孵化未来产业的新型创新组织

刘 刚 李伟伟

一、引言

自工业革命以来，科学和技术创新经历了从小科学到大科学再到超大科学的演进过程。与小科学强调科学和技术的分散式自主探索不同，大科学是政府主导的常规化科技创新[1]。20 世纪30 年代以来，在推动工业、军事和公共卫生事业发展方面，政府主导的大科学起到了关键作用。进入21 世纪，尤其是随着新一代信息技术和网络空间发展，超常规化的超大科学成为科学和技术创新前沿。***总书记在《努力成为世界主要科学中心和创新高地》一文中高度概括了当前新科技和产业革命的超大科学特征，指出“进入21 世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，……信息、生命、制造、能源、空间、海洋等的原创突破为前沿技术、颠覆性技术提供了更多创新源泉，学科之间、科学和技术之间、技术之间、自然科学和人文社会科学之间日益呈现交叉融合趋势”[2]。

与大科学时代相比，超大科学时代的科学和技术创新越来越依赖创新主体跨学科、跨组织、跨产业和跨区域的知识、技术重组和互补性创新。国家对前沿科学和技术创新的部署着眼于未来产业的培育和发展。从新一轮科技革命和产业变革的前沿看，包括人工智能、高性能计算和半导体、量子计算和信息系统、机器自动化与先进制造、生物技术、航天和新材料在内的通用目的技术创新和产业化[3]，是目前超大科学创新的重点领域。尤其是人工智能、高性能计算和半导体、量子计算和信息系统领域的科技创新，正在孵化包括5G、智能芯片和自动驾驶在内的未来产业集群[4]，成为决定一国或区域国际竞争力提升的关键因素。

不同的科学和技术创新时代都拥有占主导地位的创新组织形式。在小科学时代，工业实验室是推动科技创新和产业发展的主导者。在大科学时代，政府主导的国家实验室和研究型大学是科技创新和新兴产业发展的孕育者。包括研究型大学、科研院所和企业研发中心等在内的传统创新组织是小科学和大科学时代适应物理空间物质技术体系发展需要的产物。传统创新组织功能定位和组织边界清晰，专业化分工明确，但难以应对超大科学时代网络空间信息技术体系发展带来的挑战。为了适应超大科学时代网络空间信息技术体系的创新需求，西方国家和我国纷纷探索创建新型创新组织，促进多元异质创新主体的跨界融合，培育和孵化未来产业①。本文试图通过总结西方国家和我国在超大科学时代创建和发展新型创新组织的前沿实践，概括新型创新组织的基本特征及其演化趋势，以期为我国制定和实施超大科学创新战略和孵化未来产业提供借鉴。

二、美国在未来产业发展领域的战略布局和前沿实践

美国充分认识到前沿科技创新和未来产业发展在国家发展中的战略地位，通过制定科技创新与产业发展计划，加大对未来产业相关技术群落的投资和支持，积极布局未来产业发展。2010 年以来，加速包括人工智能在内的新一代信息科技创新和产业化，成为美国科技创新和培育未来产业的战略重点。

在通过前沿科学研究培育新兴产业方面，美国拥有成功经验。早在第二次世界大战期间，美国政府就认识到未来产业源于基础研究领域带来的科学发现和技术体系变革。1945年，V.布什在《科学——没有止境的前沿》报告中指出，基础研究将导致新知识的出现，提供科学上的资本。如果一个国家在新的基础科学知识方面依靠别的国家，不管它的机械技术如何，其工业的发展将是缓慢的，在世界贸易竞争中所处的地位是较弱的。在他看来，基础研究不仅能够增加社会福利，而且能够实现经济增长和工业新产品的发展，是一国实现国际竞争力持续提升的源泉[5]。经过多年的发展和完善，美国形成了一套支持基础研究及其成果商业化的组织体系，在新兴产业的培育和发展上始终处于全球领导者地位。

面对第四次工业革命的挑战，2017 年，特朗普政府提出“让美国再次伟大”的口号，高度重视与未来产业发展相关的前沿科技创新。2019 年2 月7 日，美国白宫科技政策办公室（OSTP）发布《美国将主导未来产业》报告，呼吁加大人工智能、先进制造、量子信息科学和5G 四项核心技术基础设施项目建设投资，以确保美国在未来产业发展中处于主导地位[6]。同时，在《2021 财年政府研发预算重点备忘录》《2022 财年研发预算优先事项和全局行动备忘录》和《2023 财年预算的多机构研发优先事项》中，美国政府把为未来产业发展提供动力的人工智能、量子信息科学和先进制造等前沿技术列为国家财政重点投入的科技领域。2021 年4 月21 日，美国国会参议院推出《无尽前沿法案》新版本，提出将投入1000 亿美元支持发展与未来产业相关的包括人工智能、高性能计算、先进制造和先进通信等在内的十大关键技术和产业领域，同时通过加强高等教育机构与联合体在关键技术领域与企业之间的合作，增加这些关键技术在商业市场上获取成功的可能性[7]。

美国高度重视新型创新组织在前沿科技创新和未来产业孵化中的作用。2020 年6 月，美国总统科技顾问委员会（PCAST）在《加强美国在未来产业领导地位的建议》报告中首次提出，建立世界级和包含多部门的未来产业研究所，以确保美国在未来产业发展中的持续领先地位[8]。2021 年1 月，PCAST 进一步发布《未来产业研究所：美国科学与技术领导的新模式》报告，提出未来产业研究所建设的设计思路和实施方案[9]。

创建未来产业研究所的背景是美国全球科技创新中心领导地位受到两方面的挑战：一是包括人工智能、量子信息科学、先进制造、生物技术和先进通信网络在内的前沿科技创新和未来产业领域的国际挑战；二是美国现有科技体制难以适应超大科学时代科技创新的跨界交叉融合需求。PCAST 把未来产业研究所设计为能够有效应对上述挑战的新型创新组织。未来产业研究所的创建一方面能够最大限度地开发产业界、学术界、国家实验室、其他政府机构和非营利机构之间协同创新带来的潜在效益，另一方面可以有效避免现有体制因过度监管而造成的基础研究成果商业化迟滞。在体制机制上，未来产业研究所的建设强调政府和非政府资金的共同投资与合作，能够有效地利用政府和市场两种机制，实现创新资源的有效配置。

从设计思路和实施方案看，未来产业研究所具有如下几方面功能：一是通过跨基础研究、转化研发和应用研发领域的跨学科和跨部门合作，加快STEM（科学、技术、工程和数学）领域新知识的开发和融合；二是营造了一个促进思想自由流动的环境，鼓励创新以应对重大社会挑战；三是设计和实施技术创新快速开发和部署计划，推动未来技术和产业发展；四是培育未来科学家、工程师、技术专家和其他STEM 专业人员；五是为美国国家科研生态发展提供新的组织方式；六是设计并提供面对面教育、线上教育和基于经验的学习计划，帮助建立适应未来产业发展的STEM 人力资本；七是成为美国科技创新框架、政策和实践的主要推动者。

从未来产业研究所的规划和建设思路看，创建新型创新组织的目的是突破大科学时代国家创新系统的局限，构建促进跨学科和跨部门交叉融合创新平台，打破基础研究、应用开发和规模生产之间的界限，加速科技创新和未来产业发展。从功能上看，新型创新组织与传统创新组织之间不是替代关系，而是互补和相互促进关系。

三、中国的战略布局和新型创新组织发展

2006 年中国提出建设创新型国家之后，2012 年又进一步提出创新驱动发展战略。经过近几年的探索，政府、学术和产业界充分认识到，中国实施创新驱动发展战略的逻辑主线是实现第四次工业革命和经济社会转型的共生共融。充分利用第四次工业革命的前沿科技创新成果，加速孵化和发展未来产业，提高经济国际竞争力和实现高质量发展是实施创新驱动发展的战略目标。

《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 年远景目标纲要》明确了我国科技创新和未来产业发展的重点领域，指出瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。从国家急迫需要和长远需求出发，集中优势资源攻关新发突发传染病和生物安全风险防控、医药和医疗设备、关键元器件零部件和基础材料、油气勘探开发等领域关键核心技术[10]。2022 年1 月12 日，国务院发布《“十四五”数字经济发展规划》进一步强调，补齐关键技术短板，集中突破高端芯片、操作系统、工业软件、核心算法与框架等领域关键核心技术。强化优势技术供给，重点布局5G、物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链新材料等领域。抢先布局前沿技术融合创新[11]。

随着创新型国家建设的推进，立足中国实际，我国一直积极探索发展新型创新组织。其中，以国家实验室为代表的新型创新组织成为我国实施创新驱动发展战略的重要依托。2021 年11 月24 日，***总书记在主持召开中央全面深化改革委员会第二十二次会议时强调，要强化国家战略科技力量，发挥党和国家作为重大科技创新领导者、组织者的作用，构建关键核心技术攻关的高效组织体系，建立使命驱动、任务导向的国家实验室体系[12]。我国于2000 年开始启动国家实验室试点建设，现已上升至国家战略层面（见表1）。可以清晰看出，我国把建设国家实验室作为新型创新组织探索的重点方向，推动新科技革命和孵化未来产业发展。从发达国家的经验看，早期的国家实验室属于大科学时代的创新组织范畴。在第四次工业革命背景下，我国的国家实验室建设需要立足中国实际，突破发达国家传统国家实验室发展模式，构建超大科学时代的新型创新组织。

表1 我国关于国家实验室建设的战略支持

近年来，以上海、广东和浙江为代表的前沿省市创建了一批以人工智能为研究领域的实验室。例如，浙江之江实验室、深圳鹏城实验室和上海人工智能实验室（浦江实验室）。与大科学时代的国家实验室相比，正在建设中的人工智能实验室表现出如下特征：一是聚焦人工智能科技创新和产业发展，强调跨学科、跨组织、跨产业和跨区域的知识和技术重组；二是同时具备基础研究、应用开发和市场推广功能，通过政、产、学、研、用的网络化和生态化协同创新实现了基础研究、应用开发和规模生产的良性循环；三是在功能边界上，属于平台型混合组织；四是在创新资源的配置上，充分发挥政府和市场的协同作用。从实际运行和发挥的作用看，正在兴起的以人工智能实验室为代表的新型创新组织已经发展为国家战略科技创新力量的重要组成部分。

四、加快超大科学时代的新型创新组织建设和发展

科学和技术创新正在步入超大科学时代。与小科学和大科学不同，超大科学是基于网络空间信息技术体系变革的科学和技术创新范式。随着网络空间信息技术体系的发展，前沿科技创新和未来产业孵化涉及多元异质创新主体的跨学科、跨组织、跨产业和跨区域的知识和技术重组。如何适应科学和技术创新范式的变革，通过发展新型创新组织开展前沿科技创新和孵化未来产业集群，是国家创新系统发展的方向。

从前沿实践看，美国在研究型大学和国家实验室的基础上，试图通过创建以未来产业研究所和数字化转型研究所（DTI）为代表的新型创新组织，打造跨学科、跨组织和跨产业协同创新机制，推动包括人工智能和量子信息科学在内的前沿科技创新和未来产业发展。与美国稍显不同，英国科技创新中心的建设更多地表现为试图打破包括研究型大学、科研院所和企业研发中心在内的传统创新组织边界，通过促进创新组织之间的互动和协作，实现前沿科技创新和未来产业孵化。与美国相比，英国新型创新组织发展更多地表现出渐进式特征。而作为后发国家，中国的创新组织变革则显得更加剧烈。尤其是在人工智能实验室的发展上，通过体制机制创新，新型创新组织更加符合超大科学时代的创新组织特征。从目前的建设情况看，新型创新组织把前沿科学和技术创新与未来产业孵化和发展紧密联系在一起，强调基础研究、应用开发和规模生产之间的相互交融和良性互动。从运行机制看，新型创新组织具有三方面的基本特征：一是新型创新组织属于集聚创新资源的网络化平台组织。与传统专业化创新组织不同，新型创新组织强调通过包括大学、科研机构、政府和企业在内的多元创新主体的互动和协同创新，激活国家创新系统的创新活力，在推动前沿科学和技术研究的同时，加速基础研究成果的商业化，培育和孵化未来产业。二是新型创新组织聚焦于促进基础研究、应用开发和规模生产的交叉融合，努力打破传统创新组织的边界，实现多元异质创新主体协同创新的网络化和生态化。三是政府主导和市场协同。政府的主导作用集中表现为通过资金和政策支持推动基础研究及其成果的商业化。企业参与是指企业通过参与新型创新组织的创建和创新活动，吸收前沿创新成果和获得市场竞争优势。新型创新组织充分利用市场和政府两种资源配置机制，在实现创新资源有效配置的同时，分摊了前沿科技创新和孵化未来产业的社会风险。

在第四次工业革命中，中国不再是追随者，而是引领者。在包括人工智能、量子计算、新能源、生物医疗和新材料在内的前沿科技和产业领域，中国走在了世界前列。其中，新型创新组织的发展和国家创新系统的完善，是中国在超大科学时代实现科技创新和未来产业发展赶超的关键支撑。从前沿地区的实践看，推进新型创新组织发展需要关注三个方面的问题。

第一，在包括国家实验室在内的新型创新组织规划和建设中，一定要立足新科技产业革命发展和中国实际，着眼于第四次工业革命和中国经济转型升级的共生共融，统筹前沿科技创新和未来产业孵化，加速新型创新组织发展。

第二，把新型创新组织纳入国家战略科技力量建设体系。从历次工业革命兴起和发展的经验看，创新组织的变革和演进是国家创新系统和技术经济范式变迁的重要推动力量；从培育国家战略科技力量的角度，有利于加快新型创新组织的规划和发展。

第三，发挥地方政府在发展新型创新组织中的作用。在实施创新驱动发展战略过程中，各地的资源禀赋、产业基础和创新环境存在差异，鼓励地方政府根据实际情况创建和发展适应当地企业和产业创新发展实际需求的新型创新组织，是巩固优势产业和发展未来产业的重要途径。

注释：

①在数字经济的培育和发展上，美国、英国和中国走在了世界前沿。联合国《2019 年数字经济报告》指出，数字经济的经济地理没有显示出传统的南北鸿沟，它一直由一个发达国家和一个发展中国家共同领导：美国和中国。例如，这两个国家占了区块链技术相关专利的75%，全球物联网支出的50%，以及全球公共云计算市场的75%以上。