欒春娟

摘要：發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià)中美德日四個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式，有助于揭示不同的科技發(fā)展模式對(duì)其技術(shù)創(chuàng)新水平的影響。從科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式及其對(duì)科技創(chuàng)新績(jī)效的影響等諸多方面，對(duì)中美德日的科技發(fā)展模式進(jìn)行了比較和評(píng)價(jià)。揭示了美國(guó)科學(xué)技術(shù)互相促進(jìn)的發(fā)展模式對(duì)其強(qiáng)大技術(shù)全球影響力具有正向的、積極的影響;中國(guó)雖然專利總量位居第一，但其“技術(shù)與科學(xué)發(fā)展差距漸大的非均衡發(fā)展模式”需要盡快調(diào)整，以提高其全球技術(shù)影響力和競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：科技發(fā)展模式;中美德日;SCI論文;DII專利;專利引證;h指數(shù)

中圖分類號(hào)：G306;N18? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2019.01.004

1? ? 問題的提出與數(shù)據(jù)指標(biāo)

近年來中國(guó)專利申請(qǐng)量突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)引起了全球的矚目，如果以專利作為技術(shù)發(fā)展的代表[1-2]，以論文作為科學(xué)發(fā)展的代表[3-4]，那么中國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展模式呢？與世界科技強(qiáng)國(guó)美德日的科技發(fā)展模式相比較有何差異呢？科學(xué)與技術(shù)既有區(qū)別又有聯(lián)系，二者的發(fā)展是一個(gè)辯證統(tǒng)一的整體[5-6]?？茖W(xué)的本質(zhì)在于揭示自然的本質(zhì)和內(nèi)在發(fā)展規(guī)律，回答“是什么”和“為什么”;技術(shù)的任務(wù)在于改造自然，服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活，回答“做什么”和“怎么做”。一般認(rèn)為，科學(xué)是技術(shù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，科學(xué)的進(jìn)步推動(dòng)了技術(shù)的發(fā)展[7-9];同時(shí)，技術(shù)的發(fā)展又為科學(xué)發(fā)現(xiàn)提供了更先進(jìn)的儀器設(shè)備和工具[10-11]，反作用于科學(xué)的進(jìn)步。

本研究數(shù)據(jù)分別來源于《科學(xué)引文索引（擴(kuò)展版）》數(shù)據(jù)庫(kù)（Science Citation Index-Expanded， SCI-E）和《德溫特創(chuàng)新索引數(shù)據(jù)庫(kù)》（Derwent Innovations Index，DII）。我們以SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)中的論文（article）代表科學(xué)，以DII數(shù)據(jù)庫(kù)中的專利數(shù)據(jù)代表技術(shù)。指標(biāo)主要選擇了論文與專利的總數(shù)、專利他引總數(shù)、論文和專利的h指數(shù)等?；谶@些指標(biāo)，在進(jìn)行全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、中美德日科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)、中美德日技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等分析的基礎(chǔ)上，比較中美德日科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式;最后對(duì)四個(gè)國(guó)家的不同發(fā)展模式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2? ? 科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)比較

2.1? ?全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

圖1顯示了1990—2017年間全球科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，該趨勢(shì)大致可以劃分為三個(gè)階段：第一階段，1990—2000年，科學(xué)論文數(shù)量高于專利數(shù)量;第二階段，2001—2006年，專利數(shù)量微超論文數(shù)量;第三階段，2007—2017年，專利數(shù)量與論文數(shù)量之間差距越來越大。

1990—2000年間，全球的科學(xué)論文數(shù)量在每一個(gè)年度都高于專利數(shù)量;2001—2006年間，專利數(shù)量在每一個(gè)年度都略微高于論文數(shù)量;2007年之后的每一個(gè)年度，專利數(shù)量與科學(xué)論文數(shù)量之間的差距逐漸增大，到2017年，專利數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于論文數(shù)量，是論文數(shù)量的兩倍之多。

2.2? ?中美德日科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

圖2顯示了1990—2017年間中美德日科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。從整體上看，美國(guó) SCI 論文在此期間呈現(xiàn)出高速、穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì);中國(guó) SCI 論文呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)趨勢(shì);德日 SCI 論文呈現(xiàn)出相對(duì)比較平穩(wěn)的發(fā)展趨勢(shì)。

1990—2004年間，中國(guó) SCI 論文數(shù)量低于美德日三個(gè)國(guó)家，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó);2005年，中德日三個(gè)國(guó)家SCI 論文數(shù)量比較接近;2006年之后，中國(guó) SCI 論文數(shù)量逐漸超越德日兩個(gè)國(guó)家，呈現(xiàn)出迅猛的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì);至2017年，中國(guó) SCI 論文數(shù)量已經(jīng)基本與美國(guó) SCI 論文數(shù)量持平，是德國(guó)SCI論文數(shù)量的3.36倍，是日本 SCI論文數(shù)量4.37倍。

2.3? ?中美德日技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

圖3顯示了1990—2017年間中美德日技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。從整體上看，這一期間中國(guó)專利技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)波動(dòng)最明顯，呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的上升發(fā)展趨勢(shì);美德日三個(gè)國(guó)家相對(duì)呈現(xiàn)出比較平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

具體而言，1900—2003年間，專利技術(shù)發(fā)展的大致趨勢(shì)和地位是日美德中，即日本高于美國(guó)，美國(guó)高于德國(guó)，德國(guó)高于中國(guó);2004—2006年間，中國(guó)逐漸超過德國(guó);2007年，美日中三個(gè)國(guó)家專利數(shù)量的差距縮小，甚至非常接近，但他們都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于德國(guó)專利數(shù)量;2007年之后，中國(guó)專利數(shù)量開始超過美日兩國(guó)，并呈現(xiàn)出迅猛的增長(zhǎng)趨勢(shì)，而美日兩國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)比較接近，都呈現(xiàn)出相對(duì)平緩的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

3? ? 中美德日科學(xué)技術(shù)發(fā)展四種模式

3.1? ?中國(guó)：技術(shù)與科學(xué)差距漸大的非均衡發(fā)展模式

圖4顯示了1990—2017年間中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式，我們將其概括為“技術(shù)與科學(xué)差距漸大的非均衡發(fā)展模式”。1990—2006年間，中國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)比較接近，期間每一年度專利數(shù)量略高于論文數(shù)量，差距基本保持在專利數(shù)量是論文數(shù)量2倍的范圍之內(nèi)。

2007年之后，專利數(shù)量開始迅猛增長(zhǎng)，技術(shù)發(fā)展速度與科學(xué)發(fā)展速度之間的差距逐漸加大，從2007年專利數(shù)量是論文數(shù)量的3.78倍，到2017年專利數(shù)量突然200萬件，是論文數(shù)量的6.39倍。

3.2? ?美國(guó)：科學(xué)與技術(shù)互相促進(jìn)的發(fā)展模式

圖5顯示了1990—2017年間美國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式，我們將其概括為“科學(xué)與技術(shù)互相促進(jìn)的發(fā)展模式”。1990—2001年間，每一年度的科學(xué)論文的數(shù)量高于專利的數(shù)量;2002—2015年，專利的數(shù)量在每一年度都高于科學(xué)論文的數(shù)量。

與其他幾個(gè)國(guó)家相比較而言，美國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)比較接近，科學(xué)與技術(shù)似乎是相互促進(jìn)的一種發(fā)展模式?？茖W(xué)論文的增長(zhǎng)速度具有平穩(wěn)持續(xù)的顯著特征;專利技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)雖然有波動(dòng)，但波動(dòng)不是很大，整體上具有持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

3.3? ?德國(guó)：科學(xué)技術(shù)相互交織促進(jìn)模式

圖6顯示了1990—2017年間德國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式，我們將其概括為“科學(xué)技術(shù)相互交織促進(jìn)模式”。從整體上看，德國(guó)的科學(xué)發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，科學(xué)論文數(shù)量增長(zhǎng)速度還是比較快的，2017年是1990年的2.41倍。技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)波動(dòng)比較大，升降的幅度比較大，技術(shù)曲線的波動(dòng)是圍繞科學(xué)曲線的，二者呈現(xiàn)出相互交織、相互促進(jìn)的發(fā)展模式。

1990—2008年間，每一年度的專利數(shù)量高于科學(xué)論文數(shù)量，基本保持在專利數(shù)量是論文數(shù)量?jī)杀斗秶畠?nèi);2009—2017年間，科學(xué)論文數(shù)量在每一年度都高于專利數(shù)量，保持在論文數(shù)量是專利數(shù)量?jī)杀兜姆秶畠?nèi)。

3.4? ?日本：技術(shù)領(lǐng)先發(fā)展模式

圖7顯示了1990—2017年間日本科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式，我們將其概括為“技術(shù)領(lǐng)先發(fā)展模式”。從整體上看，相對(duì)于日本的科學(xué)論文發(fā)展趨勢(shì)而言，日本在此期間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出相對(duì)比較高速的狀態(tài)，并且波動(dòng)較大;而科學(xué)論文卻呈現(xiàn)出相對(duì)低速的、比較平穩(wěn)的、持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

1990—2017年間的每一年度，日本的專利數(shù)量一直保持著遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于科學(xué)論文的數(shù)量的發(fā)展態(tài)勢(shì)，差距最大的年份是2002年，專利數(shù)量是科學(xué)論文數(shù)量的5.52倍。技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了上升-下降的趨勢(shì);科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)始終是穩(wěn)步上升的，呈現(xiàn)出比較平緩的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

4? ? 不同發(fā)展模式的評(píng)價(jià)

不同的科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式會(huì)有什么樣的相應(yīng)績(jī)效呢？績(jī)效的評(píng)價(jià)包括很多方面，廣義上說，可以分為經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會(huì)效益等[2， 12];狹義上可以具體包括科技成果產(chǎn)業(yè)化與商業(yè)化、論文與專利的引證指標(biāo)等[13-15]。在此我們僅選擇幾個(gè)能夠獲得的科技相關(guān)指標(biāo)，結(jié)合本文定量分析的中美德日科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與模式，進(jìn)行初步的評(píng)價(jià)。

4.1? ?對(duì)論文/專利總量的影響與評(píng)價(jià)

4.1.1對(duì) SCI 論文總數(shù)的影響與評(píng)價(jià)

圖8顯示了1990—2017年間中美德日SCI論文總數(shù)的比較結(jié)果。從整體上看，美國(guó) SCI 論文總數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中德日三個(gè)國(guó)家。具體而言，1900—2017年間，美國(guó) SCI 論文總數(shù)是中國(guó)的2.64倍，是德國(guó)的3.65倍，是日本的3.71倍。

美國(guó)科學(xué)與技術(shù)互相促進(jìn)的發(fā)展模式，對(duì)美國(guó)取得 SCI 論文遙遙領(lǐng)先的國(guó)際地位具有重要的保障和推動(dòng)作用。在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后，聯(lián)邦政府科學(xué)顧問 Vannevar Bush 就提出了基礎(chǔ)科學(xué)研究對(duì)國(guó)家安全、社會(huì)福利、國(guó)民健康乃至整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要性，強(qiáng)烈建議聯(lián)邦政府加大對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的投入等重要思想[16]。近年來，隨著生物技術(shù)、信息技術(shù)和納米技術(shù)的迅速發(fā)展，并且由于生物技術(shù)的革命非常依賴科學(xué)發(fā)展[17-18]，信息通信技術(shù)也是如此，而納米技術(shù)與納米科學(xué)幾乎不可分割，被稱為納米科技?！盎诳茖W(xué)的創(chuàng)新”思想[19-21]，越來越引起學(xué)術(shù)界和決策者們的關(guān)注，美國(guó)能源部科學(xué)用戶設(shè)施對(duì)“基礎(chǔ)能源科學(xué)”研究項(xiàng)目的創(chuàng)新培育，是“基于科學(xué)的創(chuàng)新”思想與實(shí)踐的比較完美的結(jié)合。美國(guó)能源部作為一個(gè)政府科學(xué)機(jī)構(gòu)，對(duì)美國(guó)科技經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展發(fā)揮著重要的作用[22]，積極催化了基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的轉(zhuǎn)化、新興能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，并將“基于科學(xué)的創(chuàng)新”（Scientific Innovation）放在優(yōu)先發(fā)展的地位[23-24]，視其為國(guó)家經(jīng)濟(jì)繁榮的重要基石。

4.1.2 對(duì) DII 專利總數(shù)的影響與評(píng)價(jià)

圖9顯示了1990—2017年間中美德日 DII 專利總數(shù)的比較結(jié)果。從整體上看，中國(guó)DII專利總數(shù)高于日美德三個(gè)國(guó)家。具體而言，這期間中國(guó) DII 專利總數(shù)是日本的1.50倍，是美國(guó)的2.05倍，是德國(guó)的5.22倍。

中國(guó)“技術(shù)與科學(xué)差距漸大的非均衡發(fā)展模式”導(dǎo)致近些年專利數(shù)量激增，而作為基礎(chǔ)科學(xué)研究成果的科學(xué)論文數(shù)量卻被高速增長(zhǎng)的專利數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在后面了。遠(yuǎn)離科學(xué)基礎(chǔ)的創(chuàng)新發(fā)展是否是可行的、良性的發(fā)展呢？這種技術(shù)創(chuàng)新具有怎樣的全球影響力呢？我們將在后面的引證指標(biāo)里進(jìn)一步分析?，F(xiàn)實(shí)中的另一個(gè)比較突出的問題是專利成果轉(zhuǎn)化。雖然沒有準(zhǔn)確的官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但有關(guān)分析顯示，中國(guó)科技成果轉(zhuǎn)化率是比較低的，一般認(rèn)為10%～15%，有的甚至不足5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化率60%～70%[25-26]，這一點(diǎn)也是需要引起中國(guó)政府高度重視的一個(gè)方面。

4.2? ?對(duì)幾項(xiàng)引證指標(biāo)的影響與評(píng)價(jià)

4.2.1對(duì)專利他引總數(shù)的影響與評(píng)價(jià)

一個(gè)國(guó)家專利的他引總數(shù)反映了該國(guó)技術(shù)的世界影響力和競(jìng)爭(zhēng)力。圖10顯示了1990—2017年間中美德日四個(gè)國(guó)家的專利他引總數(shù)。從整體上看，四個(gè)國(guó)家之間的差距還是非常大的。

具體而言，排在第一位的美國(guó)的專利他引總數(shù)是排在第二位的日本的1.21倍;是排在第三位德國(guó)的2.77倍;是排在第四位中國(guó)的17.16倍。基于“中美德日科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)”和“中美德日科學(xué)論文總數(shù)”視角，美國(guó)一直以來高度重視基礎(chǔ)科學(xué)研究的實(shí)踐及其科學(xué)論文總數(shù)遙遙領(lǐng)先的地位，對(duì)其技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)的全球影響力產(chǎn)生了巨大的影響。從“中美德日技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”和“中美德日專利總數(shù)”的視角，美日德相對(duì)平穩(wěn)的專利技術(shù)發(fā)展速度，為其專利質(zhì)量的保證提供了重要的基礎(chǔ);中國(guó)的專利總數(shù)雖然取得第一的地位，但其專利被引總數(shù)，即技術(shù)的全球影響力，仍然有非常大的差距。從“中美德日科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式”看，科學(xué)技術(shù)互相促進(jìn)的發(fā)展模式，應(yīng)該是一種良性的發(fā)展模式，更有利于一個(gè)國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

4.2.2對(duì) h 指數(shù)的影響與評(píng)價(jià)

2005年由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的物理學(xué)家 Jorge Hirsch 提出的 h 指數(shù)，h-index，是一個(gè)混合量化指標(biāo)。其原始定義是：一名科學(xué)家的h指數(shù)是指其發(fā)表的 N 篇論文中有h篇每篇至少被引 h 次、而其余 N-h 篇論文每篇被引均小于 h 次。h 指數(shù)多用于評(píng)價(jià)研究人員的學(xué)術(shù)產(chǎn)出數(shù)量與學(xué)術(shù)產(chǎn)出水平之間的關(guān)系。在此我們將 h 指數(shù)用于國(guó)家的科學(xué)論文產(chǎn)出數(shù)量與產(chǎn)出水平評(píng)價(jià)之間關(guān)系的評(píng)價(jià)指標(biāo)，和國(guó)家層面的專利技術(shù)產(chǎn)出數(shù)量與產(chǎn)出質(zhì)量之間關(guān)系的評(píng)價(jià)指標(biāo)。圖11列顯示了中美德日 SCI 論文和 DII 專利的 h 指數(shù)。

圖11顯示，美日德中四個(gè)國(guó)家 SCI 論文 h 指數(shù)的排序與 DII 專利 h 指數(shù)的排序是一致的，這在一定程度上揭示了作為基礎(chǔ)研究成果的 SCI 論文的質(zhì)量，對(duì)作為技術(shù)創(chuàng)新成果的專利的質(zhì)量的決定作用，即基礎(chǔ)研究越扎實(shí)牢靠，技術(shù)創(chuàng)新的影響力和競(jìng)爭(zhēng)力就會(huì)相應(yīng)地越強(qiáng)大。就 SCI 論文的 h 指數(shù)而言，美國(guó)的數(shù)值遙遙領(lǐng)先于其他三個(gè)國(guó)家而位居第一位;日德的數(shù)值比較接近;中國(guó)的數(shù)值最低。盡管“中美德日科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)”揭示了2017年中國(guó) SCI 論文的數(shù)量已經(jīng)基本追趕上了美國(guó)當(dāng)年的數(shù)量，但質(zhì)量的進(jìn)步和提高仍需繼續(xù)努力。就 DII專利的 h 指數(shù)而言，四個(gè)國(guó)家的差距相對(duì)較小。

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