我国大学跨界协同创新的耦合效应研究——基于SCI合作论文的互信息计量

李培凤（山西大学高等教育研究所，山西太原030006）

我国大学跨界协同创新的耦合效应研究
——基于SCI合作论文的互信息计量

李培凤
（山西大学高等教育研究所，山西太原030006）

摘要：创新已成为知识经济时代的主旋律，大学-产业-政府之间的跨界协同创新是知识创新、技术革新、技术商品化和产业化的重要路径选择。在我国大学积极开展协同创新的进程中，本研究采用三螺旋互信息算法，以我国1998-2013年间发表的SCI论文为基础，从历史发展的纵向维度，定量测度了我国大学与工业企业、政府研发机构之间跨界协同创新的耦合效应，分析诊断了其潜在的结构性问题。

关键词：协同创新；体制机制；创业型大学；三螺旋

在创新创业驱动型的知识经济时代，科学技术是经济社会快速发展和国家综合实力提升的第一生产力，而人才是科学技术发展必须依赖的第一资源。高等教育作为科技第一生产力和人才第一资源的重要结合点，责任非常重大，使命非常艰巨。站在这个关键性结合点上看，大学传统的象牙塔发展模式，已越来越不适应时代发展的迫切要求和大学自身发展的诉求。大学走出象牙塔，创新办学理念和发展模式，积极同政府科研机构、工业企业进行跨界协同创新，推动科技与经济紧密结合，促进科技成果向现实生产力转化，是经济社会发展对大学变革的新期待，也是大学自身进化发展的新趋势。

党的十八大报告提出“要坚持走中国特色自主创新道路，……更加注重协同创新”。教育部、财政部出台了《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》（简称“2011计划”），重在大学的体制机制改革，重在推动大学内部以及外部力量之间创新要素的融合发展，形成“多元、融合、动态、持续”的协同创新模式与机制。事实上，20世纪90年代中期以来，我国深化科技体制改革，实施科教兴国和建设创新型国家两大战略，始终贯穿着一条清晰的脉络，那就是推动企业成为技术创新主体，促进产学研协同创新，提升国家创新体系的整体效能。在科技政策的联合推动下，我国大学与工业企业、政府研发机构协同创新的耦合程度如何？国家科技创新体系的整体效能是否逐渐呈现出优化发展的良好态势？在大数据时代，回答这些问题需要基于大量数据的量化分析，而不能依赖模糊的直觉和经验。本研究试图采用三螺旋互信息算法，从历史发展的纵向维度，定量测度我国大学与工业企业、大学与政府研发机构进行跨界协同创新的互动性、耦合性，分析诊断潜在的结构性问题，探索我国推进协同创新、优化体制机制的着力点。

一、三螺旋算法

“2011计划”明确提出，要以人才、学科、科研三位一体的创新能力提升为核心，大力推进高等学校与高等学校、科研院所、行业企业、地方政府以及国际社会的深度融合。这与以往一直提的“产学研一体化”、“官产学研用一体化”的线性思维模式不同。“高校、科研院所、行业企业、政府”深度融合的协同创新模式是一种非线性思维模式，强调的是协同创新主体之间的立体性、深层性互动与循环发展关系。因此，协同创新必然要建立在机构之间跨越组织边界的知识流动和知识溢出基础之上。亨利·埃茨科威兹（Henry Etzkowitz）和雷德斯多夫（Loet Leydesdorff）提出的大学-产业-政府相互作用的“三螺旋”组织结构模型［1］是对跨边界协同创新的最好诠释。

为定量测度大学-产业-政府协同创新的耦合性问题，我们采用Leydesdorff以互信息为基础提出的TH算法（Triple Helix Algorithm）作为研究工具，并利用自动化运算程序——th4.exe计量研究结果。［2］TH算法是根据仙农（Shannon）信息熵、Abramson三维互信息转接量的定义提出的，公式为：

其中，U、I、G分别代表大学、工业企业和政府研发机构。TUIG为三维信息转接量，为二维信息转接量。］为变量U的信息熵，］为二维分布的信息熵。公式中对数取以2为底，信息熵的单位为比特（bit）。本研究中，为使计量结果便于比较分析，我们用毫比特（mbit）作为单位。

三维信息转接量TUIG和二维信息转接量TUI、TUG、TIG是衡量大学、工业企业和政府研发机构三者之间或两两之间交互作用强弱性的指示器。TUIG为负值时，表示三维协同创新关系存在，值越小，表示三者之间协同创新的耦合性越强，相互依赖程度越高，协同创新体系的整体效能越好；TUI、TUG、TIG为正值，值越大，表示两两之间关联性越高、耦合性越强。值得注意的是，这些指示器并不是用来测度知识产出或经济产出，而是用来测度三维或两维协同创新的结构性条件，以折射出是否建构起高效有序的协同创新运行机制。

二、数据来源与计量

TH算法对协同创新耦合效应的度量，是通过合作论文或专利这个窗口来考察系统或机构之间相互作用的强弱。合作论文或专利并不是一个完美的指标，仅仅是机构之间合作关系的冰山一角，却被广泛地用来表示机构之间的动态合作关系。本研究的数据来源于美国科学情报研究所（ISI）开发的Web of ScienceTM核心合集中的SCI-E（科学引文索引扩展版）数据库。为纵向考察我国大学开展协同创新的发展轨迹，我们对1998-2013年间我国发表的论文文献进行逐年检索与保存。至少包含一个中国作者机构信息的文献共有1291297条，其中作者机构信息清晰的有效数据为1245037条。

为完成作者机构信息的计量工作，我们编制了一个专用程序，对U、I、G、UI、UG、IG和UIG的数量分别进行计量。U、I、G分别表示一条记录中至少有一个作者来自大学、工业企业和政府研发机构的数量，UI、UG、IG表示两两之间协作的数量，UIG表示三者之间协作的数量。编制专用程序时，我们将包含UNIV或COLL缩写的归到U类，包含CORP、LTD、INC、SA或AG等缩写的归到I类，包含NATL、NAZL、GOVT、HOSP、CNRS、EUROPEAN、ACAD、INRA等缩写的归到G类。专用程序根据TH算法运行程序th4.exe的要求，同时生成data. txt文件，记录下我们保存的每一条数据的作者机构信息情况。按大学-产业-政府的顺序，文件形式如下：“id1”，“1”，“1”，“0”。“1”表示有，“0”表示没有。依此类推，id2，id3……最后，将data.txt文件输入th4.exe程序，计算出熵值和信息转接量各值（HU、HI、HG，HUI、HUG、HIG，TUI、TUG、TIG，TUIG）。

三、结果分析

（一）我国大学开展协同创新的科研成果产出分析

通过文献计量，表1详细地呈现出大学跨界协同创新的科研成果产出情况。16年间，大学发表的SCI文章数量增长最显著。1998年，至少有一个来自大学的作者发表的科技论文（U计量）数量约占全国发表科技论文总数的68%；到2013年，这个百分比已经超过90%。大学已成为我国科学研究的重要阵地，大学的科研水平基本上反映了我国的科研水平状况。这与1998年以来国家启动的“985”工程和“211”工程紧密相关。这两项工程不仅开启了我国建设世界一流大学的进程，而且激发了大学以学科建设为龙头推进科学研究工作的自觉性和积极性。据《国家创新指数报告2013》统计，我国研发经费稳居世界第3位，研发人员居世界首位，SCI论文数居世界第2位，高被引论文数居世界第4位，科技论文产出呈现出量质齐升的向好局面。

然而，与基础科研的辉煌成就形成鲜明对比的是，我国在许多领域缺乏自主创新技术和精密设备，关键技术受制于人。这种鲜明的反差警示我们，科研经费的大量投入、创新人才的集聚以及科研成果的大量积蓄与技术的革新、技术的产业化、新型产业的培育以及生产力的提升之间绝不是简单的线性关系，更不是自然的类推进步过程。从科学研究到技术产品化、商品化和产业化的循环发展，往往要经历一个难以跨越的“死亡之谷”。搭建跨越“死亡之谷”的桥梁，需要大学、工业企业与政府科研机构共同推进跨界协同创新，在有形的界面组织机构推动和无形的文化价值融合方面相互作用，建立起机构之间的对话关系、反馈循环关系和深度协作关系。表1显示，我国跨越组织边界的协同创新比例失调。大学与政府研发机构的协作相对频繁，1998-2013年间呈现出明显的增长态势；而大学与工业企业的协作太少。例如，2013年大学发表论文168955篇，而其中与工业企业协作完成的论文仅有4443篇。这意味着大学发表的大量科技论文更多地注重基础理论研究或理论应用研究，也意味着我国工业企业对基础研发的重视度和参与度严重不够，抑制了科技成果的转化率。

表1　1998-2013年文献作者机构信息的归类统计（单位：篇）

（二）大学与工业企业、政府研发机构的双边协同创新关系分析

表2中，TUG、TIG和TUI为二维信息转接量，是两两之间双边协同创新耦合依赖程度的指示器。从横向看，表示大学与政府研发机构耦合性的二维信息转接量TUG很大，而表示大学与工业企业、工业企业与政府研发机构之间耦合性的二维信息转接量TUI和TIG非常小。这种格局突出暴露了我国大学与工业企业协同创新关系松散的问题：一方面，作为技术创新主体的工业企业对基础研发的投入与产出缺位，多数企业更依赖加工和仿制，长期处于国际技术竞争产业链和创新链的低端；另一方面，作为国家创新体系重要生力军的大学和政府研发机构，其不合理的科研考核体系强化了科研人员体制内追求论文和专利数量的习惯，削弱了科研人员体制外“用”技术的能力。

纵向的发展状况更让人忧心。16年间，表征大学与工业企业协同创新关联程度的TUI在2005年左右稍有起色；2008年以来，大学发表的科技论文数量大幅增长，而大学与工业企业的耦合性没有得到同步发展，TUI的值加速下滑，到2012年仅为0.19mbit。与此同时，大学与政府研发机构之间的耦合性指标TUG也呈现出持续下滑的态势。总体而言，大学与工业企业、大学与政府研发机构的协同创新关系没有朝逐步优化的方向发展。尤其在追求理论成果的大学与犯了“仿制病”的工业企业之间积弊严重。二者各自秉持不同的价值取向，导致机构之间的离心力大于向心力，机构之间的体制“壁垒”越来越深，机构之间的对话越来越难，科技成果的溢出和转让也越来越难。据2013年的相关统计，我国科技成果转化率仅为10%，而发达国家为40%以上。

表2　1998-2013年二维信息转接量结果（单位：mbit）

（三）大学-产业-政府三维协同创新关系分析

三维信息转接量TUIG是反映大学-产业-政府研发机构三边协同创新整体优化程度的指示器。TUIG为负值且值越小时，三维协同创新关系越紧密，意味着体制机制越畅通、科研成果的转化率与产业化率越高。图1表明，我国大学与产业、政府研发机构三者之间协同创新的耦合性呈现出弱化的趋势。到了2013年，TUIG值仅为-4.85mbit。三维协同创新的基本前提是：“每一方都表现出另外两个的一些能力，但同时仍保留自己原有的作用和独特身份”［1］。而我国三维协同创新的格局是：不同创新主体固守自己原有的功能，更多地在体制内进行修修补补的改革，每一方都没有为跨边界的协同创新而更多地拓展出另外两方的特有能力，整体上呈现出各自为政的发展局面。经合组织早在2008年的一份评估报告中就一针见血地指出了我国创新体系的这一明显软肋：“中国的创新系统就像‘群岛’，各岛屿间没有充分联系，难以形成溢出效应”［4］。

图1　1998-2013年三维信息转接量（单位：mbit）

四、结论与建议

在我国大学努力通过跨界协同创新提升科技创新能力的大背景下，本研究采用三螺旋算法，基于SCI合著论文的互信息研究，考察了1998-2013年的16年间大学与工业企业、政府研发机构之间跨界协同创新的耦合程度，透视了我国科技成果研发和转化的薄弱环节。历史维度的纵向研究结果显示，我国大学与政府科研机构之间的相互作用较频繁，而大学与工业企业跨界协同创新的耦合性一直较弱，大学-产业-政府三螺旋交互作用的耦合性也必然较弱。

三螺旋跨界协同创新的松散关系，往往导致我国大学和科研院所高投入、高产出的大量科技成果被束之高阁，而作为技术创新主体的企业却因缺乏原创性成果的开发而长期处于国际产业链和创新链的下游。为扭转这种不利格局，大学、工业企业、政府科研机构和政府部门都应该围绕自主创新能力提高、科技成果转化率提升的战略需求，以切实增强跨界协同创新的耦合性为基本原则，在三螺旋协同创新体系中找准自己的定位、发挥自己的效能。对于我国大学来说，必须主动变革传统的象牙塔发展模式，走向大学发展的新范式——创业型大学，通过跨边界组织的创新来增强工业企业技术研发所应具备的一些能力，奠定与工业企业深度融合、优势互补的基础。

当前国际科技竞争的关口已前移到基础研究。作为我国技术创新主体的企业，要想在激烈的国际竞争中赢得价值链、创新链上的有利位势，必须在技术开发与技术产业化的同时，注重强化基础研发能力，提升企业承接实验室科研成果的能力，增强企业主动寻求与大学协同创新的自觉性，改变我国企业基础研发能力弱、技术自主创新能力弱、关键技术受制于人的现状。此外，政府的政策与支持对塑造和不断重构协同创新体系是非常重要的。国际上的理论和实践表明，在政产学研合作进入“三重螺旋”阶段的过程中，各国政府都在通过科技政策积极地引导和推动大学、科研机构、产业界与政府之间的合作。［5］随着创新活动的深入和创新价值的多元化，我国在充分发挥市场决定性作用的同时，各级政府部门应该更多地利用需求侧政策工具，为大学、工业企业和政府科研机构的跨界协同创新提供服务性支持。一方面，战略上要更多地体现需求导向和问题导向，准备判断未来技术与产业变革的大形势、大需求，加强战略前瞻布局和持续投入；另一方面，政策重心要逐步转向“做标准、做平台、做体系”。［6］正如MarioCervantes指出的那样：“政府以往干预是为了修正市场失灵，现在逐渐变成主动创造机遇。同时，过去的政策比较单一，现在大多为政策组合，面向更多元的价值实现。”［6］

参考文献

［1］［美］亨利·埃茨科威兹. 三螺旋-大学·产业·政府三元一体的创新战略［M］. 周春彦， 译. 北京：东方出版社， 2005：18-61.

［2］LEYDESDORFF L， PARK H W， LENGYEL B. A routine for measuring synergy in university-industry-government relations：Mutual information as a Triple-Helix and Quadruple-Helix indicator［J］. Scientometrics， 2014， 99（1）：27-35.

［3］LEYDESDORFF L， WILFRED D， GERBEN P. Measuring the Knowledge Base of an Economy in terms of Triple-Helix Relations among 'Technology， Organization， and Territory'［J］. Research Policy， 2006， 35（2）：181-199.

［4］龚克. 大科学时代需要大协同创新［EB/OL］. ［2012-06-11］. http：//theory.gmw.cn/2012-06/11/content_4322277.htm.

［5］LOUIS-MICHEL L， LAFRAMBOISE M， LARIVIERE V， GINGRAS Y. The effect of university-industry collaboration on the scientific impact of publications： The Canadian case（1980-2005）［J］. Research Evaluation， 2008， 17（3）：227-232.

［6］上海浦江创新论坛中心. 创新环境：供给与需求政策协同［R］. 2013年浦江创新论坛研究报告，2013（5）.

收稿日期：2014-06-11

基金项目：全国教育科学规划项目“创业型大学：地方高校特色办学的战略选择”（CIA110151）

作者简介：李培凤，1978年生，女，山西清徐人，山西大学高等教育研究所讲师，经济与管理学院博士研究生。

The Coupling Effect of University's Cross-Border Collaborative Innovation in China: A Mutual Information Analysis Based on SCI Co-Published Papers

LI Pei-feng
（Institute of Higher Education，Shanxi University，Taiyuan 030006，Shanxi，China）

Abstract:Innovation has become the main theme of the era of knowledge-driven economy.Universityindustry-government collaborative innovation is an important path to knowledge innovation，technological innovation，technology commercialization and industrialization.This article，based on SCI papers published between 1998 and 2013 in China，adopts Triple Helix Algorithm to analyze the coupling effect of cross-border collaborative innovation between universities，industrial companies and governmental research institutions，and diagnoses the potential structural problems.

Key words:Collaborative Innovation；Institutional Mechanism；Entrepreneurial University；Triple Helix