國家重點實驗室運行驅動力及對策研究

李 陽，李北偉，2

（1.吉林大學管理學院；2.吉林大學中國科技政策與管理研究中心，吉林長春 130022）

1 問題的提出

國家重點實驗室是實施國家科技戰略、探索前沿理論研究、培育重大創新項目、培養探索創新型人才、開展產學研技術服務、搭建國際學術交流與合作的重要平臺載體。在國家重大科技規劃戰略中扮演著科研攻關的排頭兵和領路者角色，是體現國際科技創新水平的決定力量并居于核心戰略地位［1］。同時，作為國家創新系統的重要構成，具備了先進領域基礎研究的實驗設施條件，是代表國家科研水平的攻堅力量，也是國家探索原始性創新、累進式創新和顛覆性創新的實驗平臺，為參與國際科技競爭貢獻了大量創新成果。國家重點實驗室的建設和運行滿足了我國在不同發展時期的科技需求，為保持國家科技競爭力提供了驅動力，將科技作為國民經濟發展的強有力引擎，是我國建設世界科技強國的重要戰略保障。

目前已有的研究成果局限于國家重點實驗室的管理體制及運行模式探索，但是聚焦到國家重點實驗室運行發展的驅動力方面卻少有發現，用實證數據分析的方法手段計算驅動力的系統研究還沒有出現。本研究從國家重點實驗室科研創新管理的角度出發，研究影響國家重點實驗室運行的驅動力及其驅動力影響因子指標設計與權重計算，有助于剖析國家重點實驗室運行發展的規律與運行機理，幫助我們理順我國國家重點實驗室的平臺運行、管理及配套科技體制政策，合理地配置科技資源并發揮其最大效用。同時，研究國家重點實驗室運行驅動力也有助于豐富科研管理理論的內涵，為未來構建中國特色的國家重點實驗室發展模式提供理論指引。

2 理論研究框架與研究方法

動力是一切事物發展運行的力量源泉。本意指使機械運動做功的力量，如水力、風力、電力、核能等。從科研管理角度看，本研究中的動力是指各種推動科研組織完成既定目標的力量集合；而動力機制設計就是將這些力量進行有機組合，使其發揮各種變化組合并產生影響作用［2］。同其它系統一樣，國家重點實驗室作為集合眾多科研資源的基礎研究平臺，其動力來源構成了驅動系統發展的源泉。國家重點實驗室成為了具備整體性的系統，由多個相互關聯的動力源及其動力因子構成，并不斷推動整個系統在外部環境中良性運轉。需要注意的是，動力源及動力因子不是固定不變的，隨著科技的進步與環境的變化，組織系統中將增添許多新的因素。

我國國家重點實驗室運行的動力源是指其在形成與建設過程中，直接或者間接促使實驗室發展的各種動力之和。促進實驗室運行發展的驅動力組合共同構成了一個動力系統，具有鮮明的層次性特征，層次的差異決定了動力的強弱，即動力源具有不同的動力排序。本研究內容按照動力源的來源劃分（見圖1），通過文獻梳理將推動實驗室運行的動力源（F）分為政府推動力（F1）、創新帶動力（F2）、市場拉動力（F3）及科學家影響力（F4）四個層面，并運用專家打分法及主成分分析法圍繞這四個動力源設計12 個動力因子指標并計算其貢獻率，在此基礎上為豐富國家重點實驗室管理理論做出邊際貢獻。

圖1 國家重點實驗室運行驅動力理論模型

主成分分析法是指將原有多個具有相互聯系的變量經過提取主成分等降維處理方式，重新進行組合后形成新的幾個相互獨立的綜合變量，用以處理指標權重值的科學統計方法。主成分分析法的適用范圍廣泛，通常用在反映事物發展特征及變化規律等科學研究工作中。主成分分析法有諸多優點，一是有利于所需信息的全面準確不被遺漏，確保了指標選取的全面性；二是考慮到指標數量增多時會增加處理問題的難度，造成多個指標共同反映同一對象、信息重疊的現象，從而影響了對事物的本質認識，不能夠準確把握事物發展特征及變化規律。主成分分析法的運用就有效的解決了此問題，在保證原始數據信息損失最小的前提下，經過降維處理舍棄部分信息，用少數的綜合變量取代原有的多維變量，從而達到客觀測算指標權重的目的。本文在對國家重點實驗室運行驅動力影響因子設計及權重計算的內容中廣泛運用了該方法［3］，通過文獻的梳理歸納出各項指標因素。運用降維處理的方式重新整合多維變量，并計算出每項指標的權重，建立起了國家重點實驗室運行驅動力指標體系。

3 國家重點實驗室運行驅動力及其作用路徑

根據對我國國家重點實驗室創新驅動的相關文獻進行分析，梳理出驅動實驗室運行發展的動力源主體包括政府、創新、市場、科學家（見圖2），由于實驗室自身發展的規律及特點，它們在形成與發展階段，需要以政府的科技政策扶持及重大項目經費資助為前提，不斷注入科技創新的要素投入、科學家的智力貢獻及影響力號召支持，經歷一段發展時期后開發出高科技產品及服務，形成產學研結合的穩定市場供求關系等若干重要環節，多個動力主體共同驅動從而推動整個實驗室的良性運轉。

圖2 國家重點實驗室動力源主體構成

我國國家重點實驗室的運行面臨十分復雜的內外部環境，其不同的動力源組合在一起對于實驗室的運行進程有著不同的影響。為了更加全面研究各動力源對于實驗室運行驅動的影響，根據實驗室運行發展的內在規律，本文對驅動實驗室發展的動力源主體進行具體分析研究。

3.1 政府推動力

政府推動力有力地促進了國家重點實驗室的建設與發展。從20 世紀80 年代開始，科技部與國家自然基金委就針對實驗室建設陸續出臺了一系列管理文件，內容涉及建設管理辦法、評估規則、設備更新改造規定、國際交流合作經費管理辦法、專項經費管理辦法等。這些政策文件的出臺極大地規范了實驗室建設管理的實踐工作，為實驗室長遠的發展指明了方向。政府推動力的作用路徑如下（見圖3），F1為創新帶動力，X表示二級動力因子。在政府的推動作用下，國家重點實驗室紛紛加強了科學技術的展望與技術預見，認真部署并實施政府的科技戰略，通過得到國家的政策扶持與經費支持，實驗室的建設也邁入了新的發展階段，整體宏觀布局進一步優化，使得國家實驗室計劃進一步融入到國家創新體系建設之中，為推動全社會科技發展、實現創新驅動起到了帶動作用。

圖3 政府推動力的作用路徑圖

3.2 創新帶動力

創新帶動力是指國家重點實驗室為發展運行而投入的一系列科研創新要素，包括科研人員投入、購置的試驗儀器設備、科研經費支出等創新要素。創新資源投入是實驗室能夠高效運行的保障基礎。現實中，國家重點實驗室及外部機構所擁有的創新資源都具有獨特性，擁有的創新資源各不相同。創新帶動力的作用路徑如下（見圖4），F2為創新帶動力，X表示二級動力因子。實驗室不斷的投入創新要素，促使科研資源的更新換代并加速資源要素的流動，推動高質量科研成果的產出。例如，實驗室所屬不同學科與領域，依托高校也各有特色，圍繞實驗室定位及建設戰略所配備不同學科及領域的人才、試驗儀器、基礎設施等創新資源等具有其獨特性。正是由于創新資源分散在各個主體之間，才使得各個實驗室能夠完成不同任務的科研工作，不同創新資源要素更加活躍的流通與互動，有效解決資源不足的瓶頸，最終驅動實驗室產出高質量的研究成果。

圖4 創新帶動力的作用路徑圖

3.3 市場拉動力

獲取科研產出效益是所有科研機構投入運行的最終目的，在如今市場化發展的今天，市場對于實驗室的發展顯得愈發重要。區域經濟及發展程度直接影響著實驗室科研成果的落地與產學研進程，影響著實驗室的科研效益。擁有廣闊市場的實驗室，其科研經費充裕且與市場距離更近，有利于實驗室的發展。市場拉動力的作用路徑如下（見圖5），F3為市場拉動力，X表示二級動力因子。市場拉動力下，對于實驗室等科研組織形成高新技術產品與技術依賴，由于其研發水平及產品及服務的不可替代性，這種市場需求就有了廣闊的市場空間，進而推動實驗室運行。例如，實驗室承接的與企業合作的橫向項目，雙方在科學研發過程中更多的是以市場結果為導向，通過不斷調整產品研發階段的創新和服務直至經濟效益的獲得。市場拉動力屬于推動實驗室發展運行的首要的外部驅動力，在運行發展過程中需要對市場環境的優化與培育，保證科研活動在公平、公正的環境下進行。

圖5 市場拉動力的作用路徑圖

3.4 科學家影響力

科學家群體是如今科技創新活動的重要參與主體，其專業知識、技能、科技預見及研究發現對于政府科技決策戰略及實驗室等科研機構的發展建設的作用不言而喻。尤其是二戰后，隨著科技革命帶給全世界翻天覆地的變化，科學家對于實驗室的帶動作用引發了學者廣泛深入的探討。科學家影響力的驅動作用路徑如下（見圖6），F4為科學家影響力，X表示二級動力因子。一般情況下，實驗室所承擔的項目越重大，科學家發揮的影響力就越大。科學家通過自己的學術地位及人脈資源，吸引優秀青年學者加盟,隨著自身影響力的增加獲得越來越多的經費及配套項目資源，這便形成了實驗室發展的比較優勢，最終推動實驗室發展。項目決策所需的科技知識非常復雜，科學家能夠發揮其知識貢獻的優勢，增強在項目決策中的影響力。除了知識技能外，科學家還承擔著培養后備人才的任務，打造具有核心競爭力的團隊也成為推動實驗室發展的關鍵因素。

圖6 科學家影響力的作用路徑圖

4 國家重點實驗室運行驅動力影響因子設計及權重計算

國家重點實驗室運行驅動力影響因子是指能夠促使實驗室與外部機構進行合作創新的、推動實驗室自身良性運轉的動力因子的集合。本節將利用專家評分法及主成分分析，根據影響國家重點實驗室運行發展的因素，遴選出關鍵性的動力驅動因子并進行權重計算。

4.1 國家重點實驗室運行驅動力因子設計

政府推動力包括政府政策的支持、國家宏觀愿景、政府與實驗室的合作關系。其中，政府政策的支持指的是政府對于實驗室創新實踐中扮演的重要角色，包括研發補助、財政補貼等資金支持和良好的制度環境；國家宏觀愿景是指政府對于實驗室建設的整體規劃與布局，包括建設方針、學科布局等；政府與實驗室的合作關系是指兩者發展的制度設計與執行機制，包括合作模式、管理形式、權責劃分等。

創新帶動力包括實驗室目標和定位、實驗室研發強度、基礎設施能力建設。其中實驗室的目標與定位是其建設發展的方向，包括實驗室研究方向、建設規模等；實驗室研發強度是指實驗室投入到科技創新活動中的強度，包括投入研發的時間、設備使用時間等；基礎設施能力建設是實驗室各項活動運行的硬件保障，包括試驗基地建設、試驗儀器設備等。

市場拉動力包括地區經濟的需求、對技術轉移的重視程度、鼓勵冒險和寬容失敗的創新文化環境。其中，地區經濟的需求是實驗室獲取市場份額的重要因素，也是實驗室進行產學研合作的基礎；對技術轉移的重視程度也是市場拉動力的又一重要表現，程度越強越能夠提高科技成果轉化效率；鼓勵冒險和寬容失敗的創新文化環境對于科研活動十分重要，創新的過程避免不了失敗及研發風險的出現，唯有寬容的創新環境才有利于孕育創新成果的出現。

科學家影響力包括學術領域影響力、人才培養能力、資源調配水平。學術領域影響力是指科學家為在某一時期個人對其所處科研領域內其他個人及其科研活動的影響范圍和深度，包括發文量、被引頻次、期刊影響力等；人才培養能力是科學家培養青年學術人才及組建科研團隊的能力，包括培養人才數量等；資源調配水平是科學家對于科研資源的掌握及運用程度，包括國內外合作者、與政府及實業界的關系等。

基于此，完成國家重點實驗室運行動力因子的設計（見表1）。

表1 我國國家重點實驗室運行驅動力因子表

4.2 利用專家評分法確定驅動力因子數值

對于我國國家重點實驗室運行的動力因子數值確定采用專家評分法。專家評分法是一種將定性描述轉換為量化數據的方法，在建立起對評價對象的若干個評價指標后，依據評價指標制訂出評分標準，而后各領域專家憑借豐富的經驗按該標準給出相應的分數。為保證評分的客觀準確，專家的選取將在全國高校科研處、科技部基礎研究司、國家重點實驗室、科技類企業等機構中選擇。把已經制定好的評分標準和調查問卷發給專家，請專家代表對影響我國國家重點實驗室運行的動力因子評分，動力因子按照作用強度設定為五個取值區間（見表2），即很強、較強、中等、較弱、很弱，分別對應的分數區間即80 ＜X ＜100，60 ＜X ＜80，40 ＜X ＜60，20 ＜X ＜40，0 ＜X ＜20。

表2 動力因子專家評分標準表

根據我國國家重點實驗室運行的動力因子表設計調查問卷（見表3），然后對我國國家重點實驗室運行的動力大小給出合理的分值。專家需要根據對動力因子作用程度的理解，根據動力因子評分標準對其進行評分，根據需要邀請20 位專家進行評分，調查問卷發出20 份，收回20 份，有效問卷20 份。

表3 國家重點實驗室運行驅動力因子調查問卷

4.3 利用主成分分析法計算驅動力因子貢獻率

通過回收調查問卷然后進行整理，將20 名專家（A）的評分結果匯總成下表（見表4）。

表4 國家重點實驗室運行驅動力因子得分表

然后利用SPSS Statistics 22.0 軟件進行主成分分析，通過相關分析得出相關系數矩陣、解釋的總方差矩陣及成分矩陣（見圖5）。

表5 相關系數矩陣表

從表6 可知，前6 個主成分對應的特征根＞1，提取前6 個主成分的累計方差貢獻率達到80.937%且已超過80%。因此前6 個主成分基本可以反映全部指標的信息，可以代替原來的12 個指標。

表6 解釋的總方差矩陣

從表7 可知第一至第六主成分對應指標的載荷數，利用已知的載荷數及主成分特征根，計算線性組合中的系數，進而通過主成分的方差求得各指標權重，最后對指標權重進行歸一化處理，結果如下（見表8）。

表7 成分矩陣

表8 我國國家重點實驗室運行驅動力因子權重表

根據動力因子權重得分表，可以進一步計算，我國國家重點實驗室運行中，政府推動力、創新帶動力、市場拉動力及科學家影響力對實驗室驅動的貢獻率。其中，排在第一位的是政府推動力，貢獻率是28.81%，創新帶動力排在第二位，貢獻率是27.52%，市場拉動力排在第三位，貢獻率是23.59%，科學家影響力相較而言貢獻率最小為20.08%。這一計算結果與我國國家重點實驗室發展的現狀基本一致，說明目前實驗室發展階段主要靠政府及創新力驅動，科學家及市場的帶動作用還沒有完全發揮。

5 結論及建議

研究分析了我國國家重點實驗室運行的四種動力源，即政府推動力、創新帶動力、市場拉動力和科學家影響力，這四種動力源在實驗室發展運行過程中的力量不同，對于實驗室運行發展有著不同程度的貢獻。從測算結果來看，國家重點實驗室運行發展的主要驅動力是政府推動力和創新帶動力，未來也希望在市場拉動力及科學家影響力方面發揮更重要的作用。基于以上研究結果，提出以下建議：

（1）發揮政府在國家重點實驗室建設中的頂層設計作用。強化政府戰略規劃，推動國家重點實驗室參與重大專項計劃。我國在近些年先后發布了“國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012—2030年）”“2021—2035 年國家中長期科技發展規劃”及“十四五科技創新規劃”，力爭在芯片、納米科學、量子通訊、腦科學、生物種業方面等方面進行重點聚焦，以國家重大專項或科技計劃形式統籌社會創新資源，推動實驗室基礎研究及技術轉移發展。國家重點實驗室在結合自身科研資源及優勢研究領域的前提下，積極承擔國家中長期科技規劃任務，主動跟進國家科技需求，力爭在國防軍工、地質勘探、太空發現等方面給予國家社會經濟發展更多的支持。

（2）順應科技發展趨勢，發揮國家重點實驗在學科交叉創新方面的優勢。我國國家重點實驗室的一大特點就是依托眾多“雙一流”高校管理建設，要充分發揮依托高校在建設國家重點實驗室方面的優勢，不斷創新發展學科體系。世界一流高校在其學科建設方面都具有許多成功經驗，主要是依據人才培養和科學研究的需求積極構建綜合性交叉性研究領域，結合時代發展和科技進步不斷調整內容布局，以重點建設領域為突破建設特色鮮明的優勢方向。依托我國“雙一流”高校建設的國家重點實驗室是由國家組織的高水平基礎研究和應用基礎研究的重要基地，聚集和培養了許多優秀的科技人才，在學科發展前沿和國民經濟、社會發展及國家安全的重要科技領域和方向，有助于開展教學與科研的同步性工作。

（3）以市場拉動需求，發揮龍頭企業與國家重點實驗室的聯合建設。支持龍頭企業整合重點高校、國家重點實驗室等科研力量，建立創新聯合體。創新聯合體主要以市場化方式組建、運行，更多支撐的是產業鏈上關聯企業、高校院所等協同發展。大力吸引“大院、大所、大企”共建高層次研發機構。各個參與主體以資金、人才、技術、基礎設施等方式都要有一定的投入，通過股權分配和共享機制形成互利共贏的合作機制，在研發階段共同出資，或建立實體機構、成立合作研發實體平臺，通過合同或其他約定的方式購買或共享研發成果，并與面向國家戰略布局的高校國家重點實驗室加強合作，在國家創新體系建設中發揮積極作用。

（4）大力吸引頂尖人才，加強實驗室國際化品牌建設。建立首席科學家制度，大力吸引頂尖人才。借鑒以色列頗為成功的“首席科學家”制度，利用高校科研活動的靈活性和隱秘性，設立一批院士（科學家）工作站（室），為首席科學家提供具有國際競爭力的薪酬待遇，并配備充裕的科研經費支持。同時，充分賦予首席科學家開展工作所需的人權、事權、財權，支持其自主組建團隊、自主制定發展規劃、自主設計具體科研計劃、自主分配科研經費，集聚一批具有前瞻性和國際眼光的戰略科學家群體。發揮科學家的影響力，與國際組織、重要學術組織和知名高校建立長效合作機制，逐漸提升實驗室的國際聲譽和影響力。