摘 要：近年來，我國新發展階段對基礎研究和原始創新提出了更為緊迫的要求。本文運用C-D效用函數，從人力成本的角度出發，基于統計年鑒中的相關數據，測算我國2012—2020年基礎研究經費的最優投入規模和最優執行結構。結果顯示：投入規模方面，2019、2020兩年基礎研究經費占R&D經費最優比分別8.16%和8.15%；與此相比，我國實際基礎研究經費投入強度要低2%。在經費執行結構方面，高校執行經費占比較低，低于最優比近10個百分點。最后，本文基于測算結果，圍繞基礎研究經費投入規模和執行結構以及相關制度環境等方面，提出相應建議。關鍵詞：基礎研究，經費投入規模，經費執行結構，C-D效用函數研究與開發（Research and Development，R&D）是指在科學技術領域，為增加知識總量（包括人類文化和社會知識的總量），以及運用這些知識去創造新的應用進行的系統的創造性的活動，包括基礎研究、應用研究、試驗發展三類活動[1]。其中，基礎研究（Basic Research）是一種旨在改進科學理論，以更好地理解和預測自然現象的科學研究活動。基礎研究主要專注于創造、解釋、驗證和批判已觀察到的基本原理、規律和新知識，被認為是研發活動的重要組成部分。基礎研究是科學研究發展以及社會科技革命的基石，把發展基礎研究同發展高技術產業和改造傳統產業結合起來，可促進我國科技經濟快速發展。需要注意的是，基礎研究的成果具有一定的未知性和滯后性，過多的經濟投入勢必會造成資源的浪費。同時，基礎研究激發的新思想、原理和理論成為不同領域進步和發展的基礎。例如，如果沒有一個多世紀前進行的純數學研究，今天的計算機就不可能存在。因此，測算合適的基礎研究經費投入規模，不僅有利于促進我國解決“卡脖子”技術問題，還能夠保證我國科研資源的高效利用。在基礎研究經費的執行方面，大學和科研機構一般被認為是基礎研究的主力軍。同時，企業的作用也不容忽視，企業參與基礎研究工作也是新興產業和前沿性科技企業自身發展的需要。企業是科研成果和創新技術的應用主體，企業參與基礎研究工作將對相關研究起到引導作用，否則導致研究成果脫離市場和產業的要求，難以轉化為可應用的產業技術，降低研究成果的轉化效率。近年來政府已經開始鼓勵企業與高校、科研機構之間的產、學、研結合。企業與大學結合，可充分依托對方的優勢，大學具備大量的專業型人才及相對健全的科研環境，企業則具備豐厚的資金、設備及信息用來支持科研工作穩定的進行[2]。目前，學界圍繞基礎研究投入已開展部分研究。宋吟秋[3]運用經濟學中的效用理論，對我國近十多年來的R&D經費支出進行了分析，指出我國R&D經費支出的結構不盡合理，應當增大基礎研究在R&D經費支出中的比重，減少試驗發展的比重；楊愛華[4]以過去十年我國基礎研究投入的各項統計指標為基礎，分析了近十年來我國基礎研究投入的現狀與特征，為基礎研究經費投入總量穩步遞增，但投入強度缺乏穩定性，基礎研究投入總量及基礎研究經費占R&D經費總投入份額與國際比較偏低，企業基礎研究投入所占份額偏小，基礎研究投入與產出的效益不高；趙立雨[5]系統分析了美國聯邦政府基礎研究投入與執行、基礎研究經費管理經驗，結合我國實際情況，提出了加大基礎研究投入力度、充分發揮政府的引導和支持作用、構建有效的協調機制和加強基礎研究經費績效評估等相關政策建議；張明喜[6]借鑒發達國家基礎研究的投入機制，根據我國國情提出相關政策建議；曾繁英[7]通過Cobb-Douglas效用函數（C-D函數）推導出福建省政府科技投入的最優決策模型，以此逆向考察財政科技實際投入偏離最優值的程度；朱迎春[8]通過對多數創新型國家的基礎研究經費投入進行分析比較，發現中國存在基礎研究經費占R&D經費比例不高，地方政府和企業對基礎研究投入不足，高等學校R&D經費中基礎研究經費占比偏低，基礎研究經費長期依賴競爭性支持等問題，并提出優化中國基礎研究經費投入模式的政策建議；吳憲宇[9]從國家經濟實力、科技實力、人才實力3個相關因素出發，評價基礎研究經費投入強度，探索國家基礎研究經費投入與國家發展實力之間的規律關系，為國家合理基礎研究強度目標的制定提供借鑒。上述研究為深入研究基礎研究經費問題開拓了思路，然而大多停留在國內外案例分析以及對比的定性研究，所得結論也是基于案例對比的歸納總結。因此，本文基于Cobb-Douglas效用函數（C-D函數），以我國2012—2020年基礎研究經費的投入情況為研究數據，從人力成本的角度出發，對我國基礎研究經費的最優投入規模以及經費執行結構進行量化分析，為后續相關政策的制定和出臺提供理論數據支撐。如圖1所示，我國基礎研究投入總量穩定增長，基礎研究經費從2012年的498.81億元增長至2020年的1467億元，年均增長率15.56%，是上個10年（2002—2011年）基礎研究投入總量的近5倍。基礎研究經費投入的規模強度可以表現為基礎研究經費內部投入占R&D經費的比重。基礎研究投入規模強度小幅攀升，占R&D投入比例從2012年的4.84%提高至2020年的6.01%，且連續兩年超過6%，基本扭轉了多年來徘徊在5%左右的局面。目前我國基礎研究經費的投入渠道主要還是來自政府財政資金。從《中國科技統計年鑒2021》可以看出，基礎研究費用的財政性投入資金從2012年的325.8億元增長至2020年的880.55億元，占總投入比例近70%。其中地方財政投入快速提升，從2012年的33.56億元增長至2020年的255.19億元，年均增長率28.23%，超過總投入增速13個百分點。中央財政科技計劃管理制度實現重塑性變革，實現對分散在40個部門管理的近百項科技計劃（專項、基金等）優化整合，建立五大類科技計劃布局并實現新舊管理體系的平穩過渡。其中，國家自然科學基金是國家科技計劃中資助自由選題基礎研究的唯一渠道，也是中央財政支持基礎研究的主渠道，在穩定支持基礎研究人才隊伍和促進學科均衡發展方面發揮了重要作用。長期以來，我國基礎研究投入超過90%來自中央財政，其他渠道投入很少。同時，OECD數據顯示，美國基礎研究經費中，聯邦政府資金占比50%左右，企業資金占25%左右，高校和非營利機構資金占25%左右。相比而言，我國基礎研究經費投入亟須向多元化轉變，多元化不僅有利于保障基礎研究資金的總量，更能增強基礎研究的多樣性，更好發揮其在滿足國家戰略需求和促進經濟社會發展方面的積極作用。如圖2所示，整體來看，中國與美國每年的基礎研究投入差距逐漸增大，根據OECD數據，2020年中國基礎研究投入為350.50億美元，而美國則高達1078.95億美元，是我國的3.4倍，超過法、日、韓、英、新和我國投入總量之和。數據來源：OCED數據庫Research and Development Statistics（購買力平價美元計算，當前價格，單位：億美元）。在基礎研究經費的投入強度方面，中國基本徘徊在5%?6%，美國近十年來的基礎研究投入占R&D投入比例基本保持在16%左右，存在較大差距。基礎研究經費的支出按執行部門進行分類，可以分為四個部分——企業、研發機構、高校和其他。如表1所示，我國基礎研究經費執行結構基本穩定，高校和政府屬研究機構執行的基礎研究經費占全國基礎研究經費的比例繼續保持在96%以上，企業執行的基礎研究經費占比由2012年的1.77%提高至2020年的3.80%。美國基礎研究經費執行機構的統計，與我國的統計目標不盡相同，但是也具有一定的參考價值。根據美國國家科學基金會（National Science Foundation，NSF）統計顯示，美國聯邦政府2020年的基礎研究經費支出為415.47億美元，其中，投入高等學校的比例為44.45%，投入聯邦政府內部機構的比例為18.50%，投入聯邦資助研發中心（Federally Funded Research and Development Center，FFRDCs）的比例為14.7%，非營利機構和企業占比分別為10.41%和7.57%，還有極少量經費投入到地方政府和國外，所占比例分別為0.27%和0.53%。2012年至2020年期間，我國對基礎研究的經費投入一直呈現上升態勢。從投入規模來看，基礎研究的經費數量以及占R&D總經費的比重不斷攀升，但還是低于美國在基礎研究上的經費投入規模；從經費執行的結構來看，受貿易摩擦、科技戰的影響，使得越來越多的企業也意識到了基礎研究的重要性。同時，國家也在鼓勵和引導企業參與基礎研究工作，從2012年至2020年，企業執行基礎研究費的比例不斷上升。與之相比，高校和科研機構的基礎研究費執行比例較為穩定，但是低于美國高校的經費執行比例。基礎研究投入的增加在一定程度上會對產出的提高起到積極的作用，但是巨額的財政科技投資是否能夠產生預期的作用，其投入和產出的關系是否為線性正相關，目前的研究結果各異、看法不一[10-11]。有必要對我國基礎研究經費的投入進行量化分析，計算基礎研究經費最優的投入規模。模型的構建思路是基于C-D效用函數，選取替代性的成本價格指標，從微觀資源最優配置角度，測量我國基礎研究經費的最優投入規模和執行結構。其中C-D效用函數常用于表示經濟學中關于消費者消費商品的滿意程度。效用作為一個經濟學概念，指消費者通過消費使自己的需求得到滿足的度量[12]。在經濟學中，C-D效用函數用于衡量普遍的效用問題，其中較為常見的規劃模型如下：目標函數中的x1和x2分別表示的消費者對兩種商品的消費數量，而目標函數的函數值U (x1,x2)則表示不同數量組合商品所能獲得的效用值，α和β分別表示的是對兩種商品的偏好程度。兩種商品具有各自的價格P1，P2，消費者的總成本TC（即約束方程之一）可以表示為P1·x1+P2·x2=TC。C-D效用函數應用于測算基礎研究投入規模，由于研究對象不是通常意義上的商品，不具備價格，所以在經濟學研究中常采用的替代方法，將在x1和x2上投入的成本作為它們的價格[13]。基于此，式（1）中x1和x2分別表示為R&D經費內部投入中基礎研究投入資金和非基礎研究（應用研究和試驗發展的總和）投入的資金，U (x1, x2)表示的是基于上述兩種投入下的效用。α和β分別表示的是基礎研究費用和非基礎研究費用的比例。假設P1，P2分別表示基礎研究經費成本和非基礎研究經費成本，則對于不同數量組合的總成本為TC。基于上述規劃問題的計算，可以得到效用U (x1, x2)最大的情況下，基礎研究經費和費基礎研究經費的最優比例，即可以確定基礎研究經費的最優投入規模。為了方便計算，對上述模型的目標函數進行等價變化，兩邊同取對數可以得到：上式是多元函數條件極值問題，以兩種商品配比α和β為自變量，構建拉格朗日函數可以得到：L(x1,x2,λ)=1nU (x1,x2)-λ·(P1·x1+P2·x2-TC)L(x1,x2,λ)=α·1nx1+β1nx2-λ·(P1·x1+P2·x2-TC)分別對拉格朗日函數中各自變量求偏導，令其結果為0，則得到以下方程組：式（5）表示的就是當效用U (x1,x2)最大時，基礎研究經費和非基礎研究經費的最優比例，也就是可以得到基礎研究經費最優的投入規模。按照執行部門劃分，基礎研究經費的支出主要分布在企業、研發機構、高校和其他部門。如何合理配置基礎研究經費在四個部門的分布，也可以借用C-D效用函數，得到以下模型公式：其中，x1，x 2，x 3和x 4分別表示的是基礎研究經費在企業、研發機構、高校和其他部門這4個部門的投入金額，a，b，c和d分別表示基礎研究經費在上述4個部門投入經費的比例，P1，P 2，P 3和P 4表示的是基礎研究經費在這4個部門的資金成本。基于我國在2012—2020年間基礎研究經費的投入狀況，利用C-D效用函數計算我國基礎研究經費的最優投入規模和經費的最優執行結構配置。其中，數據來源為2012—2020年的《中國科技統計年鑒》。在研究我國R&D經費投入效用最佳時的基礎研究經費投入規模時，將應用研究和試驗發展的經費統稱為非基礎研究經費。每種經費的成本可以通過人力成本來計算，即基礎研究經費成本等于基礎研究經費的金額除以參與基礎研究的人員全年全時當量。同理，非基礎研究經費的成本等于應用研究和試驗發展經費的總和除以這兩種經費的人員全年全時當量。表3是計算得到的我國2012—2020年基礎研究經費最優投入規模和實際投入規模。結合表3可以看出，我國基礎研究投入占全社會研發總經費的比重在2019年首次超過6％，投入規模仍然偏低。按照本文測算，近兩年基礎研究經費占R&D經費的最優比重應該提升到8%左右。這一結論與《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中所提到的要把“基礎研究經費投入占研發經費投入比重提高到8%以上”一致，一定程度上也能反映出計算結果的可信性。基礎研究是實現高水平科技自立自強和高質量發展的基礎，對基礎研究的投入不足還會導致基礎研究人才隊伍的不穩定，連鎖反應后勢必對我國發展起到阻礙作用。基于式（6）可以得到基礎研究經費在企業、研發機構、高校和其他部門的最優資金分配結構。參照式（6）計算基礎研究經費在四個部門的資金成本，我國2012—2020年的基礎研究經費在上述四個部門的投入情況如表4所示。結合表5可以看出，我國基礎研究經費在執行結構上存在一定的問題。其中，高校作為基礎研究的重要力量，其實際研究經費占比與最優比相比一直較低，近年來甚至出現了下降趨勢。從測算結果來看，企業執行經費的比例在數量上可以繼續維持，但是需要將部分科研機構的經費向高校傾斜。建議在現有基礎上，將高校執行的基礎研究經費比例提高10個百分點以上。高校有著齊全的學科和豐富的人才，是基礎研究的主力軍。尤其在面對“卡脖子”等難題時，必須要加大對高校的基礎研究投入，提高自主創新能力。必須要加強全社會對基礎研究的認識，遵循基礎研究活動的特點與規律，上下形成合力推動我國基礎研究穩步發展。一是要充分認識到基礎研究不僅僅是在創造知識，更重要的是為未來技術奠定科學基礎。全社會上下要長期、穩定和有質量地給予基礎研究投入，同時優化資源配置效率；二是在相關科技政策的制定過程中，要科學看待基礎研究和成果轉化的關系，基礎研究和成果轉化是科學技術創新過程中的不同階段，兩者缺一不可。要兼顧政策的實用導向和科學導向，給予基礎研究具有彈性、柔性的發展空間；三是積極營造包容失敗、鼓勵嘗試的科研氛圍，放手科研一線人員“天馬行空”地開展基礎科學問題項目的研究，引導科技界樹立創新自信，鼓勵支持原創性研究，發揮首創精神。應持之以恒加強基礎研究，建立多種形式的投入渠道加大對基礎研究的持續投入和穩定支持，將基礎研究經費占R&D經費的比例提高至8%以上。一是中央政府要加大對國家自然科學基金的投入力度，優化國家自然科學基金重大項目、國家重點研發計劃的問題產生與組織實施機制；二是要積極鼓勵和支持地方政府與國家自然科學基金委建立聯合基金，以中央財政投入引導地方提高基礎研究投入比例；三是建議通過加大對企業投入基礎研究的稅收優惠力度，加大基礎研究活動在國有企業考核體系中的比重和力度等方式，進一步鼓勵有條件的央企或者民營企業加大基礎研究投入；四是加大國家戰略需求導向的基礎研究項目資助力度，進一步擴大面向國家重大需求的基礎研究重大項目資助規模和重大科研儀器設備研制專項資助規模。積極改善經費支出結構，尤其是加大對高校基礎研究支持的力度。在現有基礎上，維持企業執行基礎比例，將高校執行基礎研究經費的比例提高10個百分比，并營造鼓勵科學研究的制度環境。一是持續加大對國家重點實驗室經費、高校基本科研業務費等專項經費的支持。提高國家重點研發計劃中穩定支持基礎研究的比例；二是建立與資金投入強度相匹配的制度保障措施。一方面，加強對基礎研究經費管理的能力建設，實現經費管理的科學化和精細化，提升基礎研究經費整體使用效率。另一方面，要深化高校和科研事業單位及科研人員工資制度改革，建立體制內科研人員基本待遇穩定增長機制，提高穩定收入在科研人員收入中的比例。此外，還應支持高校、科研院所自主布局基礎研究。擴大高等學校與科研機構學科布局和科研選題自主權，鼓勵科學家圍繞重要方向開展長期研究，敢于挑戰最前沿科學問題，在獨創獨有的領域和問題上下功夫，努力開辟新領域、提出新理論、設計新方法、發現新現象。在基礎研究領域，要以國家重大需求為導向，制定國家基礎研究指導戰略，集中突破關鍵基礎理論，發揮政、產、學、研協同創新優勢。一是政府要加強戰略研究，通過政府資助引導基礎研究各方在研究方向和研究目標上實現協同，引導高校在國家自然科學基金、國家科技專項的指南編制、方向凝練等方面發揮更大作用；二是要形成科研院所、一流高校和重點企業從事基礎研究的新格局，著力破解制約科研基礎設施及大型科研儀器開放共享等制度性障礙；三是在平臺共建方面，建議支持高校、科研院所瞄準國家急迫需求的基礎研究前沿領域，共建專業領域基礎研究協同創新平臺吸引全球基礎研究頂尖人才，培養基礎研究后備人才。支持高校、科研院所共建省實驗室和國家實驗室，重點開展關鍵技術領域基礎研究和核心技術攻關。
參考文獻（略）
作者簡介：陳 峰，男，博士，中國科協創新戰略研究院博士后，研究方向為科技政策、第三方評估。
引用本文：陳峰.我國基礎研究經費投入規模與執行結構的量化分析研究[J].今日科苑，2022（4）：31-40
