转自：2016-02-13， 新材料在线
11月10日是联合国教科文组织设立的“世界和平与发展科学日”，教科文组织于当天在巴黎总部发布《2015年科学报告：面向2030》。该报告每五年发布一次，由教科文的国际专家小组编写，报告在大量数据基础上对全球科研与发展趋势进行总结，并提出针对性建议。
1.1 科研投资增速高于经济增速
尽管全球经济受到2008年经济危机的冲击，但全球范围内用于研究与发展的国内总支出仍取得大幅增长。2007年至2013年间，这项支出从11320亿美元上涨至14780亿美元，增幅达31%，高于同期全球国内生产总值20%的增幅。
目前，美国用于研发的投资占全球28%，依旧处于领先位置，中国紧随其后（20%），超越欧盟（19%）和日本（10%）。占世界人口67%的其他地区仅占全球研发投资的23%，但巴西、印度和土耳其等新兴国家用于研发的投资正在迅速增加。
1.2 私营部门科研投资占比上升
报告指出，当前全球研发投资的增长在很大程度上要归功于私营部门。受经济危机影响，加拿大、澳大利亚等发达国家对研究经费进行了大幅削减，而私营部门科研投资对政府削减公共支出形成有效补充。金砖国家呈现出了截然不同的景象。在中国，公共和企业投入的研发资金在并肩增长。
过去的五年中有这样一种趋同的情况：在高收入国家（澳大利亚、加拿大、美国等），公共部门对科技研发投入在减少，在低收入国家，科研投资则在不断增长。
实际上，欧洲自2008年金融危机以来，经济发展缓慢，加上与欧元区国家财政整合的压力，尽管“地平线2020”的预算增加，仍使得公共部门对知识的投资倍添压力。所有欧盟国家中，只有德国真正在过去5年中增加了公共研发的投资，法国和英国的公共研发投资减少。
1.3 优化平衡基础科学研究与应用科学研究
全球大多数国家现都已认识到科技创新在实现长期可持续发展方面起到的重要作用。低收入和中等偏低收入国家希望能借助科技创新来提高收入水平，富裕国家希望在竞争日益激烈的全球市场中保持自己的市场份额。危险的是，在竞相提高国家竞争力的过程中，各国有可能忽视了古老格言的警示“若基础科学研究缺失，应用科学将无从谈起。”
中国：中国在过去10年间在基础研究领域的投资只占到国内研发支出总额的4—6%。
美国：联邦政府专注于为基础科研提供支持，而让产业部门在应用研究和技术进步方面起领导作用。受到近来紧缩政策的驱动以及国家优先发展项目的改变，过去5年间联邦政府在研发方面的投入直接影响到美国创造新知识的长期能力。与之相比，美国近邻加拿大政府却削减了科学领域的联邦资金，转而投资于风险资金，以期发展商业创新、吸引新的贸易伙伴。
加拿大：2013年1月，加拿大政府发布了《风险资本行动计划》，该战略旨在未来7～10年间部署4亿加元的新兴资金，促进由私有部门主导的风险资本基金的建立。
俄罗斯：俄罗斯联邦一贯将研发支出总量中的一大部分投向基础研究（类似南非：2010年占24%）。然而，自从俄罗斯联邦政府于2012年采取创新为先导的增长战略后，研发专项资金中的一大部分转而投向满足产业需求。由于资金额有限，因此，这种政策转向给基础研究造成了损伤，其资金占研发支出总量的比例由2008年的26%下降至2013年的17%。
欧盟：做法恰恰与俄罗斯相反。尽管欧盟陷入了长期的债务危机，但欧盟委员会保持了其在基础研究投入上的稳定性。欧盟研究委员会（成立于2007年），作为第一个为基础科学前沿研究融资的泛欧洲机构，已经在2014年至2020年间获得131亿欧元的资金，相当于“地平线2020”计划总预算的17%。
韩国：自2001年至2011年，韩国将其在基础研究领域的投资占研发支出总量的比例从13%提高到了18%。韩国政府目前在基础研究领域的投入强度极大，意在改变长久以来其他国家对其的印象，即韩国从一个贫穷落后的农业国成功向一个工业强国的转型依赖的仅仅是模仿，而没有在基础科学领域形成自己的内生力量。韩国政府也计划培育基础科学和商业界之间的联系：2011年，韩国在大田未来的国际科学商业带建立了国家基础科学研究院。
1.4 科研是可持续发展的奠基石
教科文组织总干事伊琳娜•博科娃表示，“在联合国大会采纳2030可持续发展目标后，《联合国教科文组织科学报告》清晰地表明，科学研究既是经济发展的发动机，也是建设更加持续、更加文明社会的奠基石。”
当前，科研已被认为是促进经济增长和发展的关键因素，并得到了所有国家的重视。肯尼亚、埃塞俄比亚等非洲发展中国家用于研发的支出都在不断增加。与此同时，各国更是把通过科研促进可持续发展作为新的优先事项。
（1）在拉丁美洲，有19个国家采取支持可再生能源的政策；
（2）乌拉圭计划到2015年底前利用可再生能源生产90%的电力；
（3）智利和墨西哥也不断提高风能和太阳能的生产能力；
（4）摩洛哥于2014年启用非洲最大的风力发电场，并正在开发非洲最大的太阳能发电场；
（5）沙特阿拉伯宣布了发展太阳能的计划。
1.5 全球研究人员总数增长，然而分布状态几乎未变
现在，全球范围内约有780万的科学家和工程师在科研领域工作。自进入21世纪以来，科研人员的人数是过去的两倍多。欧盟的科研人员数量仍然占全球最大的份额——22.2%。自2011年起，中国取代美国上升到第二位。日本占据的份额从2007年的10.7%下降至2013年的8.5%，俄罗斯同期所占比重从7.3%下降至5.7%。上述五大经济体各自所占份额虽有所起伏，但它们在整体上占据了全球研究人员数量的72%。值得注意的是，高收入国家所占的部分份额转向了中等偏上收入国家，其中就包括中国；后者的研究人员占全球比重从2007年的22.5%上升至2013年的28.0%。
科研人员数量的显著增长，最直接的反应就是科学出版物的爆炸式增长。欧盟依然在全球科技出版物方面独占鳌头欧盟在全球科技出版物方面独占鳌头（34%），美国以25%的比重位居次席。尽管数据看起来依然十分可观，但是在过去5年间，欧盟和美国占据的比重均有所下降，中国所占比重增势强劲：中国科技出版物在过去5年间所占比重几乎翻了一番，升至全球总量的20%。十年前，中国在全球科技出版物总量中仅占到5%。中国的快速增长反映出其科研体系的时代的到来，无论是涉及投资，还是研究人员、出版物的数量。
在科学学科专长上，不同国家的优势学科也大为不同。传统意义上的科学强国较专长于天文学领域，而在农业科学领域较弱。然而，英国较为特殊，其专长于社会科学领域。法国的科研强项仍然是数学学科。美国和英国则更关注生命科学和医学，日本更关注化学。
“金砖五国”的情况也互不相同。俄罗斯更专长于物理学、天文学、地球科学、数学和化学学科。与之不同的是，中国的科研输出模式相对均衡，通过专利申请可以洞见创新的影响力。三方专利指的是由同一发明人向美国、欧盟和日本专利局同时申请专利保护的发明专利。这一指标能够表明一个国家在世界水平上技术竞争力的强弱。高收入经济体在这一指标上具有其他国家无法比拟的优势，只有韩国和中国在打破上述三巨头在该指标上的垄断地位中做出了令人印象深刻的成绩。
作为全球三方专利三巨头之二的欧盟和美国，其三方专利数量占全球总量的比重在2002年至2012年间呈现最大幅收缩。
2002年至2012年间，韩国三方专利数量占全球总量的比重翻了一番，升至5.5%。
中国三方专利数量占全球总量的比重由0.5%上升至3.6%，其他20国集团成员国所占比重平均也翻了一番，升至1.6%。
自2010年起，受经济衰退的影响，研发领域的联邦投资有所停滞。尽管如此，产业，尤其是那些增长迅猛、发展机遇高的产业部门依然保持对研发的投入。结果就是，自2010年来，研发投入资金总量仅仅有少量的减少，而且资金进一步流向产业链上游，保持了资金投入的平衡性。研发支出总量如今仍呈上升态势，商业领域在创新方面的资金投入也将进一步加大。
联邦资金支持的研发工作大部分由11个部门进行，它们在过去5年间的研发预算并没有增长。
这种趋势一直未见增长，这对基础研究及诸如生命科学、能源和气候研究的公益类科学研究带来的影响最为深远，而此类研究恰恰是政府行政部门资金投入的优先领域。为了应对2013年奥巴马总统宣布的“重大挑战”，政府行政部门正致力于培养“产业-公益-政府”三者之间的伙伴关系。在这种合作模式下，一些里程碑式的项目得以开展，比如“脑计划”、“高端制造业合作关系”以及于2015年从产业合作伙伴方获得1400亿美元投资的“美国商企气候承诺行动”。
一方面是企业研发如火如荼；另一方面则是受预算方案的限制，造成大学科研经费的大幅度削减。作为应对，美国大学不得不从产业部门寻求新的资金来源，在工作人员方面则主要雇佣临时性或兼职人员。这种局面正在影响年青一代以及已有建树的科学家的科研热情，促使他们改变职业方向，甚至移居海外。同时，随着留学生生源国发展状况的改善，留学生回国的比例也逐渐上升。
图2.1 2002-2013年美国政府研发支出占GDP的比重
近十年来，美国的政府研发支出（GRED）占GDP的比重基本在2.5%-3.0%之间，该数值比日本小。德国的GERD/GDP从2010年开始超过美国。
图2.2 2005-2012年美国研发基金的来源分布
美国研发基金中，企业投入占比最大，政府投入的研发费用大约只有企业的一半左右。
图2.3 1994-2014年美国的各机构的研发预算
防御、航空航天、能源、健康和服务以及基础科学依次占据了美国研发预算的第一名到第五名。
图2.4 2005-2014年美国科学出版物趋势
欧盟在2010年通过了“欧盟2020战略”，旨在促进智能型、可持续、包容性增长，努力重新调整欧盟以完成早前“里斯本战略”制定的目标。欧盟为此采取了如下措施：提高研发投入（2013年国内生产总值的1.92%），完善内部市场（特别是服务业），促进信息通信技术的运用。其他项目也自2010年起开始启动，其中就包括目标宏大的“创新型联盟”。2015年7月，让-克劳德•容克任主席的欧盟委员会将“欧洲战略投资基金”纳入欧盟增长政策智库，该举措期望使用一小笔公共预算（210亿欧元）通过杠杆融资14倍多（2940亿欧元）的私有领域投资。
欧洲在基础研究领域仍是佼佼者及国际合作的领军者。第一家前沿科学研究泛欧洲资助机构——欧洲研究委员会成立于2008年。在2008年至2013年间，在受欧洲研究委员会资助的研究人员中，有三分之一人员发表的论文被世界引用频次最高刊物中最顶尖的1%刊物所收录。欧盟“地平线2020”计划旨在促进科研和创新，是当下注资最高（几乎到达800亿欧元）的欧盟框架项目，该项目期待能进一步促进欧盟的科研产出。
尽管2004年新加入欧盟的10国在研发强度上低于早期的成员国，但是两者之间的差距正在缩小。但保加利亚、克罗地亚和罗马尼亚的情况并非如此，这三个国家在2013年在欧盟研发支出总量中贡献的比例尚不如2007年。
欧盟一些成员国，例如法国和德国，正在促进技术密集型制造业的发展，并采取各种方式为中小型企业放宽金融市场准入。另人担忧的是，28个国家中，13个国家的创新力表现有所下滑，原因就在于：创新性企业的比例下降、公私双方科研合作减少以及可利用的风险投资减少。
图3.1 2009年和2013年欧盟各国政府研发投入占GDP的比重，以及2020年的目标（%）
图3.2 2014年，全球研发投入排名前50的公司信息（公司，国家，领域，研发投入）
其中有19家美国企业，17家欧盟成员国企业，9家日本企业，2家韩国企业，2家瑞士企业，1家中国企业（华为）。
图3.3 2011-2013年欧盟研发投入排名前40的公司信息
其中包括12家德国企业，9家法国企业，5家英国企业，5家荷兰企业，2家瑞典企业，3家意大利企业2家西班牙企业，1家芬兰企业，1家爱尔兰企业。德国的大众、戴姆勒公司和宝马公司位居前三。
图3.4 2004-2014年欧盟科学出版物趋势
俄罗斯自2012年以来实施的改革是其创新导向性增长战略的一部分。然而，这些改革未能克服阻碍其经济增长的结构性缺陷，包括有限的市场竞争和持续的创业壁垒。改革试图通过提高工资并在国有企业建立创新激励机制来吸引研究人员来到这片“研究沙漠”。2013年的政府研发拨款与5年前相比较，反映了向满足工业需求方面的更大的倾向，导致基础研究遭受损害——其总数由26%下降到17%。
尽管政府作出了努力，俄罗斯2000年至2013年工业财政对研发支出总额贡献率还是由33%下降至28%，尽管工业仍然占据了国内研发支出总额的60%。一般来说，工业投资中仅有一小部分用于获取新技术，而基于技术的新创企业仍然数量极少。截至目前，在可持续性技术领域的投资仍较少，原因在于商业部门对绿色增长缺乏兴趣。
只有四分之一（26%）的创新型企业致力于环境领域的发明创造。政府对于斯科尔科沃创新中心寄予厚望。该中心临近莫斯科，正在建设当中，是一个高科技商业综合体，用以吸引创新型企业，培育涉及5个优先领域（高效节能、核技术、空间技术、生物医药及战略性计算机技术和软件）的新创公司。2010年通过的一项法律为当地居民提供10年的税收优惠，并预备成立“斯科尔科沃基金”以支持当地一所大学的发展。该中心最大的合作伙伴之一是美国麻省理工学院。
企业专利数量低说明了政府相对坚定地努力促进经济相关研究与商业部门不注重创新之间的弱协同效应。例如，2007年，政府将纳米科技纳入优先发展领域，其生产与出口随之增长，但相关研究的专利申请强度却始终不足。
科学生产在缓慢增长，然而却影响平平。近期，政府成立了联邦研究组织机构，从俄罗斯科学院手中接过对研究机构资产的财政及管理权，以整顿大学研究。2013年，政府建立起俄罗斯科学基金会，以扩大竞争性研究资金机制范围。
图4.1 2003-2013年俄罗斯政府研发投入出占GDP的比重
过去的十年，俄罗斯的研发强度并没有取得突破性进展。
图4.2 2008年和2013年俄罗斯的研发投入结构图
随着俄罗斯对工业研发的投入加大，基础研发的投入相应减少。
图4.3 2005-2014年俄罗斯科学出版物趋势
自2005年以来，俄罗斯出版物数量逐渐增加，但刊物影响因子较小，擅长物理和化学。
自2011年以来，科学家和工程师们取得了一系列引人注目的成就。这些成就涵盖范围广泛，从基础的凝聚态物理学研究到2013年的月球登陆探测器，再到中国的首架大型客机。中国预计在2016年前发展成为世界上最大的科技发表者。同时，2013年由中国知识产权局授予的发明专利中，近70％（69％）是授予国内发明家的。
尽管如此，目前国家领导者对政府研发投资的相应回报率仍然不满。尽管投入巨资（2014年占国内生产总值的2.09％），拥有更高素质的研究人员和精良的设备，但中国科学家们尚未取得尖端性突破。鲜有研究成果转化为创新和竞争产品，并且中国面临着100亿美元知识产权收支赤字（2009年）的窘境。许多中国企业仍然依赖于外来的核心技术。国内研发支出中仅有4.7%用在基础研究上，与此形成对比的是，84.6%用在实验开发上（2004年为73.7%）。
这些问题迫使中国努力走上一条真正意义上的创新驱动的发展道路，领导层全面推进改革进程以解决现存的缺陷。例如，中国科学院在压力之下致力于提高学术研究的质量及扩大与其他创新者的合作。为了促进技术转移，中国成立了一个以国务院副总理马凯为领导的专家小组，以发展能与国外的跨国公司缔结战略伙伴关系的产业巨头。于是，英特尔在2014年9月收购了国有企业清华紫光投资股份有限公司20％的股份。
放缓的“新常态”经济增长模式亟需中国从劳动密集型、投资密集型以及能源和资源密集型的经济发展模式向技术和创新密集型的经济发展模式转变。多项政策正在朝着这个目标发展。例如，“十二五”计划（2011–2015年）明确要求发展智能城市技术。
中国已成功实现了多项由“国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006–2020年）”设定的量化目标，并有望在2020年前让研发支出总量占国内生产总值的比例达到3％。目前正在对该计划的实施情况进行中期检查。中期检查的结果将会决定，中国继续推行在过去30年中运行良好、自下而上的开放性发展战略的范围。但是，这项计划所带来的风险之一就是，这种政治化的、干涉性的策略不利于外国资本和人才的引进，而这一进程开始加快:自20世纪90年代初期开始，有140万中国海外留学生回国发展；而自2010年起，回国发展的海外留学生人数只有上述人数的一半。
图5.1 中国投入的研发经费情况
过去的十年里，中国政府投入的研发经费占国家GDP的比重（GERD/GDP）和企业投入的研发经费占国家GDP的比重（BERD/GDP）都在不断的增加。
图5.2 2003-2013年，中国政府投入的研发经费数额
图5.3 2003-2013年中国政府投入的研发费用应用分布
图5.4 2005-2014年中国科学出版物趋势
到2016年，中国有可能成为世界上最大的出版商。
图5.5 2012年中国重大国家研究项目情况
日本仍旧是世界上研发最密集型经济体之一（2013年占国内生产总值的3.5%）。近年来，信息通信技术的研发资金持续缩减已成为产业研发支出的最明显趋势。2008至2013年间，大部分其他产业的研发支出仍大致保持在相同水平。日本所面临的挑战是如何将其传统实力与未来愿景相结合。
日本面临着诸多挑战。人口老龄化、年轻人对学术研究渐失兴趣以及科研出版物的减少，都折射出国家亟待对创新系统进行深层次的改革。
在学术领域，多年来高校改革问题一直是个挑战。十多年来，国立大学的固定资金投入以每年约1%的比例持续下降，而与之相对的是竞争性科研经费和科研项目资金数量在不断增加。尤其是最近，大量多目的、大规模的研究经费往往投向高校而非个体研究人员。这些经费不只局限于高校的研究和/或教育之用，还要求大学用在系统性改革上，如课程修订、促进女性研究人员的发展以及教育研究的国际化。而随着固定研究资金的减少，对高校学者的需求却日益增长，而他们花费在研究上的时间却减少。上述状况导致了日本科研出版物数量的减少，这几乎是日本的一种独特趋势。
2011年3月的福岛核电站泄漏事故已对科学界产生了深远的影响。这次灾难性的事故不仅动摇了公众对核技术的信心，而且很大程度上也动摇了公众对科技的信心。政府已就此做出反应以重拾公众信心。日本为此组织展开了各种讨论，并首次意识到科学建议在决策中的重要性。在经历过福岛核泄漏事故后，政府已决定重新开始研究可再生资源的发展与应用。
于福岛核泄漏事故发生几个月后出版的《科技的第四种基本计划》是与之前的科技著作有着很大不同的一本书。该书不再一味强调研发的优势领域，转而提出了三个重要领域，即从福岛核泄漏事故中恢复和重建、绿色创新以及生活创新。
图6.1 2008-2013年，日本政府研发投入状况
图6.2 2008年和2013年，日本研发支出状况
图6.3 2005-2014年日本科学出版物趋势
自2005年开始，日本的科学出版物占世界出版物的份额逐渐萎缩，生命科学是其发展较为强势的领域。
来源：UNESCO，新材料在线独家整理