科技优先领域的概念、评价方法及应用*，本文主要内容关键词为：概念论文,领域论文,评价论文,方法论文,科技论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
选择和优先权问题是任何决策过程中必不可少的组成部分。本文集中讨论了优先领域的概念、评价方法以及在化学学科中的应用。
关键词：优先领域 评价方法
1.优先领域的概念
所谓的优先领域。简单地说，就是我们期望获得最大知识回报的领域，从政府研究的角度，我们认为，优先领域的概念至少包括以下方面的含义：①优先领域是一个战略研究概念，它体现了一种战略规划和调控引导的思想。其目的是，通过优先领域的研究，促进科技资源的优化配置，促进科技发展和社会需求的协调发展。优先领域企图从战略上对基础研究和应用基础研究，甚至工业研究与开发中的一些具有战略意义的研究领域进行定义。优先领域大致可分为以下四类：基础性研究的前沿领域与课题、期望获得重大科技进展的战略研究项目、可能形成新技术或新技术产业并对国家经济发展可能产生重要影响的科学领域、根据本国资源和面临的问题必须加以研究的重要领域。②优先领域的确定体现了一种学科布局的思想，而不仅仅是简单的排序概念。确定优先领域的同时，应处理好“优先”与“非优先”的关系，保证学科发展有一种合理的布局。③优先领域不是传统概念上的单一学科，而是针对某种特大的科学和社会需要提出的问题在科学研究上的具体体现，属于学科发展研究的方向的概念范畴。它是有关分支学科群的共同研究方向的具体表现。④优先领域本身是一个动态的概念，应注意把随时出现的新的前沿纳入业已开列的优先领域清单之中。
2.国内外研究现状
优先领域的评价问题在国内外已引起了相当的重视。70年代初，为了帮助发展中国家发展科学技术，联合国教科文组织（UNESCO）在专家协助下，建立和发展了一套确定科技优先级别的方法，该方法实际上是一种相关分析法。其主要内容是通过专家咨询，编制和分析三个矩阵：①编制国家社会发展目标D/D矩阵。D/D矩阵元的值表示国家发展目标之间相互支持的相对重要程度。此项工作的目的是确定国家发展目标的优先次序。②编制学科领域对社会发展目标支持的相关矩阵S/D矩阵。 S/D矩阵元的值表示学科领域对发展目标支持的相对重要程度。 ③编制学科领域之间相互支持矩阵S/S矩阵。S/S矩阵元表示学科领域之间相互支持的相对重要程度。最后，通过对D/D、S/D、S/S 三个矩阵的运算确定科学技术的优先级别。显然，通过以上方法确定的科学技术的优先级别并非是优先领域，因为优先领域是学科群的共同研究方向的具体表达。此外，社会发展目标不是发展目标的完全集，发展目标包括学科自身发展目标、其他学科发展目标和社会发展目标。社会发展目标该用发展目标来代替。因此，直接运用UNESCO方法从相关性角度来评价我国学科发展的优先领域显然是行不通的。
1972年，美国物理学家布鲁姆利在进行物理学优先领域评价时，曾对若干种确定优先领域的定性评价方法进行了总结，其主要结论，即确定优先领域的主要方法有如下几种：①把对优先领域的支持建立在有关人员的卓越才能及其过去成就记录的基础之上；②把优先领域的确定建立在申请压力和同行专家小组评议起主导作用的市场评价的基础上；③把优先领域的确定建立在温伯格（美国）提出的那些标准相类似的具有内在价值和外在价值的标准的基础上；④把优先领域的确定建立在鉴定“灾区”领域的基础之上，确定在每一总经费水平上如何重新资助以优化国家科学活动，并在总体上保证其健康状况；⑤在经过标准的审查和质询程序后，在提交裁决竞争提案的科学会议之前，把优先领域的确定建立在公众听证结果的基础上。布鲁姆利在总结以上诸方法的利弊的基础上，提出了优先领域评价的三组标准：内在价值标准、外在价值标准和结构标准，相应地有17项评价问题。其中内在价值是指某一领域的工作将对人类认识自己的世界或宇宙产生的影响。外在价值指某一领域对其他学科或技术领域和对解决人类问题的影响。结构是指对该领域所属学科研究能力的影响。布鲁姆利通过对三组标准17个评价问题进行专家咨询，对物理学中八个二级学科69个领域进行了评价。评价结果得到了各分支学科及领域17个评价问题的得分及其得分分布图，认为物理学领域存在一种合理的平衡。
布氏方法是针对美国物理学现状，主要研究物理学中的平衡情况，旨在保持和力争美国物理学研究全面处于世界领先地位而设计，它并没有得到物理学中的优先领域。它实际上是对学科发展布局评价的一种方法，我国还属发展中国家，科学研究事业虽已达到一定规模和水平，但目前受人力和财力资源的限制，试图使科学技术全面赶超世界先进水平显然是不现实的。因此，布氏方法还不能适用于我国情况。我国有关学者在科技优先领域评价方面也做了大量工作。目前，许多工作还局限于单纯孤立地研究和应用类似于布氏方法的评价指标法或UNESCO方法。我们必须融汇多种方法，针对学科特点和国情对优先领域进行全面和系统研究。
3.评价的方法
我们结合相关分析法、评价指标法和科学计量法，提出优先领域评价与确定的方法和程序如下：
（1）需求分析与发展目标确定
需求分析的内容包括对学科自身发展需要分析、其他学科发展需要分析和社会需要分析。学科自身发展需要分析的主要内容是学科自身所赋予的历史使命分析与确定。例如：化学自身所赋予的历史使命是：①弄清各种物质在各种状态下的组成、结构和性能等及其相互关系；②弄清各种物质结构变化的机理细节及其结构变化的控制方法和手段；③弄清各种物质化学反应的机理细节及其控制方法和手段；④根据各种需要能够任意设计和合成各种性能的化合物。其他学科发展需要分析的主要内容是分析它们对该学科领域的依赖情况。社会问题和社会需要分析是指对该学科有所依赖的社会问题和社会需要的分析与确定。例如对化学有所依赖的社会问题和社会需要有增产食物、增加能源、发展材料、裨益健康、改善环境和增强国防等。
（2）评价学科领域发展目标之间的相关性 目前， 描述科技领域之间及其与社会经济之间相关性的方法大致可分为三类：①相关图法；②相关矩阵法；③逻辑符号法。其中相关图法的主要优点是直观形像。但是其缺点是，由于体系的庞大用此法难以描述其全貌。相关矩阵法的优点是便于运算，其缺点是，用此法仅能描述一种关系，即科技领域之间及其与社会经济之间的相互支持关系，实际上，它们之间还存在着其它的关系，因此，用相关矩阵法也不能描述其相关性的全貌。逻辑符号法的优点是能够全面系统地描述各种关系，但是，其缺点是，目前还没能找到一种简便的运算方法，以进行汇总归纳。此外，由于科学技术体系如此庞大，而且，各个学科、领域乃至研究方向均相当专业化，任何一位科学家都是无法给出较为精确的评价值。要获得全面的相关性知识，通常需借用Delphi专家咨询法。用相关性知识获取的难易程度来看，相关矩阵法较易直接获取相关性知识。一般地，如果综合运用以上三种方法，将会达到最佳的效果。
（3）优先领域的确定
通过分析各学科领域与各种需求间的相关性，以及比较国内外优先领域研究的现状，明确需要学科支持的发展目标，提出学科群的共同研究方向，即学科的优先发展领域。
4.在化学中的应用
在本项研究中，我们运用上述的系统过程，并在化学界进行了广泛的专家调查和咨询（其中参加咨询的专家有学部委员18位，教授125 位）。通过综合整理，提出我国化学科学中的十大优先发展领域：对化学反应性能的理解、分子设计与分子工程、化学催化、生命过程中的化学、材料研究、能源研究、农药研究、药物研究、环境化学和极端条件下的化学行为。
（1）对化学反应性能的理解
化学反应性能的理解的深入研究将对化学自身的发展起固本作用，它包括以下两方面：①分子动态学：实时快速化学过程、能量转移、反应位能面的量子化学从头计算、态一态化学、模式选择化学、多光子激发；②反应途径（reaction pathways）：有机合成的选择反应途径、无机和有机的交叉、新型固体、光助反应途径。
（2）分子设计与分子工程
反应途径研究的目的是为合成任何需要的化合物服务。因此，分子设计与分子工程显然特别重要，该领域包括：①有机分子结构与性能关系的智能系统及有机分子结构设计智能系统；②无机微孔晶体的定向设计合成；③生物分子设计与蛋白质工程，药物设计与分子工程；④将计算机应用于高分子科学领域，利用分子设计原理，按人们愿望合成具有预定性能的高分子材料。
（3）催化 催化对社会经济的发展起着举足轻重的作用。目前， 大约有70%的化工生产是靠特定表面化学活性的催化剂来进行的，因此国内外化学家均认为催化是优先领域。其中多相催化、均相催化、光催化和电催化、人工酶催化等均是催化中的重要研究方向。它们的研究包括：①催化的机理研究；②重要催化剂的探索、设计与合成。
（4）生命过程的化学 研究生命中发生的分子反应， 对于发展基础自然科学和应用于人体保健、动物保健和农业前景远大。生物学的大部分内容可归纳为两大类分子水平上的问题：①受体一底物相互作用；②膜和方向性化学。
（5）材料研究 绝大多数的结构材料（包括涂料、填料等）、 光学材料、电磁学材料、特殊功能材料（包括生物医学材料等）、极端条件下所用材料等基本上是无机材料、有机材料和高分子材料。材料研究中的化学优先领域主要分三个方面：①化学物质的结构与性能的研究；②具有光、电、磁、生物等功能材料的研究；③稀土化学。
（6）能源研究 能源问题分两类，第一类包括煤、石油、 天然气、铀等地壳能源的高效或清洁利用，第二类问题是包括太阳能、氢能等的经济合理利用。能源的高效利用对于减少在这些能源使用中给环境带来的污染还具有重要的意义。它包括：①煤的汽化与液化；②天然气的清洁利用；③石油的精炼、提取和燃烧过程的研究；④油页岩和油砂等的利用；⑤太阳能利用；⑥生物质能的利用；⑦裂变能的利用；⑧聚变能的利用。
（7）药物研究 医药产业是当今世界发展最快的五大产业之一。我国年产销药品达300亿元，出口约7亿美元左右，共生产约3000多种化学西药，其中99%是仿制。1990年生产的783种西药中，仿制率达97.4%。随着我国与美国、欧洲共同体、日本、瑞士分别签署保护知识产权协议、关税与贸易总协定规范领域延伸到知识产权保护，以及我国即将加入关税与贸易总协定缔约国第一系列行动以后，我国西药工业必须要告别模仿阶段，必须立刻下大力气推进西药的研制与开发。为增进我国医药品的知识产权，为“复关”后抢占国内外市场作准备。我们除了要振兴西药业外，祖传的中药更需要发扬光大。中药的成份分析、药物构效关系以及药物的治疗机理等方面的研究均需要化学有关学科的支持。
（8）农药研究 据统计，世界谷物生产每年因虫害损失14%， 因病害损失10%，因草害损失11%。而投入农药1 元可以得到经济效益和社会效益8—10元。所以， 目前世界农药工业已经形成一个大规模的行业，每年农药销售额达200亿美元。今后世界农药的需求将持续增长。 现在，随着人们对保护环境和生态重要性的认识日益深刻，已不再强调杀生是农药的特征了，最新的概念是生物调节剂，认为用于影响、控制和调整各种有害生物（包括植物、动物和微生物）的生长、发育和繁殖过程，在保障人类健康和合理的生态平衡前提下，能有效地保护有益生物，较好地控制有害生物的那些具有特殊生物活性的有机物质便是农药。
（9）环境化学 大气、海洋、 陆地和生物圈通过在各自范围内发生的化学过程彼此紧密地联系在一起。人类对地球这个巨大反应器的干扰已不容再忽视了。许多发达国家对环境问题关注的是：痕量成分在内的链锁化学循环，决定性地影响同温层、平流层，以及通过雨水影响构成我们局部环境的土壤、湖泊等宏观的结构和行为。为了保护这些局部环境，必须弄清环境中存在什么样的化学物质，其浓度有多高；必须弄清这些化学物质会诱发什么样的化学反应，以及这些化学反应以怎样的速度进行着。前两个问题涉及分析化学，后两个问题涉及反应动力学。对我国来说，我们首先急需解决的问题却是能源的高效和清洁利用（特别是煤）以及改进许多落后的生产工艺，以控制给环境所带来的污染。我国工业能耗世界第一。在我们夺得煤产量世界第一的同时，却把一半以上的产量给浪费掉了。降低能耗和改进生产工艺等，化学起着重要和不可缺的作用，而化学中的催化又是关键之一。
（10）极端条件下的化学行为 我们过去所积累的有关化学变化的许多知识，只限于有影响的变量的狭小范围，其中最明显的是压力和温度。现在，随着所拥有的测试技术变得越来越强有力，我们就能够研究远远超越我们正常的周围环境条件下发生的化学过程。研究这种极端条件下的化学，能够扩展实验变量的数目，从而可以改变并控制化学反应性。同时，这些极端条件将苛刻地检验我们对化学过程的基本理解。凭借我们现有或将有的能力，集中力量进行极端条件下的化学研究，将会在新材料、新工艺、新设备和新知识等方面获得重大进展。我们的努力方向应包括超高压、超高温、气体放电（“等离子技术”）和接近绝对零度等极端条件下的化学研究。
Study on Priority Fields of Chemistry Science
Zhu Guangmei
( National Natural Science Foundation of China)
Chen Demian Liu Yun
(Hefei Univ.of Techonology) (Hefei Union Univ.)
注释：
*国家自然科学基金资助项目