为构建重大科学技术创新体系夯实基础
一个多世纪以来，曾经在科学技术上长期领先世界的中国，却由于技术落后而受制于西方。关键就在于西方从前工业时期以来科学技术创新的突然加速。揭示西方科学技术创新突然加速并能够持续的原因，对于提升自主创新能力、结束受制于人的局面具有重要意义。
现代制造业是一个体系，这是众所熟知的。例如：汽车的制造能力不在于某个工厂是否能够造出汽车，而在于是否具备制造汽车的产业链。事实上，现代社会各种科技产品都是依托社会化生产体系制造出来的。例如：纸杯子的制造虽然简单，却也需要原料、设备、运输等多个环节的社会化生产体系来支撑。
英国在前工业时期，已经形成了初步社会化的生产体系。据亚当﹒斯密在《国富论》中的记载，当时像衬衣、床具、刀子等普通用品，其生产和运输过程要涉及许多行业上万名工人，已经是社会化分工协作生产体系的产物。有了社会化分工协作生产体系的支撑，不仅使得创新发明变得便捷，也使得对于创新发明的需求显著增加，由此具备了科学技术创新迅猛发展的条件。因此，在前工业时期，英国科技创新突然加速，虽然与物产丰富、工商发达、交通便利、法规跟进等各种具体因素有关，根本的原因却是在这些因素共同作用下形成的社会化分工协作的生产体系。
瓦特蒸汽机的发明就是在这样的背景下，依托社会化分工协作体系完成的。伴随瓦特蒸汽机的推广应用，在生产、科研、管理等多方面、多层次形成了分工协作体系，这为进一步的科技创新创造了条件，使得现代科技创新进入了一个持续快速发展的轨道。
有了社会化分工协作的体系并不等同于具有重大科技创造新兴事物的能力，重大科技创新往往需要构建专门的创新体系。瓦特发明蒸汽机是工业革命进程中的一个重大事件，在瓦特蒸汽机出现之前，虽然已经形成了社会化分工协作的生产体系，并出现了科技创新突然加速的局面，但是，这些创新发明的制造过程都比较简单，可以由工匠直接完成。而瓦特蒸汽机的制造在当时却是极为复杂的，单靠几个工匠是不可能完成的，需要构建专门的创新体系才能完成。
1765年，瓦特完成了蒸汽机的设计。而之后制造蒸汽机却遇到了很多困难，用了将近10年时间都难以克服。例如：气缸和活塞之间的漏气问题。瓦特曾经在活塞的密封材料上进行过很多试验，但都不能解决问题。漫长的研究和大量的投入把瓦特弄得债台高筑，难以为继。后来，瓦特请大企业家博尔顿提供资金支持，在两人讨论合作事宜的信函中，博尔顿直截了当地向瓦特指出蒸汽机研发工作中存在的问题：“您似乎只想为发明机器求助资金，至于如何保证机器精确地制造出来以及组织营销，并没有通盘考虑。据我所知，您的蒸汽机不是那种粗笨的装置，精度要求极高，一般工匠很难达到要求。”
博尔顿的这些话并没有马上引起大发明家瓦特的注意，直到两年多以后，他们才正式合作研发蒸汽机。博尔顿随即采取了一系列措施，有力地支撑了蒸汽机的研发。例如：把研发基地迁移到当时英国机械工业中心伯明翰，招募优秀的工匠组成蒸汽机研发制造团队；委托外地制造所需要的各种小零件；到威尔金森机械厂定制汽缸，结果镗出的汽缸完全满足瓦特蒸汽机的要求。1776年，第一台商用瓦特蒸汽机投入运行。
大家都知道瓦特发明了蒸汽机，事实上，蒸汽机最终能够制造出来，却离不开博尔顿的策划布局。大发明家瓦特在当时难以完成从总体上策划布局的工作，除了缺乏资金，关键还是缺乏全盘布局的意识。作为发明家，瓦特关注的是通过自己的实验研究解决问题；而企业家博尔顿则具有全盘的商业运作理念，关注的是如何构建创新体系，以便充分组织利用社会资源来支撑蒸汽机制造。通过构建专门的创新体系完成科技创新，博尔顿的这种做法对于推动重大科技创新有着普遍的意义，并被沿用下来。
美国具有超强的科技创新能力。其中，美国能源部主导的科技创新体系拥有17家大规模的国家实验室，总人数在5.7万左右，是美国科技创新体系的重要组成部分。其研究成果引领了能源及相关领域的科技创新，已成为世界各国效仿的典范。为了推动重大科技创新，美国能源部也采取了构建专门的创新体系的做法。
美国能源领域的科技创新体系，主要包括大学、国家实验室等政府科研机构、企业以及非营利性组织4类。大学主要从事教学和基础研究，研究团队通常规模较小。而企业则根据市场需求，聚焦短周期解决方案或技术集成。美国能源部下属的国家实验室作为能源创新体系中的关键节点，主要从事大学、企业不愿或不能从事的长周期研究，填补大学基础研究与企业技术创新之间的空白。美国能源部内部设有12个科研办公室，分别负责相关领域的科研计划、项目及经费等，对于科研工作进行管理。值得注意的是：其管理工作并非仅仅着眼于孤立的项目，而是着眼于整个创新体系，统筹能源部国家实验室，以及大学、企业等优势科研力量，不断健全研究链。例如：科研办公室在10个国家实验室分别设立了现场办公室，以便及时掌握研究进展情况，针对存在的问题组织开展新的研究项目，有效支撑研究工作的进展。确保研究体系的完整、协调和高效。形成了政、产、学、研、用多方密切协作的科技创新体系。各个领域的科研办公室在整个创新体系的建设和运行中发挥了策划布局的重要作用。
通过构建专门的创新体系来支撑重大科技创新，在这一点上，瓦特蒸汽机的发明和美国能源部的科技创新体系采取的方法是一样的。所不同的是：瓦特发明蒸汽机所需要的创新体系还是比较简单的，仅凭某个人的力量就能够完成；而今天的重大创新所需要的创新体系已经很复杂，需要有专业的组织机构才能完成。美国能源领域科技创新是在两个方面开展工作：一是技术方面的研究和实现；二是对于技术研究相关的创新体系开展针对性的研究和构建。后者对于美国能源领域科技创新取得显著成效具有极为重要的作用。
总结来看，与古代科学技术产品依靠作坊、工匠直接完成的生产方式不同，现代科技产品都是依托社会化分工协作体系完成的，体系化是现代科技产品普遍的、根本的特点。具有重大影响的科学技术创新需要更加复杂的创新体系来支撑，本质上也是体系化的问题。美国能源部通过设立专业机构，对于创新体系中存在的问题进行调查、研究，制定对策不断健全创新体系，也就是通过采取组织措施，为构建重大科学技术创新体系夯实基础，从而实现了创新体系建设的制度化、体系化。此外，美国在推进数据战略中也采取了这种通过设立机构来构建专门的创新体系的做法。因此，采取组织措施，为构建重大科学技术创新体系夯实基础是美国保持超强科学技术创新能力的关键举措，值得引起高度关注。
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