义。说明研究计划与哪一类社会问题相对应,所预期的目标和成果包括哪些。(2)融合研究。解释在阶段1 开展的工作如何代表最高水平的融合研究,拟议项目将如何使用融合方法。(3)包括角色和职责分配在内的合作伙伴关系。描述多元利益相关者如何构建紧密的合作伙伴关系,以及不同的合作伙伴和团队成员在开发可交付成果中的角色和职责。(4)协调计划。描述项目将如何随着时间的推移对跨学科、机构和群体进行管理,提供具体的融合活动和主要任务安排。(5)可交付成果。描述项目在阶段1 之后可交付的预期成果以及这些可交付成果的时间安排。(6)轨道对齐。充分解释对其中某一轨道的对齐,以及在阶段1 拟开展的工作将如何促进整个轨道的成功。(7)扩大参与的更广泛影响。概述扩大参与的具体计划,并说明计划如何通过扩大参与来对社会产生更广泛的影响。

融合研究阶段2 涵盖了阶段1 的上述提案内容,并增加了:(1)融合研究阶段1 总结。提供关于项目团队参与融合研究阶段1 的课程、活动与会议的讨论,对阶段1 开发的创意产品或初步成果进行总结,以及描述它们将如何被纳入阶段2 的工作计划。(2)知识产权管理计划。说明潜在的未来合作伙伴将如何在项目中获取知识产权,以及具体的分配与管理安排。(3)公共执行摘要。由于“C-Accel 计划”有意在阶段2 与企业、基金会和其他机构合作,因此提案必须包括一份公共执行摘要,该摘要将在博览会之前公开发布,并与潜在的合作伙伴共享。公共执行摘要应至少包括项目预期目标与成果的说明、相关知识产权现状的总结、对当前行业合作伙伴的描述、对拟议项目与其他研究不同之处的描述、项目拟议里程碑和可交付成果的时间轴安排等内容。

5.3 C-Accel 融合加速项目的审查标准

“C-Accel 计划”归纳了成功融合加速项目的特征,并明确提出了审查融合加速项目的具体标准,包括:(1)使用融合研究方法。项目团队须由来自不同学科、专业和组织的人员组成,并且团队成员之间合并想法、共享知识和方法。(2)跨领域伙伴关系。催化的合作伙伴关系通过提供最终用户见解、资源、服务和过渡到实践的途径来加强每项资助工作。(3)强大的社会影响。资助项目有意关注社会面临的复杂问题和重大挑战,在固定的3 年资助期结束时,预计项目团队将提供具有广泛社会影响力的可交付成果。(4)轨道对齐。项目研究问题与主题征集中描述的轨道目标高度一致,同时阶段2 的团队在融合研究轨道内与其他团队合作整合,以确保轨道的重点比每个单独资助的工作更具影响力。

“C-Accel 计划”在对申报的融合加速项目进行价值评审时,同样要遵循上述7 项一般性标准和围绕以上4 个特征展开的特殊性标准。其中,特殊性审查标准包括:(1)融合研究。项目计划是否代表了跨学科和协同的最高水平的研究,能够证明支持研究团队的投资是合理的。(2)伙伴关系。项目描述是否强有力地说明了来自多元组织的利益相关者正准备形成一个深入和多样的伙伴关系,以支持所提出的以问题为导向的研究。(3)可交付成果。融合研究团队是否可能在阶段1 取得成果,从而形成强有力的第二阶段提案,同时阶段2 的研究成果最终将造福社会的可能性如何。(4)跟踪定位。所提议的研究是否合适,即是否与主题征集活动中的某一条轨道非常匹配,提出的想法是否与其他NSF 项目、倡议、“大创意”或其他NSF 资助机制支持的研究有显著不同。

5.4 C-Accel 融合加速项目的资助结果

自2019 年正式开展以来,“C-Accel 计划”对于融合加速项目的资助已持续4 年,每年的资助轨道与研究主题均有所不同(如表5 所示)。其中,43 个融合研究阶段1 团队于2019 年获得了3 900 万美元的资助,专注于轨道A 和轨道B[19]。2020 年,“C-Accel 计划”向上一年中的9 个团队颁发了超过2 800 万美元的融合研究阶段2 资助,还授予了29个团队总计2 700 万美元的融合研究阶段1 资助,专注于轨道C 和轨道D[20]。2021 年,“C-Accel 计划”授予了10 个团队共计5 000 万美元的融合研究阶段2 资助,还授予了28 个项目共计2 100 万美元的融合研究阶段1 资助,专注于轨道E 和轨道 F[21]。2022 年,“C-Accel 计划”对于项目的资助将主要集中于轨道H、轨道I 和轨道J。

表5 “C-Accel 计划”主要资助的轨道与主题

6 对中国的启示

总体来看,NSF 对于融合研究的资助为应对全球重大挑战、推进国家创新战略和解决社会复杂问题提供了新的机遇,借鉴NSF 对于融合研究从创意产生到成果转化的全过程资助机制,提出促进中国融合研究发展的具体建议。

6.1 对接国家战略需求,布局融合研究项目

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年愿景目标纲要》提出了科技实力大幅跃升、关键核心技术实现重大突破、进入创新型国家前列的战略目标。融合研究作为推进国家创新战略发展的重要力量,理应精准对接国家重大战略需求,统筹融合研究项目布局,提升支撑国家战略科技创新的服务能力。第一,转变科学研究开展的指导思想。融合研究的开展应积极促进其指导思想由自由探索向鼓励自由探索与主动对接国家战略相结合的转变,即由“对什么感兴趣就研究什么”向“国家需要什么就研究什么”的方向转变,提升融合研究思想意识的使命性、任务性与主动性。第二,锚定国家重大战略需求领域。融合研究项目的布局应聚焦量子信息、网络通信、人工智能、生物医药等重大创新领域,生物技术、清洁能源、新型材料、航空航天等战略性新兴产业,以及数字通信、智慧旅游、精准医疗、公共安全等社会民生需求。第三,凸显融合研究的战略地位。可考虑在未来的国民经济社会发展规划中的科研创新部分增加融合研究发展内容与目标的描述,在新的国家中长期科学和技术发展规划中研究设立专门的融合研究计划,在新的国家自然科学基金会发展规划中加大融合研究支持力度等。

6.2 深化体制机制改革,构建融合研究文化

融合研究的有效开展需要科学的制度设计的支撑,但中国的科研机构往往受到长期以来形成的学科壁垒和制度僵化的掣肘,使得以问题导向、学科融合、创新领域和多元协同为核心特征的融合研究在一定程度上流于形式,因此,应该打破传统体制机制的阻碍,深化改革、锐意创新,有效培养以交叉、协作为重点的融合研究文化。第一,完善融合研究价值评审制度。应基于价值评审制度来持续完善对于融合研究项目的评估标准,不断细化对于融合研究项目的研究主题适切度、研究方法合理性与预期成果显著性等内容的具体要求。第二,实施融合研究人员联合聘任制。融合研究人员联合聘任制是一种主要针对研究人员在两所或多所学校或学院或其他学术单位任职的联合学术任命制度,能够帮助研究人员跨越学科界限,开展创新的智力、科学和艺术活动,并创造新知识。第三,构建融合研究人员综合评价体系。基于融合研究人员联合聘任制的制度要求,有必要对融合研究人员进行综合评价。例如在可能的范围内,参与任命的所有学科、院系或学校都应定义它们将用来评估教师科研活动和教学质量的标准和准则,且这些标准和准则应考虑到跨学科协作活动的独特性以及教师任职单位之间的差异。

6.3 创新教育培训模式,培养融合研究人才

为了维持和扩大对融合感兴趣的参与者社区,不仅要在当今的科学劳动力中促进融合,而且要培养下一代融合研究人才,将这一过程视为发现和创新的重要途径。这种人才能够了解广泛的学科方法,提出创造性的问题,以及作为团队成员高效地工作。因此,可以考虑设立系统的研究生综合教育和研究培训计划,致力于通过创新、以证据为基础并与不断变化的劳动力和研究需求保持一致的综合培训模式,在高优先级跨学科或融合研究领域对研究生进行有效培训。第一,明确融合研究人员教育与培训的目标,包括培养人员处理真实、复杂问题的能力;建立人员从多个角度解决问题的信心和意愿;提高人员与其他学科研究人员交流的能力;培养人员面对不确定性作出决定的能力;帮助人员了解不同学科观点的优势和局限。第二,针对广泛的能力领域构建模块化的综合课程体系,协调有序地实施跨学科课程设计,打破传统的单一学科制度所形成的院系之间组织管理的壁垒和资源共享困难的阻碍,真正架起各院系之间沟通合作的“桥梁”。第三,扩展多元化的学生学习方式。由之前以课堂讲授为主的教学方式进一步拓展为包含知识讲授、实践学习、研究参与、在线学习等多元化的学生学习方式,提升学生主动学习的效率与质量,培养其广泛的综合能力。

6.4 增设融合加速项目,促进科研成果转化

科研成果转化应用是创新链条中不可或缺的重要一环,是科学技术转变为现实生产力的必经途径,对推动创新链与产业链深度融合、促进经济社会持续健康发展意义重大。美国的融合加速配套项目的设立和多元研究伙伴关系的构建是促进融合研究成果转化的有效手段,这既有利于为融合研究成果的转化提供资金、指导等支持,还有利于促进融合研究成果的实际应用,以促进复杂问题的解决。中国可考虑增设融合加速配套项目,深化政府与企业等其他利益相关者的合作。第一,提供充分的种子资金支持。资助机构应为有风险的、突破边界的融合项目提供种子基金,以促进融合研究成果跨越“死亡之谷”,实现从科学研究到实际应用的转变。第二,加强研究知识产权管理。资助机构应健全知识产权审查评议机制,完善知识产权审查评议标准和流程,并要求项目申请人提交详细的知识产权管理计划,说明项目知识产权的利益分配和管理策略[22]。第三,推动政府、企业等多元利益相关者构建多元研究伙伴关系,形成融合研究生态系统。

7 结论

融合研究对于应对全球重大挑战、推进国家创新战略、解决社会复杂问题具有重要作用。NSF 对融合研究的资助有明确的指导思想和系统的实施计划,覆盖融合研究从创意产生到成果转化的全过程,对于中国的融合研究发展具有借鉴意义。本研究选取美国NSF 为典型案例,在分析其对于融合研究概念内涵及核心特征的总结基础上,对NSF 资助融合研究的战略定位和具体政策展开系统研究,发现NSF 在资助融合研究领域具有丰富的经验基础和扎实的技术支撑,明确提出融合研究具有的复杂问题驱动、学科深度融合、创新研究领域和多元主体协同等核心特征,将资助融合研究作为战略优先事项之一,并为其提供充分的资金支持;在具体实施资助的过程中,其对融合研究及其成果转化相关项目的提案要求、审查标准与处理流程等都形成了较为规范、具有融合特色的资助政策。进而提出促进中国融合研究发展的具体建议,包括对接国家战略需求,布局融合研究项目;深化体制机制改革,构建融合研究文化;创新教育培训模式,培养融合研究人才;增设融合加速项目,促进科研成果转化。

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