科技創新與科技金融協同度模型及其應用研究

王宏起，徐玉蓮

(哈爾濱理工大學管理學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

一、引言

在知識經濟迅猛發展與全球金融危機等復雜國際環境下，世界主要發達國家紛紛加大科技創新投入，強調基礎研究，大力發展新能源、新材料、節能環保等新興產業，搶占國際經濟科技制高點，科技創新在綜合國力競爭中的地位更加突出。黨的十七大確立了“提高自主創新能力，建設創新型國家”的國家發展戰略的核心，我國《國民經濟和社會發展第十二五規劃綱要》中也明確提出，要把科技進步和創新作為加快經濟發展方式轉變的重要支撐。隨著我國科技創新的步伐加快，科技金融的作用日益凸顯，近年來科技部會同中國人民銀行、財政部、銀監會、證監會等多部門共同出臺制定了《關于進一步加大對科技型中小企業信貸支持的指導意見》、《促進科技和金融結合試點實施方案》等多個科技金融政策文件，積極推進各省市科技金融體系建設。在國家與地方政府陸續出臺的推進科技創新與科技金融的多項政策中，主要是以促進科技創新為中心，將科技金融發展定位于為科技創新提供金融服務，著重解決科技創新成果轉化與產業化環節的資金需求問題，而忽略了科技金融自身發展的需要以及科技創新與科技金融間的協同發展要求。

目前國內外相關研究主要圍繞金融對科技創新的作用和科技創新對金融的影響兩個方面展開，Luigi等(2008)［1］、Ang(2010)［2］、Vasilescu 和Popa(2011)［3］、葉子榮和賈憲洲(2011)［4］等圍繞金融體系中銀行、資本市場及風險投資發展對科技創新的作用進行了相關研究，Berger(2003)［5］、Schinckus(2008)［6］、Agbolade(2011)［7］等研究了以信息通信技術為代表的科技創新對金融體系發展的影響。而對科技創新與金融間相互作用的研究較少，Perez(2002)從技術——經濟范式演進的視角對金融資本與科技創新的關系進行分析，強調金融資本對重大科技創新的發生和擴散具有重要作用的同時，也指出在技術革命的爆發和狂熱階段，金融資本瘋狂進入獲取科技創新的利潤，而在技術革命的成熟和衰退階段，金融資本則從相關企業和部門流出，成為“閑置資金”，尋找其他的投資機會［8］。Perez的觀點反映了科技創新與金融資本間的制約關系。科技金融的理論研究滯后于實踐，從1985年黨中央發布《關于科學技術體制改革的決定》以來，先后出現了科技貸款、風險投資、高新區債券等片段化的科技金融形式，但科技金融整體發展比較緩慢［9］，它制約了科技創新活動的開展。2009年才陸續出現了科技金融的論著，趙昌文等(2009)［10］、游達明和朱桂菊(2011)［11］、周昌發(2011)［12］等從理論層面分析科技金融的內涵、運行模式、保障機制等。本文借鑒Perez的思想，運用協同學理論分析科技創新與科技金融協同發展機理，構建科技創新與科技金融協同度測度模型，動態監測國家或地方科技創新與科技金融協同發展程度，以便把握科技創新與科技金融系統發展演化趨勢，為政府推進科技創新與科技金融持續快速發展提供理論參考與方法支持。

二、科技創新與科技金融協同發展機理

參考借鑒趙昌文等(2009)［10］、段世德和徐璇(2011)［13］及國家“十二五”科學和技術發展規劃(2011)［14］對科技金融的論述，本文認為科技金融是由政府、金融機構、市場投資者等各金融資源主體向從事科技創新研發、成果轉化及產業化的企業、高校和科研院所等各創新體，提供各類資本、創新金融產品、金融政策與金融服務的系統性制度安排，以實現科技創新鏈與金融資本鏈的有機結合。它是由各金融資源主體及其在科技創新融資過程中的行為活動共同組成的一個體系，是國家及地方科技創新體系和金融體系的重要組成部分。基于資金融通的視角，科技創新資金投入主體可分為政府主體與市場主體，相對應科技金融分為公共科技金融與市場科技金融。公共科技金融投入主體為政府財政部門，通過科技計劃、政策性貸款、創新補貼等直接與間接投入方式促進科技創新。公共科技金融投入不以盈利為目的，更注重財政投入的產出效率及可持續性。以風險投資、商業銀行等為代表的市場科技金融主體則以利潤最大化為目的，通過分析比較科技創新投資項目的預期收益與風險損失，選擇最優的投資項目以實現其最大的投資收益。

協同學(synergetics)是德國物理學家哈肯提出的一種可以廣泛應用的現代橫斷學科，其研究由大量子系統以復雜的方式相互作用所構成的復合系統，如何通過子系統間的協同作用，自發地形成時間、空間或時間——空間的有序結構［15］。本文將科技創新與科技金融系統視為復合系統，它由不同屬性的科技創新子系統與科技金融子系統復合而成，二者間存在著復雜的非線性相互作用，如圖1所示。科技創新具有高投入、高風險、高收益及強正外部性等特征，在其研發、成果轉化及產業化等階段存在著不斷放大的資金需求，有效的科技金融支持是科技創新的必要條件。科技金融子系統為科技創新活動提供資金支持的同時，通過審查機制對創新項目進行擇優篩選，并為科技創新提供事后監督管理。科技創新子系統需要資金的有效支持，其發展為科技金融提供了廣闊的需求空間，科技創新活動的開展是科技金融形成與發展的前提。同時科技創新水平的高低決定了市場科技金融的投資利潤，并直接影響政府公共科技金融的投入產出績效。另外，科技創新子系統為科技金融發展提供了以電子信息技術為代表的先進技術手段支持［5-7］。由此可知，科技創新與科技金融發展是一個并行的、互嵌的過程，二者共同構成相互作用、相互滲透、相互制約的有機整體。根據協同學原理，如果科技創新與科技金融協同發展將產生“1+1＞2”的整體協同效應，進而帶動知識經濟快速增長。

科技創新與科技金融協同發展涉及到眾多的系統狀態參量，依據協同學的序參量原理和支配原理，通過確定序參量，降低研究的復雜性，有利于把握科技創新與科技金融復合系統的發展演化方向。根據序參量的特征［15］和科技創新與科技金融間相互作用關系，將科技創新產出與科技金融投資績效確定為復合系統序參量。科技創新產出是指企業、高校和科研院所等各創新體的研發、成果轉化與產業化產出的集成，科技金融投資績效包括公共科技金融主體投入產出績效與市場科技金融主體投資收益。構建基于序參量的科技創新與科技金融協同發展模型，如圖2所示。

圖1 科技創新與科技金融相互作用

圖2 科技創新與科技金融協同發展模型

科技創新子系統與科技金融子系統通過資金流緊密耦合在一起，企業、高校與科研院所開展科技創新項目需要科技金融子系統提供的資金支持，即資金流由科技金融主體流向科技創新主體，其中政府公共科技金融主體根據不同類型的創新項目，選擇定額分期補助、事后補助、有償使用等差異化的財政資金撥付方式;而市場科技金融主體則通過債權、股權、可轉債等金融工具，保障其自身投資利益。無論是政府公共科技金融主體還是市場科技金融主體的投資應產生一定社會效益和經濟效益，以保證其資金投入的可持續性。政府對科技創新的投入通過促進知識經濟增長以稅收的形式實現資金的回流，才能保證政府公共科技金融投入的可持續性;作為市場科技金融主體必須以科技創新投資回報的方式回流資金，體現出市場科技金融主體的逐利本質。在整個資金循環過程中，科技創新產出與科技金融投資績效作為序參量決定了資金循環持續增強的關鍵。在科技創新與科技金融協同發展過程中，科技創新產出與科技金融投資績效均處于不斷上升的狀態。不斷增加的科技創新產出，一方面為市場科技金融主體提供高額投資利潤，其財富效應吸引更多的金融資本進入科技創新領域，使市場科技金融資金規模不斷擴張;另一方面有利于提升政府公共科技金融投入產出績效，促進知識經濟與稅收收入快速增長，進而帶動政府公共科技金融投入的增加。不斷提高的科技金融投資績效促進科技金融資金規模的擴張，為科技創新子系統提供充裕的資金支持，并通過其事前篩選與事后監督管理機制，保證資金的配置與使用效果，有助于提高科技創新的產出規模。科技創新子系統與科技金融子系統通過正反饋作用實現螺旋式上升狀態，使其復合系統向更高的有序結構演進。反之，在科技創新與科技金融非協同發展狀態下，科技創新產出較低將使得市場科技金融主體的投資收益減少，進而引發金融資本的外流，導致市場科技金融資金規模萎縮，并使得政府公共科技金融投入產出績效降低，稅收增長緩慢，從而制約了公共科技金融投入的增加。科技金融資金規模的降低將制約科技創新活動的開展，影響科技創新產出，如此往復，將形成惡性循環，使科技創新與科技金融復合系統向更低的層次退化。

由科技創新與科技金融協同發展機理可知，科技創新與科技金融協同會相互促進、共同發展;反之則相互制約、阻礙其發展。因此構建科技創新與科技金融協同度測度模型，便于各級政府相關部門動態監控二者協同發展狀態，可為科技創新與科技金融發展的政策制定或調整提供決策依據。

三、科技創新與科技金融協同度測度模型構建

科技創新與科技金融協同度是指科技創新子系統與科技金融子系統之間在發展演化中彼此和諧一致的程度，它決定了科技創新與科技金融復合系統由無序走向有序的趨勢和程度。本文借鑒孟慶松與韓文秀(2000)［16］提出的復合系統協調度模型，構建科技創新與科技金融協同度測度模型，具體包括子系統有序度模型、復合系統協同度模型和協同度測度指標體系。

(一)子系統有序度模型

將科技創新與科技金融視為復合系統S={S1，S2}，其中S1為科技創新子系統，S2為科技金融子系統。考慮子系統 Sj，j∈［1，2］，設其發展過程中的序參量為 ej=(ej1，ej2，…，ejn)，其中 n≥1，βji≤eji≤αji，i=1，2，…，n，αji、βji為系統穩定臨界點上序參量分量eji的上限和下限。這里假定 ej1，ej2，…，ejk為正向指標，即其取值越大，系統的有序程度就越高;假定ejk+1，ejk+2，…，ejn為逆向指標，即其取值越大，系統的有序程度就越低。因此有如下定義:

定義1:定義式(1)為子系統Sj的序參量分量eji的系統有序度。

2012年6月，馬國新從一小區電線桿上張貼的一張銷售藥品小廣告發現的蛛絲馬跡，聯合銅陵市治安支隊和當地派出所，深入細致分析排查，一舉搗毀制售假冒進口藥的黑診所，涉案金額40余萬元。

由以上定義可知，μj(eji)∈［0，1］，μj(eji)數值越大，則表明序參量分量eji對系統有序的“貢獻”越大。

從總體上看，各序參量分量eji對子系統Sj有序程度的“總貢獻”可通過μi(eji)的集成來實現。集成的結果不僅與各分量的系統有序度數值大小有關，而且與它們的具體組合形式有關。本文采用線性加權求和法進行集成，即

定義2:定義式(2)中的μj(ej)為序參量變量ej的系統有序度。

由式(2)可知，μj(ej)∈［0，1］，μj(ej)數值越大，表明ej對子系統Sj有序的“貢獻”就越大，子系統的有序程度就越高，反之則子系統的有序程度就越低。其中權系數λi代表eji在保持系統有序運行過程中所處的地位。

(二)復合系統協同度模型

定義3:假設在給定的初始時刻t0，科技創新子系統有序度為，科技金融子系統有序度為，在復合系統發展演變過程中的另一時刻t1，假定科技創新子系統有序度為，科技金融子系統有序度為，定義式(3)為科技創新與科技金融復合系統的協同度。

由定義3可知，科技創新與科技金融復合系統協同度的判定過程為基于時間序列的動態分析過程，從科技創新子系統與科技金融子系統有序度的變化中分析復合系統的協同狀態。科技創新與科技金融復合系統的協同度C∈［-1，1］，其數值越大，表明復合系統協同發展程度就越高，反之則越低。協同度C為正值的充要條件為科技創新與科技金融兩個子系統在t1時刻的有序度均大于二者在t0時刻的有序度，表明復合系統處于協同演進狀態，而當科技創新子系統或科技金融子系統在t1時刻的有序度小于其在t0時刻的有序度時，都將導致協同度C為負值，表明復合系統處于非協同演進狀態。對于一個子系統有序度提高幅度較大，而另一個子系統有序度提高幅度較小的情形，此時復合系統協同度雖然為正值，但其數值非常小，表明復合系統協同發展程度仍處于較低水平。由上述分析可知，復合系統協同度模型綜合考慮了科技創新與科技金融兩個子系統的運行狀況，它提供一種對復合系統實施基于協同管理的效果的度量準則或評價標準。

(三)協同度測度指標體系

構建科學合理的協同度測度指標體系是協同度準確測算的關鍵環節，該指標體系須能夠全面反映出科技創新與科技金融的協同發展狀態，但又不宜過于繁雜，避免信息冗余。哈肯提出的復合系統子系統間協同為動態概念，即協同產生于復合系統的發展演化之中，本文亦從時間維度測度科技創新與科技金融復合系統的協同度。基于時間序列的連續動態觀測，科技創新與科技金融在產出方面的協同是二者投入方面協同與過程管理協同共同作用的結果，即科技創新與科技金融投入結構的不匹配或過程管理無效均將導致二者在產出方面的協同效果較差。為此基于科技創新與科技金融產出協同的視角構建協同度測度指標體系，其測算結果涵蓋了科技創新與科技金融投入與過程管理的協同狀態。由科技創新與科技金融協同發展機理分析可知，序參量科技創新產出與科技金融投資績效是決定復合系統實現可持續快速發展的關鍵性參量。按科技創新活動的時間邏輯順序，科技創新產出包括研發產出、成果轉化產出與產業化產出。創新稅收收入為科技創新主體創新活動所引致的稅收收入，它反映了政府公共科技金融主體投入所產生的現金流回報，因此采用創新稅收收入與財政科技支出的比值反映公共科技金融投資績效。市場科技金融可細分為商業銀行、科技資本市場和風險投資，其中科技資本市場專指為科技型企業提供直接融資的資本市場［10］，市場科技金融主體的投資績效可用投資回報率來反映。科技創新與科技金融復合系統協同度測度的具體指標如表1所示。

表1 科技創新與科技金融復合系統協同度測度指標體系

四、實證研究

針對我國科技創新與科技金融發展實際情況，利用本文構建的復合系統協同度測度模型進行實證分析。

(一)數據來源

(1)創新稅收收入與財政科技支出比值:尚無創新稅收收入數據，因此采用相關性較強的高技術產業利稅數據替代，財政科技支出數據可從各年《中國科技統計年鑒》和《中國高技術產業統計年鑒》中直接采集。

(2)銀行科技信貸利潤率:尚無銀行科技信貸利潤率相關數據，由于商業銀行為追求利潤最大化的企業，即科技信貸利潤率越高，則商業銀行開展科技信貸的積極性就越大，因此采用商業銀行科技信貸金額與貸款總額的比值來替代商業銀行科技信貸利潤率，其數據來源于各年《中國科技統計年鑒》和《中國金融年鑒》。

按上述方法，2000-2010年我國各科技創新與科技金融協同度測度指標數據如表2所示。

表2 科技創新與科技金融協同度測度指標數據

表3 科技創新與科技金融協同度測度指標權重

(二)實證過程

為消除原始數據不同量綱的影響，對上述原始數據采取均值——標準差法進行標準化:

運用標準化數據確定各指標權重，計算科技創新子系統與科技金融子系統有序度，進而求出科技創新與科技金融復合系統協同度。指標權重的確定有多種方法，本文采用相關矩陣賦權法確定指標權重。基本步驟表述如下:設指標體系中包含n個指標，它們的相關矩陣A為:

將各指標數據代入公式(1)，計算科技創新與科技金融子系統序參量各分量的有序度，并將結果代入公式(2)，得到歷年我國科技創新與科技金融子系統的有序度計算結果，如表4和圖3所示。

表4 科技創新與科技金融子系統有序度結果

圖3 科技創新與科技金融子系統有序度

表5 科技創新與科技金融復合系統協同度結果

圖4 科技創新與科技金融復合系統協同度的發展趨勢

將科技創新與科技金融子系統有序度結果代入公式(3)，得到2001-2010年我國科技創新與科技金融復合系統協同度計算結果，如表5與圖4所示。

(三)結果分析與對策建議

通過對2000-2010年我國科技創新與科技金融復合系統協同度計算結果分析發現:科技創新子系統有序度大體呈上升趨勢，科技金融子系統有序度波動較大，且上升趨勢不是很顯著，科技創新子系統與科技金融子系統有序度在2008年同時出現下降。科技創新與科技金融復合系統協同度在［-0.2，0.2］區間震蕩，整體偏低，表明科技創新與科技金融間良性協同發展機制尚未形成。黨中央、國務院自2006年1月頒布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》及其配套政策以來，高度重視科技創新與科技金融發展，明確了我國未來發展的目標是建設創新型國家，并專門提出了促進科技創新的金融政策，由科技部牽頭，與財政部、中國人民銀行、銀監會、證監會等部門共同推進科技金融體系建設。但從2006、2007年科技創新與科技金融子系統有序度和復合系統協同度的結果看，提振效果并不是很顯著。究其原因，筆者認為國家與地方在推進科技創新與科技金融發展過程中，將科技創新置于核心首要位置，而將科技金融的角色定位為匹配性服務組織，用以解決科技創新的資金瓶頸問題。科技金融尤其是市場科技金融有其自身的發展規律，其發展壯大需要以企業為代表的科技創新主體提供較高的投資回報，忽略二者間制衡關系的科技創新或科技金融發展思路，必然影響其協同發展速度與效果。2008年美國次貸危機演變為全球性的金融危機，對我國科技創新與科技金融發展產生較大的負面影響，科技創新子系統與科技金融子系統有序度同時下降，并導致其復合系統協同度出現較深跌幅。針對國際金融危機，2009年國務院出臺《關于發揮科技支撐作用促進經濟平穩較快發展的意見》，推出加快實施重大專項、為重點產業振興提供科技支撐、支持企業提高自主創新能力等六項科技支撐措施。2009年、2010年科技創新子系統與科技金融子系統有序度出現反彈，復合系統協同度亦出現較大提升，但該發展趨勢能否持續，還需關注后續的相關發展數據。

針對上述科技創新與科技金融協同發展狀態，政府應充分認識科技創新與科技金融協同發展的重要性，從提升科技創新產出和市場科技金融投資績效兩方面著手，促進科技創新與市場科技金融協同發展，進而提高政府公共科技金融投資績效，實現全面協同。具體建議如下:(1)利用多種手段提高科技創新產出能力，通過技術預測、專利地圖等方法選擇財政科技資金優先支持的創新領域，并運用科技計劃等政府手段整合高校、科研院所、企業等創新體，鼓勵其組建產業技術創新聯盟，并通過構建科技創新資源共享平臺［18］，實現資源的充分有效利用，以保證在一定科技金融資金投入的條件下，科技創新產出的最大化。并著重培育企業的科技創新能力，為市場科技金融主體的投資利潤提供保障。(2)提升商業銀行、風險投資機構等市場科技金融主體的科技創新項目篩選能力、風險評估與控制能力、事后監督管理能力等，以此提高市場科技金融主體投資績效。加強對科技型上市公司的監管，強化信息披露制度，保障科技資本市場投資者的權益。通過市場科技金融投資績效的財富示范效應，促進社會資本向創新領域集聚。(3)組建科技創新與科技金融協調管理機構，動態監控科技創新與科技金融協同發展狀態，綜合科技創新主體與市場科技金融主體的反饋信息，協調科技部門、財政部門、發改委等多部門，保證相關政策的有效協調配合。并定期公布科技創新投入、科技創新產出、公共科技金融投資績效、市場科技金融主體投資利潤等調研數據，為專家學者開展科技創新與科技金融協同管理的量化研究提供數據支持，同時其研究成果亦可為協調管理機構的工作開展提供參考依據。(4)針對類似國際金融危機等重大事件，建立重大外部事件應急機制，做好積極應對準備，以降低其對科技創新與科技金融協同發展的不利影響。(5)完善知識產權管理與保護的相關法律法規，使“創新成果具有合法的壟斷性”，維護知識產權所有者的合法權益及市場科技金融主體的投資收益。

五、結論

本文在對科技金融內涵界定和科技創新與科技金融間相互作用分析基礎上，根據協同學理論思想，確定了科技創新與科技金融復合系統序參量，并建立了科技創新與科技金融協同發展模型。同時針對科技創新與科技金融協同發展程度測度問題，構建了科技創新與科技金融子系統有序度模型與復合系統協同度模型，并以2000-2010年我國科技創新與科技金融發展的相關數據進行了實證研究。計算結果表明，科技創新子系統有序度大體呈上升趨勢，科技金融子系統有序度波動較大，科技創新與科技金融復合系統協同度在［-0.2，0.2］區間震蕩，科技創新與科技金融間良性協同發展機制尚未形成。為此，本文從提高科技創新產出、提升市場科技金融投資績效、組建協調管理機構、建立重大外部事件應急機制、完善知識產權相關法律法規等方面提出了促進科技創新與科技金融協同發展的對策建議。

通過對模型的應用結果分析可以看出，該模型不僅能夠定量計算科技創新與科技金融子系統發展的有序度，而且能夠計算科技創新與科技金融復合系統的協同度及發展趨勢。該模型具有普適性，可用于對我國各省市科技創新與科技金融協同發展程度的動態監控，為政府推進科技創新與科技金融協同發展的有關決策及政策制定提供科學依據和參考。

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