基于政策信息學的我國國家實驗室研究文獻計量分析

楊熙若，李亞丹，劉彥喬，雍石泉，嚴雅瀟

（四川省科學技術信息研究所，四川成都 610066）

1 研究背景

國家實驗室一般是指由國家政府牽頭，以國家使命和戰略需求為導向、以服務國家目標和戰略為使命，充分整合高校、科研院所、龍頭企業等優勢資源，組建的高層次科技創新載體［1］。黨的十八大以來，黨中央對我國科技創新事業進行了戰略性、全局性規劃，并把科技創新列為國家發展全局的首要目標，黨的二十大再次對科技創新提出了新任務新要求,充分彰顯了科技創新在“國之大者”中的地位和分量。國家實驗室作為科技創新體系的首要組成部分，是國家基礎研究和前沿探索的核心力量，是國家科技發展到一定階段的必然要求，也是我國實現科技自立自強和創新驅動發展戰略的重要抓手。

我國自1984 年建立第一家國家實驗室以來，經過40 余年的發展，國家實驗室的定位得到明確，建設也取得了很大進展，在此基礎上，以廣東、浙江等為代表的20 多個省份陸續布局了100 余家省實驗室，以培育創建國家實驗室為目標，打造國家實驗室的預備隊。國家實驗室的建設正在如火如荼地進行，學術界也圍繞國家實驗室開展了一系列研究，但大都停留在學習借鑒美國等發達國家先進經驗或是對于國家實驗室建設模式的探索，還未有從文獻計量的角度出發對國家實驗室發展態勢的探討，再者，國家實驗室建設本身具有極強的戰略意義和現實意義，與國家級和省級政策支持息息相關。基于此，本文基于政策信息學的分析方法，從文獻計量分析的角度對國家實驗室的相關文獻進行梳理，在厘清國家實驗室的整體趨勢、主要產出機構、熱點研究主題的基礎上，結合國省政策背景進行深入分析，討論國家實驗室研究變化的內在原因，以期更準確地反映國家實驗室研究現狀和發展趨勢，為我國國家實驗室的建設和相關研究提供一定的參考。

2 數據和方法

本文選取中國知網（CNKI）作為檢索數據庫，以“篇名=國家實驗室OR 關鍵詞=國家實驗室”進行檢索，得到符合條件的文獻1 326 篇。為保障本研究的有效性和權威性，從檢索結果中刪除會議、報紙、成果、廣告等無關的文獻和重復發表的文獻，再經數據轉換后，最終得到852 條有效文獻（以下簡稱“樣本”），檢索時間是2023 年2 月14 日，樣本時間范圍為1980年1月1日至2023年2月14日，其中最早一篇發表于1980 年1 月。

本文基于政策信息學理論，結合樣本數據、國家級和省級政策數據、權威媒體數據等與研究內容相關的海量異構數據，將政策背景與研究主題的變化結合起來，對我國國家實驗室的研究文獻開展了文獻計量學分析，并利用 CiteSpace6.1.R6 軟件，繪制出樣本的合作網絡、關鍵詞共現圖、聚類圖和時間線圖。

3 國家實驗室研究的政策信息分析

3.1 整體趨勢

科技論文的發表數量與變化趨勢在反映了該領域的研究強度和變化情況。我國國家實驗室研究論文發表趨勢如圖1 所示，從1980 年至2022 年的40余年間，發文量整體呈現逐漸增長的趨勢，根據其增長過程和對應時期國家級和省級政策背景，可以將我國國家實驗室的相關研究劃分為3 個階段。

圖1 我國國家實驗室研究論文發表整體趨勢

（1）初步探索期（1980—2000 年）。為提高基礎研究水平，探索適合科技發展的創新機制，該時期國家科委、計委相繼出臺了《中華人民共和國科學技術發展十年規劃和“八五”計劃綱要》《全國科技發展“九五”計劃和2010 年長期規劃綱要》等文件，強調基礎研究要瞄準國家目標，錨定國際最前沿水平，強化“以大科學裝置為核心的科研基礎設施建設”［2］。在此基礎上，多部委聯合啟動了建設國家實驗室計劃，依托一批大型科學設施相繼成立了4 個國家實驗室，主要覆蓋高能物理與核物理領域，詳見表1。合肥國家同步輻射實驗室是我國的第一個國家實驗室，于1983 年4 月8 日由原國家計委批準成立。在此之后，又分別批準成立了“北京串列加速器核物理國家實驗室”“北京正負電子對撞機國家實驗室”和“蘭州重離子加速器國家實驗室”。這4 個國家實驗室均是依托大科學裝置設立，標志著我國初步開始探索建設國家實驗室，其成功經驗也為后續國家實驗室的建設提供了參考。

表1 初步探索期我國國家實驗室清單

此階段初期我國對國家實驗室的相關研究較少，研究論文間斷性出現，直到1985 年后才開始每年度連續出現，且每年度論文數量大都在15 篇以下，發文數量最多的是1997 年（17 篇）和1998 年（19 篇）。該時期我國對國家實驗室的研究從無到有，大多集中在討論、學習發達國家國家實驗室的最新研究發現及其在工業界的應用上。最早的一篇文獻發表于1980 年1 月，王興成［3］對美英等發達國家的科研體制進行了總結歸納，文中初次介紹了美國的費米國家實驗室、英國盧瑟福實驗室等組建情況，以便于我國學習借鑒。

（2）規模試點期（2001—2016年）。自2000年起，科技部圍繞國家重大戰略需求相繼下發了《批準北京凝聚態物理等5 個國家實驗室籌建的通知》《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》等文件，啟動了16 個國家實驗室的大規模試點建設［4］，詳見表2。截至2016 年12 月，僅有沈陽材料科學國家（聯合）實驗室和“青島海洋科學與技術國家實驗室”2 個國家實驗室正式獲批，其余14個試點的國家實驗室仍處于籌建狀態［5］。2017 年科技部發布《關于批準組建北京分子科學等6 個國家研究中心的通知》，將沈陽材料科學國家（聯合）實驗室和2003 年批準籌建的5 個國家實驗室改組為國家研究中心，并納入學科交叉型國家科技創新基地管理［6］。這一時期，我國建設國家實驗室的力度明顯增強，依托高校和科研院所進行了大規模試點，在基礎研究攻關、體制機制創新、人才吸引培養方面積累了大量經驗，但由于未能對國家實驗室進行準確定位，后續財政支持力度不足，造成整體建設發展進度相對遲緩。

表2 規模試點期我國國家實驗室清單（含籌建）

該階段研究論文數量明顯增加，開始出現對國家實驗室運行機制、組建模式等的探討。如周岱等［7］從美國國家實驗室的內部管理架構、組織體系、項目來源方式等方面進行了深入分析；趙文華等［8］認為代管國家實驗室促進了美國一批研究型大學的崛起，建議我國參照美國模式依托高校組建國家實驗室；卞松保等［9］、宋偉等［10］、聶繼凱等［11］從不同角度對中美國家實驗室的管理和運行進行了比較分析，為國家實驗室的建設和管理提供了扎實的理論依據。

（3）快速發展期（2017 年以后）。2017 年，科技部、財政部、國家發展改革委聯合印發《國家科技創新基地優化整合方案》，明確了國家實驗室是“體現國家意志、實現國家使命、代表國家水平的戰略科技力量，是面向國際科技競爭的創新基礎平臺，是保障國家安全的核心支撐，是突破型、引領型、平臺型一體化的大型綜合性研究基地”［1］，國家實驗室的定位得到明確，與國家重點實驗室等其他國家級平臺徹底區分開來。《“十三五”國家科技創新基地與條件保障能力建設專項規劃》提出國家實驗室的建設要體現國家意志和目標導向，以“成熟一個，啟動一個”的原則［12］，針對重大創新領域組建。此后，廣東、浙江、江蘇、安徽等省（市）積極響應、先行先試，相繼出臺了一系列實驗室建設方案和配套政策措施，提出要聚焦國省重大需求，建設了季華實驗室、之江實驗室、紫金山實驗室等省實驗室。截至2022 年12 月，如表3 所示新標準下已布局掛牌11 家國家實驗室，此外，還布局建設了100 余家省實驗室，我國國家實驗室的建設進入快速發展期。

表3 快速發展期我國建設的國家實驗室

這一時期，國家實驗室的定位及功能得到了進一步明確，國家級和省級政策文件和學者研究論文中開始出現“舉國體制”“國家戰略力量”等描述，國家、省實驗室建設如火如荼，相關研究也逐漸掀起熱潮。徐曉丹等［13］從實驗室架構、戰略定位、運行機制等方面為北京市建設國家實驗室提出建議；林振亮等［14］借鑒美國國家實驗室的建設經驗，探討適合廣東省的建設管理模式。

總之，在當前大國博弈漸趨激烈的背景之下，科技創新被提到前所未有的高度，國家實驗室作為科技創新體系的核心部分，既是實現高水平科技自立自強的基礎支撐，也是全面建成社會主義現代化強國的必由之路。隨著國、省實驗室的大范圍建設，相關研究也會越來越多，越來越成熟。

3.2 作者分析

圖2繪制了我國國家實驗室作者合作網絡圖譜，如圖例所示，共有712 個節點、390 條連線。每個節點代表一位作者，節點之間的連線表示作者之間存在合作關系，連線越多表明合作程度越緊密。如圖，張小安、楊曉秋所在的兩個合作子網絡連線最多，說明這兩個研究團體之間的合作較為密切。網絡密度反映整個作者合作網絡圖譜的聯系程度，網絡密度越大說明該領域所有作者之間的聯系越緊密，圖2 中網絡密度為0.001 5，說明我國關于國家實驗室的研究團隊還比較分散，未形成固定的科研群體， 作者之間的合作還有待進一步加強。

圖2 我國國家實驗室作者合作網絡

表4 我國國家實驗室研究核心作者發文排名前十的情況單位：篇

3.3 機構分析

我國國家實驗室研究領域的機構合作關系圖譜如圖3 所示，該圖譜由396 個節點、153 條連線構成，連線越多代表機構間合作越頻繁，節點越大表示該機構發文數量越多。發文數量排名前10 的機構分別為中國科學院科技戰略咨詢研究院(20 篇）、中國科學院大學（11 篇）、清華大學（10 篇）、中國科學院文獻情報中心（9 篇）、中國科學技術部（9 篇）、上海交通大學（7 篇）、中國原子能科學研究院（7篇）、中國科學技術發展戰略研究院（6 篇）、中國核科技信息與經濟研究院（5 篇）、中國科學技術信息研究所（5 篇）。機構合作網絡密度為0.002，說明機構間雖然已有一定合作，但強度還需加強。

圖3 我國國家實驗室機構合作網絡

從合作機構來看，當前的合作機構多分布在同一體系下，如圖中最大的子網絡“中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院大學與中國科學院文獻情報中心”同屬于中國科學院體系，“清華大學與清華大學中國工程科技發展戰略研究院”同屬于清華大學體系，其余合作子網絡多以2～3 家機構為主。從合作類型來看，已出現政府部門、高校、研究機構合作發文的形式，如中國科學技術部、華中科技大學、中國科學技術交流中心子網絡，這與國家實驗室的定位及建設方式是息息相關的，當前國家實驗室均是由政府主導建設，并充分依托高校、科研院所、行業龍頭企業等具有研究基礎和學科優 勢的單位共同組建。

3.4 高被引文獻分析

高被引文獻是指一段時間之內被引用次數最多的論文，在某種程度上，代表著相關研究領域的高水平研究成果，被引用次數越多，就意味著該文獻的學術價值越高、專業影響力越大［17］。如表5，從論文主題來看，有7 篇都是對美國國家實驗室的研究或是中美等國家實驗室建設的比較研究，以學習先進經驗為主；劉業勝等［18］、鄧忠生等［19］分別就美國國家實驗室的先進技術產出及應用進行了綜述，僅周岱等［20］對我國國家實驗室的管理運行提出了建設建議。從來源期刊來看，高被引文獻均來自科技研究管理類或基礎科學類核心期刊，在領域內有較強的權威性和話語權。

表5 我國國家實驗室研究高被引論文排名前十的情況

3.5 研究熱點分析

關鍵詞代表了一篇論文的核心論述點和主要內容，通過對關鍵詞共現網絡進行分析，有助于了解一段時間內國家實驗室的研究熱點和重點研究方向［21］。圖4 繪制出了我國國家實驗室研究的關鍵詞共現圖譜，共有807 個節點、1 097 條連線，網絡密度為0.003 4。其中，節點越大表明該關鍵詞出現的頻次越高，即相關的研究越多；節點顏色越淺該關鍵詞出現的時間越早，顏色越深出現的時間越晚；顏色層次越豐富,說明該關鍵詞研究熱度越高、持續時間越長。從出現頻次來看，排名前十的關鍵詞有美國、技術轉移、工業界、運行機制、利弗莫爾、科技創新、勞倫斯、檢測中心、國防部和現場評審。其中，關于美國、運行機制和科技創新的研究持續熱度高且時間長，可以看出1980 年以來，我國對國家實驗室的研究大都與討論美國國家實驗室建設現狀和產出、實驗室運行機制探索和對科技創新的促進作用上。

圖4 我國國家實驗室關鍵詞共現網絡

將軟件分析節點為keywords,算法設置為LSI，設定選擇前10 個聚類，并對色塊進行調整，繪制出了圖5 關鍵詞聚類圖。在這個網絡中提供了兩個數值，Q值（聚類模塊值）和S值（聚類平均輪廓值），一般認為Q大于0.3 則聚類結構顯著，S大于0.5 則聚類結構合理，S大于0.7 意味著聚類是令人信服的［22］。如圖5，Q值為0.929 1，S值為0.827 4，說明關鍵詞聚類結構充分合理。工業界、利弗莫爾、化學家、美國、作用、產業界、圖書館、愛達荷、學術刊物、廣東省基本構成了我國國家實驗室研究的重點內容。

根據樣本繪制出了圖6 關鍵詞時間線圖譜，能夠較清晰地反映出各聚類的演變過程和關鍵詞的變化情況。通過對聚類名稱和主要關鍵詞綜合分析，結合繪制出的時間線圖歸納整理各個聚類的研究主題，可將目前我國國家實驗室的研究分為3 個方面：

圖6 我國國家實驗室研究聚類時間

（1）美國等發達國家國家實驗室最新產出及其在工業界的應用。主要聚類包括1 利弗莫爾、2 化學家、7 愛達荷。美國是目前科技實力最強的國家，擁有龐大的國家實驗室體系，勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室、阿貢國家實驗室等美國國家實驗室均具有國際領先的創新實力，其科技產出幾乎能代表世界最前沿科研水平，該類研究跟蹤討論了這些實驗室的最新研究產出和先進技術，對我國的科學研究和技術進步起著一定的借鑒和參考作用。

（2）美國等發達國家國家實驗室建設模式、運行機制研究及對我國的經驗啟示。主要聚類包括0工業界、3 美國、4 作用、5 產業界、6 圖書館、8 學術刊物幾個聚類，關鍵詞有聯合體、協同創新、運行機制、技術轉讓、科研經費等，該類研究主要是通過對美國等發達國家現有國家實驗室的建設模式、機構設置、人員管理、技術轉移機制、協同創新機制等進行分析，結合我國國家實驗室建設管理過程中的實際問題，探索借鑒其先進經驗及對我國的啟示。

（3）我國建設國省實驗室的現狀分析及相關對策建議。主要是聚類9 廣東省，該聚類出現時間最晚，且大部分文章都發表于2017 年以后，該時期國家實驗室的定位變得清晰，全國20 多個省級行政區投入大量經費高標準謀劃布局建設省實驗室，打造國家實驗室預備隊。這一類的研究大都是對我國建設國家實驗室和省實驗室建設情況的總結分析及相關建設建議。

4 結論與展望

本文基于政策信息學的分析理論，結合CiteSpace 知識圖譜工具和文獻計量方法，對我國國家實驗室1980 年以來的研究文獻進行綜合分析，主要結論如下：

第一，我國國家實驗室相關研究與國家實驗室建設進度、國家級和省級政策支持力度密切相關，具有明顯的階段性特征，按照其發展特點可分為初步探索期、規模試點期、快速發展期3 個階段。其中，科技部自2000 年起分批啟動16 個國家實驗室的試點建設，相關研究進入規模試點階段，該階段的研究主要圍繞運行機制、美國等關鍵詞展開。2017 年，科技部、財政部、國家發改委明確了國家實驗室的定位，相關研究進入快速發展期，發文量逐漸增多，以國省實驗室建設模式、制度創新為中心向相關方向擴散。

第二，從發文情況來看，我國國家實驗室還未形成穩定的研究團隊，核心作者發文數量較少，作者之間的合作還有待進一步加強；高產出的發文機構包括中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院大學、清華大學、中國科學院文獻情報中心、中國科學技術部等，可以看出高校、科研院所為推動國家實驗室建設和相關研究發揮了極其重要的作用；高被引文獻大多集中在對美國國家實驗室或是中美等發達國家國家實驗室建設管理模式的比較研究上，周岱教授的“美國國家實驗室的管理體制和運行機制剖析”和“國家實驗室的管理體制和運行機制分析與建構”均位于排名前10 的高被引文獻之列，為我國國家實驗室的建設、管理和運行研究提供了扎實的理論基礎。

第三，從國家實驗室相關研究熱點的演進和變化情況來看，我國國家實驗室的研究最初集中在跟蹤討論美國等發達國家國家實驗室的最新研究產出及其在工業界的應用上，后慢慢出現對發達國家的國家實驗室建設模式和運行機制的研究，到最近幾年開始大量涌現對我國國家實驗室相關建設情況的總結分析和對策建議。

總體來看，在加快實現高水平科技自立自強的當下，國家高度重視科技創新布局，注重提升國家創新體系整體效能。國家實驗室作為代表國家水平的重要戰略科技力量，更加要在黨的領導下，充分發揮新型舉國體制優勢，以國家目標和戰略需求為導向，形成保障國家安全的核心支撐。這就要求在加強基礎研究的同時，更加要注重學習總結先進經驗，加強頂層設計和科學規劃，健全制度保障和政策引導，形成結構合理、運行高效的組織體系。此外，本研究的樣本數據主要來源于CNKI 數據庫，為保證樣本的權威性，剔除了部分學術性不高的會議、報紙文本，可能會忽略部分與國家實驗室相關的研究文獻，數據精確度有待進一步提高。未來的研究可選用中外多個數據庫，并進一步擴展國家實驗室的內涵，從國家實驗室、以國家實驗室為目標的省實驗室等角度進行更深入的研究。