我国基础研究投入格局——基于熵测度法的研究

王明明，张恩瑞，张文一

（北京化工大学经济管理学院，北京 100029）

我国基础研究投入格局
——基于熵测度法的研究

王明明，张恩瑞，张文一

（北京化工大学经济管理学院，北京 100029）

基础研究对一国创新能力的提升具有不可估量的作用，研究我国基础研究投入规模及投入格局的发展态势对进一步完善和发展我国基础研究具有重要的参考价值。本文在调研我国基础研究投入相关政策和数据的基础上，尝试运用熵测度法分析我国基础研究投入格局，同时给出了基础研究投入的七种模式。文章重点将申农指数与基础研究（BR）投入强度和研究与开发（R&D）投入强度进行对比，分析三者之间的联系，具有很强的理论及政策指导作用。

基础研究；投入格局；熵测度法

我国正处在增强自主创新能力，建设创新型国家的重要发展阶段，基础研究自身的特点客观上要求中央政府承担主要的投入。因此，研究我国中央政府资助基础研究的总体状况，了解我国基础研究投入格局发展的新趋势、新特点，对我国政府科技工作者制定未来基础研究发展规划及相关政策，推动我国基础研究发展具有重要的意义。

1 我国基础研究投入现状

目前，国际上对基础研究投入的考查，通用的两个指标分别是基础研究（BR）投入强度和研究与开发（R&D）投入强度，前者是指当年该国或地区基础研究经费在其R&D总经费中所占的比重，即BR/R&D；后者是指一国或地区年度R&D总支出与其当年国内生产总值（GDP）之比，即 R&D/GDP［1］。

国际上通常以研究与开发（R&D）投入强度来衡量一国对科技的重视程度和科技水平，以基础研究（BR）投入强度来衡量一国对基础研究的重视程度。我国基础研究投入强度长期维持在5%的水平（见图1）。

由图1得出，我国研究与开发（R&D）投入强度可分为两个发展阶段：一是1987—1994年起步阶段，R&D投入强度维持在6‰～8‰之间，强度较低；二是1994—2008年稳步提升阶段，R&D投入强度由 1994年的 6.4‰稳步提升至 2008年的 15.4‰。基础研究（BR）投入强度经过初期阶段（1987—1991年）的起伏后，基本维持在5%的水平。

对比我国基础研究（BR）投入强度和研究与开发（R&D）投入强度我们可以发现：1994—1997年是我国基础研究（BR）投入强度与研究与开发（R&D）投入强度的协调发展时期；1998—2004年，基础研究（BR）投入强度稳定在5%，而研究与开发（R&D）投入强度则由 1998年的 6.9‰稳步攀升至 2004年的 12.3‰；2004—2008年，研究与开发（R&D）投入强度持续攀升，到2008年达到 15.4‰，而这段时期基础研究（BR）投入强度则有小幅下降趋势，2008年仅为 4.8%。

综上所述，我国基础研究（BR）投入强度较低，仅为5%（这一强度与发达国家的20%水平相去甚远［2］，与印度等发展中国家 15%的水平［3］也有很大差距）。更值得注意的是，我国基础研究（BR）投入强度和研究与开发（R&D）投入强度并不协调，只有4年（1994—1997年）短暂的协调发展时期。

2 我国基础研究投入格局

目前，各国对基础研究的投入均以项目为主。以美国为例，基础研究的经费投入遵循“项目－计划－计划组合－组织－系统”的模式［4］，但没有统一的国家基础研究计划。随着我国经济的持续发展以及国家对基础研究的日益重视，我国建立了以资助基础研究为主的国家自然科学基金委员会，启动了“国家重点基础研究发展计划（973计划）”、“基础研究重大项目前期研究专项”、“国家重点实验室建设计划”、“科技基础性工作专项”等一系列与基础研究有关的计划。目前，我国中央政府对基础研究的投入主要由教育部、科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和其他行业部委来完成，采取人才资助、项目资助和环境条件资助为主的资助形式，初步形成了“五纵三横”基础研究投入格局（见图2）。

当前我国中央政府基础研究投入经费主要来自教育部、科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和其他行业部委，我国基础研究投入已经初具多元化特征，但是仅有定性的分析还不足以说明我国基础研究投入就属于多元化投入类型。本文将在详细搜集这五个投入渠道的数据基础上，通过量化分析来详细说明我国基础研究投入格局的类型及其特点。

3 数据处理与分析

3.1 基本数据

根据中国科技统计年鉴（1991—2008）、高等学校科技统计资料汇编（1994—2008）以及中国科学院统计年鉴（1992—2009）对我国基础研究投入经费进行了详尽的统计（科技部投入经费包括“基础研究重大项目前期研究专项”、“973计划”、“国家重点实验室计划”及“科技基础性工作专项”）（见表1）。

3.2 多元化熵测度法

熵指的是体系的混乱程度，它在控制论、概率论、数论以及天体物理等领域都有着广泛的应用，在不同的学科中也有着不同的应用。熵的概念最早来自于热力学，是物质系统混乱程度的函数。1948年申农发表的《通讯的数学理论》，为确立信息与熵的联系奠定了基础。在进行多元化程度测度时，国际上通用的方法是熵测度法，它能够较好地保持信息的完整性和准确性，在多元化研究中的应用是比较广泛的，也是比较成熟的。熵测度法不仅能够反映多元化水平的持续可变性，并且在多元化回归分析过程中还能够有效解决可能存在的多重共线性问题。鉴于以往对基础研究投入格局的研究更多是运用定性分析以及对比分析的方法，而对我国基础研究投入相关数据的发掘和分析还不够深入，不能够更好地说明我国基础研究投入格局发展规律及趋势。因而本文拟采用熵测度法对我国基础研究投入格局进行定量分析和处理，深入发掘数据背后隐藏的规律及特点，以此有效分析我国基础研究投入格局发展的趋势及规律。下面给出多元化熵测度指数。

设E（Y）为第i类的稀有性测度，则：

Gini－Simpson 指数也简称 G－S 指数，数据分布越集中，ΣP2的值越大，Gini－Simpson指数越小，表明数据离散程度越小，也即多元化程度低，反之亦然；申农指数最小值为0，表示完美的专业化，最大值为ln（N），意味着最大程度的多元化。

在本文中，N代表我国基础研究投入渠道的数量，其数值为5，具体指教育部、科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院以及其他行业部委；Pi(0≤Pi＜1)代表第 i个投入部门投入经费占我国基础研究投入总经费的比重。

综合上述的概念并结合多元化熵测度法，本文对我国基础研究投入格局做出如下界定：（1）当 Pi＞90%时，基础研究投入格局为单一化投入格局；（2）当 60%＜Pi≤90%且Δ0≤0.5时，基础研究投入格局为主导型低度多元化投入格局；（3）当 60%＜Pi≤90%且 0.5＜Δ0≤1 时，基础研究投入格局为主导型中度多元化投入格局；（4）当60%＜Pi≤90%且Δ0＞1时，基础研究投入模式为主导型高度多元化投入格局；（5）当Pi≤60%且Δ0≤0.5时，基础研究投入格局为多元型低度多元化投入格局；（6）当 Pi≤60%且 0.5＜Δ0≤1 时，基础研究投入格局为多元型中度多元化投入格局；（7）当Pi≤60%且Δ0＞1时，基础研究投入格局为多元型高度多元化投入格局。据此，基础研究投入格局共分为七种模式，其中后六种为多元化模式（见表2）。

3.3 数据测算

根据以上概念和定义，结合我国基础研究投入的具体数据（表1），测算我国基础研究投入具体指标结果（见表3），绘制 Gini－Simpson指数与申农指数变化曲线（见图3）。

4 结果分析

（1）由表3 可知，我国基础研究各投入部门投入比例均在60%以下，其中国家自然科学基金委员会、中国科学院以及其他行业部委基础研究投入经费所占比例较高，是我国基础研究投入的主要渠道；申农指数大于1，结合表2可知，我国基础研究投入格局为多元型高度多元化投入格局。

（2）由图3可以看出我国基础研究投入的Gini－Simpson指数在0.6以上，申农指数在 1.0以上，这说明我国基础研究投入的多元化程度较高。并且由Gini－Simpson指数与申农指数历年的变化趋势我们可以发现，我国基础研究投入的多元化程度虽有曲折但总体上朝着多元化程度加强的方向发展。自1987—2007年的21年间，我国基础研究投入的多元化程度在不断增大，具体表现在：国家自然科学基金委员会作为我国基础研究的主要投入部门，对基础研究的投入力度保持稳定，维持在30%上下；中国科学院的投入力度有所下降，但其他投入渠道的投入力度在不断加强、重要性日益显现，各投入渠道之间的差距在不断缩小。

（3）将申农指数曲线与基础研究（BR）投入强度曲线、研究与开发（R&D）投入强度曲线进行对比我们可以发现：在1994—1997年期间，当我国基础研究（BR）投入强度和研究与开发（R&D）投入强度协调发展（两者曲线变化一致）时，申农指数曲线斜率最大，说明此时我国基础研究投入多元化发展最快；在1992—1994年期间，当基础研究（BR）投入强度逐渐加大而研究与开发（R&D）投入强度逐年下降时，申农指数曲线趋于平稳且有下降趋势，说明此时我国基础研究投入多元化程度在降低。

（4）基础研究的特点就是获得成果的周期长、风险高。我国基础研究投入格局正在朝着多元化方向发展，采取多元化的发展策略能够有效地规避基础研究投入过程中所存在的高风险，提高基础研究经费的利用效率。但同时应该注意到，在多元化发展的过程当中，由于各行业部委更多是以自身的应用需求为导向，这容易破坏基础研究鼓励自由探索的初衷，需要引起必要的重视。

5 结语

本文对我国基础研究多元化投入格局的分析实际上描述的是我国中央政府各投入渠道的投入经费在数量上的差异性。因此，考虑引入多元化熵测度法，运用Gini-Simpson指数与申农指数分析我国基础研究投入多元化程度，并给出了基础研究投入的七种模式。

对我国基础研究投入格局的分析并结合1987-2007年的数据研究表明，我国基础研究投入格局为多元型高度多元化格局。自改革开放以来我国中央政府资助基础研究已逐渐形成以教育部、科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和其他行业部委为主要投入渠道，人才资助、项目资助和环境条件资助为主要资助形式的“五纵三横”式投入格局，并且我国中央政府资助基础研究的投入格局的多元化程度在逐年加强。同时，本文将基础研究（BR）投入强度曲线、研究与开发（R&D）投入强度曲线与申农曲线进行对比发现，基础研究（BR）投入强度、研究与开发（R&D）投入强度与我国基础研究投入多元化程度有着密切的联系。中央政府在加强研究与开发（R&D）投入力度的同时，应确保基础研究（BR）投入强度和研究与开发（R&D）投入强度协调一致，这样才能保证我国中央政府资助基础研究多元化投入格局持续稳定的发展。

［1］Sternberg R.G..Government R&D expenditure and space:empirical evidence from five industrialized countries ［J］.Research Policy，1996，（25）:741-758.

［2］NSF，SRS.Science and Engineering Indictors 2006.USA:National Science Board，2006.

［3］Research and Development Statistics ［EB/OL］.Government of India Ministry of Science and Technology Department of Science and Technology，New Delhi-110016，2006/2010-02-04.

［4］Gardner R..Science indicators and the science of science policy ［EB/OL］.http://www.mbs ac uk/research/engineering-policy/documents/Rebecca Gardner ppt，2005-11-17/2010-02-04.

［5］国家统计局，科技部.中国科技统计年鉴（1991-2009）［M］.北京:中国统计出版社.

［6］教育部科学技术司.1994-2009年高等学校科技统计资料汇编［M］.北京:高等教育出版社.

［7］中国科学院计划局.中国科学院统计年鉴（1992-2009）［M］.北京:科学出版社.

［8］ 张永安 高逸琼.基于熵测度的多元化模式研究［J］.系统工程学报，2008，（5）:603-610.

（责任编辑 张九庆）

Pattern of Chinese Basic Research Investment——based on Entropy Measuring Method

Wang Mingming，Zhang Enrui，Zhang Wenyi
（College of Economics and Management，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029,China）

Basic research plays an invaluable role in the national innovation capacity.The research on its scale and trend of pattern is helpful to further improve Chinese basic research.Based on the investigation of related policies and data of Chinese basic research，the paper tries to analyze Chinese basic research with entropy measuring method and presents seven modes of basic research investment.In the paper，Shannon index and BR/R&D and R&D/GDP are compared and analyzed，which are useful for supporting theory and policy on basic research.

basic research;pattern of investment;entropy measuring method

C93

A

国家自然科学基金委员会“我国中央政府资助基础研究总体状况及多元化支持格局研究”项目（L0922107）。

2010-09-17

王明明（1951-），男，江苏徐州人，教授；研究方向：科研管理、科技创新与科技政策。