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(jīng)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(fā)展的重要途徑，也是實現(xiàn)科學、技術與經(jīng)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(diào)，不僅要重視基礎科學研究，還要力推應用技術創(chuàng)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(xiàn)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(huán)的方式產(chǎn)生，在一定程度上抑制了科學與技術的融合發(fā)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(diào)，要推進協(xié)同創(chuàng)新，加強創(chuàng)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(chuàng)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(jīng)濟發(fā)展的促進作用。因此，從科學與技術的性質(zhì)及其面臨的外部環(huán)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(fā)管理職能向創(chuàng)新服務職能轉(zhuǎn)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(chǎn)物，其中科學能夠反映客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律，技術是用以提高生產(chǎn)效率的手段和方法總和[1]。國內(nèi)外學者從科學技術史視角探尋科學與技術耦合規(guī)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(chuàng)新是實現(xiàn)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(chuàng)新是實現(xiàn)兩者耦合的前提條件，這種創(chuàng)新不僅可以通過改進、調(diào)整、組合已有技術實現(xiàn)，還能應用已有科學知識并結(jié)合相關技術知識進而促進技術發(fā)展[3-4]。隨著后現(xiàn)代范式的奠立，這種創(chuàng)新模式逐漸成為創(chuàng)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(chǎn)生的，且科學技術化和技術科學化是實現(xiàn)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(chuàng)新與基于技術的創(chuàng)新能共同驅(qū)動創(chuàng)新體系完善?？茖W與技術耦合在實現(xiàn)不同行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中存在結(jié)構(gòu)性差異：基于科學的創(chuàng)新是促進抗生素行業(yè)發(fā)展的主導創(chuàng)新路徑，而在半導體行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展中，創(chuàng)新由基于科學的創(chuàng)新逐漸向基于技術的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變[8]。楊中楷等(2016)強調(diào)，一般來說，科學、技術均衡發(fā)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(fā)展就不利于科學與技術耦合，如化學、生理學等領域會出現(xiàn)技術學科發(fā)展較快的現(xiàn)象，這些領域的技術發(fā)展有利于促進科學與技術耦合。

在現(xiàn)有理論支撐下，出現(xiàn)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(shù)作為科學與技術耦合效果的替代指標，實證發(fā)現(xiàn)，科學與技術發(fā)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(fā)生耦合的情況較少見；吳菲菲等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在化學、物理等學科領域，技術具有較高的網(wǎng)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(fā)生跨領域轉(zhuǎn)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(chuàng)新前沿及其交叉結(jié)構(gòu)。

上述方法主要從學科發(fā)展視角評價科學與技術耦合。隨著科技創(chuàng)新不斷復雜化，科學與技術耦合不僅可以表現(xiàn)為學科內(nèi)部或?qū)W科之間的專利、文獻互引產(chǎn)生的顯性耦合，還可以表現(xiàn)為打破時間、空間界限發(fā)生的隱性耦合。為此，有學者通過構(gòu)建科學與技術關聯(lián)度指標探討這一問題。如Bernardes&Albuquerque[13]以單位科學的技術產(chǎn)出彈性為科學與技術耦合效果的替代指標，研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)達國家和發(fā)展中國家的耦合效果較好，科學發(fā)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(fā)達國家的科學與技術耦合效果長期欠佳，基礎科學研究環(huán)節(jié)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(jù)此提出區(qū)域差異化的科技創(chuàng)新建議；董玨[15]考慮了科學與技術間的時間轉(zhuǎn)化差異以及產(chǎn)出關聯(lián)性與引用關聯(lián)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(jù)此評估科學與技術相互轉(zhuǎn)化效率；杜斌和徐飛[16]將論文與專利關聯(lián)度指標作為耦合強度的替代指標，研究發(fā)現(xiàn)，高校的科學研究實力與技術創(chuàng)新能力之間存在正相關關系，具有高關聯(lián)發(fā)展水平的高校能在較高水平科學研究基礎上產(chǎn)生更具影響力的技術創(chuàng)新成果；樊霞和宋麗[17]以生物技術產(chǎn)業(yè)為例，采用專利技術組合分析方法，發(fā)現(xiàn)在基于科學的創(chuàng)新模式下，與美國、日本相比，中國生物技術產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新特征以及與產(chǎn)業(yè)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(tǒng)展開，還有一類評價是通過構(gòu)建計量模型探討科學與技術耦合在開放系統(tǒng)中的評價問題。如Zhao[18]通過構(gòu)建聯(lián)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(fā)現(xiàn)納米技術的發(fā)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(fā)展的重要前提；Chaves[19]構(gòu)建聯(lián)立方程組模型探究科學與技術耦合在國家創(chuàng)新系統(tǒng)和健康創(chuàng)新系統(tǒng)中的表現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)達國家和發(fā)展中國家在這兩個系統(tǒng)中的表現(xiàn)均較好，而欠發(fā)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(shù)和方差分解方法，研究發(fā)現(xiàn)，科學—技術的交互效應與經(jīng)濟產(chǎn)出之間存在雙向影響。

現(xiàn)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(tǒng)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(chǎn)生互補效應，還會產(chǎn)生成本效應，且創(chuàng)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(xiàn)不僅僅是錯綜復雜的非線性過程，還是不斷演化的動態(tài)過程?？茖W與技術耦合系統(tǒng)是一個受系統(tǒng)內(nèi)外因共同影響而發(fā)生演化的開放系統(tǒng)，有必要在區(qū)分影響耦合系統(tǒng)內(nèi)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(tài)。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(gòu)建包含科學、技術的投入與產(chǎn)出、人力資本與物質(zhì)資本投入等因素在內(nèi)的一組狀態(tài)空間模型展開分析。

1.2 理論基礎

依據(jù)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(xiàn)象，兩者在相關因素作用下發(fā)生相互轉(zhuǎn)化或互動融合形成的系統(tǒng)，即為科學與技術耦合系統(tǒng)?？茖W與技術在探索思維模式、探索過程、研究活動取向、存在形態(tài)、價值表現(xiàn)形式等方面具有互補性和異質(zhì)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(fā)展史，科學與技術是在相互間緊密配合、相互轉(zhuǎn)化、互動融合的傾向下發(fā)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(zhì)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(zhì)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(zhì)外，創(chuàng)新人才參與、創(chuàng)新資本投入、科技政策等均會對兩者的融合過程產(chǎn)生影響。雖然科學與技術異質(zhì)性產(chǎn)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(zhì)性引發(fā)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(nèi)生性作用以及創(chuàng)新人才參與、創(chuàng)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(chǎn)生的正面影響效應，即為科學與技術互動產(chǎn)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(zhì)的內(nèi)生性作用以及創(chuàng)新資本不足、創(chuàng)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(chǎn)生的負面影響效應，即為科學與技術互動產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)為成本效應，均衡線以上的效應水平均表現(xiàn)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(xiàn)為成本效應，如圖1的長方形abcd所示?；パa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(cè)的互動程度均表現(xiàn)為成本效應，均衡線右側(cè)的互動程度均表現(xiàn)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(xiàn)為互補效應，如圖2的長方形abcd所示?；映潭仍礁撸パa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(gòu)建

科學與技術耦合系統(tǒng)由科學技術化子系統(tǒng)(記為S1)和技術科學化子系統(tǒng)(記為S2)構(gòu)成，且這兩個子系統(tǒng)與科學系統(tǒng)、技術系統(tǒng)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(zhì)資本投入和人力資本參與IT會對技術產(chǎn)出T有影響，而且科學技術化進程也會影響技術產(chǎn)出T；不僅科學研究活動的資本投入IS會對科學產(chǎn)出S有影響，而且技術科學化進程也會影響科學產(chǎn)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(tài)XT(t-1)、XS(t-1)影響，另一方面還會受地區(qū)人口、貿(mào)易開放度等外界因素U干擾。

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

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

式(1)為S1的狀態(tài)空間模型，表示t期技術產(chǎn)出水平不僅受t期S1狀態(tài)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(tài)矩陣；AT、BT分別是內(nèi)生變量和外生變量系數(shù)矩陣；CT為單位資本投入的技術產(chǎn)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(shù)、投入技術研究的科技經(jīng)費以及有技術開發(fā)機構(gòu)的企業(yè)數(shù)。S1的狀態(tài)空間模型可界定為(AT,BT,CT,XT)，由S1系統(tǒng)的產(chǎn)出方程和狀態(tài)方程構(gòu)成。

同理，構(gòu)建S2的狀態(tài)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(tài)矩陣；AS、BS為實數(shù)矩陣；CS為單位資本投入的科學產(chǎn)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(tài)空間模型可界定為(AS,BS,CS,XS)。

圖3 科學系統(tǒng)、技術系統(tǒng)、科學技術化子系統(tǒng)與技術科學化子系統(tǒng)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(tǒng)狀態(tài)變化，設定Δx(t)為t期S1或S2狀態(tài)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(tài)受內(nèi)生變量的影響情況，且隨著科學、技術產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)為成本效應增大。

本文將科學與技術耦合效果的表現(xiàn)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)?；パa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(chǎn)生了互動成本。

科學與技術耦合效果是由兩者互動產(chǎn)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(jù)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(yōu)質(zhì)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(gòu)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(fā)展路徑，本文繼續(xù)探討耦合系統(tǒng)的狀態(tài)演化過程。為分析狀態(tài)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(nèi)，科學與技術發(fā)展主要通過結(jié)合已有知識基礎，并依賴于新技術發(fā)明的創(chuàng)新過程。相反地，技術強勢耦合路徑則反映科學與技術發(fā)展主要依賴于新科學發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新過程。若時間段足夠長或?qū)δ承└呖萍籍a(chǎn)業(yè)而言，科學與技術耦合的發(fā)生需要同時依賴新科學發(fā)現(xiàn)和新技術發(fā)明，此時科學與技術發(fā)展表現(xiàn)為科技中立路徑。

3 案例分析

由于重慶和西藏自治區(qū)數(shù)據(jù)不全，不納入統(tǒng)計，因此本文以我國內(nèi)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(shù)據(jù)來源

3.1.1 產(chǎn)出指標

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

關于技術變量的選取，本文采用發(fā)明、實用新型、外觀設計專利數(shù)作為技術的衡量指標。申請授權(quán)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(shù)作為科學、技術研究人員投入的替代指標，以R&D經(jīng)費內(nèi)部支出作為科學、技術研究資本投入的替代指標，這兩類數(shù)據(jù)均由大中型工業(yè)企業(yè)、科研院所和高等院校3類機構(gòu)的投入份額構(gòu)成。

首先，由于1993—2000年與2001—2009年對科學、技術研究人員統(tǒng)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(shù)進行估計。由表2可知，由于2008、2009年《中國科技統(tǒng)計年鑒》同時統(tǒng)計了大中型工業(yè)企業(yè)和規(guī)上工業(yè)企業(yè)的科學家、工程師數(shù)和R&D人員數(shù)，本文采用式(4)對1993—2000年及2010年以后的大中型工業(yè)企業(yè)科學家、工程師數(shù)進行估計。

X年大中型工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)=

(4)

由于1993—2016年科研院所和高等院校的科學家、工程師數(shù)統(tǒng)計口徑一致，因此不需要對其進行估計。不論是大中型工業(yè)企業(yè)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(gòu)成，差異在于人員占比。假定大中型工業(yè)企業(yè)、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(shù)。

其次，有必要對科學、技術研究活動的R&D經(jīng)費內(nèi)部支出進行估計。由表2可知，由于2008、2009年《中國科技統(tǒng)計年鑒》同時統(tǒng)計了大中型工業(yè)企業(yè)和規(guī)上工業(yè)企業(yè)的R&D經(jīng)費內(nèi)部支出，本文采用式(4)對1993—2007年及2011年以后的大中型工業(yè)企業(yè)R&D經(jīng)費內(nèi)部支出進行估計。科研院所和高等院校的R&D經(jīng)費內(nèi)部支出由基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展三大研發(fā)活動經(jīng)費支出構(gòu)成。徐慶瑞[22]指出，基礎研究和試驗發(fā)展分別圍繞科學研究活動、技術創(chuàng)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(chuàng)新活動。假定在應用研究的經(jīng)費投入中，科學、技術研究活動的經(jīng)費投入比例各自為50%，科學研究經(jīng)費包含了所有基礎研究經(jīng)費投入，技術研究經(jīng)費包含了全部試驗發(fā)展經(jīng)費投入。據(jù)此，可以估計得到科學、技術研究的R&D經(jīng)費內(nèi)部支出。

此外，對于科學研究而言，參與研究活動的研究生數(shù)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(fā)機構(gòu)的企業(yè)數(shù)某種程度上也能反映地區(qū)技術創(chuàng)新水平。

3.1.3 外生變量選取

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

盧馨[23]研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新資本投入到獲得科技產(chǎn)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(shù)更為顯著。這與逄淑媛等[24]、梁萊歆等[25]的研究結(jié)論一致，因此本文假定從創(chuàng)新資本投入到取得創(chuàng)新產(chǎn)出的滯后期是1年。本文數(shù)據(jù)來源于1994—2017年《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國科技統(tǒng)計年鑒》。

3.2 科學與技術耦合效果評價

在求解狀態(tài)空間模型的基礎上，計算得到t-1期和t期兩系統(tǒng)的狀態(tài)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(tǒng)狀態(tài)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(xiàn)提高和減弱3種情形，由此可分別將技術化子系統(tǒng)和科學化子系統(tǒng)的狀態(tài)變動特征劃分為3類，如表3所示。

表2 1994—2016年《中國科技統(tǒng)計年鑒》對企業(yè)研發(fā)人員數(shù)與研發(fā)經(jīng)費的統(tǒng)計情況

3.2.1 科學技術化過程分析

第一類，S1系統(tǒng)狀態(tài)特征表現(xiàn)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(qū)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(qū)的科學發(fā)展能夠有效促進技術創(chuàng)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(xiàn)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(fā)生的成本。

第二類，S1系統(tǒng)狀態(tài)特征表現(xiàn)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(qū)為代表的科學技術化進程互補效應不斷減小，這些地區(qū)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(qū)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(qū)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(tǒng)狀態(tài)特征表現(xiàn)為t-1期和t期科學技術化強度同時出現(xiàn)提高和減弱兩種情形，科學技術發(fā)展出現(xiàn)集群差異化，并表現(xiàn)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(qū)科學對技術的影響效應仍不穩(wěn)定，地區(qū)科技發(fā)展出現(xiàn)了內(nèi)部分化，部分地區(qū)科學的影響門檻提高了，另有部分地區(qū)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(fā)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(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)也可以分為3類，如表4所示。

第一類，S2系統(tǒng)狀態(tài)特征表現(xiàn)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(qū)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(qū)的技術創(chuàng)新能夠有效提高科學產(chǎn)出水平。

第二類，S2系統(tǒng)狀態(tài)特征表現(xiàn)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(qū)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(qū)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(tǒng)特征表現(xiàn)為t-1期和t期技術科學化強度同時出現(xiàn)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(qū)技術促進科學的門檻變化方向存在差異，即地區(qū)科技發(fā)展出現(xiàn)了內(nèi)部分化，部分地區(qū)技術影響門檻提高了，另有部分地區(qū)技術影響門檻降低了。這可能是由不同領域科技差異化發(fā)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(jié)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(chuàng)新程度較高的江蘇、福建、吉林等地區(qū)，其科學與技術耦合效果僅呈現(xiàn)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(fā)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(fā)的驅(qū)動，現(xiàn)有科學、技術水平在當前產(chǎn)業(yè)化狀態(tài)下，科學與技術之間的距離逐漸縮短，進而實現(xiàn)有效融合。江蘇、福建、吉林等地區(qū)雖然也很重視科學、技術研發(fā)活動的開展，但科學技術轉(zhuǎn)化平臺構(gòu)建仍不能完全適應現(xiàn)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(zhuǎn)化平臺構(gòu)建仍需進一步加強。

同時，科技創(chuàng)新程度較高的上海，其科學技術互動僅表現(xiàn)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(fā)展很快，但當前科學技術轉(zhuǎn)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(chuàng)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(qū)，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(qū)的科學與技術發(fā)展存在分離傾向，導致產(chǎn)業(yè)化水平較低；另一方面，科學化進程脫離了產(chǎn)業(yè)化軌道，使得上述地區(qū)難以模仿上?？焖賹崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

科學與技術耦合效果呈現(xiàn)初級耦合狀態(tài)的省份包括內(nèi)蒙古、青海、寧夏、新疆等地區(qū)。上述地區(qū)不僅科技發(fā)展較為落后，而且其科技發(fā)展主要依賴單一科學或技術研究部門的創(chuàng)新模式，導致科學與技術發(fā)展易出現(xiàn)脫鉤現(xiàn)象。

此外，部分地區(qū)技術化進程和科學化進程可能出現(xiàn)多重效應疊加現(xiàn)象。如北京的科學與技術發(fā)展呈現(xiàn)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(tài)演變?yōu)槌跫夞詈蠣顟B(tài)，也可能由初級耦合狀態(tài)演變?yōu)榱己民詈蠣顟B(tài)。對于浙江而言，科學與技術耦合效果可能由優(yōu)質(zhì)耦合狀態(tài)演變?yōu)橹屑夞詈蠣顟B(tài)，也可能由中級耦合狀態(tài)演變?yōu)閮?yōu)質(zhì)耦合狀態(tài)。耦合效果之所以存在動態(tài)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(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級，地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差異性導致科學與技術互動在不同產(chǎn)業(yè)所處周期可能存在差異，不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)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(jù)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(jié)果

(1)62%的省份耦合路徑表現(xiàn)為科技中立路徑，其中東部地區(qū)省份占比較高，為26.92%，其次是中部地區(qū)，占比為23.08%，最小的是西部地區(qū)，占比為16%?？茖W與技術耦合表現(xiàn)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(fā)展的初始階段主要表現(xiàn)為技術對科學的推動，后來則表現(xiàn)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(zhì)需求的消費欲望。因此，為增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)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(qū)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(fā)展中國家國情背景下，政策導向驅(qū)使中國科學與技術互動發(fā)展較為均衡，即耦合路徑表現(xiàn)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(shù)省份的科技耦合路徑較為穩(wěn)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(fā)展路徑較不穩(wěn)定。廣東的科技發(fā)展在t-1期表現(xiàn)為科學強勢路徑，在t期則表現(xiàn)為科技中立路徑；江西的科技發(fā)展在t-1期表現(xiàn)為技術強勢路徑，在t期則表現(xiàn)為科技中立路徑。因此，科學與技術發(fā)展在廣東、江西內(nèi)部存在有效的周期性互動。這一實證結(jié)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(chǎn)消費水平較為落后的江西，其科技互動更多表現(xiàn)在第一層面上，即技術對科學的推動，因此上述兩個地區(qū)t-1期的主導耦合路徑表現(xiàn)形式不同。不穩(wěn)定的科技發(fā)展路徑表明廣東、江西的科技互動較為緊密，但不同經(jīng)濟環(huán)境導致驅(qū)動科技發(fā)展的主導路徑不同。

4 結(jié)論與建議

4.1 研究結(jié)論

隨著經(jīng)濟社會環(huán)境日益復雜，科學與技術耦合系統(tǒng)已成為一個受系統(tǒng)內(nèi)外因共同影響而演化的開放系統(tǒng)，且耦合系統(tǒng)狀態(tài)在系統(tǒng)內(nèi)外因共同影響下會產(chǎn)生多變量控制問題(難測控問題)，因此本文為耦合系統(tǒng)構(gòu)建了狀態(tài)空間模型。通過模型求解，對中國內(nèi)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(qū)科學與技術發(fā)展所屬的耦合路徑類型。本文得出以下結(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)生優(yōu)質(zhì)耦合并不意味著地區(qū)科技發(fā)展最快，如湖南、四川等。雖然江蘇、福建、天津、上海等地區(qū)科技發(fā)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(qū)不同產(chǎn)業(yè)交替更新促使其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，科學與技術互動在不同產(chǎn)業(yè)所處周期也可能存在差異，使得不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)的科學與技術耦合出現(xiàn)多重效應疊加現(xiàn)象，如北京等。

(3)大多數(shù)省份的科學與技術耦合路徑表現(xiàn)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(xiàn)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(shù)省份的科學與技術耦合路徑較為穩(wěn)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(fā)展路徑較不穩(wěn)定。

4.2 建議

(1)對于科學化進程表現(xiàn)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(zhuǎn)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(diào)整研發(fā)投入結(jié)構(gòu)，提高科學研究在GDP中的比重，充分發(fā)揮科學研究對技術突破與創(chuàng)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(xiàn)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(chǎn)業(yè)政策，進一步打通科學研究與技術研究聯(lián)系的紐帶，使科學研究與相關產(chǎn)業(yè)(企業(yè))的對接模式更多元化，提高科學研究成果在科技成果產(chǎn)業(yè)化中的利用效率。

(3)對于技術化進程表現(xiàn)為互補效應減小的省份，如吉林、江蘇、內(nèi)蒙古、遼寧、廣東等，政府應充分考慮不同地區(qū)(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(yè)技術再造和自主創(chuàng)新水平。為提高企業(yè)整體科研實力和創(chuàng)新水平，科研投入政策應圍繞優(yōu)勢基礎學科制定，依托各地區(qū)(高校、科研院所)科研優(yōu)勢和優(yōu)勢基礎學科，盡可能使有限資源利用效率最大化，發(fā)揮優(yōu)勢學科與企業(yè)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(fā)揮重要作用，為實現(xiàn)突破式創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級奠定基礎。

(4)對于技術化進程表現(xiàn)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(yè)之間的溝通平臺，制定相關科研政策，鼓勵企業(yè)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(yè)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(yè)快速高效吸收、運用前沿知識，激發(fā)企業(yè)自主創(chuàng)新熱情，提高科學研究成果向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的速度。

4.3 研究展望

當然，本文還存在可以繼續(xù)深入研究的地方。由于不同類型產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)要充分發(fā)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(chǎn)業(yè)，同時，鼓勵和引導耦合度較低的產(chǎn)業(yè)積極挖掘科學與技術耦合潛力。因此，科學與技術耦合環(huán)節(jié)的細化不僅可以從地區(qū)層面著手，還能進一步從產(chǎn)業(yè)層面著手。