面向高質(zhì)量發(fā)展的中國科技系統(tǒng)協(xié)同演化研究

□ 楊玄酯 羅 巍

(1.河海大學(xué) 商學(xué)院, 江蘇 南京 211100; 2.河南大學(xué) 商學(xué)院, 河南 開封 475000)

一、文獻綜述

黨的“十九大”報告指出:我國經(jīng)濟已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力的攻關(guān)期。2018年國務(wù)院政府工作報告對高質(zhì)量發(fā)展做出新表述,為高質(zhì)量發(fā)展按下“快進鍵”。從全球看,高質(zhì)量發(fā)展是創(chuàng)新型國家建設(shè)的必然要求;從周邊看,高質(zhì)量發(fā)展是在大變局中搶占戰(zhàn)略制高點的重要路徑;從國內(nèi)看,高質(zhì)量發(fā)展是新時代滿足人民對美好生活需要的根本途徑。

一方面,學(xué)者們采用質(zhì)性分析,形成對高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)要求[1]、內(nèi)容邏輯[2]、動力機制[3]、支撐要素[4]等理論探討;另一方面,采用量化分析,聚焦于特定區(qū)域[5],特定產(chǎn)業(yè)[6],特定內(nèi)容[7-8],特定部門[9]等,形成實證分析。然而,當(dāng)前高質(zhì)量發(fā)展尚未形成公認定義,其內(nèi)涵和理論意蘊多是對“五大發(fā)展理念”升華補充,雖在政治、經(jīng)濟、文化、社會等領(lǐng)域中均有所涉及,但對高質(zhì)量發(fā)展的主要動力——科技高質(zhì)量發(fā)展研究關(guān)注較少。

與高速增長階段主要以工具理性為動力的機制不同,高質(zhì)量發(fā)展更強調(diào)具有本真價值理性的新動力機制[10],科技創(chuàng)新作為高質(zhì)量發(fā)展重要支撐和動力源泉得到共識?？萍纪度胱鳛橐磺锌萍蓟顒忧疤?其觸發(fā)效應(yīng)、波及效應(yīng)、風(fēng)險效應(yīng)與科技產(chǎn)出的延遲效應(yīng)、乘數(shù)效應(yīng)、擠出效應(yīng)等緊密相關(guān),而當(dāng)前科技“投入方式粗放、資源配置低效、關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)受制于人、創(chuàng)新利益分配受控于人”等多有存在[11],為高質(zhì)量發(fā)展形成障礙。

科技能力首先表現(xiàn)為科技產(chǎn)出能力,進而表現(xiàn)為科技應(yīng)用能力,當(dāng)前已有DEA模型、固定效應(yīng)分位數(shù)回歸模型[12]、ISA復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型[13]等在科技評價中應(yīng)用,但還存在以下不足:從動態(tài)性看,忽視科技產(chǎn)出延遲性,分析結(jié)果局限報告期很難有效指導(dǎo)未來,且難以反映不同條件下創(chuàng)新主體主觀努力程度;從系統(tǒng)性看,側(cè)重“指標(biāo)數(shù)量”分析,缺少“系統(tǒng)質(zhì)量”分析[14],多基于“產(chǎn)出績效反推投入效率”線性思維,忽視子系統(tǒng)間非線性互動[15]及系統(tǒng)自組織特征[16];從復(fù)雜性看,科技系統(tǒng)涉及要素多,一些研究混用絕對指標(biāo)和相對指標(biāo),造成指標(biāo)評價不能有效揭示現(xiàn)實[17]。

協(xié)同是系統(tǒng)中兩個或多個子系統(tǒng)、要素間通過互為依賴的非線性互動所形成的“1+1>2”聯(lián)合效應(yīng)。一方面,科技投入直接決定科技產(chǎn)出,另一方面,科技產(chǎn)出對科技投入具拉動、引導(dǎo)、激勵等作用?？萍纪度爰爱a(chǎn)出所構(gòu)建的科技系統(tǒng)協(xié)同性,既是實現(xiàn)科技高質(zhì)量發(fā)展的路徑,也是經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的要求。

為此,立足中國科技現(xiàn)狀,結(jié)合科技投入與科技產(chǎn)出內(nèi)在關(guān)系分析,引入?yún)f(xié)同學(xué)理論,構(gòu)建中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型,通過“序參量選擇—子系統(tǒng)有序度—復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度”等步驟,并考慮科技投入和科技產(chǎn)出間的時滯影響,從動態(tài)性、系統(tǒng)性、復(fù)雜性方面對中國科技系統(tǒng)協(xié)同演化進行實證分析及預(yù)測,以期為面向高質(zhì)量發(fā)展的中國科技系統(tǒng)優(yōu)化及結(jié)構(gòu)調(diào)整提供對策。

二、研究設(shè)計

(一)序參量選擇

協(xié)同學(xué)認為子系統(tǒng)之間協(xié)同演化過程存在許多控制變量,其中序參量作為系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)變的突出標(biāo)志,代表著對協(xié)同趨勢的貢獻。參考高質(zhì)量發(fā)展所包含的發(fā)展有效性、協(xié)調(diào)性、創(chuàng)新性、持續(xù)性、分享性等標(biāo)準(zhǔn)[18],并遵循科學(xué)性、適宜性、可獲性等原則,結(jié)合《中國科技統(tǒng)計年鑒》及李金昌等高質(zhì)量發(fā)展評價指標(biāo)體系[19],確定序參量如下(表1)。

表1 序參量的選取

(二)模型構(gòu)建

1.系統(tǒng)協(xié)同度模型

序參量變量Xi存上限和下限分別為αi、βi,Xi_1,Xi_2,…,Xi_k為慢馳序參量,Xi_k+1,Xi_k+2,…,Xi_n為快馳序參量。系統(tǒng)序參量分量Xi_j的系統(tǒng)有序度為

(1)

第i個指標(biāo)對其它n-1個指標(biāo)總影響為

(2)

第i個指標(biāo)的權(quán)重為

(3)

因此,子系統(tǒng)有序度為

(4)

復(fù)合系統(tǒng)在初始時刻t0時,子系統(tǒng)有序度分別為U0(X),U0(Y),…,U0(M)當(dāng)復(fù)合系統(tǒng)演化至某時刻t1,子系統(tǒng)有序度分別為U1(X),U1(Y),…,U1(M)。因此,科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度為

(5)

r取值為1或-1,代表子系統(tǒng)間協(xié)同發(fā)展方向。

2.協(xié)同度ARIMA預(yù)測模型

為形成對復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的未來預(yù)測,進一步引入自回歸積分滑動平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average,簡稱ARIMA)。該模型將非平穩(wěn)時間序列轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)時間序列,即考慮預(yù)測對象時間序列上依存性,又考慮隨機波動干擾,對短期趨勢預(yù)測準(zhǔn)確率較高[20]。

非平穩(wěn)的時間序列st,通過d次差分而變成平穩(wěn)序列,即st～I(d),則

vt=Δdst=(1-B)dst

(6)

vt為平穩(wěn)時間序列,即vt～I(0),進而,構(gòu)建ARMA(p,q)模型:

vt=c+φ1vt-1+…+φpvt-p+ξt+

θ1ξt-1+…+θqξt-q

(7)

經(jīng)過d次差分后的ARMA(p,q)模型稱之為ARIMA(p,d,q)模型,其中p表示自回歸模型的階數(shù),q表示移動平均的階數(shù),ξt表示一個白噪聲過程。

(三)數(shù)據(jù)獲取

從歷年《中國科技統(tǒng)計年鑒》、《中國科技統(tǒng)計數(shù)據(jù)》、《中國科技論文統(tǒng)計與分析簡報》獲取并整理數(shù)據(jù)。其中,2018年“國內(nèi)科技論文量(Y2)”和“國際科技論文量(Y3)”數(shù)據(jù)暫未獲得,為避免缺失值影響,根據(jù)缺失年份前5年時間序列“線性趨勢”和“移動平均趨勢”,進行可能值插補處理。

三、實證結(jié)果分析

(一)子系統(tǒng)有序度

首先,根據(jù)公式(1),將數(shù)據(jù)進行歸一化處理,進而,根據(jù)公式(4),計算科技投入子系統(tǒng)及科技產(chǎn)出子系統(tǒng)有序度,數(shù)據(jù)結(jié)果如圖1所示。

圖1 中國科技投入子系統(tǒng)及科技產(chǎn)出子系統(tǒng)有序趨勢

1.科技投入子系統(tǒng)有序度在曲折中上升

新世紀(jì)以來,中國科技投入總量逐步增加,R&D經(jīng)費支出、國家財政科技支出、R&D人數(shù)投入分別增長20.97倍、15.54倍、3.75倍,相對2000年初始數(shù)據(jù),科技投入系統(tǒng)有序度在曲折中上升,其中,2008年以來增速較快。

分析原因:(1)隨著科技價值日益凸顯、相關(guān)政策法規(guī)出臺、科技投資環(huán)境改善等,科技創(chuàng)新對經(jīng)濟社會發(fā)展的引擎作用形成共識,創(chuàng)新主體的科技投入意識不斷增加;(2)科技產(chǎn)出具有滯后性,一定時間后其反饋性才能凸顯,科技產(chǎn)出的拉動作用,吸引社會投資逐漸向科技領(lǐng)域傾斜;(3)2008年以來,為應(yīng)對金融危機,中國加大科技投入力度,全力發(fā)揮科技支撐作用,一定程度解釋2008年以來科技投入子系統(tǒng)有序度增速加快;(4)R&D經(jīng)費支出(X1)快速增長(新世紀(jì)以來增長20.97倍),但反映科技與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)程度及經(jīng)濟發(fā)展方式的國家R&D經(jīng)費強度(X2:R&D經(jīng)費支出占GDP比重)增幅較慢(新世紀(jì)以來增長1.43倍),即使2018年峰值2.19%也與《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》提出的2.5%以上目標(biāo)存在差距;(5)國家財政科技支出(X3)總量增加,但國家財政科技支出占國家財政總支出比重(X4)波動起伏且增幅不大,國家財政科技支出作為對市場機制難以解決的公共科技相關(guān)資金投入的重要補充,其作用價值未得到有效發(fā)揮;(6)R&D人員全時當(dāng)量(X5)不斷增加,從2010年起超過美國一直保持世界首位,但R&D人員投入強度一直處于落后水平,每萬名就業(yè)人員中R&D全時人員(X6)僅高于巴西等發(fā)展中國家,僅為多數(shù)發(fā)達國家的1/2左右。

2.科技產(chǎn)出子系統(tǒng)有序度穩(wěn)步提升

新世紀(jì)以來,中國科技產(chǎn)出總量不斷增加,國內(nèi)外專利授予量、國內(nèi)科技論文量、國際科技論文量、高技術(shù)產(chǎn)品出口額分別增加22.24倍、1.96倍、12.45倍、19.06倍。相對2000年初始數(shù)據(jù),科技產(chǎn)出系統(tǒng)有序度穩(wěn)步提升。

分析原因:(1)科技投入持續(xù)增加,為穩(wěn)定的科技產(chǎn)出奠定基礎(chǔ),科技投入子系統(tǒng)的相對有序性,為科技產(chǎn)出子系統(tǒng)的良性有序形成鋪墊;(2)《國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略綱要》(國發(fā)〔2008〕18號)及《全國專利事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略(2011—2020年)》等政策法規(guī),規(guī)范并改善知識產(chǎn)權(quán)環(huán)境,提升科技主體創(chuàng)造、運用、保護和管理知識產(chǎn)權(quán)的能力,使得國內(nèi)外專利授予量(Y1)不斷上升;(3)產(chǎn)學(xué)研合作及科學(xué)研究國際合作趨勢加快,越來越多的中國學(xué)者開始關(guān)注國際科技論文發(fā)表,使得國內(nèi)科技論文發(fā)表數(shù)量(Y2)有所波動,而國際科技論文數(shù)量(Y3)不斷上升并連續(xù)多年排名世界第2;(4)《中國制造2025》等科技興貿(mào)戰(zhàn)略,促進高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但2008年以來,受國際金融危機影響,加之進口國對知識產(chǎn)權(quán)保護意識加強,中國高技術(shù)產(chǎn)品出口的擴展邊際和價格邊際有所提升(即出口種類和出口價格上升),但數(shù)量邊際有所降低(即出口數(shù)量減少),從而導(dǎo)致金融危機以來高技術(shù)產(chǎn)品出口額(Y4)波動,以及高技術(shù)產(chǎn)品占商品出口總額比重(Y5)一直在30%左右水平徘徊。

(二)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度

盡管序參量大多呈現(xiàn)增長態(tài)勢,且科技投入子系統(tǒng)和科技產(chǎn)出子系統(tǒng)都表現(xiàn)良好有序性,但還不能完全反映科技系統(tǒng)的整體質(zhì)量,需進一步對科技投入和科技產(chǎn)出間非線性互動關(guān)系挖掘,形成對科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度分析。

1.不考慮時滯影響的一般解

在上述子系統(tǒng)有序度結(jié)果基礎(chǔ)上,根據(jù)公式(5),計算中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度(表2)。不考慮時滯影響的一般解,是為對復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度簡單、直觀描述,科技系統(tǒng)實際運行中,投入和產(chǎn)出間非線性互動關(guān)系呈現(xiàn),還存在一定時滯性。

表2 新世紀(jì)以來中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度

2.考慮科技投入對科技產(chǎn)出推動時滯影響的解

參考前人研究,設(shè)定科技投入對科技產(chǎn)出推動影響時滯期為2年,即“2000年科技產(chǎn)出對應(yīng)1998年科技投入所形成的效應(yīng)”,以此類推,形成考慮科技投入對科技產(chǎn)出推動影響時滯性的協(xié)同度。

3.考慮科技產(chǎn)出對科技投入拉動時滯影響的解

同理,設(shè)定科技產(chǎn)出對科技投入拉動影響時滯期為2年,形成考慮科技產(chǎn)出對科技投入拉動影響時滯性的協(xié)同度。為更直觀形成對比分析,繪制科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化，如圖2所示。

圖2 新世紀(jì)以來中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化圖

4.基于ARIMA模型的復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度預(yù)測

根據(jù)公式(6)、公式(7),使用ARIMA模型對上述三種解進行預(yù)測(表3所示):

表3 基于ARIMA模型的中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度預(yù)測

總體來看,新世紀(jì)以來,中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度長期處于較低水平,尤其2008年以來,存在較大波動。無論是否考慮科技投入和科技產(chǎn)出之間的時滯性,三種解都顯現(xiàn)出較低的協(xié)同度,從而意味著科技投入與科技產(chǎn)出間未形成良性的互動反饋關(guān)系。根據(jù)ARMIA模型預(yù)測結(jié)果,三種解的預(yù)測值分別為:0.050、0.044、0.051,意味著科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度短期內(nèi)仍將處于較低水平。

分析原因:(1)科技發(fā)展具有系統(tǒng)性、整體性特點,盡管科技投入子系統(tǒng)及科技產(chǎn)出子系統(tǒng)都有相對良好發(fā)展,但科技產(chǎn)出子系統(tǒng)有序度提高較快,科技投入子系統(tǒng)有序度提高較慢,兩者間發(fā)展不協(xié)調(diào);(2)2008年以來的金融危機,對中國經(jīng)濟發(fā)展帶來沖擊,科技創(chuàng)新被視為應(yīng)對危機的根本力量,在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下,圍繞保增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生開展科技行動,并依靠新科技尋找新的經(jīng)濟增長點,一定程度上解釋2008年以來復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度波動幅度較大;(3)利益導(dǎo)向?qū)W(xué)術(shù)導(dǎo)向沖擊,以及生存導(dǎo)向下科技人員面臨壓力考核等“內(nèi)卷化”(Involution)問題,使科技投入增量相當(dāng)比例被消耗在“問題”上,甚至出現(xiàn)投入產(chǎn)出比隨投入增加而下降現(xiàn)象[21];(4)不同區(qū)域間科技投入及產(chǎn)出能力存在差異,東部地區(qū)科技投入能力較強且產(chǎn)出效率較高,而中、西部地區(qū)科技投入能力較弱且產(chǎn)出效率較低,加劇了科技系統(tǒng)整體不協(xié)調(diào)。

四、結(jié)論與建議

針對中國科技發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合科技投入與科技產(chǎn)出內(nèi)在關(guān)系及彼此間時滯影響,構(gòu)建面向高質(zhì)量發(fā)展的中國科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型,對新世紀(jì)以來中國科技投入及產(chǎn)出狀況分析及預(yù)測。結(jié)果顯示:新世紀(jì)以來,中國科技投入總量增加,科技投入子系統(tǒng)有序度在曲折中上升;中國科技產(chǎn)出總量增加,科技產(chǎn)出子系統(tǒng)有序度穩(wěn)步上升;然而,科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度長期處于較低水平,科技投入與科技產(chǎn)出間未形成良性互動反饋;根據(jù)ARMIA模型預(yù)測結(jié)果,科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度短期內(nèi)仍將繼續(xù)停留較低水平。

基于實證結(jié)果分析,提出政策建議如下。

首先，進一步提升科技投入子系統(tǒng)有序度。(1)加強企業(yè)R&D經(jīng)費投入主體地位,加大政府對具有激發(fā)原始性創(chuàng)新動力作用的基礎(chǔ)研究的經(jīng)費投入,實現(xiàn)R&D經(jīng)費投入總量增加同時,投入強度不斷提升并向發(fā)達國家2.5%～4%的水平追趕;(2)細分不同層級政府角色定位,平衡財政科技基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),中央財政科技支出重點支持具有公共品性質(zhì)的基礎(chǔ)研究、前沿研究和公益性研究,地方財政科技支出重點支持有利于地方經(jīng)濟發(fā)展的技術(shù)研發(fā)、科技產(chǎn)業(yè)化;(3)創(chuàng)新科技價值導(dǎo)向及人才戰(zhàn)略,培養(yǎng)高質(zhì)量科技人才,實現(xiàn)“生存導(dǎo)向向發(fā)展導(dǎo)向、利益驅(qū)動向?qū)W術(shù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)型,形成“講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用學(xué)科”的科學(xué)氛圍,激發(fā)科技主體創(chuàng)新熱情及公共參與科技創(chuàng)新力度[22];(4)構(gòu)建多元化科技投入體系,吸引社會力量廣泛參與,通過主體間權(quán)力、責(zé)任、利益的協(xié)同,實現(xiàn)投入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,從“質(zhì)”(而非“量”)上為科技產(chǎn)出奠定基礎(chǔ)。

其次，加強鞏固科技產(chǎn)出子系統(tǒng)有序度。(1)健全科技創(chuàng)新產(chǎn)權(quán)激勵機制,促進科技成果使用權(quán)、處置權(quán)和收益權(quán)改革,激發(fā)科技人員對技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化動力,同時,完善科技管理服務(wù)體系,加強科技信息資源共享,簡化項目管理流程,引導(dǎo)科技人員把精力更好地投入在提升科學(xué)研究高質(zhì)量上;(2)加快科技論文從注重數(shù)量的外延式發(fā)展,向注重質(zhì)量的內(nèi)涵式發(fā)展轉(zhuǎn)變,通過多邊國際合作,開展具有“投資強度大、多學(xué)科交叉、實驗設(shè)備復(fù)雜、研究目標(biāo)宏大”的“大科學(xué)”研究,持續(xù)提高科技論文國際影響力。

最后，構(gòu)建科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同高質(zhì)量發(fā)展生態(tài)格局。(1)形成以高質(zhì)量發(fā)展為導(dǎo)向的科技創(chuàng)新內(nèi)涵式發(fā)展思路,在加強對科技規(guī)模和速度提升同時,更強調(diào)通過科技結(jié)構(gòu)優(yōu)化,形成對科技系統(tǒng)質(zhì)量和效率提升;(2)轉(zhuǎn)變“投入-產(chǎn)出”線性思維,從投入與產(chǎn)出間非線性互動關(guān)系出發(fā),強化科研產(chǎn)出對科技投入的反饋、引導(dǎo)、激勵,形成科技投入-產(chǎn)出復(fù)合系統(tǒng)自組織及良性循環(huán);(3)實施基于協(xié)同創(chuàng)新的平臺戰(zhàn)略,打造平臺型組織,促進“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、用”等多元創(chuàng)新主體間良性互動,搭建科技供給和科技需求間良好的雙邊關(guān)系。□