基于互信息的四螺旋模型創(chuàng)新協(xié)同度研究

肖國華，賀德方，張嫻，許海云，韓曄

（1.中國科學(xué)院成都文獻(xiàn)情報中心，成都610041；2.中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院圖書情報與檔案管理系，北京100190；3.南京大學(xué)信息管理學(xué)院，南京210023；4.科學(xué)技術(shù)部，北京100862）

隨著科技與經(jīng)濟(jì)的規(guī)模化發(fā)展，協(xié)同創(chuàng)新已成為重要的創(chuàng)新模式。“政-產(chǎn)-研”三螺旋模型是一種比較有影響力的協(xié)同創(chuàng)新研究范式，但具有一定的局限性。本研究將科技服務(wù)機(jī)構(gòu)引入三螺旋，建立四螺旋模型，并對政、產(chǎn)、研、服四大主體之間的創(chuàng)新協(xié)同度進(jìn)行量化分析，為協(xié)同創(chuàng)新研究提供基于數(shù)據(jù)分析的新視角。

1 四螺旋協(xié)同創(chuàng)新模型的提出

1.1 三螺旋模型的局限性

“政-產(chǎn)-研”三螺旋模型為若干國家的創(chuàng)新發(fā)展提供了理論指導(dǎo)或參考。但是，隨著科技與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、社會分工的不斷細(xì)化，政府（政）、企業(yè)（產(chǎn)）、科研機(jī)構(gòu)與高校（研）已經(jīng)不能代表所有的創(chuàng)新主體，三螺旋模型已經(jīng)不能圓滿詮釋政、產(chǎn)、研之外的創(chuàng)新主體在促進(jìn)社會整體創(chuàng)新發(fā)展中的作用以及新興創(chuàng)新主體與原有的政、產(chǎn)、研三大創(chuàng)新主體之間的互動關(guān)系。三螺旋模型的局限性可從兩個方面反映。

（1）主體缺位。信息、金融、中介等主體既未能在三螺旋模型中體現(xiàn)，又不能并入三螺旋中的任一支螺旋。通常被學(xué)界或媒體提到的“政產(chǎn)學(xué)研軍金介”等創(chuàng)新主體中，“軍”與“政”的屬性相近，可并入“政”；而“學(xué)”因其在科技創(chuàng)新和技術(shù)轉(zhuǎn)移中主要發(fā)揮的是研究的功能，故“學(xué)”可與“研”并提；但是金融、中介等都不能再作歸納或合并，其獨立或基本獨立于政、產(chǎn)、研之外，且發(fā)揮著不可忽視的作用。

（2）信息情報和數(shù)據(jù)的重要性被忽略或弱化。忽視了信息流在三螺旋模型中對橫向循環(huán)、縱向進(jìn)化的促進(jìn)作用。在信息化和大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)信息對于創(chuàng)新發(fā)展的影響日益加大，數(shù)據(jù)作為要素已經(jīng)被提到了中央政策的高度[1-2]。信息的功能已經(jīng)不是政、產(chǎn)、研各自麾下一個相對邊緣的小部門可以負(fù)載和實現(xiàn)的了，如2019年8月，《中共中央、國務(wù)院關(guān)于支持深圳建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(qū)的意見》①http://www.gov.cn/xinwen/2019-08/18/content_5422183.htm中指出的“探索建設(shè)國際科技信息中心”，就明確強(qiáng)調(diào)了信息的功能。而且，各創(chuàng)新主體間的信息共享不足、數(shù)據(jù)挖掘不足、對接精準(zhǔn)不足，需要一支相對獨立的專業(yè)化、復(fù)合型的信息服務(wù)的力量，并且在現(xiàn)實中，已經(jīng)存在這樣的隊伍且力量正在逐漸增強(qiáng)。

實際上，2002年在丹麥哥本哈根召開的第四次世界三螺旋大會上就提出了這樣的問題：三螺旋是否可以擴(kuò)展為四螺旋[3]？

1.2 第四螺旋的界定與四螺旋模型的構(gòu)成

鑒于三螺旋模型的局限性，學(xué)者們開始研究三螺旋之外的其他螺旋，甚至三螺旋模型的主要闡發(fā)者亨利·埃茨科威茲（Henry Etzkowitz）也認(rèn)為可以有第四螺旋，如風(fēng)險投資[4]。現(xiàn)有研究中，主要有“政-產(chǎn)-研-金”[5]、“政-產(chǎn)-研-介”[6-10]、“政-產(chǎn)-研-眾”[11-16]等關(guān)于四螺旋構(gòu)成的觀點。“政-產(chǎn)-研-金”強(qiáng)調(diào)財政、投資、稅收、金融、采購的作用；“政-產(chǎn)-研-介”將中介機(jī)構(gòu)作為第四螺旋；“政-產(chǎn)-研-眾”引入公眾、用戶、市民、媒體、民間社會等社會全員參與的機(jī)制。各觀點均有其科學(xué)性和合理性，但從系統(tǒng)性以及實踐意義來看，仍存在不足。如果只將資金和金融視為第四螺旋，那么還可以有第五、六、七等更多螺旋，不利于系統(tǒng)化研究；如果將中介機(jī)構(gòu)視為第四螺旋，容易受狹義概念限制，而在廣義的概念上將金融機(jī)構(gòu)、投資公司等作為中介機(jī)構(gòu)又容易引起歧義；如果將社會大眾視為第四螺旋，雖然理論可行，但是范圍過大，模糊了各螺旋本身的相對獨立性和“四梁八柱”式的架構(gòu)性，更似傾向于環(huán)境性、生態(tài)性的研究角度了，并且減弱了四螺旋模型在實際應(yīng)用上的可操作性。

鑒于上述情況，本研究認(rèn)為將第四螺旋界定為科技服務(wù)機(jī)構(gòu)更為恰當(dāng)，具體理由如下。

首先，無論三螺旋還是四螺旋，都是服務(wù)于協(xié)同創(chuàng)新的組織模式，而“科技創(chuàng)新是核心，抓住了科技創(chuàng)新就抓住了牽動我國發(fā)展全局的牛鼻子”[17]，《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》開宗明義第一句話就是“黨的十八大提出實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置”[18]，黨的十九屆五中全會提出，“堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強(qiáng)作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐”①http：//cpc.people.com.cn/n1/2020/1030/c64094-31911721.html。因此，第四螺旋應(yīng)強(qiáng)調(diào)是為促進(jìn)科技創(chuàng)新的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)，而不是一般性的、泛化的服務(wù)機(jī)構(gòu)。

其次，根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于加快科技服務(wù)業(yè)發(fā)展的若干意見》[19]，科技服務(wù)業(yè)包括了研究開發(fā)及其服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)移服務(wù)、檢驗檢測認(rèn)證服務(wù)、創(chuàng)業(yè)孵化服務(wù)、知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)、科技咨詢服務(wù)、科技金融服務(wù)、科學(xué)技術(shù)普及服務(wù)等八大專業(yè)科技服務(wù)和綜合科技服務(wù)。國家統(tǒng)計局《國家科技服務(wù)業(yè)統(tǒng)計分類（2018）》[20]將科技服務(wù)業(yè)范圍確定為科學(xué)研究與試驗發(fā)展服務(wù)、專業(yè)化技術(shù)服務(wù)、科技推廣及相關(guān)服務(wù)、科技信息服務(wù)、科技金融服務(wù)、科技普及和宣傳教育服務(wù)、綜合科技服務(wù)等七大類。這兩個文件明確了科技服務(wù)既包括了前述涉及第四螺旋的“金”“介”的核心內(nèi)容和“眾”中與媒體有關(guān)的內(nèi)容，又包括了前述論及三螺旋模型缺乏的信息功能，較好地實現(xiàn)了既相對全面又具備明晰邊界和相對獨立性的范圍概括。

綜上所述，本研究提出“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋協(xié)同創(chuàng)新模型，將科技服務(wù)機(jī)構(gòu)作為四螺旋模型中的第四螺旋。科技服務(wù)機(jī)構(gòu)具體包括：信息情報機(jī)構(gòu)、智庫咨詢機(jī)構(gòu)、技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)、金融投資機(jī)構(gòu)、專業(yè)中介機(jī)構(gòu)（如專利代理事務(wù)所、律師事務(wù)所、會計事務(wù)所、資產(chǎn)評估機(jī)構(gòu)等）、科學(xué)傳播機(jī)構(gòu)、平臺建設(shè)機(jī)構(gòu)等，是獨立或相對獨立于政府部門、產(chǎn)業(yè)企業(yè)、高校科研機(jī)構(gòu)而發(fā)揮支撐、紐帶、催化、優(yōu)化作用的第四股力量，加速創(chuàng)新的發(fā)生發(fā)展。與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新、三螺旋協(xié)同創(chuàng)新相比，四螺旋協(xié)同創(chuàng)新是更廣泛、更深入的協(xié)同創(chuàng)新。

2 基于互信息的四螺旋創(chuàng)新協(xié)同度量化分析方法

本研究基于互信息對“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋模型中各主體的創(chuàng)新協(xié)同度展開量化測度，以驗證其合理性及有效性。

2.1 三螺旋模型量化分析方法

自2000年Loet Leydesdorff首次運用三螺旋算法（triple helix algorithm，TH）計算政產(chǎn)研之間的協(xié)同度以來，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量相關(guān)研究，包括社會網(wǎng)絡(luò)分析指標(biāo)[21]、基于向量空間模型的指標(biāo)[22]、ψ系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)[23]等。有學(xué)者提出，現(xiàn)有三螺旋計量指標(biāo)可分為兩類：基于互信息的指標(biāo)和基于合作相似度的指標(biāo)[24]。

在三螺旋系統(tǒng)中，不同主體的協(xié)同與合作，帶來不同視角的信息與資源的交疊、碰撞與融合，激發(fā)了三螺旋系統(tǒng)的創(chuàng)新潛能，這正是信息熵理論關(guān)于不確定性的體現(xiàn)，符合Leydesdorff[25]認(rèn)為三螺旋互信息算法中的“信息冗余”能夠變不可能為可能的觀點。因此，本研究認(rèn)為，就研究螺旋系統(tǒng)的協(xié)同機(jī)制與效應(yīng)而言，TH算法具有獨到之處。

三螺旋模型的互信息測度，可應(yīng)用香農(nóng)信息熵來計量。根據(jù)香農(nóng)的信息論，信息熵是離散隨機(jī)事件的出現(xiàn)概率，熵越大，代表事件的不確定性越大。Shannon[26]將此概率分布定義為

在二維變量下，信息熵E則為

其中，Pxy為事件x與事件y的聯(lián)合概率分布。

Abramson[27]借助子系統(tǒng)變量的互信息測度，來計算兩個子系統(tǒng)之間的不確定性的轉(zhuǎn)接度（trans‐mission），即協(xié)同度（synergy）：

對于相互作用的三個子系統(tǒng)，Abramson[27]將其互信息轉(zhuǎn)接度定義為

學(xué)者們將上述三維子系統(tǒng)的互信息轉(zhuǎn)接度計算方法公式(4)應(yīng)用到“政-產(chǎn)-研”創(chuàng)新體系，結(jié)合具體分析案例開展了三螺旋關(guān)系研究[24,28]。

2.2 基于互信息的四螺旋創(chuàng)新協(xié)同度計量指標(biāo)設(shè)計

基于互信息和TH算法在三螺旋系統(tǒng)協(xié)同度方面的理論與應(yīng)用研究，本研究設(shè)計構(gòu)建了四螺旋創(chuàng)新協(xié)同度計量指標(biāo)。

根據(jù)熵的鏈?zhǔn)椒▌t，有

根據(jù)互信息的鏈?zhǔn)椒▌t，有

則，具體到“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)，其協(xié)同度Tgias可定義為

公式(7)為可測度四螺旋模型的創(chuàng)新協(xié)同度。Tgias作為量化分析四螺旋的有效指標(biāo)，本質(zhì)上是通過互信息來測度政府部門、產(chǎn)業(yè)界、高校和科研機(jī)構(gòu)、科技服務(wù)機(jī)構(gòu)之間的交互作用的不確定性，以此反映四類主體之間的協(xié)同與合作程度。Tgias為正向指標(biāo)，Tgias值越大，表明四螺旋系統(tǒng)中四類主體的創(chuàng)新協(xié)同度越強(qiáng)。

3 基于互信息的四螺旋創(chuàng)新協(xié)同度測度

3.1 數(shù)據(jù)來源與采集規(guī)則

理論上，凡是能夠有效區(qū)分政、產(chǎn)、研、服四類主體的創(chuàng)新產(chǎn)出含義的可比數(shù)據(jù)，都可作為四螺旋互信息測度的分析數(shù)據(jù)對象，如論文產(chǎn)出、專利申請、技術(shù)合同、合作項目等。由于數(shù)據(jù)的規(guī)范性、可獲得性原因，論文、專利仍然是當(dāng)前大多數(shù)相關(guān)研究主要采用的數(shù)據(jù)來源。此外，四螺旋創(chuàng)新體系中，政府部門往往是以提供基金項目等研究資助的形式參與其間，并非體現(xiàn)為成果的直接產(chǎn)出者，而現(xiàn)階段的專利數(shù)據(jù)尚缺乏相關(guān)的政府資助信息，論文數(shù)據(jù)的相關(guān)資助信息則相對完備。因此，盡管國內(nèi)發(fā)表的科研論文對創(chuàng)新產(chǎn)出的表征意義并不全面，但并不影響對創(chuàng)新主體之間協(xié)同度的測度。本研究采用中國知網(wǎng)（CNKI）論文數(shù)據(jù)作為協(xié)同度指標(biāo)計量數(shù)據(jù)。

CNKI的中文學(xué)術(shù)期刊、會議論文數(shù)據(jù)提供了規(guī)范詳細(xì)的基金（項目、計劃）資助信息。檢索數(shù)據(jù)的時間跨度不宜太小，以免趨勢不明，本研究初步考慮在10年以上；由于2003年我國科技政策的重點和方向包括了中長期科技規(guī)劃、國家創(chuàng)新體系、科技評價體系、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等相關(guān)內(nèi)容[29]，本研究選擇了從2003年開始數(shù)據(jù)分析。CNKI列出的文獻(xiàn)分類包括基礎(chǔ)科學(xué)、工程科技、農(nóng)業(yè)科技、醫(yī)藥衛(wèi)生科技、哲學(xué)與人文科學(xué)、社會科學(xué)、信息科技、經(jīng)濟(jì)與管理科學(xué)，鑒于本文主要研究政、產(chǎn)、研、服之間的協(xié)同關(guān)系，故未選擇與產(chǎn)業(yè)界、科研界、科技服務(wù)業(yè)關(guān)聯(lián)相對較小的哲學(xué)與人文科學(xué)、社會科學(xué)兩類，而保留了其他六類。本研究以政府（government，G）、產(chǎn)業(yè)（industry，I）、科研（academy，A）、科技服務(wù)（service，S）四類主體的論文產(chǎn)出數(shù)據(jù)，作為四螺旋模型創(chuàng)新協(xié)同度測度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)檢索源：中國知網(wǎng)（CNKI）；數(shù)據(jù)類型：學(xué)術(shù)期刊、會議論文；時間范圍：論文發(fā)表日期2003年1月1日—2018年12月31日；學(xué)科領(lǐng)域：基礎(chǔ)科學(xué)、工程科技、農(nóng)業(yè)科技、醫(yī)藥衛(wèi)生科技、信息科技、經(jīng)濟(jì)與管理科學(xué)；數(shù)據(jù)抽取規(guī)則：如表1所示。

3.2 四螺旋主體論文產(chǎn)出特征比較

檢索得到政、產(chǎn)、研、服4類創(chuàng)新主體的獨立產(chǎn)出與合作產(chǎn)出論文數(shù)量，如表2所示。

分析四螺旋創(chuàng)新主體的論文產(chǎn)出數(shù)量及其增長形態(tài)，可以揭示四螺旋各主體的一些合作行為特征以及創(chuàng)新體系的內(nèi)部增長機(jī)制，主要特點如下。

（1）科研機(jī)構(gòu)是創(chuàng)新產(chǎn)出的絕對主體。從論文產(chǎn)出的絕對數(shù)量可以看出，科研機(jī)構(gòu)（A）論文產(chǎn)出是我國四類創(chuàng)新主體論文產(chǎn)出的主要來源，科研機(jī)構(gòu)在四類主體獨立論文產(chǎn)出總量中的所占的比例為68%，是產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)（I）的2.7倍，是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)（S）的16.8倍。

（2）科研機(jī)構(gòu)與其他主體的合作大幅提升。四螺旋創(chuàng)新主體的獨立論文產(chǎn)出增長趨勢如圖1所示，盡管科研機(jī)構(gòu)的獨立產(chǎn)出總量占據(jù)絕對優(yōu)勢，然而自2008年始，科研機(jī)構(gòu)獨立產(chǎn)出呈現(xiàn)負(fù)增長，尤其自2013年始下滑勢頭加劇。與此同時，科研機(jī)構(gòu)與其他創(chuàng)新主體的合作產(chǎn)出增長迅速（圖2），其中，科研機(jī)構(gòu)受政府資助（GA）、科研機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界的合作（GI）都分別保持著對數(shù)級的高速增長。政府資助力度向科研機(jī)構(gòu)大幅傾斜，從政府資助產(chǎn)出量來看，科研機(jī)構(gòu)是產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的82倍。相對而言，科研機(jī)構(gòu)與科技服務(wù)業(yè)（AS）的合作增長則非常緩慢，呈線性增長趨勢。

（3）科技服務(wù)業(yè)在創(chuàng)新系統(tǒng)中活躍度提升。盡管科技服務(wù)業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)出量相對較少，但科技服務(wù)業(yè)與其他創(chuàng)新主體的合作產(chǎn)出趨勢體現(xiàn)出，科技服務(wù)業(yè)在四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)中的活躍度一直保持著高速增長。從圖3可以看出，科技服務(wù)業(yè)與產(chǎn)業(yè)界的合作（IS）一直保持著大幅增長，“產(chǎn)-研-服”合作（IAS）也始終保持著相似的增長趨勢，而科技服務(wù)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的合作（AS）增長則保持低迷，兩相對照，在一定程度上反映出當(dāng)前我國“產(chǎn)-研-服”合作（IAS），極有可能主要是由“產(chǎn)-服”合作（IS）帶動的，科技服務(wù)業(yè)在我國的科研機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界之間，較好地發(fā)揮了紐帶作用，為科技成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，發(fā)揮了積極的促進(jìn)作用。科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的政府資助產(chǎn)出（GS）增長較快，然而“政-產(chǎn)-服”系統(tǒng)的合作產(chǎn)出（GIS）增長緩慢。對比IS、GS、GIS可知，目前政府資助在科技服務(wù)業(yè)與產(chǎn)業(yè)界的合作中，并未發(fā)揮積極促進(jìn)作用。相反地，對比AS、GAS可知，政府資助在科技服務(wù)業(yè)與科研界的合作中，發(fā)揮了明顯的正向促進(jìn)作用。

表1 “政-產(chǎn)-研-服”創(chuàng)新協(xié)同度測度變量及數(shù)據(jù)抽取規(guī)則

表2 “政-產(chǎn)-研-服”四螺旋主體論文產(chǎn)出數(shù)量（篇）

圖1 四螺旋創(chuàng)新主體的獨立論文產(chǎn)出趨勢

圖2 科研機(jī)構(gòu)(A)的合作論文產(chǎn)出趨勢

圖3 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)(S)的合作論文產(chǎn)出數(shù)量趨勢

3.3 四螺旋系統(tǒng)的創(chuàng)新協(xié)同度測度

要深入探測創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同與合作機(jī)制，不僅僅是分析合作科研產(chǎn)出的外在數(shù)量形態(tài)，更需要基于系統(tǒng)內(nèi)部互信息特征開展系統(tǒng)內(nèi)里機(jī)制研究。本文利用四螺旋模型創(chuàng)新協(xié)同度測度指標(biāo)Tgias（公式(7)）計算“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)的創(chuàng)新協(xié)同度，計算結(jié)果如表3所示。

3.3.1 四螺旋系統(tǒng)的合作產(chǎn)出與創(chuàng)新協(xié)同度對比

對比分析四螺旋系統(tǒng)的合作產(chǎn)出、創(chuàng)新協(xié)同度（圖4），可發(fā)現(xiàn)如下主要特點。

（1）科研機(jī)構(gòu)是政府資助接受主體，但“政-研”創(chuàng)新協(xié)同度最低。科研機(jī)構(gòu)受政府資助產(chǎn)出數(shù)量是四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)產(chǎn)出的絕對主體，然而“政-研”子系統(tǒng)（GA）的創(chuàng)新協(xié)同度，在各個創(chuàng)新子系統(tǒng)中卻處于最低水平。這在一定程度上說明政府對科研系統(tǒng)的投入尚未發(fā)揮足夠的效力，結(jié)合政府職能來看，應(yīng)該加強(qiáng)投入之后的組織協(xié)調(diào)、監(jiān)管評估與反饋機(jī)制。結(jié)合前文數(shù)據(jù)，可通過科技服務(wù)機(jī)構(gòu)來提升高校科研機(jī)構(gòu)與政府部門的協(xié)同度。

（2）“產(chǎn)-研-服”子系統(tǒng)體現(xiàn)出協(xié)同發(fā)展機(jī)制。盡管合作產(chǎn)出數(shù)量較少，但“產(chǎn)-研-服”子系統(tǒng)（IAS）的創(chuàng)新協(xié)同度表現(xiàn)是各子系統(tǒng)中的最高水平。并且，“產(chǎn)-研”子系統(tǒng)（IA）、“研-服”子系統(tǒng)（AS）、“產(chǎn)-服”子系統(tǒng)（IS）的創(chuàng)新協(xié)同度，均居于較高水平。可以認(rèn)為，目前我國的產(chǎn)業(yè)界、科研界、科技服務(wù)界創(chuàng)新合作機(jī)制已有較好的協(xié)同融合。科研機(jī)構(gòu)創(chuàng)造知識與技術(shù)、產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)財富，二者分別從技術(shù)供給、市場需求出發(fā)；科技服務(wù)機(jī)構(gòu)則負(fù)責(zé)為技術(shù)和市場之間提供中介橋梁，促成創(chuàng)新成果在產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。受內(nèi)生需求驅(qū)動，我國“產(chǎn)-研-服”子系統(tǒng)（IAS）已經(jīng)體現(xiàn)出“螺旋”型的協(xié)同發(fā)展機(jī)制。

表3 “政-產(chǎn)-研-服”四螺旋模型創(chuàng)新協(xié)同度

圖4 四螺旋系統(tǒng)的合作產(chǎn)出與創(chuàng)新協(xié)同度

（3）政府資助未能明顯提升創(chuàng)新協(xié)同度，產(chǎn)業(yè)界對協(xié)同度的提升作用明顯。“政-研”（GA）、“政-服”（GS）的創(chuàng)新協(xié)同度都相對較低。但是，當(dāng)有產(chǎn)業(yè)界加入時，政府合作系統(tǒng)的創(chuàng)新協(xié)同度居于中上水平，這從圖4中GI、GIA、GIS、GIAS子系統(tǒng)的表現(xiàn)即可看出。

3.3.2 科技服務(wù)業(yè)有效發(fā)揮了螺旋作用

科技服務(wù)業(yè)（S）的參與，無一例外地提升了其他各創(chuàng)新主體組成的雙螺旋系統(tǒng)的創(chuàng)新協(xié)同度，共同打造了更具有創(chuàng)新效率的三螺旋系統(tǒng)，如圖5所示。以科技服務(wù)業(yè)為第四螺旋構(gòu)成的“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋系統(tǒng)（GIAS），有效提升了原“政-產(chǎn)-研”三螺旋系統(tǒng)（GIA）的創(chuàng)新協(xié)同度，如圖6所示。由此可見，在四螺旋系統(tǒng)中，科技服務(wù)業(yè)與其余三支螺旋都能夠高效協(xié)同，在系統(tǒng)中發(fā)揮螺旋的催化作用，對促進(jìn)整個四螺旋系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展發(fā)揮了明顯的正向作用。

3.3.3 四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同度快速增長

自2006年以來，我國四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同度（Tgias）保持著快速的增長（圖7）。

圖5 科技服務(wù)業(yè)(S)提升雙螺旋系統(tǒng)創(chuàng)新協(xié)同度

圖6 科技服務(wù)業(yè)(S)提升三螺旋系統(tǒng)創(chuàng)新協(xié)同度

首先，四螺旋總體的協(xié)同度增長率最快，顯示科技服務(wù)與政-產(chǎn)-研日益形成更有效的協(xié)同創(chuàng)新體系，科技服務(wù)已經(jīng)比較深入地融入創(chuàng)新體系中。

其次，各螺旋主體的創(chuàng)新協(xié)同度間存在較大差異。一方面，“產(chǎn)-研-服”系統(tǒng)的創(chuàng)新協(xié)同度（Tias）最高，科技服務(wù)業(yè)已較好地融入產(chǎn)業(yè)界、科研界之間，在我國的科技研發(fā)創(chuàng)新（科研院所）和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用實施（公司企業(yè)）中發(fā)揮著重要的對接服務(wù)價值。另一方面，科技服務(wù)機(jī)構(gòu)受政府部門資助的產(chǎn)出、高校科研機(jī)構(gòu)與科技服務(wù)機(jī)構(gòu)受政府部門資助的合作產(chǎn)出，協(xié)同度最低，這說明我國科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在高校科研機(jī)構(gòu)與政府部門之間尚未發(fā)揮明顯的銜接作用。究其原因，政府資助的科研產(chǎn)出往往屬于國家科技重點或是前沿項目，或許當(dāng)前我國科技服務(wù)機(jī)構(gòu)還不能很好地服務(wù)于這類創(chuàng)新工作；同時，也可能因為前沿項目產(chǎn)出缺少可比較性，產(chǎn)業(yè)化與市場成熟度還不高，因此，科技服務(wù)機(jī)構(gòu)介入的難度較大，不易推動其實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)對接與落地。綜上所述，這些情況可能正是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)未來更好發(fā)揮螺旋催化作用所需要重點加強(qiáng)之處。

圖7 科技服務(wù)業(yè)(S)創(chuàng)新協(xié)同度

基于互信息的四螺旋協(xié)同創(chuàng)新測度中的信息冗余反映了信息與資源整合的必要性，反映了各螺旋之間的互補(bǔ)融合蘊藏著新的創(chuàng)新可能性，其計量原理上屬于非線性計量，有自身的動力學(xué)機(jī)制。基于信息熵的合作創(chuàng)新是對協(xié)同創(chuàng)新的完美追求。四支螺旋兩兩間需要均形成良性螺旋，四螺旋系統(tǒng)整體才能達(dá)到更高的創(chuàng)新協(xié)同度。互信息測度結(jié)果反映了當(dāng)前我國四螺旋創(chuàng)新中的強(qiáng)項和短板，必須堅持問題導(dǎo)向，有的放矢，才能更好地推動四螺旋協(xié)同創(chuàng)新水平的提升。

對比當(dāng)前四螺旋系統(tǒng)的創(chuàng)新絕對產(chǎn)出數(shù)量與互信息（圖8）可見，近16年來“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋系統(tǒng)的創(chuàng)新合作產(chǎn)出（GIAS）一直保持著指數(shù)形態(tài)的增長趨勢（R2=0.9729），而互信息則呈現(xiàn)線性增長趨勢（R2=0.9112），在某些年份還出現(xiàn)下滑，可見其中的協(xié)同機(jī)制尚有不足。

圖8 四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)互信息與絕對產(chǎn)出

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國四螺旋創(chuàng)新發(fā)展迅速，科技服務(wù)業(yè)與科研、產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同合作已有較好成效，在科技創(chuàng)新與技術(shù)轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著紐帶與橋梁作用。作為第四螺旋，科技服務(wù)業(yè)還發(fā)揮了“催化”作用，促進(jìn)了系統(tǒng)整體創(chuàng)新協(xié)同度的提升。總體而言，我國四螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)的協(xié)同度增長水平，與創(chuàng)新系統(tǒng)的規(guī)模增長水平仍然還不匹配，系統(tǒng)整體的創(chuàng)新效率仍有較大的上升空間，政府部門在四螺旋系統(tǒng)中的協(xié)同力可進(jìn)一步加強(qiáng)。

4 結(jié)語

在科技經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中，“政-產(chǎn)-研”三螺旋模型已不能完全代表所有的創(chuàng)新主體，本研究將三螺旋模型擴(kuò)展為“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋模型，并率先提出了以包括技術(shù)轉(zhuǎn)移、信息咨詢、知識產(chǎn)權(quán)、科技金融等服務(wù)功能的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)為第四螺旋；基于互信息和三螺旋算法，設(shè)計構(gòu)建了四螺旋創(chuàng)新協(xié)同度計量指標(biāo)Tgias，用以量化測度四螺旋主體之間的創(chuàng)新協(xié)同度，證實了科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與協(xié)同創(chuàng)新的積極作用。本研究通過量化分析發(fā)現(xiàn)，科技服務(wù)機(jī)構(gòu)加入“政-產(chǎn)-研”三螺旋結(jié)構(gòu)并形成四螺旋結(jié)構(gòu)后，全方位顯著提升了“政-產(chǎn)”“政-研”“產(chǎn)-研”“政-產(chǎn)-研”既有的協(xié)同度，充分反映出科技服務(wù)機(jī)構(gòu)作為第四螺旋對原有三螺旋模型和體系的催化和促進(jìn)作用；“政-產(chǎn)-研-服”四螺旋的協(xié)同度在近十多年從總體上呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，其中，“產(chǎn)-研-服”的協(xié)同度表現(xiàn)最佳，“政-產(chǎn)-服”協(xié)同度表現(xiàn)次之，“政-研-服”的協(xié)同度暫居最末。四螺旋之間的協(xié)同度越高，越有利于提高科技情報、智庫咨詢、技術(shù)轉(zhuǎn)移、創(chuàng)業(yè)投資等方面工作的協(xié)同創(chuàng)新效率。