科學與技術耦合效果評價
——科技互補效應和成本效應分析

盧雨婷，周小亮

(1.福建社會科學院，福建 福州 350001；2.福州大學 經濟與管理學院，福建 福州 350008)

0 引言

科學與技術耦合已成為科學技術發展的重要途徑，也是實現科學、技術與經濟深度融合的一大前提。2018年1月3日，李克強總理主持召開國務院常務會議強調，不僅要重視基礎科學研究，還要力推應用技術創新，以促進基礎科學與應用技術的融通。然而，目前科學、技術研究領域的“孤島現象”仍較嚴重，科學、技術研究成果仍傾向于以封閉且自我循環的方式產生，在一定程度上抑制了科學與技術的融合發展。為此，科學與技術耦合效果被逐步納入相關部門科研考核評價體系。為完善科研考評體系，中央出臺了相關政策。全國人大十二屆三次會議強調，要推進協同創新，加強創新載體和服務平臺建設，加快形成政府推動、市場主導、社會參與的創新服務支撐體系。為落實這一政策的引導作用，應在注重科學、技術研究各自分工的基礎上，充分挖掘科學與技術耦合對科技和經濟發展的促進作用。因此，從科學與技術的性質及其面臨的外部環境入手，探討科學與技術的互動效應，并評價兩者的耦合效果，對加快基礎科學與應用技術融合，實施中長期目標導向的科研考核評價機制，促進政府研發管理職能向創新服務職能轉變，均具有深遠意義。

1 文獻綜述與理論基礎

1.1 文獻綜述

科學與技術耦合是科學、技術相互作用的產物，其中科學能夠反映客觀事物的本質和規律，技術是用以提高生產效率的手段和方法總和[1]。國內外學者從科學技術史視角探尋科學與技術耦合規律，并形成了一批理論成果，其涵蓋的觀點主要包括3類。一類觀點認為，基于科學的創新是實現科學與技術耦合的前提條件[2]。第二類觀點認為，基于技術的創新是實現兩者耦合的前提條件，這種創新不僅可以通過改進、調整、組合已有技術實現，還能應用已有科學知識并結合相關技術知識進而促進技術發展[3-4]。隨著后現代范式的奠立，這種創新模式逐漸成為創新的重要路徑[5]。第三類觀點認為，科學與技術耦合是具有應用導向的基礎研究與具有基礎理論背景的應用研究共同作用產生的，且科學技術化和技術科學化是實現科學與技術耦合的兩個重要方面[6-7]。林苞和雷家骕(2014)也提出，基于科學的創新與基于技術的創新能共同驅動創新體系完善。科學與技術耦合在實現不同行業創新發展中存在結構性差異：基于科學的創新是促進抗生素行業發展的主導創新路徑，而在半導體行業的創新發展中，創新由基于科學的創新逐漸向基于技術的創新轉變[8]。楊中楷等(2016)強調，一般來說，科學、技術均衡發展有利于科學與技術耦合，如物理學領域，但并不意味著科學、技術非均衡發展就不利于科學與技術耦合，如化學、生理學等領域會出現技術學科發展較快的現象，這些領域的技術發展有利于促進科學與技術耦合。

在現有理論支撐下，出現了大量關于科學與技術耦合效果評價的實證研究。比較有代表性的評價方法是采用與專利、文獻互引情況相關的指標評價耦合問題。如Verbeek等[9]、Guan等[10]采用專利文獻和非專利文獻交叉引用的絕對數作為科學與技術耦合效果的替代指標，實證發現，科學與技術發生耦合的概率為80%，且主要集中在生物化學、分子生物學、藥物學、藥劑學等特定7%的技術領域，通訊、半導體、光學等領域發生耦合的情況較少見；吳菲菲等[11]研究發現，在化學、物理等學科領域，技術具有較高的網絡中心性，其科學知識與應用技術在相互影響過程中也易發生跨領域轉移；杜建等[12]建議采用基于專利的ESI高被引論文共被引聚類和基于論文的OECD三方專利耦合聚類兩條路徑，引導科學與技術耦合，從科學與技術交叉角度描繪全球創新前沿及其交叉結構。

上述方法主要從學科發展視角評價科學與技術耦合。隨著科技創新不斷復雜化，科學與技術耦合不僅可以表現為學科內部或學科之間的專利、文獻互引產生的顯性耦合，還可以表現為打破時間、空間界限發生的隱性耦合。為此，有學者通過構建科學與技術關聯度指標探討這一問題。如Bernardes&Albuquerque[13]以單位科學的技術產出彈性為科學與技術耦合效果的替代指標，研究發現，發達國家和發展中國家的耦合效果較好，科學發展促進技術進步的門檻也較高，且科學的基礎性作用更突出，欠發達國家的科學與技術耦合效果長期欠佳，基礎科學研究環節也較薄弱；Gao[14]按科學與技術關系強弱聚類分析了中國各省份科學與技術耦合情況，并據此提出區域差異化的科技創新建議；董玨[15]考慮了科學與技術間的時間轉化差異以及產出關聯性與引用關聯性等因素，將能夠反映科學與技術耦合效果的指標擴展為12項，據此評估科學與技術相互轉化效率；杜斌和徐飛[16]將論文與專利關聯度指標作為耦合強度的替代指標，研究發現，高校的科學研究實力與技術創新能力之間存在正相關關系，具有高關聯發展水平的高校能在較高水平科學研究基礎上產生更具影響力的技術創新成果；樊霞和宋麗[17]以生物技術產業為例，采用專利技術組合分析方法，發現在基于科學的創新模式下，與美國、日本相比，中國生物技術產業在創新特征以及與產業技術能力的匹配度上差距較大。

以上研究均圍繞科學與技術耦合的封閉系統展開，還有一類評價是通過構建計量模型探討科學與技術耦合在開放系統中的評價問題。如Zhao[18]通過構建聯立差分方程模型實證探究納米技術領域科學與技術的互惠依賴關系，發現納米技術的發展依靠科學推動，而不是技術拉動或需求拉動，相關科學研究體系的完善是納米技術發展的重要前提；Chaves[19]構建聯立方程組模型探究科學與技術耦合在國家創新系統和健康創新系統中的表現，研究發現，發達國家和發展中國家在這兩個系統中的表現均較好，而欠發達國家的耦合效果欠佳；陳銳等[20]從科學與技術交互視角，運用向量自回歸模型、脈沖響應函數和方差分解方法，研究發現，科學—技術的交互效應與經濟產出之間存在雙向影響。

現有研究不僅評價了科學與技術的顯性和隱性耦合問題，還評價了在封閉與開放系統中科學與技術的耦合問題。本研究認為，科學與技術互動不僅會產生互補效應，還會產生成本效應，且創新體系就是在一種效應抵消另一種效應的基礎上不斷得到完善的[21]。因此，科學與技術耦合的實現不僅僅是錯綜復雜的非線性過程，還是不斷演化的動態過程。科學與技術耦合系統是一個受系統內外因共同影響而發生演化的開放系統，有必要在區分影響耦合系統內外因的基礎上，刻畫科學技術化強度和技術科學化強度的演化情況，并采用科學技術化強度和技術科學化強度共同表征科學與技術的耦合狀態。由于科學技術化強度和技術科學化強度是兩個不可測控變量，因此本文將這兩個變量分別并入兩個可測控模型，構建包含科學、技術的投入與產出、人力資本與物質資本投入等因素在內的一組狀態空間模型展開分析。

1.2 理論基礎

依據學界對科學與技術及其耦合概念的理解，本文將科學、技術均看作一種社會現象，兩者在相關因素作用下發生相互轉化或互動融合形成的系統，即為科學與技術耦合系統。科學與技術在探索思維模式、探索過程、研究活動取向、存在形態、價值表現形式等方面具有互補性和異質性，不僅促使兩者有相互融合的吸引力，也有相互排斥的傾向。

一方面，在特定歷史背景下，科學與技術作為獨立體，各自既是孤立的，又是靜止的，但縱觀科學技術發展史，科學與技術是在相互間緊密配合、相互轉化、互動融合的傾向下發展的，且這一互動行為對兩者的融合過程存在正面影響效應。另一方面，科學與技術的性質差異導致兩者在融合過程中有相互排斥趨勢，為促成兩者融合付出的成本，即為科學與技術耦合成本。科學與技術的異質性對兩者的融合過程存在負面影響效應。

除科學與技術的自身性質外，創新人才參與、創新資本投入、科技政策等均會對兩者的融合過程產生影響。雖然科學與技術異質性產生的負面效應不可避免，但外部因素刺激不僅可以降低科學與技術異質性引發的負面效應，還能提高兩者互補帶來的正面效應。

綜上，科學與技術互補的內生性作用以及創新人才參與、創新資本投入、科技政策扶持等因素的外生性作用，對科學與技術融合過程產生的正面影響效應，即為科學與技術互動產生的互補效應。此處將互補效應界定為，科學與技術的相互促進作用(互補關系)每增強1%引起的效應水平變化。科學與技術異質的內生性作用以及創新資本不足、創新人才缺乏、科技政策弱視等因素的外生性作用，對科學與技術融合過程產生的負面影響效應，即為科學與技術互動產生的成本效應。此處將成本效應界定為，在考慮科學與技術異質性情形下，兩者相互分離傾向每增強1%引起的效應水平變化。科學與技術耦合效果由科學與技術互動產生的互補效應和成本效應兩方面決定，且耦合是在一種效應抵消另一種效應的基礎上實現的。

假定在圖1中，科學與技術互動的互補效應用直線A表示，科學與技術互動的成本效應用直線B表示。圖1表示在任意科學與技術互動程度下，效應均衡線C以下的效應水平均表現為成本效應，均衡線以上的效應水平均表現為互補效應。即使科學與技術互動程度較高，但若科學與技術的相互分離傾向較兩者的相互促進傾向強，則兩者的互動仍主要表現為成本效應，如圖1的長方形abcd所示。互補效應越大，互動程度就越高。圖2表示對于互動程度均衡線D而言，均衡線左側的互動程度均表現為成本效應，均衡線右側的互動程度均表現為互補效應。只有科學與技術互動程度超過均衡水平，兩者的互動才會表現為互補效應，如圖2的長方形abcd所示。互動程度越高，互補效應也越大。

圖1 固定效應水平下的成本效應

圖2 固定科學與技術互動程度下的互補效應

2 研究設計

2.1 研究假設與模型構建

科學與技術耦合系統由科學技術化子系統(記為S1)和技術科學化子系統(記為S2)構成，且這兩個子系統與科學系統、技術系統存在如圖3所示的關系，互不包含且部分重疊。同時，假定：

(1)不僅技術研究活動的物質資本投入和人力資本參與IT會對技術產出T有影響，而且科學技術化進程也會影響技術產出T；不僅科學研究活動的資本投入IS會對科學產出S有影響，而且技術科學化進程也會影響科學產出S。

(2)科學技術化強度XT和技術科學化強度XS均是不可觀測變量，難以控制其變化過程。

(3)科學技術化強度XT(t)和技術科學化強度XS(t)一方面會受各自前期狀態XT(t-1)、XS(t-1)影響，另一方面還會受地區人口、貿易開放度等外界因素U干擾。

(4)S1和S2狀態不具有連續性，呈離散化特點。t期S1狀態會受t-1期科學技術化過程影響而發生演化，并進一步對科學投入促進技術產出水平的提升過程產生增強效應；S2狀態在系統內外因影響下，會進一步對技術投入促進科學產出水平的提升過程產生增強效應。

為探究各子系統分別對耦合系統的作用，本文為兩個子系統分別構建狀態空間模型，以反映變量間的非線性關系。

式(1)為S1的狀態空間模型，表示t期技術產出水平不僅受t期S1狀態影響，還受t期技術投入水平影響。

(1)

其中，XT(t)為t期具有可變影響效應的S1狀態矩陣；AT、BT分別是內生變量和外生變量系數矩陣；CT為單位資本投入的技術產出彈性矩陣，具有不變影響效應；IT為資本投入，可能包括參與技術研究的科學家與工程師數、投入技術研究的科技經費以及有技術開發機構的企業數。S1的狀態空間模型可界定為(AT,BT,CT,XT)，由S1系統的產出方程和狀態方程構成。

同理，構建S2的狀態空間模型，如式(2)所示。

(2)

其中，XS(t)為t期具有可變影響效應的S2狀態矩陣；AS、BS為實數矩陣；CS為單位資本投入的科學產出彈性矩陣，具有不變影響效應；IS為資本投入矩陣。S2的狀態空間模型可界定為(AS,BS,CS,XS)。

圖3 科學系統、技術系統、科學技術化子系統與技術科學化子系統之間關系

2.2 耦合效果評價標準設定

假定變量u(t-1)外生于系統狀態變化，設定Δx(t)為t期S1或S2狀態值的平均變動百分比，可以表示為：

(3)

若b1u(t-1,i)-b2u(t-1,i-1)≈0，則Δx(t)可以反映S1或S2狀態受內生變量的影響情況，且隨著科學、技術產出增加，存在以下兩種情形：①若Δx(t)≥0，科學技術化或技術科學化強度逐漸增大，表現為科技互補效應增大；②若Δx(t)<0，科學技術化或技術科學化強度逐漸減小，表現為成本效應增大。

本文將科學與技術耦合效果的表現形式劃分為4類，即技術化進程的互補效應(ΔxT(t)>0)、技術化進程的成本效應(ΔxT(t)<0)、科學化進程的互補效應(ΔxS(t)>0)和科學化進程的成本效應(ΔxS(t)<0)。互補效應意味著科學與技術之間存在相互促進作用，成本效應則意味著兩者融合過程中的排斥傾向產生了互動成本。

科學與技術耦合效果是由兩者互動產生的互補效應和成本效應決定的。成本效應意味著科學與技術存在分離傾向，會削弱科學與技術的互補效應，減弱兩者的耦合效果。為進一步評價科學與技術的耦合效果，根據技術化進程和科學化進程的互補效應或成本效應變動，本文將科學與技術耦合效果劃分為5個等級，即優質耦合、良好耦合、中級耦合、初級耦合和無耦合，如表1所示。

表1 科學與技術耦合效果等級劃分

2.3 耦合的進一步探討

在構建科學與技術耦合效果評價等級的基礎上，為進一步明確科學與技術的發展路徑，本文繼續探討耦合系統的狀態演化過程。為分析狀態演化的主導路徑，首先界定耦合強度的概念，即技術化強度與科學化強度之差(xT(t)-xS(t))。

記耦合強度的臨界值為γ1和γ2，且γ2<γ1。若xT(t)-xS(t)>γ1，則演化路徑以科學技術化為主導，形成科學強勢耦合路徑；若xT(t)-xS(t)<γ2，形成技術強勢耦合路徑；若γ2≤|xT(t)-xS(t)|≤γ1，形成科技中立耦合路徑。具體地，科學強勢耦合路徑是指在特定時段內，科學與技術發展主要通過結合已有知識基礎，并依賴于新技術發明的創新過程。相反地，技術強勢耦合路徑則反映科學與技術發展主要依賴于新科學發現的創新過程。若時間段足夠長或對某些高科技產業而言，科學與技術耦合的發生需要同時依賴新科學發現和新技術發明，此時科學與技術發展表現為科技中立路徑。

3 案例分析

由于重慶和西藏自治區數據不全，不納入統計，因此本文以我國內地29個省份為研究對象，采用前文設計的評價方法探討科學與技術耦合效果問題。

3.1 數據來源

3.1.1 產出指標

關于科學變量的選取，本文采用國內外科技論文發表量、科技著作量以及研究與發展課題(項目)數3個指標作為科學的衡量指標。國內外學術論文發表能夠體現全人類共同財富增量，符合科學發現特征；著作也是科學創新累積的重要成果，能夠體現人類知識財富累積狀況；研發課題(項目)是開展科學創新的重要方式，一般而言，研發課題(項目)數越多，科學創新活動就越多。

關于技術變量的選取，本文采用發明、實用新型、外觀設計專利數作為技術的衡量指標。申請授權后的專利便會受到法律保護，具有獨享性，具備技術特征。但通用技術屬于公共物品，不是本文關注重點。

3.1.2 投入指標

本研究以科學家與工程師數作為科學、技術研究人員投入的替代指標，以R&D經費內部支出作為科學、技術研究資本投入的替代指標，這兩類數據均由大中型工業企業、科研院所和高等院校3類機構的投入份額構成。

首先，由于1993—2000年與2001—2009年對科學、技術研究人員統計口徑不一致，因此有必要對1993—2000年及2010年以后參與科學、技術研究的科學家、工程師數進行估計。由表2可知，由于2008、2009年《中國科技統計年鑒》同時統計了大中型工業企業和規上工業企業的科學家、工程師數和R&D人員數，本文采用式(4)對1993—2000年及2010年以后的大中型工業企業科學家、工程師數進行估計。

X年大中型工業企業數據=

(4)

由于1993—2016年科研院所和高等院校的科學家、工程師數統計口徑一致，因此不需要對其進行估計。不論是大中型工業企業還是科研院所、高等院校，其研究人員均由科學研究人員和技術研究人員構成，差異在于人員占比。假定大中型工業企業、科研院所和高等院校的科學、技術研究人員占比分別為2∶8、2∶8和8∶2，由此可以估計得到參與科學與技術研究的科學家與工程師數。

其次，有必要對科學、技術研究活動的R&D經費內部支出進行估計。由表2可知，由于2008、2009年《中國科技統計年鑒》同時統計了大中型工業企業和規上工業企業的R&D經費內部支出，本文采用式(4)對1993—2007年及2011年以后的大中型工業企業R&D經費內部支出進行估計。科研院所和高等院校的R&D經費內部支出由基礎研究、應用研究和試驗發展三大研發活動經費支出構成。徐慶瑞[22]指出，基礎研究和試驗發展分別圍繞科學研究活動、技術創新活動展開，而應用研究則同時包含科學研究和技術研究兩種創新活動。假定在應用研究的經費投入中，科學、技術研究活動的經費投入比例各自為50%，科學研究經費包含了所有基礎研究經費投入，技術研究經費包含了全部試驗發展經費投入。據此，可以估計得到科學、技術研究的R&D經費內部支出。

此外，對于科學研究而言，參與研究活動的研究生數一定程度上也能反映科學研究投入水平；對于技術研究而言，有技術開發機構的企業數某種程度上也能反映地區技術創新水平。

3.1.3 外生變量選取

外生變量是指對系統狀態具有外生影響的變量，可用于控制除內生變量外的外部因素變化。本文外生變量包括人口數、固定資產投資額和開放度。

盧馨[23]研究發現，創新資本投入到獲得科技產出的1年滯后期相較于2年滯后期，滯后期取1年時相關系數更為顯著。這與逄淑媛等[24]、梁萊歆等[25]的研究結論一致，因此本文假定從創新資本投入到取得創新產出的滯后期是1年。本文數據來源于1994—2017年《中國統計年鑒》和《中國科技統計年鑒》。

3.2 科學與技術耦合效果評價

在求解狀態空間模型的基礎上，計算得到t-1期和t期兩系統的狀態值，即技術化強度xT(t)，xT(t-1)和科學化強度xS(t)，xS(t-1)。系統狀態值x(t)和x(t-1)的變動特征包括強度均提高、強度均減弱以及強度同時出現提高和減弱3種情形，由此可分別將技術化子系統和科學化子系統的狀態變動特征劃分為3類，如表3所示。

表2 1994—2016年《中國科技統計年鑒》對企業研發人員數與研發經費的統計情況

3.2.1 科學技術化過程分析

第一類，S1系統狀態特征表現為t-1期和t期科學技術化強度均提高。一方面，以浙江、河南、四川等地區為代表的技術化進程互補效應不斷增強(xT(t-1)>0，xT(t)>0)，表明這些地區的科學發展能夠有效促進技術創新能力提升；另一方面，以福建、廣西為代表的科學技術化進程成本效應逐漸減小(xT(t-1)<0，xT(t)<0)，即科學技術化強度為負且不斷降低。當前，福建、廣西的科學、技術研究活動仍存在顯著“孤島現象”，校企合作進程推進緩慢,導致科學與技術互動的成本效應仍覆蓋互補效應，科學促進技術的門檻較高。但從成本效應逐漸減小看，科技人才不斷引入以及資本投資等科技政策不斷落實已有效降低科學與技術融合發生的成本。

第二類，S1系統狀態特征表現為t-1期和t期科學技術化強度均減弱。一方面，以吉林、江蘇等地區為代表的科學技術化進程互補效應不斷減小，這些地區技術水平不斷提高使得科學促進技術的門檻也不斷提高；另一方面，以河北、貴州等地區為代表的科學技術化進程成本效應增大，即科學技術化強度為負且不斷降低，同時，以云南、遼寧為代表的科學技術化進程成本效應逐漸增大，且互補效應不斷減小。河北、貴州、云南等地區的科學水平逐漸落后于其技術水平，使得科學促進技術的門檻不斷提高，科學與技術互動成本也逐漸增加。

第三類，S1系統狀態特征表現為t-1期和t期科學技術化強度同時出現提高和減弱兩種情形，科學技術發展出現集群差異化，并表現為4種情形。第一種情形是以北京、黑龍江為代表的技術化進程成本效應在t-1期減小，并在t期增大；第二種情形是以山東、湖北為代表的技術化進程互補效應在t-1期減小，并在t期增大；第三種情形是以廣東為代表的互補效應和成本效應均減小；第四種情形是以陜西和甘肅為代表的科學與技術的互補效應和成本效應均增大。上述情形反映地區科學對技術的影響效應仍不穩定，地區科技發展出現了內部分化，部分地區科學的影響門檻提高了，另有部分地區科學的影響門檻降低了。這可能是由不同領域科技差異化發展引起的。

表3 t-1期與t期技術化強度變化3類趨勢

3.2.2 技術科學化過程分析

技術科學化子系統的系統狀態也可以分為3類，如表4所示。

第一類，S2系統狀態特征表現為t-1期和t期技術科學化強度均提高。以天津、河北等地區為代表的科學化進程互補效應增大(xS(t-1)>0，xS(t)>0)，表明這些地區的技術創新能夠有效提高科學產出水平。

第二類，S2系統狀態特征表現為t-1期和t期技術科學化強度均減弱。以山東、河南等地區為代表的科學化進程成本效應增大(xS(t-1)<0，xS(t)<0)，表明這些地區的技術水平逐漸落后于其科學水平，使得技術促進科學的門檻不斷提高，且科學與技術互動活動逐漸減少。

第三類，S2系統特征表現為t-1期和t期技術科學化強度同時出現提高和減弱兩種情況。以北京、浙江為代表的科學化進程在t-1期逐漸減緩，在t期逐漸加快。在t-1期和t期，上述地區技術促進科學的門檻變化方向存在差異，即地區科技發展出現了內部分化，部分地區技術影響門檻提高了，另有部分地區技術影響門檻降低了。這可能是由不同領域科技差異化發展引起的。

表4 t-1期與t期科學化強度3類趨勢

3.2.3 科學與技術耦合效果評價

綜合表3、4結果可知，山西、湖南、四川的科學與技術耦合效果最好，其技術化進程和科學化進程的互補效應均增大。而科學與技術創新程度較高的江蘇、福建、吉林等地區，其科學與技術耦合效果僅呈現為良好耦合，在技術化進程和科學化進程中，一項進程的互補效應增大，另一項進程的成本效應則在減弱。這是因為，雖然山西、湖南、四川的科學技術發展并不是最快的，但憑借其科學的快速累積及其對技術開發的驅動，現有科學、技術水平在當前產業化狀態下，科學與技術之間的距離逐漸縮短，進而實現有效融合。江蘇、福建、吉林等地區雖然也很重視科學、技術研發活動的開展，但科學技術轉化平臺構建仍不能完全適應現有科學技術水平，在探尋科學與技術耦合的新增長點過程中，轉化平臺構建仍需進一步加強。

同時，科技創新程度較高的上海，其科學技術互動僅表現為中級耦合，技術化進程的互補效應增大，而科學化進程的成本效應卻減小，如表5所示。這是由于，雖然上海的科學技術發展很快，但當前科學技術轉化平臺仍不能適應科學技術化和技術科學化的推進要求，導致其創新水平提高拉大了科學與技術之間的距離。與上海同為中級耦合效果的天津、河北、貴州等地區，其技術化進程的成本效應和科學化進程的互補效應均增大。一方面，在技術化進程中，上述地區的科學與技術發展存在分離傾向，導致產業化水平較低；另一方面，科學化進程脫離了產業化軌道，使得上述地區難以模仿上海快速實現產業轉型。

科學與技術耦合效果呈現初級耦合狀態的省份包括內蒙古、青海、寧夏、新疆等地區。上述地區不僅科技發展較為落后，而且其科技發展主要依賴單一科學或技術研究部門的創新模式，導致科學與技術發展易出現脫鉤現象。

此外，部分地區技術化進程和科學化進程可能出現多重效應疊加現象。如北京的科學與技術發展呈現的效應具有不確定性，不僅技術化進程的成本效應可能增大或減小，而且科學化進程的互補效應也可能增大或減小，因此北京的科學與技術耦合效果可能由良好耦合狀態演變為初級耦合狀態，也可能由初級耦合狀態演變為良好耦合狀態。對于浙江而言，科學與技術耦合效果可能由優質耦合狀態演變為中級耦合狀態，也可能由中級耦合狀態演變為優質耦合狀態。耦合效果之所以存在動態演變過程，是因為在當前國家政策提倡科學與技術相互融合的背景下，隨著各產業不斷轉型升級，地區產業結構的差異性導致科學與技術互動在不同產業所處周期可能存在差異，不同地區不同產業的科學與技術耦合效果也會存在差異。

3.3 耦合的進一步實證分析

依據上文對耦合路徑的判定準則，可以得到29個省份的耦合路徑類型，如表6所示。由表6可知，各省份科學與技術耦合路徑存在兩個特征。

表5 科學與技術耦合評價結果

(1)62%的省份耦合路徑表現為科技中立路徑，其中東部地區省份占比較高，為26.92%，其次是中部地區，占比為23.08%，最小的是西部地區，占比為16%。科學與技術耦合表現為科學強勢路徑和技術強勢路徑的省份占比分別為27%和23%，即技術強勢路徑的省份占比最小，如表7所示。一般地，科學與技術互動發展的初始階段主要表現為技術對科學的推動，后來則表現為科學對技術的推動。科學在技術上的應用是從市場化制度開始的[26]，市場化制度的完善解放了人們的思想，提高了人們對物質需求的消費欲望。因此，為增加生產環節的產品供給，提高技術水平的需求就變得更迫切，從而加快了科學對技術的推動作用。對東部地區而言，較為完善的市場化制度使得科學與技術互動更為頻繁，但在發展中國家國情背景下，政策導向驅使中國科學與技術互動發展較為均衡，即耦合路徑表現為科技中立路徑的省份較多。同時，中國市場化制度的不斷完善也刺激了科學在技術上的應用，由此提高了科學強勢路徑占比。

(2)絕大多數省份的科技耦合路徑較為穩定，而廣東、江西和安徽3省在t-1期和t期的耦合路徑存在差異，科技發展路徑較不穩定。廣東的科技發展在t-1期表現為科學強勢路徑，在t期則表現為科技中立路徑；江西的科技發展在t-1期表現為技術強勢路徑，在t期則表現為科技中立路徑。因此，科學與技術發展在廣東、江西內部存在有效的周期性互動。這一實證結果也證實了科學對技術的推動是從市場化制度開始的。廣東更為完善的市場化制度促進了科學對技術的推動作用，生產消費水平較為落后的江西，其科技互動更多表現在第一層面上，即技術對科學的推動，因此上述兩個地區t-1期的主導耦合路徑表現形式不同。不穩定的科技發展路徑表明廣東、江西的科技互動較為緊密，但不同經濟環境導致驅動科技發展的主導路徑不同。

4 結論與建議

4.1 研究結論

隨著經濟社會環境日益復雜，科學與技術耦合系統已成為一個受系統內外因共同影響而演化的開放系統，且耦合系統狀態在系統內外因共同影響下會產生多變量控制問題(難測控問題)，因此本文為耦合系統構建了狀態空間模型。通過模型求解，對中國內地29個省份的科學技術化強度和技術科學化強度進行表征，從這兩方面評價科學與技術的耦合效果，并測度各地區科學與技術發展所屬的耦合路徑類型。本文得出以下結論：

(1)不同省份的科學技術化進程和技術科學化進程演化效應差異化顯著。在科學技術化進程中，各省份科學與技術耦合表現出的互補效應和成本效應差異化較為均衡；在技術科學化進程中，各省份科學與技術耦合主要表現為互補效應增大或成本效應增大。

表6 科學與技術耦合路徑判定

表7 東、中、西部3類耦合路徑占比 (%)

(2)科學與技術之間發生優質耦合并不意味著地區科技發展最快，如湖南、四川等。雖然江蘇、福建、天津、上海等地區科技發展速度較快，但科學與技術耦合僅達到良好或一般程度。一些地區不同產業交替更新促使其產業結構不同，科學與技術互動在不同產業所處周期也可能存在差異，使得不同地區不同產業的科學與技術耦合出現多重效應疊加現象，如北京等。

(3)大多數省份的科學與技術耦合路徑表現為科技中立路徑，其中東部省份比例較高，其次是中部省份，最小的是西部省份。科學與技術耦合表現為科學強勢路徑和技術強勢路徑的省份占比分別為27%和23%，即技術強勢路徑的省份占比最小。絕大多數省份的科學與技術耦合路徑較為穩定，而廣東、江西和安徽3省在t-1期和t期的耦合路徑存在差異，科技發展路徑較不穩定。

4.2 建議

(1)對于科學化進程表現為成本效應增大的省份，如上海、浙江、遼寧、海南、山東等，政府應通過轉變科研政策導向，消解科學、技術研究活動分離傾向。一方面，政府需要調整研發投入結構，提高科學研究在GDP中的比重，充分發揮科學研究對技術突破與創新增長的支撐作用；另一方面，從人力資本投入著手，為科學研究人員提供更多設備、資金支持，提高科學研究人員的研究熱情。

(2)對于科學化進程表現為互補效應減小的省份，如浙江、北京，政府應制定更有針對性的科研和產業政策，進一步打通科學研究與技術研究聯系的紐帶，使科學研究與相關產業(企業)的對接模式更多元化，提高科學研究成果在科技成果產業化中的利用效率。

(3)對于技術化進程表現為互補效應減小的省份，如吉林、江蘇、內蒙古、遼寧、廣東等，政府應充分考慮不同地區(高校、科研院所)科學研究特點，提高科學研究與先進技術的耦合程度，進一步提升企業技術再造和自主創新水平。為提高企業整體科研實力和創新水平，科研投入政策應圍繞優勢基礎學科制定，依托各地區(高校、科研院所)科研優勢和優勢基礎學科，盡可能使有限資源利用效率最大化，發揮優勢學科與企業技術吸收能力的互補作用。同時，政府應在打通科學研究與技術升級的連接渠道中發揮重要作用，為實現突破式創新與產業轉型升級奠定基礎。

(4)對于技術化進程表現為成本效應的省份，如福建、天津、河北、廣東、遼寧、甘肅等，政府應著手鞏固高校、科研院所與企業之間的溝通平臺，制定相關科研政策，鼓勵企業與相關基礎學科帶頭人建立長期合作關系，從而有效降低企業獲取論文、實驗報告等書面科技成果的成本，也能夠幫助企業快速高效吸收、運用前沿知識，激發企業自主創新熱情，提高科學研究成果向產業化生產轉化的速度。

4.3 研究展望

當然，本文還存在可以繼續深入研究的地方。由于不同類型產業在科學與技術耦合中的職責和作用各不相同，科學與技術耦合度較高的產業要充分發揮政策性帶頭參與和示范作用，包括生物化學、分子生物學、藥物學、藥劑學等產業，同時，鼓勵和引導耦合度較低的產業積極挖掘科學與技術耦合潛力。因此，科學與技術耦合環節的細化不僅可以從地區層面著手，還能進一步從產業層面著手。