美國世界一流大學科研經費投入與產出相關性實證研究

摘 要：研究美國世界一流大學科研投入與產出之間的相關性，結果表明兩者之間高度相關，相關系數在0.7以上，且公、私立大學間表現出了較大差異，私立大學科研投入與產出相關系數高達0.9。研究結果說明各排名選取科研經費、產出等指標具有一定的合理性，對我國建設世界一流大學具有一定啟示。

關鍵詞：研究大學排名；世界一流大學；評價；科研指標；相關性

從大學排名的指標統計看，無論是在各排名中出現的次數還是比重，科研經費、國際索引論文與國際頂尖論文都位居各排名科研指標的前列。為探討與論證科研投入（指總的科研經費投入）與科研產出之間的關系，筆者在此以“世界大學學術排名（Academic Ranking of World Universities， ARWU）”2003至2007年前百強中美國世界一流大學的科研經費投入與產出之間的相關性為對象，進行實證研究。

一、科研經費投入與科研產出間的相關性實證研究方法

1. 概念界定與研究目的

美國世界一流大學指“世界大學學術排名（Academic Ranking of World Universities，ARWU）”2003至2007年前百強中的美國大學。

科研產出指國際頂尖論文、國際索引論文及論文國際引用，即ARWU中的平均每年發表在Nature 和Science刊物上的論文之和數，和被科學引文索引（SCIE）、社會科學引文索引（SSCI）、藝術與人文索引（AHCI）收錄的論文數量兩個指標反映的科研成果。

科研經費投入指ARWU2003至2007年前百強中的美國世界一流大學2001至2005年各大學的總的科研經費。由于科研產出相對于科研經費投入存在滯后性，因此，科研經費投入選取年限為2001至2005年，早于科研產出2年。

該分析主要包括以下目的：第一，分析美國世界一流大學在ARWU中的排名與其總經費投入排名之間的相關性（R1）；第二，分析美國世界一流大學在ARWU中的排名與其科研產出排名之間的相關性（R2）；第三，分析美國世界一流大學總經費投入與其科研產出排名之間的相關性（R3）。在這些基礎上探討分析美國世界一流大學科研經費投入與產出之間的相關性。

2. 分析方法

首先統計和初步處理各大學的科研經費投入、科研產出以及在ARWU中的原始排名，即第i年各大學在ARWU中的原始排名（定義為wri）；第（i－2）年各大學的總經費原始排名（定義為rtri-2）；第i年各大學在平均每年發表在Nature和Science刊物上的論文之和數，和被科學引文索引（SCIE）、社會科學引文索引（SSCI）、藝術與人文索引（AHCI）收錄的論文數量兩個指標上的得分的原始排名（該排名是直接對各校在ARWU中排名得分求和所得，定義為rsnsscii）。

然后對各大學在ARWU中的原始排名、總經費和科研產出的原始排名進行歸一化處理：即所有的排名按照當年ARWU前百強中美國的世界一流大學的數量（即2003年58所，2004年51所，2005年53所，2006、2007年分別54所），在原始排名的基礎上進行歸一化排名。歸一化處理后的三組數據為等級相關數據，采用Spearman相關分析法。計算公式如下：

R1 =1－6∑（WRi －RTRi - 2）2 / [Ni（Ni2 －1）]；R2 =1－ 6∑（WRi － RSNSSCIi）2 / [Ni（Ni2 － 1）]；R3= 1 － 6∑（RTRi - 2 －RSNSSCIi）2 / [Ni（Ni2－1）]。

說明：WRi指歸一化處理后的第i年各大學在ARWU中的排名。RTRi-2指歸一化處理后第（i－2）年各大學的總經費排名。RSNSSCIi指歸一化處理后的第i年各大學在平均每年發表在Nature和Science刊物上的論文之和數，被科學引文索引（SCIE）、社會科學引文索引（SSCI）、藝術與人文索引（AHCI）收錄的論文數量兩個指標上的得分的排名。Ni指第i年的大學數。

二、科研經費投入與科研產出間的相關性實證研究結果

1. 數據統計結果的案例分析

（1）2007年美國世界一流大學的大學排名、科研投入與產出統計結果

本研究統計了2003年至2007年ARWU前百強中美國世界一流大學的大學排名、科研經費投入與產出排名的所有數據。因為數據之大，現只能以部分年份和部分大學的相關數據為案例進行深入分析。基于2007年的相關統計數據（見表1），不難發現，各大學在ARWU中的位置、科研產出和投入排名之間具有較高的對應度。如，歸一化處理后排名第53位的亞利桑那州立大學（Arizona State Univ- Tempe）2007年的科研經費投入和產出排名分別為第50位和第47位，處于前百強中的中間位置。

（2）排名前十位大學的大學排名、科研投入與產出統計結果（2003-2007年）

從2003年至2007年，以ARWU排名前百強中的美國大學的前十位來看，經歸一化處理后的各大學的大學排名、科研產出和投入排名處于較為穩定的對應位置（見表2）。2003年至2007年哈佛大學ARWU中一直位居首位，然而從總的科研經費投入排名來看，該校一直維持在第19名至24名之間，而其平均每年發表在Nature 和Science刊物上的論文之和數，和被科學引文索引（SCIE）、社會科學引文索引（SSCI）、藝術與人文索引（AHCI）收錄的論文數量兩個指標上的得分的原始排名則一直保持在第1名。各個學校各指標的排名呈現出了較為顯著的穩定性，這說明，美國的世界一流大學的科研能力一直相對穩定，至于各個學校為什么能保持這么穩定的科研能力，其背后的保障因素是什么，是值得我們深入研究和思考的。

2. 統計結果分析

（1）相關性統計總體結果（2003-2007年）

對2003年至2007年的ARWU前百強中美國的世界一流大學的大學排名、科研經費投入與產出的所有數據進行相關性檢測分析，筆者發現大學排名、科研經費投入與科研產出三者之間具有明顯的相關性（結果如表3所示）。

年度大學排名與科研產出排名之間的相關系數達到0.8以上，屬高度相關。因此，從一定程度上可以看出，科研產出的高低是決定和影響學校排名優劣的重要因素之一。同時，統計分析也發現，大學的年度排名位置與其科研經費投入總量亦有一定關系，相關系數為0.427以上，屬中度相關。而科研產出排名與科研經費排名之間相關系數達0.731以上、0.8以下，屬高度相關。據此可見，科研經費的投入對科研產出尤其是具有國際影響力的科研產出具有很強的影響。

也就是說，2003至2007年ARWU前百強的美國世界一流大學的排名與平均每年發表在Nature 和Science刊物上的論文之和數，和被科學引文索引（SCIE）、社會科學引文索引（SSCI）、藝術與人文索引（AHCI）收錄的論文數量兩個指標上的得分排名之間高度相關，這在一定程度上可以說明，在ARWU排名中，這兩項指標得分越高，大學排名名次就越高。同時2003至2007年ARWU前百強的美國世界一流大學在NS和SCI論文兩項指標上的得分排名與其總經費投入排名之間也高度相關，換而言之，科研經費的投入一定程度上對大學的科研產出起決定性作用（尤其是具有國際影響力的科研產出）。

（2）美國世界一流公私立大學的大學排名、科研投入與產出間的相關性（2003-2007年）

在上述分析的基礎上，筆者進一步分析美國世界一流公私立大學的大學排名、科研投入與產出之間相關性的差異。從統計結果來看，美國世界一流公私立大學的大學排名、科研投入與產出之間的相關性之間有一定差異。具體來說，公立大學的大學排名與科研投入之間的相關性相對高于私立大學，也就是說對公立大學而言，經費投入對其排名位置的影響要高于私立大學；而從科研投入與產出之間的相關性來看，美國世界一流私立大學呈現高度相關，相關系數都在0.8以上，且明顯高于公立大學（詳見表4）。

三、結語

目前研究型大學的概念與內涵雖尚未得到各界的統一認識與界定，但自洪堡將科學研究引入大學以來，科學研究已成為優秀大學的競爭力與影響力的核心部分，科學研究是使其得到社會、同行認可的最為關鍵的要素之一。歷史、經驗與事實表明，研究型大學的建設離不開外界的支持，充裕的資金保障是研究型大學為社會作出重要貢獻的基本條件之一。丹尼爾·W·朗恩（2005）指出，大學排名把科研經費作為評估的方法基礎無須大驚小怪[1]，正如羅格·諾爾（Roger Noll）和威廉·羅格森（William Rogerson）在《研究型大學面臨的挑戰》一書中評價指出：“客觀評估科研項目的惟一方面就是大學經費的投入。”從美國世界一流大學的實證研究結果來看，科研經費的投入對科研產出尤其是具有國際影響力的科研產出具有決定性的作用。

本研究結果顯示，大學排名選取與科研經費投入和產出有關的指標具有較為夯實的歷史的與現實的基礎、較高的合理性與一定的科學性。該研究結果有助于各界更為完整地理解大學排名評價，開展其它各類研究型大學評價。

研究結果對我們建設世界一流大學帶來一定的啟示：世界一流大學的建設離不開充裕的經費保障。因此，擺在我們面前亟待思考的問題是，如何提供世界一流大學建設所需要的經費和讓經費轉化為世界級的科研成果，提高科學研究質量，實現科學研究從量向質的轉變。

參考文獻：

［1］丹尼爾·W·朗恩.“世界級”大學是比較出來的嗎？［J］.北京大學教育評論，2005（1）:16-27.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文