科技創新能力與國家位勢關系研究——基于結構方程模型的量化分析

李 濤，張 璋

(中國航天系統科學與工程研究院，北京 100048)

一、引言

在國際競爭日趨激烈的今天，科技創新能力已成為影響國家位勢的決定性因素。國家位勢是指國家在國際社會中所處的地位，“位”和“勢”分別表示國家當前的“實力”和“潛力”。縱觀當今世界格局，知識和科技對國家位勢演進的貢獻早已大大超過了傳統資源要素貢獻的總和。

目前，針對科技創新能力的研究主要側重于國家科技創新能力的主體——國家科技創新體系，大體劃分為兩類:

第一類是對國家科技創新體系的發展水平進行評估，采用定性與定量相結合的方式，挖掘影響國家科技創新能力的核心因素:如鄭海琳(2005)［1］主要從定性角度對比了中美兩國科技創新體系的差異，結合美國國家創新體系的現狀和特點，對我國創新體系建設提出了相關建議;劉新艷(2011)［2］從定量角度建立了國家創新能力評價指標體系，并從創新績效、制度支撐、創新環境三個方面評價了發達國家、發展中國家與我國在科技創新能力上的差異;王從霞(2000)［3］、蔣小燕(2009)［4］、張繼宏(2009)［5］等人也對國家科技創新的發展水平評估開展了相應研究。

第二類是對國家科技創新體系的演進過程進行系統建模，量化剖析科技創新能力的影響因素:如馮婷婷(2009)［6］將國家創新體系劃分為載體、環境、產出三個功能模塊，以創新政策對創新成果的影響為主線建立系統動力學模型，對國家創新體系的運行機理進行了分析;李燦(2012)［7］基于1980～2008年主要OECD國家的面板數據，從國家創新體系的創新能力、吸收能力兩個維度，驗證了兩者之間的長期動態均衡關系，并量化和驗證了這一長期均衡關系對國家創新能力的動態演化。

從現有的研究成果來看，針對國家科技創新能力的評價和推演的研究極其豐富，但概括起來仍存在一些不足:1)國家科技創新能力的構成要素并未得到系統劃分，尚未形成具備較強適用性和普遍性的評判維度(可能只適用于某些國家);2)作為國家科技創新能力的“因變量”——國家位勢的內涵及特征并未得到充分論證和研究，多是從定性角度認定科技創新對國家實力存在顯著影響;3)國家創新能力的構成要素與國家位勢內涵之間的影響機制和影響作用并未得到量化剖析。

結構方程理論和模型是較為常用和有效的社會科學分析工具，能夠量化不同概念之間的關聯關系。借用此工具，本文將從論證國家科技創新能力的構成要素和國家位勢的評判維度入手，建立國家科技創新能力與國家位勢之間的結構方程模型，量化國家科技創新能力各因素對國家位勢的影響路徑和作用機制，為提高我國科技創新能力提供一定依據。

二、科技創新能力與國家位勢的構成要素

首先詳細論證國家位勢的評判維度，再基于國家位勢的視角對國家科技創新能力的構成要素進行劃分，為建立科技創新能力與國家位勢的結構方程模型提供理論依據。

(一)國家位勢的評判維度

國家位勢包括國家位勢基礎和國家位勢潛力兩個部分，通過綜合研究各部分的評判標準構建國家位勢整體的評判維度。

1.基于綜合國力的國家位勢基礎評判

綜合國力是衡量國家位勢的靜態指標，是指一個國家所擁有的生存、發展以及對外部施加影響的各種力量和條件的綜合。從世界各國位勢的演進過程來看，綜合國力的評判標準在不斷發生著變化，其測度方法可以分為定性研究和定量研究兩種，如表1所示。

從表1可以看出，關于綜合國力的研究具有兩個規律:一是衡量綜合國力的指標趨向于增多，除了自然資源、經濟實力、軍事實力及外交實力幾個基本指標外，各研究均根據不同的研究目的，多維度增添衡量指標，并且在指標的具體分解以及權重比重上各異;二是無論是定性研究還是定量研究，綜合國力所衡量的是一個存量，是各國截止到某一時間點所積累的資源、財富和能力的比較。

表1 綜合國力評判維度綜述

2.基于國際競爭力的國家位勢潛力評判

國際競爭力衡量的主要是一國發展的效率和耐力，實質上反映了綜合國力發展的速度。在動態變化的國際社會體系中，國際競爭力強的國家才具備向高位勢演進的實力，以及長期處于高位勢的能力。在國際競爭力的相關研究中，世界經濟論壇及洛桑管理學院的研究成果是受到廣泛認可的。

世界經濟論壇［9］運用十二個指標衡量國際競爭力，分別為:組織機構，基礎設施，宏觀經濟，衛生和教育，高等教育及培訓，商品市場效率，勞動力市場效率，金融市場，技術成熟度，市場規模，商業成熟度，創新。洛桑管理學院(IMD)［10］則是運用“經濟運行狀況”、“政府工作效率”、“商務活動效率”、“基礎設施狀況”四個維度的相關指標對世界上60個主要國家評定綜合排名。據此可以總結出，不同于衡量國家位勢基礎的存量概念，國家位勢潛力的評判標準的核心是效率和成熟度。

3.國家位勢的核心評判標準

根據不同維度的評判標準，借鑒綜合國力、國際競爭力等多種指標測度方案、兼顧指標的科學性和指標體系結構的合理性，并充分考慮數據的可獲得性:在國家位勢基礎方面，選取資源、經濟和國際化三個要素構成國家位勢基礎。在國家位勢潛力方面，選取商品市場和勞動力市場作為主要要素。在明確了國家位勢核心評判標準的六大構成要素后，根據數據的可靠性、可比性進一步選取相應的表征指標(見表2)。

表2 國家位勢核心評判標準

(二)科技創新能力的構成要素

為了探究科技創新能力與國家位勢之間的關系，本文將基于國際組織所建立的評價體系，提出可用于多數國家的科技創新能力構成要素。

1.國際組織關于國家科技創新能力測度的指標體系

近年來，多個國際組織基于不同的研究目的，開發出多種國家創新能力測度方案，這些方案對國家創新能力構成要素進行了分解，通過建立多指標測度體系，得出測度結果，以此對樣本國家進行排序、分類。在這些國家創新能力測度方案中，較有代表性、獲得較廣泛認可的評價機構包括歐盟 (EU)、經濟發展與合作組織(OECD)、世界經濟論壇 (WEF)、瑞士洛桑管理學院 (IMD)等。各國際組織的測度方案如表3所示:

表3 國際組織關于國家科技創新能力的測度

由于測度主體和測度目標不同及對國家創新能力理解的分歧，各種方案在國家創新能力測度視角和表述方式等方面存在較大差異，但是都從科學、技術、創新、知識、產業等角度反映了國家創新能力的內涵，測度國家創新能力的不同側面。

2.國家科技創新能力的核心評判標準

在充分借鑒吸收現有國家創新能力核心指標體系研究成果基礎上，以能夠獲得可統計的或可調查得到的指標數據為前提，從創新環境、創新潛力、創新產出三個層面建立國家創新能力核心指標體系。其中，創新環境衡量該國對科技創新能力的支撐情況，創新潛力衡量該國未來科技創新發展能力，這兩個指標側重于對本國情況的描述，創新產出衡量當前科技創新效率與貢獻情況，側重描述本國在國內及國際環境中取得的成果。

三、科技創新能力與國家位勢的結構方程模型分析

在提出科技創新能力構成要素和國家位勢評判維度的基礎上，下面將基于國家位勢演進的主導路徑分析，建立科技創新能力與國家位勢的結構方程模型，并提出國家位勢演進的影響因素與崛起路徑。

表4 國家科技創新能力的核心評判標準

(一)國家位勢演進的主導路徑分析

1.良好的創新環境是取得大國優勢的關鍵

創新環境是指在創新過程中，影響創新主體進行創新的各種外部因素的總和。創新環境直接決定著創新潛力能否發揮最大效力，同時也深刻影響著國家位勢發展潛力的強弱。著名科學家周光召院士這樣強調創新環境的重要性:“一項重大的科技發現，由什么樣的人、在什么時候發現，有一定的偶然性。但如果我們建立了良好的創新環境，形成了有高度的科研戰略，集中了一批優秀的科技人才，并堅持按照科學規律和科學方法去研究，終究是會做出成果來的。”［12］

2.雄厚的創新潛力是大國崛起的不竭源泉

擁有什么樣的生產力，比擁有多大的GDP更為重要，更能標志一個國家是否可以躋身世界強國的行列。先進的生產力是由人才創造的，只有優先開發人才資源，依靠人才資源，國家才能真正強大。在世界發展史上，有三次后進國家趕超先進國家的成功事例，一是美國趕超英國，二是日本追趕美國，三是韓國追趕歐洲［13］。美日韓之所以能夠成功實現追趕和超越，正是由于他們對人才、教育等創新潛力因素的高度重視。

3.先進的創新產出是直接推動大國崛起的力量

創新產出是科技創新能力的最終體現，包括專利技術、先進產品、先進制度等成果。創新產出直接推動產業結構升級、社會體制機制完善，從而全方位推進著大國崛起的進程。這種以創新產出為核心的經濟發展模式被稱為創新驅動型經濟，為經濟長期發展提供了可能。歷史上的大國崛起，都是沿著“科技領先—裝備領先—經濟領先—政治優勢”的軌跡來發展的［14］，僅靠資源、資本和人力的大量投入，無法獲取持久的動力支撐。從大國走向強國，要通過提升創新產出水平推動經濟發展的轉型，實現經濟發展方式由數量型向質量型、由粗放型向集約型的轉變。

(二)國家位勢演進的影響因素與路徑的結構方程模型

1.模型假設

根據前文國家位勢演進的影響因素分析與路徑分析，可以初步判斷國家創新環境、國家創新潛力與國家創新產出存在一定聯系，國家創新產出與國家位勢基礎、國家位勢潛力存在一定聯系。因此，在結構方程的理論框架下，結合以下假設開展相應的建模工作:

H1:國家創新環境對國家創新潛力存在顯著正向影響。

H1-1:本國對知識產權的保護力度越高，國家創新潛力越高;

H1-2:本國高水平的研究培訓機構的可獲得性越高，國家創新潛力就越高;

H1-3:本國公司對員工的培訓投入越高，國家創新潛力就越高。

H2:國家創新潛力對國家創新產出存在顯著正向影響。

H2-1:本國高等教育的入學率越高，國家創新產出水平就越高;

H2-2:本國教育體系的質量越高，國家創新產出水平就越高。

H3:國家創新產出對國家位勢基礎存在顯著正向影響。

H3-1:本國先進技術的可獲得性越高，國家位勢基礎就越高;

H3-2:本國產學研結合水平越高，國家位勢基礎就越高;

H3-3:本國專利合作條約的申請量(PCT，每百萬人口)越高，國家位勢基礎就越高。

H4:國家創新產出對國家位勢潛力存在顯著正向關系。

H4-1:本國先進技術的可獲得性越高，國家位勢潛力就越高;

H4-2:本國產學研結合水平越高，國家位勢潛力就越高;

H4-3:本國專利合作條約的申請量(PCT，每百萬人口)越高，國家位勢潛力就越高。

H5:國家創新環境對國家位勢潛力存在顯著正向關系。

H5-1:本國對知識產權的保護力度越高，國家位勢潛力越高;

H5-2:本國高水平的研究培訓機構的可獲得性越高，國家位勢潛力就越高;

H5-3:本國公司對員工的培訓投入越高，國家位勢潛力就越高。

2.變量及數據來源

根據上述假設，國家位勢演進與崛起路徑的 原始模型可初步設定為如下形式:

圖1 結構方程模型的關系路徑

圖2 模型選用的國家名單

其中，F表示潛變量，X表示觀察變量，e表示觀察變量與潛變量之間的各個誤差(殘差)，圖中各個變量及其所代表的含義如表5所示:

表5 結構方程模型變量及其解釋

需要特別說明的是，全部觀察變量數據均來源于世界經濟論壇2012年發布的《全球競爭力報告:2012-2013》;其次，為體現樣本的代表性①結構方程模型是基于大樣本的統計分析方法;，本文將選取全球競爭力排名的前100名國家作為樣本，并在指標維度進行標準化②將全部數標準化到10以內;(統一量綱)，開展模型驗證與修正工作;此外，由于一些國家(地區)在以上14項指標中缺失個別數據，故將該國(地區)數據剔除，并按后續排名補充進模型樣本當中，直到模型樣本總量為100個③目前已剔除的國家或地區為 Hong Kong、Taiwan、Puerto Rico、Barbados、Malta、Seychelles、Gabon;。全部國家名單見圖2所示。

圖3 結構方程模型參數估計結果

3.模型估計結果及解釋

基于以上數據，經過結構方程理論特定的參數檢驗和模型修正后，計算得到了各項參數的估計值，如圖3所示。

從路徑關系來看，如圖4所示:1)國家創新環境(F1)對國家創新潛力(F2)存在顯著正向影響;2)國家創新環境(F1)對國家位勢潛力(F5)存在顯著正向影響;3)國家創新潛力(F2)對國家創新產出(F3)存在顯著正向影響;4)國家創新產出(F3)對國家位勢基礎(F4)存在顯著正向影響;5)國家創新產出(F3)對國家位勢潛力(F5)存在顯著正向影響。

從影響作用來看:1)國家創新環境(F1)對國家創新潛力(F2)和國家位勢潛力(F5)的影響作用相對接近，分別為0.402和0.352;2)國家創新潛力(F2)對國家創新產出(F3)的影響作用最大為2.538，遠高于其他因素之間的影響作用;3)國家創新產出(F3)對國家位勢基礎(F4)和國家位勢潛力(F5)的影響作用分別為0.159和0.362，國家創新產出對國家位勢潛力的影響更大。

圖4 結構方程模型潛變量關系圖

(三)國家位勢演進的影響因素與路徑關聯分析結論

1.營造國家創新環境是激發國家創新潛力的重要基礎

通過模型分析發現，國家創新環境對國家創新潛力存在顯著正向影響(影響系數0.402)。以專利保護制度和創新投入為體現的國家創新環境，有利于激發以國家教育水平為代表的國家創新潛力，為國家創新人才的培養營造了穩定而充滿活力的創新基礎環境。

以英國為例，該國歷史上一度成為統治多半個地球的“日不落帝國”，強大的國力與其鼓勵和保護創新的傳統和體制機制密切相關。英國是世界上最早實行知識產權保護的國家，該國有關知識產權的法律可以追溯到400多年以前，現代意義的知識產權體制也有100多年歷史［15］，并以法律法規健全、執法嚴明、審批和保護程序公開透明而著稱。此外，英國無論是在國家層面還是企業層面，其創新經費投入水平均排在世界各國前列，為該國提供了源源不斷的創新活力。

2.激發國家創新潛力是提升國家創新產出水平的核心環節

通過模型分析發現，國家創新潛力對國家創新產出存在顯著正向影響(影響系數2.538)。以國家教育水平為代表的國家創新潛力能夠有效推動以技術生產能力為代表的國家創新產出水平的提高，激發國家創新潛力既是提升國家創新產出水平的核心環節，也是提高國家技術進步速度與國家生產力水平的核心環節。

以美國為例，美國的高等教育規模和質量全球領先。其中，該國對高級人才的培養長期保持較高水平，其教育體系質量也排在了世界各國前列，決定了美國在國家創新產出水平上的絕對地位:美國的先進技術研發能力長期保持領先，特別是美國專利合作條約(PCT)的申請量已達到每百萬人口137.9個，2012年位列世界第12位;美國成熟的產學研合作機制創造了“硅谷”、“Route 128”、“科研三角園”等世界高科技的發源地，將高校、科研院所的創新成果通過企業實現產品化、商業化、產業化，使高水平的國家創新潛力轉化為強大的創新產出能力。

3.提升國家創新產出水平是夯實國家位勢基礎、激發國家位勢潛力的重要路徑

通過模型分析發現，國家創新產出水平對國家位勢基礎和國家位勢潛力存在正向顯著影響(影響系數為0.159和0.362)。以技術生產能力為代表的國家創新產出水平既決定了以經濟、政治、國際化為代表的國家位勢基礎，也決定了以效率、公平、價值為代表的國家位勢潛力，對國家位勢潛力的作用相對更大。

以日本為例，作為二戰后迅速崛起的國家之一，日本不僅承受住了二戰對該國經濟的沉痛打擊，并在上世紀80年代建立了日本經濟的“黃金時代”，一舉躍居世界大國的行列之中。在美國科技博客Business Insider發布的《全球最具創新的科技公司》排名中，除了美國的IBM和GE分別排名第一位和第三位外，日本的佳能、日立、三菱等企業占據了剩下的前十席位。從上世紀70年代以前的“引進-消化-創新型”發展模式，到上世紀80年代的“自主創新型”發展模式，再到上世紀90年代以后的“科技創新立國”發展模式，使日本由一名科技追隨者的角色轉化成了一名科技領導者的角色。

4.營造國家創新環境與提升國家創新產出水平是協同激發國家位勢潛力的有效途徑

通過模型分析發現，國家創新環境、國家創新產出水平對國家位勢潛力同時存在顯著正向影響(影響系數分別為0.352和0.362)。國家未來的發展潛力不僅與技術生產能力有關，還與國家的創新保障制度和創新投入力度等創新基礎條件之間存在一定聯系。

以瑞士為例，該國十分重視在創新保障制度上的建設，對知識產權的保護力度強于美國、英國、日本等經濟強國;而在創新投入上位居世界第1位，瑞士聯邦教育署2012年2月公布的聯邦財政計劃中指出，在2013年至2016年期間，瑞士將在科研、教育和創新領域(BFI)預計總投入260億瑞士法郎，占國內生產總值(GDP)比例約為2.7%～3.2%之間，是少數幾個接近《里斯本戰略》目標①《里斯本戰略》提出了歐盟各國的科研投入占國內生產總值(GDP)3%的發展目標。的國家之一。此外，瑞士50%的大學生在世界排名前200位的大學就讀，而瑞士在先進技術的可獲得性、產學研合作水平、專利申請量等方面也位居世界各國前列。這樣的國家創新環境和創新產出水平決定了瑞士的人均GDP位于世界第4位，對高級人才的吸引能力位居世界第1位;同時，瑞士已發展成為了世界上發展潛力巨大的國家之一，是世界上經濟發達、科技領先的強國。

四、提升國家位勢的路徑選擇及對策建議

(一)提高科技創新能力是實現我國迅速崛起的關鍵路徑

我國正處于國家位勢由大國向強國演進的關鍵階段，著力提高科技創新能力是實現我國迅速崛起的一項重要戰略任務。提高科技創新能力，是優化產業結構、實現經濟發展方式轉變的必要條件，是提升國際政治地位、加強經濟外交合作、把握外交話語權的重要基礎，是加快軍事現代化步伐、提高國防軍事實力、形成軍事威懾力的有效途徑，是打造創新驅動強勁引擎、托起中國夢的重要支撐力量。要發揮科技創新的支撐引領作用，加強前沿技術研究，突破關鍵核心技術，才能實現科技創新的跨越式發展，才能最終實現強國夢、強軍夢。

(二)穩步推進創新型國家建設，實現國家位勢基礎與潛力的同步提升

建設創新型國家是一項艱巨的、復雜的和長期的戰略任務，也是實現中國夢的重要任務，需要從體制改革、機制完善、政策扶持、人才培養、文化建設等方面形成鼓勵和支持科技創新的良好環境，以此實現我國從大國走向強國，并長期立于強國之林而不衰的目標。具體來說，要從以下幾個方面來進行:

一是增強自主創新能力。擁有科技的自主創新能力，才能使我們在國際競爭中掌握主動權。自主創新能力將引領經濟社會全面發展，通過自主科技創新，將大幅提高生產力水平，提高利用自主技術來解決當前和未來我國經濟社會發展重大問題的能力，提高我國的綜合國力、國際競爭力和抗風險能力。

二是優化技術創新體系。建設創新型國家，要建立以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的技術創新體系。要發揮企業創新主體的重要作用，把提升企業自主科技創新能力放到更加突出的位置。要改善技術創新的市場環境，保證企業獲得技術創新帶來的超額利潤。要加快建立現代技術轉化制度，使產學研發展模式更具活力。

三是加快培養創新人才。建設創新型國家的關鍵是人才培育。人才資源是永不枯竭的第一資源，是經濟增長的動力之源。目前，發達國家普遍加大了在全世界搜尋、吸引、利用人才的力度。全球范圍的人才爭奪，要求我們要以國際化的眼光來培養人才、吸引人才、留住人才、使用人才，營造良好的體制機制和社會環境，充分發揮創新人才的突出作用。

四是推進國家創新體系建設。要在科技體制改革中加強政府的主導作用，加強市場對資源配置的基礎性作用，加強企業作為技術創新主體的作用。通過完善法律和加強執法，要加大知識產權保護力度，要建立健全知識產權保護體系。要創造有利于科技創新的政策環境，建立與創新相配套的技術創新體制和機制，推進科技創新基地與平臺建設，加強對科技創新的統籌協調。

五是在全社會培養創新文化。要在全社會培育創新意識，倡導創新精神，大力倡導敢于創新、勇于競爭和寬容失敗的精神，努力營造鼓勵和支持優秀人才實現創新的有利條件。要在全社會廣為傳播科學知識、科學方法、科學思想、科學精神，使廣大人民群眾更好地接收科學技術的武裝，進一步形成講科學、愛科學、學科學、用科學的社會風尚。

［1］鄭海琳.中美國家創新體系比較研究［D］.青島大學碩士學位論文，2005.

［2］劉新艷.我國國家創新能力評價與國際比較研究［D］.南昌大學碩士學位論文，2011.

［3］王從霞.論我國國家創新系統的環境及其塑造［D］.中央黨校青年教師研究生班碩士學位論文，2000.

［4］蔣小燕.國家創新系統的國際比較［D］.廈門大學碩士學位論文，2009.

［5］張繼宏，羅玉中.國家集成創新能力評價的指標體系［J］.產業經濟，2009.

［6］馮婷婷.基于系統動力學的國家創新體系運行機理研究［D］.大連理工大學碩士學位論文，2009.

［7］李 燦.國家創新體系的動態演進研究——基于OECD國家面板數據的實證分析［D］.海南大學碩士學位論文，2012.

［8］綜合國力的測算指標與方法［EB/OL］.www.china.com.cn/chinese/zhuanti/295894.htm，2003-3-19.

［9］世界經濟論壇.全球競爭力報告［R］.2013.20-24.

［10］肖紅葉，鄭華章.IMD國際競爭力評價技術及其應用——以中國區域國際競爭力評價為例［J］.統計與信息論壇，2006，21(9):5-9.

［11］劉鳳朝等.國家創新能力測度方法及其應用［M］.北京:科學出版社，2009.20.

［12］周光召.開放的科學，開放的創新環境［EB/OL］.news.163.com/07/1226/21/40LU3N3B00125LI.html，2007-12-26.

［13］人才優先:大國崛起的戰略抉擇［EB/OL］.finance.ifeng.com/a/20130702/10049071_0.shtml，2013-07-02.

［14］肖 洋.可持續動力:新興大國崛起如何規避“比較優勢陷阱”［EB/OL］.dangjian.people.com.cn/GB/17965290.html，2012-05-23.

［15］鄒 琳.英國專利制度發展史研究［D］.湘潭大學博士學位論文，2011.