科技创新发展趋势环境研究论文(共3篇)

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  • 更新时间2020-01-03
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  科技创新的相关政策可以说是供给成为促进创新活动进行开展的一个非常关键的动因了。而且现在很多企业也都开始对科技创新愈发的重视了。本文就整理了关于科技创新的论文范文,一起来看看吧。


  第1篇:促进适应气候变化科技创新的政策环境研究


  许端阳1,王子玉2,丁雪3,李达净4,宋阿琳5(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.北京林业大学,北京100083;3.东北农业大学,黑龙江哈尔滨150030;4.华中师范大学,湖北武汉430079;5.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081)


  摘要:系统地梳理适应气候变化科技创新的内涵与特点,分析世界主要国家促进适应气候变化科技创新的共性特征,基于ND-GAIN指数对我国适应气候变化的能力进行国际比较。在此基础上,从供给侧和需求侧,提出优化研发布局、加强技术扩散、开展气候可行性论证、提升适应标准、政府绿色采购以及开展国际合作等促进适应气候变化科技创新的政策建议。


  关键词:气候变化;适应;科技;政策


  根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的5次评估报告和我国发布的3次《气候变化国家评估报告》,气候变暖已是不争的事实。由气候变化引发的暴雨洪灾、干旱热浪、海平面上升等极端事件日益频发,对全球经济、社会和生态环境已构成严重威胁。同时,国际社会也意识到,今后数十年里即使采取最为严格的碳减排措施,也难以避免地球变暖所带来的负面影响,因此推行适应气候变化措施十分紧要。特别是《巴黎协定》提出了2度甚至1.5度目标,进一步突显了适应气候变化的紧迫形势[1]。


  提高适应气候变化能力,关键在于科技创新。然而,与适应气候变化的巨大需求相比,我国一些重要领域适应气候变化科技创新仍未取得实质性突破,在一些重大科研问题上缺乏话语权,如极端天气预报预警、全球变化监测、气候风险管理等。本质原因在于我国适应气候变化的专门化政策与相关制度的不完善,致使适应气候变化技术未能融入到国民经济和社会发展规划,适应技术的应用性不足。因此,本文在分析适应气候变化科技创新内涵特点基础上,系统地梳理了发达国家和新兴经济体推动适应气候变化科技创新的新举措,并与我国开展对比分析,提出政策建议,为我国完善适应气候变化科技创新政策环境提供支撑。


  1适应气候变化科技创新的内涵与特点


  1.1适应气候变化科技创新的内涵


  适应气候变化是指不同适应主体和部门采取切实可行的办法,将气候变化的不利影响控制在最低限度,从而有效地应对气候变化[2]。从适应气候变化科技创新的内容来看,首先需要明确变化趋势与风险;其次是要落实到具体的领域、行业与区域,如农业、林业、海岸带、干旱区、重大工程等;三是要采取针对性的措施趋利避害……这些都需要科技支撑。因此,我们认为适应气候变化科技创新是指围绕一定领域,针对长期气候变化和极端天气气候事件在不同生产部门和生活领域可能发生的风险,以趋利避害为原则、以提高适应气候变化能力为目标所采取的科学研究、技术研发以及相关管理制度的改革。


  1.2适应气候变化科技创新的特点


  1.2.1正外部性


  气候变化本身的全球性决定了适应气候变化科技创新具有明显的正外部性特征[3]。例如,一国的气候变化科技创新不仅提高了本国的适应气候变化能力,促进经济的绿色与可持续发展,同时为其他国家提高气候变化适应能力提供了借鉴与支撑,而全球适应气候变化能力也将随着技术的溢出效应而得以提高。国家内部亦是如此,如气候变化预测预警技术将提高不同区域、不同领域的适应气候变化能力,低碳标准等政策改革也将推动高排放行业的转型。


  1.2.2准公共产品


  应对气候变化问题的公益性决定了适应气候变化科技创新具有典型的公共产品属性[4],特别是针对气候变化敏感地区以及农业、水利、公共卫生与人体健康等领域,适应气候变化技术创新的供给主体必然是政府而非个人及私营部门。但适应气候变化科技创新并非完全的公共产品,一些技术也具有较好的市场应用潜力,如节水灌溉技术、抗逆品种选育技术、节能技术等,因此,适应气候变化科技创新应是一种准公共产品,其供给需要政府与市场的紧密结合。


  1.2.3分散性


  气候变化影响的广泛性决定了适应气候变化科技创新的分散性。这种分散性一方面体现在区域上的分散,如沿海、高原、生态脆弱区、高度城镇化区等对适应气候变化科技创新的需求具有明显差异;另一方面体现在不同的领域,即不同领域、行业适应气候变化的需求差异很大;同时,分散性也体现在适应气候变化科技创新的供给主体方面,如政府、企业、非政府组织或第三方机构等。


  1.2.4收益缓慢


  与其他产业化程度较高的技术不同,适应气候变化领域的技术公益性较强、产业化程度普遍较低,许多技术很难短期内在市场上获得相应的价值,这也就导致创新者承担了较高的风险。特别是初始阶段,一般只有投入,没有收益,甚至会长期存在投资与收益不匹配的问题,致使私营部门创新的热情不高,而政府部门则需在前期承担大量的研发投入。


  2促进适应气候变化科技创新的国际态势


  近年来,许多国家高度重视应对气候变化,并通过实施专项计划、制定低碳标准、实施绿色采购等多种手段支持适应气候变化科技创新。


  2.1加大适应气候变化科技创新战略部署


  美国2013年发布了《气候行动规划》,部署了碳减排、适应气候变化以及引领国际社会应对气候变化等3项核心任务,其中适应气候变化领域包括建立更强大、更安全的社区和基础设施,保护经济和自然资源等内容[5]。欧盟继2009年发布了《适应气候变化:面向欧洲的行动框架》白皮书后,于2013年发布了《欧盟适应气候变化战略》,把更好地知情决策作为3大战略目标之一[6]。英国2013年发布《国家适应气候变化规划》,部署了建筑环境、基础设施、农业和林业、自然环境等领域适应气候变化的具体目标和行动方案。德国2011年出台了《适应气候变化战略的行动规划》,加强对未来区域气候信息的预测、评价气候影响和脆弱性、开展适应应用研究等方面的投入。


  2.2重视适应气候变化领域基础研究


  对气候变化及其影响关键科学问题的理解与认识是制定适应气候变化战略与行动的重要基础,无论是政府间气候变化专门委员会的历次评估报告、国家重大研究计划以及学术界都高度重视这一问题。例如,2012年英国发布了首个《气候变化风险评价:政府报告》,识别了农业和林业、商业、健康、建筑和基础设施、自然环境等5个重要领域的风险和机遇[7],评估已有政策及未来政策需求,直接为英国2013年发布的《国家适应规划》提供了依据。本文以“climatechange+climaterisk+climateadaption”作为主题词在WebofScience上检索各国发表的关于气候变化风险和适应的SCI/SSCI收录论文,可以看出近10年来全球适应气候变化理论研究快速发展(见图1),美、英、澳等发达国家贡献最大。


  2.3积极利用低碳标准、绿色采购等政策工具


  以国家标准、政府采购政策等来淘汰落后产能、激励创新是发达国家促进适应气候变化领域科技创新的普遍做法。例如,英国2007年出台了《建筑节能法》,要求任何公共建筑在2013年后、私人建筑在2020年后都必须达到零能耗,这条标准的公布大大加快了英国建筑行业绿色、低碳技术的研发与应用[8]。欧盟议会设定到2020年欧盟范围内所销售的95%的新车的二氧化碳排放平均水平须不超过0.095kg/km,这项具有约束性标准的出台将迫使汽车制造商通过加强研发来降低车辆二氧化碳的排放量。另外,截至2013年5月,日本出台的《绿色采购法》已为19个领域的266个特定采购品目设定了采购标准,通过促进环保产品的采购来加快建设可持续发展的社会,将日本的绿色采购推向了新的发展阶段[9]。


  2.4注重区域差异化的适应战略与对策制定


  世界各国由于地域辽阔、自然气候条件多样、地区发展不平衡,本着因地制宜的原则,往往需要在不同地区建立分类指导的适应气候变化区域政策,增强适应气候变化政策的针对性、有效性,德国的KlimaMORO项目在此方面提供了良好的范式。根据“适应气候变化的发展战略”的KlimaMORO项目要求,从2009年起,德国的8个区域开始研究区域气候变化,共同的目标就是进行区域特殊性气候变化和发展策略的研究,每个区域针对自身气候变化和面临的威胁提出发展对策和具体措施。根据《美国市长气候保护协议》,美国很多城市已在总体规划中把应对气候变化作为重要任务,城市管理者将气候变化的目标纳入到已有的城市规划目标框架中。如圣莫尼卡、纽约等根据气候监测结果及其他因素制定了符合自身情况的预期减排目标值,并将这些目标值植入总体规划工作中,以指导城市规划具体行动[10]。


  2.5重视适应气候变化技术的推广


  要使适应气候变化科技创新的成果发挥最大的作用,加强各国之间的技术转移是必然选择,尤其是发达国家向发展中国家的技术转移,而在此方面国际上已取得一些积极的进展。例如联合国气候变化框架公约(UNFC-CC)设立了共同基金,强调要增加“更多且更新”的资源用于促进向发展中国家转移技术,以支持其应对气候变化的行动;而巴黎气候大会也进一步重申了应对气候变化技术转移重要性与实践路径。世界各国的气候合作也为技术转移搭建了平台。例如,2015年,美印双方在核能、太阳能及气候变化问题上开始积极合作,美国加强对印度的经济扶持与技术转移。2016年3月,《中美元首气候变化联合声明》发布,充分肯定两国在扩大清洁能源联合研发,推进碳捕集、氢氟碳化物的合作,启动气候智慧型、低碳城市倡议,推进绿色产品贸易,开展实地清洁能源示范等方面取得的丰硕成果;表示双方将通过中美气候变化工作组、中美清洁能源研究中心以及其他努力继续深化和拓展双边合作[11]。


  3中国适应气候变化能力的国际比较


  为更好地比较中国与世界主要国家在适应气候变化能力,特别是政策与制度环境方面的差距与不足,本文利用圣母大学研发的适应气候变化准备程度指数(ND-GAININDEX)进行分析[12]。该指数主要涉及两个方面:一是国家在气候变化面前的脆弱程度,二是国家在社会层面为应对气候变化的准备程度。


  3.1国家在气候变化面前的脆弱程度比较


  脆弱程度主要从食品、水、健康、生态系统服务、人居环境和基础设施等6个方面以及适应能力、暴露性、敏感性等衡量一个国家适应气候变化带来的负面影响的能力,得分越低,适应气候变化的能力越强[13]。通过对世界各国的脆弱程度计算进行比较可以看出,英国的脆弱性综合指数最低,为0.211;乍得的最高,为0.722;我国为0.302,位居第27位,表明我国适应气候变化带来的负面影响的整体能力较强,但在生态系统服务、人体健康、水资源等领域的脆弱程度依然较高,排位分别为94、91、53,与排名靠前的发达国家仍存在一定差距(见表1)。


  3.2国家在气候变化面前的准备程度比较


  准备程度主要衡量一国的投入能力以及将投入转化为适应性行动的能力,主要从经济准备、管理准备和社会准备3个方面统计,得分越高,适应气候变化的能力越强。从国际上看,新西兰的准备程度指数最高,为0.901;厄立特里亚的准备程度指数最低,为0.180;我国的准备程度指数在184个国家和地区中位居第71位,准备程度总体处于中等水平,与发达国家相比仍有差距。我国的社会准备位居第49位,较为理想;经济准备排第98位,低于世界各国的平均水平,未来仍需加强。在管理准备方面,我国在已有数据的191个国家和地区中排第111位,位于中下水平,这也意味着我国适应气候变化科技创新的政策环境依然不完善,特别是适应气候变化的专项法律法规、标准制定、成效评估等方面与发达国家相比仍有差距(见表2)。


  4完善我国适应气候变化科技创新政策环境的建议


  基于对适应气候变化科技创新的内涵与特点,国际该领域发展趋势以及我国差距与不足的分析,本文从供给侧和需求侧两方面提出完善我国适应气候变化政策环境的建议。


  4.1供给侧政策建议


  一是加大研发投入,优化研发布局,聚焦重点领域、区域、重大工程。发挥政府作为气候变化科技投入主渠道的作用,建立相对稳定的政府资金渠道,确保资金落实到位、使用高效。不断优化适应气候变化领域科研布局,加强气候变化的科学事实与不确定性、应对气候变化的经济社会成本效益分析等重大科学问题的研究,加强重点领域(农业、水资源、健康等)、重点区域(沿海、干旱区、城市群等)、重大工程(南水北调、大型水库、青藏铁路等)适应气候变化以及风险防范关键技术的研究与应用,提出差异化的应对策略与行动方案。


  二是进一步完善技术清单和信息服务平台,加强适应技术推广。加强适应气候变化技术清单编制,并定期发布适应行动指南和工具手册,逐步构建适应技术体系。加强行业与区域科研能力建设,鼓励适应技术研发与推广,选择典型区域开展适应气候变化技术集成示范。加强气候观测系统以及适应气候变化领域科技信息服务平台的建设,推进地方和行业应对气候变化技术服务网络的发展,提高我国地方、行业适应气候变化的能力。


  三是加强气候风险评估与气候可行性论证。开展全国性的气候变化预测与风险评估,预测预估气候变化对我国各地区及重点产业的潜在影响和风险,对国民经济与社会发展区域布局进行趋利避害的调整。将适应气候变化纳入重大工程的规划和与可行性论证,气象部门应对与气候条件密切相关的规划和建设项目进行气候适宜性、风险性以及可能对局地气候产生影响的分析、评估,为工业、农业、交通、建筑等提供服务。


  4.2需求侧政策建议


  一是提升适应标准,加强对适应技术研发与应用的引导。要进一步加强电力、建筑、能源等重点行业技术标准研究,逐步提高标准门槛,倒逼企业研发绿色、低碳技术;同时还要加强重大工程防灾技术标准以及趋利避害新技术的研究,提高工程保护效率。此外,及时跟踪气候变化影响的最新研究进展和经济社会运行中存在的适应性问题,着力将应对气候变化的技术标准修订工作做到及时化、常态化、超前化。


  二是充分发金融、补贴以及政府绿色采购等政策工具的作用。推动气候金融市场建设,鼓励开发气候相关服务产品,探索通过市场机构发行巨灾债券等创新性融资手段来支持适应气候变化能力建设。结合行业特点,针对因适应气候变化而增加的额外成本给予一定补贴,引导和支持新技术的推广和应用,避免因初期成本过高而被市场淘汰。进一步完善适应气候变化技术的政府绿色采购机制,严格编制采购目录、清单、标准与程序,向社会公开;建立采购目录的定期更新机制,确保能有序引导我国低碳、绿色技术的发展。


  三是围绕“一带一路”倡议实施,广泛开展国际合作。“一带一路”倡议是我国新时期对外开放的重大倡议,而“一带一路”沿线国家又是生态环境脆弱、气候敏感度高、适应能力相对较弱的发展中国家。因此,要以“一带一路”倡议实施为契机,充分把握沿线国家适应气候变化的需求,积极开展适应气候变化的国际合作与技术转移,特别是我国具有相对优势的气候预测预警技术、节水灌溉与旱作农业技术、卫生健康技术等;发起实施与“一带一路”适应适应气候变化科技创新国际科技计划或联合行动,加强协调研发,提供整体适应能力。


  第2篇:面向管理与决策的中国科技创新图谱研究


  赵志耘,张均胜,姚长青,刘志辉(中国科学技术信息研究所,北京100038)


  摘要:基于大数据的管理与决策已经成为时代发展的趋势,科技信息大数据的形成与发展必将对科技管理与决策产生深远的影响。通过可视化技术展示和预测科技创新发展的历史、现在和未来,有助于科技管理与决策的科学化和民主化。在顺应基于大数据的科技管理与决策的潮流下,通过调研国内外科技管理与决策领域的研究与应用状况,中国科学技术信息研究所率先开展中国科技创新图谱研究、开发与应用,基于海量、多源的科技创新要素数据,利用大数据分析方法与技术,特别是可视化技术,在时间、空间及创新专题等维度,呈现中国的科技创新的发展状况,辅助科技创新管理与决策。目前,中国科技创新图谱研究主要结合创新城市科技监测与评估开展研究与应用,从世界和国家的宏观层面,到中观的区域省市,再到微观的组织机构乃至个体科研工作者,展现中国城市科技创新的发展状况,创新要素的分布和流动,分析预测发展趋势与规律,支撑创新城市的建设,特别是城市科技创新的管理与决策。中国科技创新图谱应用研究及成果推广将在我国各级政府在科技创新管理和决策中发挥重要的支撑作用。


  关键词:科技创新图谱;科技管理;科技决策;大数据;可视化分析


  1引言


  随着大数据时代来临,大数据对人类社会发展已经产生了深远的影响。大数据不仅改变了人类的生产生活方式,还深刻影响并改变了人类的思维方式。大数据中蕴含着巨大的价值,如何认识、理解和运用大数据产生更大的价值,成为学术界和产业界共同关心的问题。从海量数据中发现知识,寻找隐藏在大数据中的模式、趋势和相关性,揭示各种社会现象与社会发展规律,都需要有更好的数据洞察力。


  在信息分析与管理决策过程中,数据是重要的依据和基础,而正确地解读数据则是关键。可视化作为一种技术手段,对于分析数据、理解数据以及管理决策起到重要的帮助作用。数据可视化借助于图形化手段,意在清晰有效地传达与沟通信息。进入大数据时代,可视化技术日益发挥重要的作用。可视化技术通过计算技术和图形图像技术,使隐含于数据之中不可见的现象成为可见,为人们洞察数据的内涵、理解数据蕴藏的规律、找到数据之间的关联以及发现隐藏在数据背后的知识提供了重要的手段。


  大数据热潮不断升温,越来越多的机构部署使用了大数据平台,并建立起基于大屏幕显示的可视化系统平台,用于数据信息的可视化展示并进一步支持管理决策。大屏可视化展示不仅能够多方位展示实时信息起到数据新闻的作用,还可以通过直观形象的方式传递信息,有助于系统用户快速了解大数据中蕴含的信息、理解局势并做出判断决策。


  大数据对科学研究和科技发展也产生了深远影响。科学研究已经进入到数据密集型时代[1],不仅自然科学研究面对大数据的分析与计算,社会科学研究、政策和创新研究等也越来越依赖大量的数据作为分析和决策的基础。此外,工业企业选择技术与产业发展方向、制定路线,都离不开对相关技术、产品大数据的分析。


  科技创新对建设创新型国家具有重要意义[2],如何利用大数据支撑科技创新管理与决策成为重要的研究问题并且极具应用价值。城市作为科技创新的主要阵地,建设创新城市是建成创新国家的关键。对创新型城市建设而言,创新资源的管理[3]以及创新决策都需要大数据的支撑。如何利用科技信息大数据支撑科技管理与决策成为科研工作者、管理决策者、企业家以及风险投资人等共同面临的问题。从宏观的国家创新管理与决策,到中观的行业、产业发展管理与决策,再到微观机构组织乃至个人的科研管理与决策都有大数据支持决策的强烈需求。


  2相关研究


  现代社会科技研究活动日益活跃,众多的科研活动中产生了海量的数据共同形成了科技大数据。科技大数据的组织与可视化紧密相关,可视化是对经过数据组织的结构化数据的可视化图形展示,而科技大数据的合理组织则是可视化的基础保障。


  2.1知识图谱


  知识图谱(KnowledgeGraph)是由Google于2012年提出的概念。知识图谱由知识以及知识之间的关系组成。知识之间的关系通过两个实体之间相连接的边来表示。本质上,知识图谱是一种揭示实体之间关系的语义网络[4],可以对现实世界的事物及其相互关系进行形式化地描述。现在的知识图谱已被用来泛指各种大规模的知识库。


  知识图谱的构建方法通常有自顶向下和自底向上两种。所谓自顶向下的方法是指先构建知识图谱的本体,即从行业领域、百科类网站及其他等高质量的数据源中,提取本体和模式信息,添加到知识库中;而自底向上的方法是指从实体层开始,借助于一定的技术手段,对实体进行归纳组织、实体对齐和实体链接等,并提取出具有较高置信度的新模式,经人工审核后,加入到知识图谱中。然而,在实际的构建过程中,并不是两种方法孤立单独进行着,通常是两种方法交替结合的过程。在构建多数据源的知识图谱时通常结合两种方法,首先采用自顶向下的方式来构建本体库,然后采用自底向上的方式进行提取知识来扩展知识图谱。不同的学科领域已经陆续建立学科知识图谱,其中生物医疗等领域走在知识图谱建设工作的前列。


  2.2科学知识图谱


  人类利用形象思维将数据映射为形象视觉符号,从中发现规律,进而获得科学发现,其中可视化技术对重大科学发现起到重要作用[5]。大数据可视化分析将成为大数据时代科技创新管理和决策的新手段。科技管理与决策所依赖的可视化技术中,科学知识图谱(MappingKnowledgeDomains)是其中非常重要的一项[6]。科学知识图谱可以作为宏观层面跟踪科技前沿、选择科研方向、预测学科发展、开展知识管理与辅助决策的有效工具。科学知识图谱和知识图谱的侧重点不同,表现为:知识图谱侧重于知识组织,本质上是用语义网络的知识表示方法将知识点和事实数据进行关联组织;科学知识图谱则侧重于利用可视化技术对知识点之间的关联进行图形化展示,主要目的是通过可视化结果支持科技发展规律发现及趋势分析。


  科学知识图谱兴起于20世纪末期,其发展过程可以划分为如下阶段:在初始阶段,主要是研究人员基于自身兴趣展开的自由探索,其开发的工具普遍具有功能单一、界面简单等特征。在发展阶段,研究机构和信息服务企业开始重视和投资开发功能全面、界面友好、兼容性强的软件工具。在应用阶段,随着科学知识图谱和可视化技术成为信息科学的研究热点,集成数据清洗、数据分析、数据挖掘、知识可视化等多领域技术进步成果的大型综合性软件工具开始出现,并在不同的行业领域广泛应用。


  世界各主要国家地区,特别是传统科技强国,都在科学知识图谱和可视化技术方面开展了研究工作。通过科学知识图谱和可视化技术开发与应用研究,为研究机构、企业、政府等提供从技术到内容、从开发到分析、从设计到传播的全面信息支持服务,利用可视化工具设计出很多面向经济和科学决策、科普等方面的精美知识图谱。这些科学知识图谱和可视化技术方面的成果和活动已经产生了巨大社会影响。在科学知识图谱和可视化技术发展方兴未艾的阶段,美国就已经认识到它的重要价值,并开始通过国家公共资金渠道投入和打造知识图谱和可视化技术开发与应用研究团队。美国印第安纳大学KatyBorner教授组建科学知识图谱和可视化技术开发与应用研究团队开展“知识领域可视化”研究[7]。


  随着数据挖掘技术、科学计量学、信息计量学和计算机技术的不断发展和进步,科学知识图谱和可视化技术的应用范围在不断扩展,呈现出从知识组织展示,到发展规律分析,再到技术预见与决策支持的发展路径。传统的科学知识图谱是以科学计量学原理为基础,通过简单图表直观地表达了一些科学统计结果。主要应用范围集中在知识组织呈现,例如利用文献共词、共引和耦合、合作网络分析等基础理论,研究知识或文献的组织规律和发展脉络。进入20世纪以来,随着数据挖掘领域的进展和高性能数据计算能力的提高,科学知识图谱和可视化技术的应用扩展到对科学问题发展规律的分析,在研究某学科的全球发展结构,分析科技人才队伍结构和协作情况,检测科技产出与影响力分析、发展趋势跟踪等方面发挥重要作用。2005年通过可视化技术发现并展示了生物化学和生物工程稳步地进入化学领域,并对化学领域的知识基础产生影响。近年来,在技术预见和宏观决策支持领域中,科学知识图谱和可视化技术已经开始发挥重要作用[8-9]。


  2.3基于文献数据的决策需求


  除了科研机构进行科学知识图谱研究外,传统的科技信息服务公司基于海量文献信息数据库也不断推出可视化分析产品与服务。汤森路透、爱思唯尔集团在各自研发大型文献数据库的基础上,重点研发和推出了集成数据分析、数据挖掘、知识可视化等多领域技术的大型综合性软件工具平台。汤森路透推出的InCites工具,能够帮助政府和学术研究机构中的决策者、科研管理人员分析本机构的学术表现和影响力,并针对全球同行的研究成果进行比较。爱思唯尔研发的SciVal从可视化视角衡量一个机构多年来在科学领域的研究表现。将各个专题领域的总体规模进行量化,使机构能了解其研究的重要性和市场份额及其在领域内的竞争排名。


  基于海量文献信息数据库基础的科学知识图谱分析软件工具的发展方向,一是分析学科主题与领域发展状况和规律。构建一个学科主题的按时间维度发展的图谱,反映学科的衍生、发展、成熟和衰退状态。同时,可利用关键词共现网络的分布,识别学科热点和发现研究前沿。二是分析科学家、研究团队、机构、国家的产出分布、合作和相互关系。展现国家、机构、团队、科学家等不同层次的科研合作网络,定位空间和时间分布情况。三是表现科技投入与科技产出的关系。将科技投入与产出的状况和关系在一起集中展示,直观地展示科技投入效果与效率。这些应用都为政府和管理部门制定科技规划和布局提供了有效的决策支持。


  在大数据时代下的科技管理与决策,需要决策机构具备“智慧决策”的能力,即对海量数据的挖掘和分析能力、对抽象和复杂体系的模拟及发展预测能力,以及对潜在风险和机会的识别和管理能力[10]。科学知识图谱和可视化技术的发展,正是从这几个方面提供了更多工具和方法,将科学发展的全貌进行整合、分析,从中提炼出最具意义的信息,以多视角的、精确的、易读的和深刻的形式展现。科学知识图谱和可视化技术的发展信息科学和相关领域技术进步的综合体现,其中融合了数理统计与分析、系统分析与数据库技术开发、高性能计算与建模、复杂软件系统架构、专用硬件系统开发、创新图表设计等众多领域的研究成果与突破,以事实数据为基础,结合专家智慧,支持科技管理决策部门更加深刻和确切地掌握科技事业发展规律与进展态势,为科技规划、科技决策等提供支撑,助力科技管理实现“智慧决策”。


  3中国科技创新图谱:概念与目标


  3.1概念


  中国科技创新图谱综合利用文本分析、信息组织、数据挖掘与可视化等关键技术,面向科技管理与决策需求,实现中国科技创新信息数据的动态、交互、可视化展示,用于分析国家、区域、省、市等多个层次的科技创新发展状况,发现蕴含的科技创新规律,预测未来科技创新发展趋势,支持国家、区域、省、市乃至创新主体等多个层面的科技创新管理与决策。


  为了对中国科技创新状况进行了解和分析,需要可视化展示科技创新现状,并进行各个方面的创新数据分析。对中国科技创新的监测与评价可以分为国家、区域、省/直辖市/自治区以及区县级城市等不同层级。其中,城市科技创新通过区域协同构成区域科技创新城市群,而科技创新城市群进一步形成国家级的宏观科技创新状况。中国科学技术信息研究所结合城市创新监测与评价工作开展了中国科技创新图谱研究,从城市科技创新的监测与评估入手,研究中国区域乃至国家的创新发展。


  建设创新城市对于建成创新型国家具有重要意义。由于城市聚集了绝大部分的创新力量包括人才、资金、知识、技术等,建成创新型国家必然需要建成众多创新城市。建设创新型城市是开展国家创新活动、建设创新型国家的重要基地和力量之源,也是探索城市发展新模式和推进城市可持续发展的迫切需求。创新型城市主要由创新资源、城市创新载体、城市创新平台、城市创新服务、城市创新环境和城市创新通道等六大要素构成[11]。城市创新资源包括创新人才、创新企业、科研机构、大学教育、金融投资、中介机构、政府机构等。城市创新资源是建设创新城市和构建城市创新体系的重要基础,创新资源越丰富的城市,其城市创新能力越强,城市创新潜力和动力越大。创新城市建设迫切需要对城市及其下辖区县科技创新状况进行监测、评估,并制定相关的科技政策促进科技创新发展。


  在科技创新决策时,如何通过可视化、交互直观地了解科技创新状况,利用科技创新大数据发现规律和存在的问题,对于科技创新发展有重要的支撑作用。建设创新城市,需要对城市进行科学的管理与决策。政府通过制定创新政策、开展创新项目,引导创新资源的配置和发展方向。创新决策面临的问题日益复杂,基于事实证据的科学决策已经成为发展趋势。


  3.2目标


  中国科技创新图谱的目标是基于海量科技信息资源,利用大数据分析和可视化技术展现科技创新现状、发现创新规律、预测科技创新发展趋势、辅助科技政策制定影响科技创新要素及科技创新绩效变化,支撑科技决策促进科技创新发展、助力经济发展。


  中国科技创新图谱系统秉承开放、集成、大数据、交互、可视化的设计理念。由于科技创新的监测与评估设计多来源、多类型的数据,只有开放和集成才能实现综合科技创新数据并进行分析的目标。科技创新活动活跃,经过多年积累的海量数据与正在生成的科技信息数据形成了科技大数据,是科技管理和决策数据基础。交互和可视化则是科技管理与决策的需求,通过交互式访问、可视化呈现有助于管理决策者快速直观地了解所需的数据和信息,促进科技管理决策的科学化。


  中国科技创新图谱系统将从多种信息资源收集、加工开始,利用信息处理技术处理数据,分析文本、对数据库的抽取建立实体之间的关联。基于不同实体之间的关联,对不同信息资源的展示、科技创新现状的监测、创新达标评价与预测,以及创新要素在不同地点之间的流动。基于科技创新图谱平台,实现对科技创新现状的展示、通过可视化分析工具辅助发现创新规律,辅助专家智慧进行科技创新决策。


  4中国科技创新图谱系统设计


  4.1需求分析与系统功能架构


  中国科技创新图谱的用户主要包括政府、机构及科技人员。政府科技管理部门可以了解国家、区域、省市等不同层次的科技创新现状,不同区域、省市之间的优劣势对比,对于创新城市的目标设定、政策制定、科技资金投放等具有参考价值。不同的机构如高校、企业和研究院所等,可以了解城市、区域乃至国家的产业布局,了解机构所在城市在学科、产业以及产学研合作等方面的发展情况,对于企业了解竞争情报、指定企业发展战略起到参考作用。对于科技工作者,了解国家在不同区域、省市的科技创新状况,对于个人测从业、职业选择等具有一定的参考价值。


  围绕中国科技创新监测与评估需求,中国科技创新图谱为科技管理与信息服务提供支持,同时为科技情报分析与决策提供支持。具体功能包括:①展示创新现状:城市创新要素和创新绩效的现状,创新要素在城市的分布情况,不同城市之间的创新状况对比,城市的优劣势学科、产业、行业及对比。②创新发展趋势:在时间维度上展现创新要素的变化、创新绩效成果的变化;在空间维度上展现创新要素如资金和人才的流动,创新成果如知识和技术的流动。③挖掘创新规律:创新要素在不同城市之间的流动,不同创新要素流动之间的关联关系,城市创新发展趋势对比。


  中国科技创新图谱可以从国家、区域和城市等不同层面展示和分析科技创新。国家科技创新主要侧重于监测中国在世界科技创新的指标及排名情况,了解国家在世界科技创新格局中的位置与发展趋势,同美国、英国、德国、日本等世界科技创新强国的对比,发现中国科技创新发展的优劣势,为国家层面的科技创新规划和决策提供事实数据和发展情报。在区域层面,通过对京津冀、长三角、珠三角等科技创新重点区域以及城市群等进行科技创新的监测与评估,对于了解国内区域科技创新发展布局与规划具有重要的参考价值。创新城市作为建设创新型国家的重要基本单位,监测各个城市创新主体包括科技创新机构如高校、科研院所和企业等科技创新活动及发展状况,有利于对创新城市建设状况进行评估,找出城市发展的优劣势,为加快城市科技创新及产业升级等提供针对性的建议。


  基于中国科技创新知识图谱和科学知识图谱等可视化技术,进行科技创新的监测、展示,通过设定评价指标体系进行科技创新评价[12-13],利用科学计量、系统动力学、主题模型等方法工具,可以进行科技创新发展预测,支持科技创新管理与决策。图1显示了以创新城市为重点的中国城市创新图谱平台的系统功能架构,从各种信息资源收集、加工开始,利用信息处理技术处理数据,分析文本、对数据库的抽取建立实体之间的关联。基于不同实体之间的关联,对不同信息资源的展示、科技创新现状的监测、创新达标评价与预测,以及创新要素在不同城市之间的流动。基于科技创新图谱平台,实现对科技创新现状的展示、通过可视化分析工具辅助发现创新规律,辅助专家智慧进行科技创新决策。对于区域和国家层次的科技创新分析,可以基于城市科技创新状况进行聚合形成区域和国家层面的创新数据统计,进一步可以对城市或区域之间的协同创新合作与竞争等方面进行更加宏观的分析。


  4.2数据组成与关联


  数据资源包括科技文献资源如论文、专利和科技报告等,科技人才、科技政策、科技项目等科技管理数据,高新技术企业和上市公司年报等经济相关数据,以及科技领域主题词表及科技词系统等数据资源。面向数据准、全、新的目标,有大量的数据处理工作,包括数据的爬取、清洗、转化、规范化、对数据资源的分析标注、信息的抽取、分类等。科技创新资源所在地归属加工时根据署名单位地址映射到对应的城市。多源数据的集成过程中,通过建立匹配规则利用机器自动映射后采样人工审核的断定数据准确率,根据需求不断提高数据质量。


  中国科技创新图谱涉及众多类型的科技信息资源类型,除了中国科学技术信息研究所自身加工采集的数据外,还需要通过采购和合作交换等方式,吸收集成、定期更新数据。由于不同类型数据资源更新和加工周期不同,中国科技创新图谱的数据根据决策需求和数据加工采集情况处于不断地更新和补充过程中,不同类型科技信息资源的更新周期和频率不尽相同。部分指标以年度为单位进行更新,论文、专利、政策、报告和成果等数据根据需要可以达到季度或半年更新。


  创新城市数据范围由初始科技部公布的创新型城市试点城市逐步扩展到所有中国大陆地级市。同为城市却有不同的规模,如北京、上海、天津、上海等直辖市,副省级城市、省会城市、计划单列市以及普通地级市等。在进行创新试点城市比较时,根据城市发展情况选择合适的城市进行对标。


  利用知识图谱等技术将多类型的实体进行语义关联,形成中国科技创新知识图谱。图2显示了在中国科技创新图谱中不同实体之间的语义关联关系。通过异构关联关系网络可以实现相关科技信息资源的关联展示与分析。利用不同实体类型之间的关联路径,可以实现不同中国科技创新资源在不同层次,如国家、区域、省份和城市的映射,近期的工作主要侧重于支持城市层面科技创新的展示、监测与评估。大规模的基础细节数据存储于关系数据库中,为了适应快速检索的需求,利用Elasticsearch技术建立分布式索引。利用知识图谱关联组织不同科技创新实体之间的关联,方便不同类型实体之间的信息关联检索与导航浏览。


  4.3与已有系统的比较


  中国科技创新图谱系统综合利用地理信息系统技术、知识图谱、科学知识图谱、信息可视化、大数据处理等多项技术,围绕中国科技创新的监测与评估需求,从数据收集、处理、关联组织、可视化等多个方面设计开发形成系统平台。与知识图谱和科学知识图谱相比,设计的数据范围、功能定位等更加全面,并且与具体的城市创新监测结合,对科学研究、技术研发及交易、上市公司及高新技术企业等多方面数据进行整合分析,包括在产学研结合情况分析等分析的尝试[14-17],有助于科技情报分析与科技智库建设的整合[18]。


  与InCites和SciVal相比,中国科技创新图谱系统包括的数据资源类型更加丰富。InCites和SciVal主要侧重于科技论文,通过科技论文的产出反映不同国家、地区和城市的研究实力及趋势变化,其主要目的是从科技产出方面提供事实数据,为科技管理与服务提供支持。在中国科技创新图谱中,科技论文和专利仅是其中科技成果的一部分,将数据范围拓展到创新主体包括企业、高校、院所,并对科技创新相关的政策和项目等加以考虑,在更大的范围和链条上分析科技创新,不仅能够对科技产出进行分析,结合创新投入对城市、区域和国家的科技创新进行评估,通过交互式可视化界面,更加有助于探索发现科技创新规律,对科技创新发展的趋势进行对比与预测,支持国家、区域和城市层面的科技创新管理与决策。


  5总结与展望


  基于大数据的管理与决策已经成为时代发展的趋势,科技信息大数据的形成与发展必将对科技管理与决策产生深远的影响。通过可视化技术展示和预测科技创新发展的历史、现在和未来,有助于科技管理与决策的科学化和民主化。在顺应基于大数据的科技管理与决策的潮流下,通过调研国内为科技管理与决策领域的研究与应用状况,中国科学技术信息研究所率先开展中国科技创新图谱研究、开发与应用,基于海量、多源的科技创新要素数据,利用大数据分析方法与技术,特别是可视化技术,在时间、空间及创新专题等维度,呈现中国的科技创新的发展状况,辅助科技创新管理与决策。目前,中国科技创新图谱研究主要结合创新城市科技监测与评估开展研究与应用,从世界和国家的宏观层面,到中观的区域省市,再到微观的组织机构乃至个体科研工作者,展现中国城市科技创新的发展状况,创新要素的分布和流动,分析预测发展趋势与规律,支撑创新城市的建设,特别是城市科技创新的管理与决策。中国科技创新图谱研究及成果推广应用将在中国科技创新发展过程中起到重要的支撑作用。


  第3篇:全球科技创新发展趋势与中国创新驱动的战略抉择*


  樊增强


  摘要:伴随全球新一轮科技革命和产业变革的兴起,全球科技创新呈现出科技发展交互融合、创新要素内涵变化、新型研发模式与研发组织不断出现、创新活动由封闭迈向开放式创新与融合式创新、全球创新中心由传统的欧美中心向北美、东亚、欧盟加速转化等发展趋势。在全球竞争新态势和国内发展新环境的背景下,中国的创新驱动发展显现出创新驱动发展战略的企业主体地位日益凸显、大都市集群的创新效应逐渐显现、企业投资基础研究的意愿上升、协同创新模式更加多样化等特点。创新驱动发展战略是一项系统工程,必须通过深化科技体制改革、加快创新型人才队伍建设、强化创新的国际交流与合作等推动中国的创新型国家和世界科技强国建设。


  关键词:全球科技创新;创新驱动;开放式创新;协同创新


  中国经济正处于由传统的要素驱动向创新驱动的转型发展期,迎来了全球新一轮科技革命和产业变革,发达国家已在科技创新方面开始了新一轮竞争。我们必须以有效突破关键核心技术为牵引,持续提升基础研究水平,推动科技体制机制改革,培育经济增长新动能,使创新成为驱动中国经济发展的新引擎。为此,必须全面把握全球科技创新发展趋势,深入剖析中国创新驱动发展新特点,立足于全球视野谋划和推动创新,有效利用全球科技资源,消除制约创新的体制机制障碍,提高创新能力和质量。


  一、全球科技创新发展趋势


  为了能够在新一轮科技竞争中占据科技制高点,并在新一轮国际经济再平衡中获得先发优势,全球主要国家都开始提前部署面向未来的科技创新战略,并迅速开展行动。整体上看,全球科技创新出现了新的发展趋势。


  1.科技发展呈现交互融合与绿色智能化发展的新方向和新领域


  21世纪以来,全球科技创新活动日益活跃,创新活动交叉融合和群体跃进的趋势更加明显。其表现为科学技术整体上向纵深演进,新兴学科交叉融合日益深入,颠覆性技术持续涌现;前沿性基础研究朝着宏观拓展,向着微观深入,甚至是向极端条件的方向交叉融合发展;基础研究、应用研究、技术开发和产业化之间的边界更加模糊不清,带动了诸多学科技术群体突进,持续积累着科学和技术变革的能量,物质结构、生命起源、宇宙演化等领域会催生新的重大科学理论和思想,推动关键核心技术瓶颈问题得以解决。


  信息、生物、新能源、智能制造等领域持续突破和交叉融合,已经成为产业变革最重要的技术方向。新一代信息技术发展呈现出网络化、智能化和泛在化的特征,不断深化与生物、新能源、新材料等领域的技术合作与融合,推动产业结构向高级化跃进和向全球价值链中高端迈进,这已经成为产业竞争力的技术基点。技术创新与商业模式、金融资本深度融合,不断催生新的经济增长点。基于人们对生活质量的追求和科技演进的趋势,未来的科技发展将会更加绿色、健康、智能,也就是更加注重生态环境保护和修复,更加注重投入于研发低能耗和高效能的绿色技术和产品。科技创新的目的在于满足人们更加多样化与个性化的需求,不断满足人们对美好生活的追求和增进人类福祉。


  2.创新要素的内涵变化引致各类高端科技创新人才成为竞争的制高点


  随着互联网技术、云计算、大数据等现代信息技术的迅猛发展及其在生产中的应用,产业创新的传统内涵及外延发生了深刻变化,也对全球创新生态带来了巨大影响,创新服务体系向更高层次演进。


  创新要素是进行创新活动的前提和必备条件,不管是对于产品创新、技术创新或是制度创新皆是如此。传统上,创新要素主要是指人、财、物及其组合机制,创新要素一般可以从创新主体、创新资源、创新时空、创新制度等层面进行解析。随着技术变革加速和市场环境变化,创新的要素随之演进和变化,已经不是简单的“物力”“财力”等所能够全面覆盖的,实践显示注意力、知识、机遇和市场成为创新活动能否完成的更为重要的要素。知识(涵盖信息、经验等)管理重要性急遽上升,大数据时代的数据要素也将成为未来创新主体所拥有的比较优势。信息网络化时代,创新要素正由静态向动态转化,创新要素不断升级,只有抢占更高端的创新要素才能在科技创新竞争中胜出。


  从全球视野看,发达国家利用其占有的国际格局中的优势地位,通过不断放松技术移民政策、提供优厚待遇、设立合作研究项目等方式,不断提升对国际高端人才的吸引力和诱惑力。面对国际人才竞争态势,发展中国家不甘落后,相比于发达国家出台了各种创新政策和高端人才计划,积极参与到全球创新资源和人才竞争中。


  3.网络信息技术推动新型研发模式与研发组织不断出现


  从实践看,创新不仅仅是技术问题,也是组织和管理问题。传统的创新组织形式主要有三种:自上而下式创新、自下而上式创新和交互式创新。不同的组织形式与具体的创新内容相关联。伴随着经济全球化和技术国际化的深入发展,创新的专业化和网络化程度不断提高,创新模式和研发组织模式也在发生变化。互联网技术的发展和运用使得以企业为核心的线性模式、以地区为核心的集群模式以及跨领域跨地区的创新网络化变为现实。


  网络信息技术的快速发展和大型科研仪器的开放共享,使得新的研发工具和创新平台不断涌现,如创新生活实验室、制造实验室、众筹、众智等新型创新平台和模式。研发创新的模式正由外包转向众包,众包研发呈现的是一种新的研发模式,也体现的是新的人力、知识组织模式,将会引发企业间和产业间的组织结构由垂直向生态转变;研发创新由传统的垂直组织间的合作演进到创新生态网络模式。以“创客空间”、威客、极客等为代表的小微型创新正在全球掀起一轮创新创业高潮,这些新的发展趋势将会引起人们科研活动和创新活动理念及组织模式的剧烈变革,激发人们的创新活力。


  4.创新活动将加速由封闭状态迈向开放式创新与融合式创新


  开放创新是经济全球化和创新网络化大背景下的发展趋势,实践已经显现出传统的封闭、独立、线性的创新方式和过程正逐步为开放、合作、网络化的创新模式所代替。经济全球化已经使得创新资源的配置方式和范围发生了巨大变化,传统的国内科技资源配置已经演进到全球范围内的科技资源配置,世界各国创新体系间的相互依赖度持续上升。实践表明,伴随着国际科技合作的日益深化,世界范围内的科技创新合作既有利于国际间科技创新资源的互补共享,也有利于整合全球范围内的科技资源和创新要素,能够大大降低科技创新的成本和风险,不断提升科技创新的效率和水平。从全球范围看,主要的科技创新中心和高地,基本上都是国际创新资源集聚和学术活动活跃的地方。


  创新资源所内涵的人才、资本、技术、信息等已经呈现出全球性流动的态势,其流动速度、范围和规模已经达到了极高水平,推动着技术转移和产业重组。发达国家通过持续强化知识产权战略、构筑全球技术标准以形成创新壁垒,保持其在全球创新网络中的高端位置和主导地位,使得发达国家与发展中国家间的“技术鸿沟”持续扩大。


  目前,全球面临着资源短缺、粮食安全、信息网络安全、重大传染性疾病等一系列涉及人类自身安危的全局性重大问题,实际上这也是人类面临的共性科学技术问题,急需科学突破和重大技术变革,但这是任何一个国家都无法完成的任务。各国应对共同挑战的路径就是全球携手合作,推动开放式创新,加速颠覆性技术的突破,通过技术解决人类面临的困境。而重大前沿性基础科学和关键核心技术的突破需要全球合作,这也必将促进全球合作研究和科技资源共享,逐步上升到全球共同行动层面。


  5.全球科技创新中心由传统的欧美中心向北美、东亚、欧盟加速转化


  进入21世纪以来,随着经济全球化的迅速推进和新兴经济体的迅速崛起,全球创新活动更加活跃,表现为创新全球化和多极化日益显现,全球创新活动的新版图正在形成,经济发展对技术的依赖程度日益提升。2008年国际金融危机后,全球科技创新力量的对比发生变化,突出表现为由发达国家向发展中国家扩散,部分研发和创新活动转移到新兴经济体。虽然以美国为代表的发达国家依然是科技创新领域的领头羊,但是其优势地位在逐步失去。发展中国家正在向以知识和技术密集为特征的优势转化,中国、俄罗斯、印度、土耳其、巴西等新兴经济体正逐步成为全球科技创新的战略基地,在全球科技创新中的份额占比不断提升,其对全球科技创新的贡献率持续提升。


  特别是,亚洲地区科技创新的崛起速度更快,正在成为全球创新网络中的创新活跃区,全球范围内的高端生产要素和创新要素加速流向亚洲地区。近年来,中国的科技事业呈现出整体性、历史性和格局性的重大变化,重大创新成果竞相涌现,在一些前沿领域开始进入并行、领跑阶段,正在成为全球创新版图中的重要一极。从全球看,世界科技创新中心正在由欧美向亚太地区、由大西洋向太平洋地区扩散,未来全球科技创新中心将呈现出北美地区、东亚地区和欧盟地区三足鼎立的局面,并主导着全球科技创新格局。


  二、中国创新驱动发展的新特点


  党的十八大报告首次提出把实施创新驱动发展战略摆在国家发展全局的核心位置,党的十九大报告进一步提出创新是引领发展的第一动力,揭示了新发展方式的新动力。这也是中国在人口红利逐渐消失、资源环境约束持续强化的困境下经济发展的必然选择。在全球竞争新态势和国内高水平对外开放背景下,中国创新驱动发展呈现出以下新特点。


  1.创新驱动发展战略的关键是高效推进企业的创新活动并实现市场价值


  熊彼特在1912年出版的《经济发展理论》一书中,把创新界定为:创新是新的生产函数的建立,也就是企业家对生产要素的新组合,就是把一种从来没有过的生产要素和生产条件的新组合引入生产体系。①创新涉及企业、科研院所、高等院校、政府、中介服务机构等多个主体,涉及的创新要素包括人才、资金、技术、管理等。在中国实施的创新驱动发展战略中,技术创新的主体是企业,知识创新的主体是高等院校和科研院所,制度创新的主体是政府,服务供给的主体是中介服务机构。判断创新驱动型发展的重要标准是看创新要素(高端创新创业人才、研发机构、风险投资、科技企业家等)能否高度集聚以及是否具有较强的创新能力。


  虽然参与创新驱动发展战略的主体多元化,但是核心的支撑点在于企业。发展的创新动力必须从企业自身找寻,也就是企业的本质是赢利和获取利润。促使企业进行创新的动力在于收益,而技术创新体现的正是企业家基于各种生产要素的综合判断,及时把握发现市场潜在的赢利机会,对生产要素和生产条件进行重新组合,并生产出新产品、产生新工艺和新方法、开辟新的销售市场等。由此可见,企业进行创新的最终目标是实现创新价值,这也是创新效果体现的客观依据。所以,创新驱动发展战略的关键是高效推进企业的创新活动。


  2.创新活动的空间集聚驱使大都市集群的创新效应逐渐显现


  伴随着市场竞争环境的日益完善,创新活动的空间集聚要比一般的生产活动更为明显,这是由经济主体对地理集聚的差异化追求所导致的。对于创新来说,知识外溢与分散式孤岛创新风险就成为吸引高素质人才与风险资本流动的主要动机,创新要素趋向于外溢效应更为明显的地区。


  由于大城市拥有多元化的专业性部门和专业型人才,是大师云集、顶尖企业家汇集、高水平大学和科研机构集中的地区,更有利于创新者获取专业化配套能力及跨行业、跨领域的知识,故此大城市就更容易产生创新活动的集聚效应。作为由多重要素形成的区域创新系统的大城市,能够产生一批对世界有影响力的科技创新成果,能够产生一批科技创新型企业,能够形成具有强大吸引力的创新文化和宽容氛围,也会逐渐发展成为有影响力的技术成果转化和交易中心。从国际创新城市群看,全球已经涌现出以科技湾区为发展主体的空间模式,根据澳大利亚智库2thinknow评选的2016—2017年全球最具影响力的100个创新城市的空间格局,旧金山湾区、东京湾区和纽约湾区已经成为推动区域科技创新发展的重要载体。②


  国务院进行的第六次普查数据显示,北京、上海、天津、江苏等省(市)大学以上文化程度人口占总人口的比重为31.50%、21.95%、17.48%、10.81%③,现实中,这些省(市)也是中国目前创新活动最为集聚和创新能力最强的地方,如北京中关村科技园、上海漕河泾新兴技术开发区等。世界知识产权组织等机构联合发布的《2017年全球创新指数报告》显示,中国的深圳—香港创新集群迅速崛起,其创新能力超越美国硅谷,位居全球第二,北京和上海位居全球第7位和第19位。④因此,随着各种创新要素和创新人才的不断集聚,未来中国的大城市与特大城市将会是创新活动最为集聚和活跃的地区,这种地理集聚趋势将会愈益明显,创新对中国经济发展的牵引和驱动作用也会更加强化。


  3.政府主导的基础研究投入逐渐向企业投资基础研究扩散


  中国实施创新驱动发展战略,经济发展方式由要素驱动、投资驱动向创新驱动转变,对基础研究提出了更高的要求和挑战。基础科学研究是整个科学体系的源头,是技术的源泉和新兴产业发展的源头,是对国家长期经济增长的投资,是形成持续强大创新能力的关键,是建设世界科技强国的基石。尽管中国的基础研究能力持续提升,但与建设世界科技强国的要求相比,基础研究的短板仍然很突出,制约着创新驱动发展和中国技术创新能力提升。


  对于中国来说,在研发活动中,大学、科研机构、企业等都会是技术创新的主体,政府未必直接参与,但政府对于基础研究的资金承诺和政策支持绝不可以缺席,政府对基础研究持续性的投入一定要有耐力,对基础研究的政策支持必须是长期性的,否则中国不可能在新技术和新产品上有所作为、有所贡献。


  从世界历史看,美国政府一直坚持认为,对基础研究的支持是政府义不容辞的责任,美国创新能力的强大就在于政府对基础研究重要性和基础性的深刻认识和持续投入。同时,美国政府通过各种政策促使技术的商业化传播,不断提升外部性收益,以使得技术创新最大化地为经济社会发展作出贡献。从科技与产业发展的实践看,基于基础研究的元技术创新才是美国商业创新的源头。如美国的硅谷、波士顿128公路区域等都是以基础研究和元技术驱动商业创新的典范。⑤


  “一个国家基础科学研究的深度和广度,决定着这个国家原始创新的动力和活力。”⑥对于中国来说,必须持续释放和激活基础研究的活力和潜能,体现基础研究在创新驱动发展中的战略地位。有效疏通应用基础研究和产业化连接的快车道,促使创新链和产业链精准对接,推动创新驱动发展高效运行。


  科技企业的竞争将会演进到争拼基础研究能力的阶段。企业主动从事基础研究,一旦实现突破就能够抢占到核心技术的制高点,产生巨大的竞争优势。中国企业要走向国际舞台,就不能被关键核心技术“卡脖子”,必须投资于基础研究并取得突破。伴随着创新要素不断向企业流动和集聚,创新的战火也将会燃烧到企业内部,中国“十三五”国家基础研究专项规划强调,要引导有条件的企业特别是大中型企业进行基础研究。目前,一些实力强大的企业已经开始在基础研究领域布局和深耕,如华为在法国设立数学研究所、阿里巴巴巨资投入“达摩院”等,这些企业已经得到了丰厚回报。


  有学者研究发现,在一个国家转向高收入的发展阶段后,超过60%的科技创新活动是由企业来完成的,20%是由政府来完成的,其余20%是由高等院校等研究机构完成的。数据显示,1992—2012年,新兴工业化国家研发支出占GDP的份额由不到1%提升到2.2%左右;同期,日本研发投入占国内生产总值的比重从2.9%上升至3.3%,韩国从1.9%提高至3.7%,以色列从3%提高至4.4%。⑦中国研发支出占GDP的比重也提升较快,由1999年的0.83%提升到2016年的2.11%⑧,这是政府不断扶持企业创新与企业积极投资于创新活动相互促动的结果。


  4.基于创新驱动发展战略的协同创新模式更加多样化


  随着中国创新驱动发展战略的实施,基于经济发展的技术需求,协同创新模式表现更为多样化:


  一是企业主导型协同创新模式。创新活动主要由企业完成,包括创新活动的投入和创新的运行流程,也可以联合大学或者科研机构参与科技创新。企业在主导研发活动过程中,能够建立起多层次和多元化的研发体系,以达到技术开发主体、开发方式和技术应用的多元化。企业在研发过程中要进行战略决策和实施、组织协同,在研发投入、技术应用、成果收益分配中处于主导地位。同时,也需要高等院校和科研院所通过技术创新对企业进行源头支持。从本质上讲,这种创新模式是市场拉动型协同创新模式。


  二是高等院校或者科研院所主导型协同创新模式。主要是高等院校或科研院所将自己的技术创新成果进行商品化和产业化,既可以以技术入股的方式参与企业的创新创业,也可以把自己拥有的成熟技术通过市场化转让给企业,带动经济创新发展和产业升级。这类协同创新模式涉及相关创新要素,如人才和团队资源、优势学科群、基础研究和科技成果、校(所)办科技创业及外部创新资源等。


  三是政府主导型协同创新模式。政府发挥决策指挥、协调管理的功能,通过政策引导、资金投入,将参与创新的高等院校、科研机构、企业等各方主体更为紧密地凝聚起来,进行紧密合作。在各种创新要素资源的支撑下,政府成为主体间共同交流的桥梁,实现网络型协同创新的组织关系的跨组织集成。这种协同创新模式主要出现在需要政府提供大量基础设施和产业政策扶持的领域,主要支持的是高风险、高投入的公益型或高端科研型项目。


  四是基于协同平台的协同创新模式。这类协同创新模式主要是通过建立完整的技术链、资金链及服务链,以达到高效协同创新之目的,但是协同创新必须依靠大型科学仪器、高新技术研发中心及转移中心、孵化基地等科技创新平台才能够完成。创新平台是创新体系中各类要素交汇集聚之地,是协调关系和提供服务支撑的体系支点。


  五是基于产业链的协同创新模式。产业链协同创新包括企业与产业链上下游企业之间的协同创新。产业链创新模式的根本是真正突破产业关键技术和核心技术,以期有效实现协同创新的战略性和整体性。实践中,京津冀协同创新采取的是产业链整合模式,三地分工合作打造完整的产业链,北京以产业链为纽带向区域延伸产业创新能力,带动天津、河北以产业链环节为切入点,形成具有竞争优势的区域主导产业集群。


  整体上看,上述五种协同创新模式中,前三种创新模式主要是凸显创新主体的作用,而后两种创新模式主要是凸显创新载体的作用。在中国实施创新驱动发展战略过程中,针对不同技术需求采取灵活的创新模式,根本目的在于高效、有效创新。


  三、有效推进创新驱动发展的战略选择


  新一轮科技革命和产业变革加速重构世界创新版图和重塑世界经济结构,这必将给中国的科技创新发展和产业转型升级提供战略性机遇。同时,世界范围内的贸易保护主义日益显现,特别是中美之间的贸易争端与冲突已经彻底凸显中国在关键领域和关键核心技术方面的路径依赖短板和缺陷,也更加迫使中国加快提升自主创新能力。


  1.深化科技体制改革,最大化地激发科技创新潜能


  实施创新驱动发展战略必须深化科技创新体制改革,真正破除体制机制障碍,最大化地激发科技创新潜能。体制创新的目的在于调整不适应创新驱动发展的生产关系,协同科技、经济和政府三方面的体制机制改革,形成统筹配置创新资源的机制,形成各类创新主体和创新要素高效配置的生态系统。


  一是改革科研管理体制和科研评价机制。从政府的角度看,必须加快转变科研项目立项和实施方式,简化科研项目的管理流程。主要是基于成果导向,赋予科研单位和科研人员更多的自主权;强化基础研究,争取更多重大原创性突破。必须深化科研评价机制改革,以绩效为导向,建立科学分类和多元化的评价体系,真正把科研工作者从扭曲的评价体制中解放出来,充分释放科技研发人员的原创性能量。


  二是形成完善的产学研用一体化的科技创新体制。要明晰界定不同类型创新主体在创新链条中的位置和功能定位,持续完善科技创新的投入机制和科技金融政策,以企业为主体整合高等院校和科研院所的研发资源;完善机制鼓励高校和科研院所的研发人员进入企业从事研发活动,进而建立新的创新联合体,以释放各类研发人员的创新活力,提升创新效率;加速推进科技成果权益管理制度改革,完善科技成果转化激励评价制度,有效破解产学研深度融合的制度藩篱,真正推动产学研一体化取得实质性突破。


  三是遵循科技创新活动规律,正确处理好政府与市场的关系,充分发挥好市场对科技资源配置的决定性作用,更好发挥政府的引导性作用。要通过持续深化改革,彻底破除制约政府效能发挥的体制机制障碍。政府应该依靠科技人员,主动服务大学、科研院所和企业等创新主体,营造良好的创新环境;创造有效发挥市场配置科技资源的决定性作用的有利环境,形成政府与市场协调发挥作用的有效机制,切实发动创新驱动发展的新引擎。


  2.聚集和激励创新人才,有效释放人才创新活力


  创新驱动实质上就是人才驱动,大量高素质人才是实施创新驱动发展战略的有效支撑,尤其是创新性人才。要确立人才引领创新发展的战略定位,遵循人才成长规律,充分释放人才的创新活力,持续加大用好、吸引和培养人才的力度,形成结构合理、规模宏大和富有创新精神的创新型人才队伍。


  一是完善人才发展的体制机制和评价体系。国务院印发的《关于优化科研管理提升科研绩效若干措施的通知》强调,建立完善以信任为前提的科研管理机制,坚持放管结合,放权放到位,放出活力、放出绩效;管理则要守住底线,为科研活动保驾护航。用好用活人才,彻底疏通人才流动、使用和发挥作用中的体制机制障碍,解除束缚创新的“隐形枷锁”,统筹科技战略人才、青年科技人才、创新团队等人才队伍建设。要切实改变长期以来坚持的单一的、可视化的、量化的评价体系,注重标志性成果的质量、贡献和影响。要切实尊重科技创新规律,持续释放创新空间和激发创新活力,要鼓励试错并真正宽容失败。


  要为科学家创造优良的工作环境,促使科学家争做建设世界科技强国的时代先锋,以勇攀高峰和敢于超越创新自信,坚持科技创新面向世界科技前沿、经济主战场和国家重大需求,激励科学家多出思想和成果。用事业激励和物质激励激发科技人员的创新积极性,鼓励科技人才以知识产权入股、期权奖励、技术有偿转让等方式参与要素收益分配。要依法保护企业家的产权和创新收益,认可企业家的贡献,为企业家创新创业提供有效保障。加速培养具有专业技能与工匠精神的高素质技术工人。同时,完善出国留学人员的创新创业政策和服务,开放式吸引各类创新型人才,大力招人聚才,择天下英才而用之。


  二是持续深化教育体制改革,创新教育方法,提升人才培养质量。要进行创新教育,培养具有开放、灵活、好奇的个性人才,培养具有坚韧毅力、丰富想象力和冒险精神的创新型人才;要弘扬学生的独立意志和自由思想,培养激励学生独立思考和自由探索的精神,培养学生敢于质疑、科学质疑的科学精神;培养学生诚实守信、追求真理、崇尚创新的品格;使得创新创造能够成为学生的鲜明特征。我们应该认识到,没有质疑就没有科学精神,没有科学精神就没有创新。


  3.强化创新的国际交流与合作,提升中国在全球科技治理体系中的位置


  坚持开放合作创新,扩大和深化科技领域的对外开放,充分有效利用国际范围内的创新资源,创造多元化的合作创新渠道,在更高的平台上推进中国的自主创新,以取得重大科技创新成果。推动中国的科技实力由量的积累向质的突破迈进,由点的突破向系统能力提升跃升。


  我们必须紧紧抓住新一轮工业革命和全球制造业智能化转型的有利时机,开拓国际视野,推动中国在制造技术、制造工艺等方面具有比较优势的企业及时“走出去”,以积极参与国际标准和规则、规范的制定,与国外的高端企业和科研机构进行技术合作攻关;更加积极主动地学习国际先进的科技创新经验和做法,深度参与全球科技治理,抢占全球科技创新和产业发展的制高点,在开放合作中提升中国的创新能力,尽快改变中国的关键核心技术受制于人的被动局面。


  全球科学研究已经进入大科学时代,诸多科学问题的研究规模和复杂程度远远超越了单一国家的承受能力,必须通过国际科技创新合作来完成。要以全球视野谋划和推动科技创新,更全面地参与国际科技合作并融入全球科技创新网络。我们要积极组织并牵头国际大科学计划和大科学工程,这逐渐成为解决全球关键科学问题的有效工具,有利于更为有效地促进创新主体协同互动,各类创新要素系统集成,彻底打通创新全链条。要扩大高等院校、科研机构的国际合作和人员交流,推动企业进行市场导向的技术引进、转移与合作创新,既要与发达国家技术合作,也要与发展中国家技术合作。


  持续提升中国科技计划的对外开放水平和程度,积极参与国际大科学计划和工程。如中国已经参与了国际热核聚变实验反应堆(ITER)、人类基因组计划等大科学工程。一方面,强化国家间和国际间的科技合作计划,激励更多的中国科学家走向国际科技舞台,特别是加强基础研究方面的合作,以提升中国的基础研究水平,扩大中国科技的国际影响力;另一方面,要有效吸引在华跨国公司和研发机构积极参与中国的科技计划项目,发挥技术创新的溢出效应,不断提升中国的原始创新能力和水平。


  要努力营造适宜的创新生态环境,构建深度融合的开放创新体系。强化知识产权保护,改善营商环境,提升政府服务效能,不断完善有利于全球创新要素集聚和扩散的基础性制度;持续提升中国科技创新政策体系和制度的包容性,要实实在在推动创新能力的开放合作。要主动、积极参与国际科技合作与规则的制定,不断完善国内创新政策与国际竞争规则的协调性,逐步提升中国在全球科技治理中的位置和影响力,为建设创新型国家和世界科技强国提供科技支撑。