“以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力。”中国工程院院士、国机集团总工程师陈学东表示，新的生产力一定有相对应的新的生产关系，生产关系表现在上层建筑上，涉及一系列的政策制度、法律，包括体制机制等，我们要深入研究国内外颠覆性技术的形成机制和宽容失败的培育环境。陈学东认为，生产力包括的基本三要素——劳动者、劳动资料、劳动对象，劳动者的培养教育需要发挥关键作用；劳动资料实际上是讲劳动工具，就是要持续对颠覆性技术、前沿性技术等进行高研发经费投入；劳动对象是把自己的劳动加在其上的一切物质资料，但是现在质态发生了变化，除了物质形态以外，还有人工智能等数字形态，新产业、新模式、新动能实际隐含着劳动对象的改变。
 

    陈学东，中国工程院院士，现任中国机械工业集团有限公司党委常委、副总经理、总工程师，兼任中国科协副主席、国家制造强国建设战略咨询委员会委员、教育强国建设战略咨询委员会委员、国家产业基础专家委员会主任、国家重大技术装备专家委员会主任、中国特种设备安全与节能促进会会长、中国机械工程学会副理事长。
 

世界对于颠覆性技术尚未形成统一定义
 

    《教育家》：陈老师，新质生产力是以科技创新为主导、实现关键性颠覆性技术突破而产生的生产力。从颠覆性技术的内涵理解出发，我们该如何定义？

    陈学东：我们先要理清两者之间的关系，新质生产力以颠覆性技术、前沿技术为重要驱动力，是改变现有产业格局，形成经济社会发展的新动力；颠覆性技术及前沿技术是新质生产力的主要组成部分，是形成新质生产力的引擎，是制造业未来发展的重要方向。
 

    我和孙聪院士、刘正东院士带领研究团队依托中国工程院战略咨询项目《制造强国背景下中央企业加快颠覆性技术布局战略研究》，对国内外推动颠覆性技术发展现状及经验进行了研究。通过研究可知，颠覆性技术目前没有统一定义，但世界多国对于颠覆性技术内涵已基本达成共识。中国科技部的定义是颠覆性技术是通过科学或技术的创新和突破，对已有传统或主流的技术、工艺流程等进行一种另辟蹊径的革新，并对经济社会发展产生革命性、突变式进步的技术；美国国防高级研究计划局（DARPA）的定义是可改变游戏规则的前沿技术，聚集于原始概念创新；日本lmPACT计划(日本颠覆性技术创新计划)的定义是推动产业和社会发生重大变革，但可能面临巨大风险的前沿技术。
 

    目前许多颠覆性技术都在发达国家形成，如互联网技术、智能手机、ChatGPT等。互联网技术最早起源于美国国防高级研究计划局的前身美国高级研究计划署（ARPAnet）的军事应用，后来在此基础上完成Internet的大规模应用和商业化；在智能手机方面，IBM公司推出了世界公认的第一部智能手机，它的出现改变了人们的生活方式；OpenAI公司发布的对话式人工智能模型ChatGPT，能够实现与人类的对话和互动，具有颠覆性潜质，已经引发了新一轮人工智能竞赛。
 

应深入研究国内外颠覆性技术形成机制与培育环境
    

    《教育家》：从国外颠覆性技术的发展现状来看，颠覆性技术的形成需要国家层面战略布局。您认为促进其形成还需要建立、创新哪些具体的制度机制？

    陈学东：这个问题值得思考。我们谈到了国外多项颠覆性技术的形成，但形成的原因需要深入研究；我们应深入研究国内外颠覆性技术形成机制与培育环境，在制造强国背景下加快颠覆性技术战略布局。以美国为例，美国在建立延续性技术创新机制的同时，还建立了颠覆性技术创新机制，其以成立美国国防高级研究计划局为起点，通过探索培育、模式推广，逐步形成了完整的颠覆性技术创新体系。
 

    美国发展颠覆性技术历程大致可以分为以下几个阶段：1958年至1990年，为探索培育阶段，依托美国国防部成立了美国国防高级研究计划局；1990年至21世纪初，为模式推广阶段，颠覆性技术获得全社会广泛关注；21世纪初以来，是体系形成阶段，形成了较为成熟的国家引导、技术推动、市场牵引的创新机制。美国颠覆性技术创新体系以美国国防高级研究计划局为中心，制定系统的创新政策规划，并常态化进行战略研究与技术预测，参与的主体包括政府、研究机构、智库、咨询公司、知名专家等。这一有别于常规项目的独特运行模式有几个特点，即简洁灵活、宽容失败、及时转化等，也非常重视研究和交叉学科投入。而且这一模式还得到了包括美国能源部、国土安全部、微软等单位的相继效仿，成立各自的专门管理机构。
 

    美国国防高级研究计划局管理结构分为两级，分别为主任级和专业领域主任级，主任负责对接国防部和宏观统筹；专业领域主任负责聘用具有企业家精神的项目经理，采用项目经理负责制。作为推进颠覆性技术项目的资助者和管理者，美国国防高级研究计划局并不负责具体的科研工作，而是建立并联结政、产、学、研、用协同创新网络，采用以需求和问题为牵引的项目设立、产品研发模式，并建立高度宽容失败、技术预见、接受风险等机制。需要特别关注的是美国建立的常态化、系统化的技术预见机制，包含科学调查、专题研讨、专业领域挑战赛等多种模式，重点聚焦具有前瞻性、高风险、高收益特征的颠覆性技术。
 

    除了美国外，世界上许多国家均制订了颠覆性技术战略规划，全面系统开展颠覆性技术预见。德国、英国等国家参考DARPA模式成立了专门机构，日本通过引入改造DARPA模式制定了创新计划。如2018年，德国出台了“高技术战略2025”，之后设立了飞跃式创新局；2022年英国发布《英国创新战略：创造未来 引领未来》支持颠覆性创新的“深科技”项目，于2023年正式创建英国高级研究和创新局（ARIA）；2013年，日本实施了颠覆性技术创新计划，和美国不同的是，该计划没有设立专门的管理机构，而是由权限更高的日本科技政策委员会及下设计划委员会牵头负责，并给予了项目经理更大的权限。
 

    《教育家》：您谈到了国外颠覆性技术的培育机制，对我们的启发是什么？可以具体谈谈国外颠覆性技术形成的过程吗，比如从萌生到发育再到产业化？

    陈学东：刚才谈了美国技术预见机制的建立，我们需要借鉴国内外颠覆性技术的创新经验，围绕颠覆性技术特征，建立“开展技术预见—营造宽容失败环境—崇尚批判质疑精神—建立长期跟踪和投入机制—提高市场敏锐度”的颠覆性技术形成机制，并将其贯穿到“基础研究—转化应用—进入市场—形成规模”全链条创新和转化过程中。
 

    在国外的经验中，1911年成立的IBM公司在数次技术革命中都实现了成功转型，从电子管到PC硬件和软件，再到蓝色基因超级计算机，在一百多年的历史中紧紧抓住了科技热点，成为科技领域的常青树。IBM核心驱动力来自对变革的理性决策和主动把握，一是建立了兼顾优势领域与未来技术布局的长期策略，坚持在计算机核心领域持续投入，同时重视未来技术创新，如该公司计划2033年建造由10万个量子比特驱动的量子计算机。二是建立了成熟研发管理模式，率先将集成产品开发模式（IPD）付诸实践，提升整体质量效益。三是注重对创新活动的研发投入，2023年研发投入经费约70亿美元。四是建立了创新激励机制和良好研究氛围，营造了既具有竞争性又相对宽松自由的环境氛围。
 

    除了借鉴成功案例的经验，分析贝尔实验室由盛转衰的原因，也可以汲取一些经验。1925年贝尔实验室由美国电报电话公司成立，共培养了11位诺贝尔奖获得者、16位美国最高科学技术奖获得者、4位图灵奖获得者等科学巨匠，发明了一大批划时代的科技产品，包括晶体管、激光器、二极管、数字交换机、通信卫星等。     
 

    贝尔实验室前期成功的关键在于，一是高度重视基础研究，每年用于基础研究的投入占总科研经费投入的10%左右。二是高效的创新循环圈，其分设三部分组织，即基础研究部、先进技术部和产品开发部，并借助于母公司的商品销售更加贴近市场需求，形成了从基础研究到进入市场的循环模式。三是稳定且充足的经费支持，前期，母公司在美国电信领域处于垄断地位，建立了“研发经费与销售收入挂钩”机制，以每年销售收入的4.0%-5.0%作为科研经费。四是建立严格的人才选拔机制与宽松自由的创新文化制度，其招聘制度比较严格，选拔初级人员的重要素质包括对科学追求的理念和自我驱动的激情等，并尊重科研人员的自由探索，营造了鼓励创新、容忍失败的研究氛围。
 

    贝尔实验室走向衰落的原因，主要是对市场发展的前瞻性把握不准，新兴技术的研发投入未转化为市场竞争力。贝尔实验室最早研发出了“随时可以带在身边的电话”，因错误预判市场有限而出售相关专利权，错失进军无线通信市场时机。之后因传统电话产业链受到无线等新兴技术的冲击，使其母公司失去在美国电信领域的垄断地位，贝尔实验室失去了长期稳定、充足的经费支持，导致生存艰难，甚至靠出卖专利、办公楼维持支出，难以支撑大量基础研究。
 

    《教育家》：贝尔实验室给的经验启示非常明确，一是市场敏锐度不够，错误预判新兴技术的发展前景。二是失去基础研究项目的稳定资金投入。三是失去母公司提供的研发产品应用场景。这足以说明没有巨额垄断利润条件，单个企业难以构建全创新价值链，所以我们要加快推动创新链、产业链、资金链、人才链的深度融合。

    陈学东：是的，推动“四链”融合非常重要。从各国对颠覆性技术的定义和出台的计划不难看出，各国从组织架构和运行机制保障等方面都充分做了前瞻性、前沿性布局。前瞻性涉及国家战略部署，前沿性代表技术发展风向，对两者的客观性把握，是实现高质量发展的基础。未来十多年是我国实现高质量发展、制造强国的关键时期，我们应该加快颠覆性技术创新发展，形成新质生产力，推动新型工业化、制造强国建设，需要围绕劳动者、劳动资料、劳动对象以及生产关系的跃升，从政策引导、产业布局、协同创新、研发投入、人才培养等方面共同推进。

加强颠覆性技术政策引导和顶层设计
 

    《教育家》：刚才您谈到加快颠覆性技术创新发展，要从政策引导、产业布局、协同创新、研发投入、人才培养等方面共同推进。对于我国培育颠覆性技术，您有哪些具体建议？

    陈学东：这个问题需要深入思考。我们要前瞻性布局新兴产业、发展智能装备和绿色低碳技术等，尤其是要布局具有颠覆性潜质的未来产业，为新质生产力提供新动能。
 

    一是加强颠覆性技术政策引导和顶层设计。要加强颠覆性创新战略规划，完善颠覆性技术管理模式，建议成立专门的颠覆性技术管理部门，采取不同于常规科技计划项目的组织管理模式；建立颠覆性技术预见和筛选平台，开展有效的技术研判和技术预测，研判未来技术发展方向，兼顾未来技术基础研究与当前紧迫性“卡”“短”问题攻关。
 

    二是强化基础研究和夯实工业基础，为颠覆性技术萌生和发展提供基础环境。建议推进战略导向的体系化基础研究、前沿导向的探索性基础研究、市场导向的应用性基础研究；支持企业尤其是转制院所企业融入产业基础再造工程国家战略，全面提升包括基础零部件(元器件)、基础材料、基础软件、工业软件等在内的产业基础能力。
 

    三是建立鼓励紧迫性与长远性相结合开展研究的机制。建议集中财政资金，突破亟须攻关的关键核心技术，同时兼顾长远，推进可持续链式创新；建立充分调动人才创新创造活力的激励机制，引导人、财、物向颠覆性技术方向投入；根据不同企业定位，对科技型企业特别是转制院所企业，以科研产出作为主要考核指标。
 

培育颠覆性技术需要多方协同 

    《教育家》：颠覆性技术的形成不管成功经验，还是失败反思，其核心仍然在于人的创新思维，以及敢于批判与质疑的科学精神，唯此才能打开认知边界。当前，高校、企业和科研院所如何形成合力，共同推动颠覆性技术的形成？

    陈学东：在培育颠覆性技术过程中，协同创新非常重要。不仅是组织协同，人才培养也要协同。创新和批判性思维要贯穿人才培养的全过程，不仅如此，我们还要营造“鼓励创新、宽容失败”的颠覆性技术培育环境。
 

    在人才培养方面，一是建立颠覆性技术培育的人才环境。要建立激励机制，鼓励大家勇于超越现有技术体系与模式，大胆尝试新的创新思维与思路；要建立人才免责机制，支持可能产生颠覆性创新成果的非共识项目，宽容颠覆性创新活动失败。二是培养具有批判性思维的前瞻性创新人才。三是培养跨学科与交叉学科人才。四是建立高校、企业、科研院所联合培养人才机制。五是将科学素养与工程经验相结合，鼓励校企合作培养具有科学素养、精于实操、善于解决复杂技术问题、能够洞见未来技术发展的卓越工程师。卓越工程师对颠覆性技术的培育和发展应当发挥重要作用。
 

    在产教融合方面，一是打造产学研用深度融合的创新链，为颠覆性技术创新提供支撑。在产学研融合基础上，建立颠覆性技术创新联盟或新型平台，并鼓励龙头企业联合高校、科研院所和产业链上下游企业，加强不同领域、不同学科之间的协同，开展新原理、新技术及交叉领域研究，在推进颠覆性技术创新过程中形成合力。二是要充分发挥高校科教资源优势，探索多元化科研组织模式，加强高校开展有组织科研和自由探索相结合的基础研究。三是加强自主研发与国际合作的结合，我们必须坚持自主创新，同时要坚持更高水平开放，追踪发达国家布局前沿性、颠覆性技术的动态，在合作开放中形成更强创新力、更高附加值的产业链。

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    来源 | 本文系光明社教育家原创，原标题为《要营造“鼓励创新、宽容失败”的颠覆性技术培育环境——访中国工程院院士、中国科协副主席、中国机械工业集团总工程师陈学东》

    作者 | 王湘蓉

    统筹 | 周彩丽