世界科技强国内涵与评价指标体系

玄兆辉，曹 琴，孙云杰

(1.中国科学技术发展战略研究院，北京 100038；2.南开大学经济与社会发展研究院与中国科学技术发展战略研究院联合博士后工作站，北京 100038)

2006年，国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，确立了到2020年我国进入创新型国家行列的发展目标，并提出到21世纪中叶把我国建设成为世界科技强国。2016年，中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》，提出到2020年进入创新型国家行列、2030年跻身创新型国家前列、2050年建成世界科技创新强国“三步走”战略目标。2017年党的十九大报告中，将跻身创新型国家前列的时间节点定位到2035年，并强调建设科技强国。可见，世界科技强国已成为新时代中国科技发展的中心目标；何谓世界科技强国，如何对其建设进程进行评价，已成为科技政策研究的中心命题。

1 世界科技强国内涵

1.1 相关概念研究

世界科技强国这一概念虽然提出已逾十年，但学术界尚没有给出一个具体的定义，相关研究集中在对知识经济、创新型国家的内涵以及对世界科技强国特征的描述方面。早在1996年，经济合作与发展组织 (OECD)便开始使用“知识经济”这一概念，经济发展已经进入不再依赖原材料和能源的大量消耗，而是依靠以科技为核心的知识和信息[1]。Larson指出，创新经济体是指知识和技术的前沿不断地、迅速地拓展，并且被有效应用于扩大生产力和提升人们生活水平的经济体[2]。Eugenia等认为，创新经济体是指一个经济发展建立在知识、创新、专有技术、新系统和新技术之上，并且这些知识和技术被广泛应用于经济活动的经济体[3]。

Furman等认为，国家创新能力指一个国家在长时段上开发一系列创新性的技术并将之商业化的能力[4]。纪宝成等认为，创新型国家是以技术创新为经济社会发展核心驱动力的国家，创新活动的投入较高，重要产业的国际技术竞争力较强，投入产出的绩效较高，科技进步和技术创新在产业发展和国家财富增长中起重要作用[5]。谢富纪提出，创新型国家是指以追求原始性科技创新为国家发展基本战略取向，以原始性创新作为经济发展的主要驱动力，以企业作为科技创新主体，处在世界科学技术与经济社会发展高端的国家[6]。宋河发等指出，创新型国家是指自主创新能力强，并以创新驱动经济和社会发展的国家。国家创新体系完善，研究开发投入能力强，创新产出能力强，创新转化效率高，具有支持创新的基础设施和社会文化[7]。

冯江源认为，世界科技强国之“强”是以先成为世界或地区大国作前提，并表现为对内稳定力、统筹力强；对外制导力、威慑力强；对国际事务中维护本国最大利益的核心竞争力强[8]。胡鞍钢等提出三个“强国”及“三位一体”强国方略集，认为经济强国是基础，制造强国是核心，科技强国是动力，经济、产业、科技三大体系融为一体，才能形成相互需求、相互借力、相互支撑、相互带动的良性循环[9]。李国杰指出，科技强国应与产业强国同步融合发展，产业强国是科技强国的主要目标，“产业上不受制于人，居于全球价值链中高端”是具有科技强国实力的重要标志[10]。张先恩强调，科技革命源于基础研究的百花齐放，科技强国的形成和巩固离不开厚实的基础研究[11]。

1.2 世界科技强国内涵界定

上述研究为我们准备把握世界科技强国内涵提供了重要参考。本文认为，对世界科技强国内涵的解析需要从三个名词着眼。首先，对“世界”的理解。一方面突出强调中国建设科技强国不着眼于国内，而是着眼于全球。另一方面，中国的科技强国建设要为世界科技发展做出贡献，解决全人类经济社会等发展面临的问题。其次，对“科技”的理解。在这里包括两个方面的含义，一是国家的科学和技术自身达到较高水平，具有重大科学研究成果和先进的技术水平，成为世界科技中心和创新高地；二是科技的较高水平对于经济社会等发展进步产生强有力的支撑和引领作用。最后，对“强国”的理解。从动态上看，是指增强国力、振兴国家，即大力提升国家核心竞争力和综合国力；从状态上看，是指国家核心竞争力和综合国力较强，在大国竞争中胜出，处于世界先进行列。

综上，世界科技强国可以理解为：能够集中和汇聚自身及全球科技创新资源要素，形成重大科学研究成果和先进技术，使之成为经济社会等快速发展的核心驱动力，从而实现国家核心竞争力和综合国力跃居世界先进行列的国家。

1.3 世界科技强国的核心特征

根据世界科技强国的内涵，其主要特征可以从三个层面进行探讨。一是状态层面，世界科技强国应该具有优秀的科学发现能力，不断取得重大科学研究成果；具有坚实的技术创新能力，确保技术始终处于先进水平。二是动态层面，世界科技强国应该具有高效的成果转化渠道和成果转化能力，使得科学技术成果能够迅速高效地转化为现实生产力，支撑和引领社会进步。三是效果层面，世界科技强国的科学技术水平及其成果转化能力，最终作用于国家核心竞争力和综合国力的提升，体现为驱动发展的效果。总体而言，世界科技强国的核心特征包括五个方面：具备卓越的科学研究能力；具有坚实的技术创新能力；具有高效的成果转化能力；具有突出的驱动发展能力；具有领先的国际竞争能力。

世界科技强国与创新型国家息息相关。从历史逻辑来看，新时期“三步走”战略安排表明，建设创新型国家是建成世界科技强国的基础。从内涵上来看，创新型国家强调以创新为主要驱动方式，科技创新是全面创新的重中之重，这与世界科技强国建设是内在统一的。可以说，创新型国家建设实现了驱动发展方式的转变，由要素驱动转为创新驱动；世界科技强国是在创新驱动发展下，科学技术水平进一步发展，推动国家核心竞争力和综合国力达到世界先进水平。世界科技强国是创新型国家的最高阶段。

2 世界科技强国评价指标体系设计

2.1 国家科技创新能力评价指标及指标体系

世界科技强国是创新型国家的高级阶段，对其建设进程进行监测评价体现为对国家科技创新能力的综合评价。研究显示，国内外对国家科技创新能力的评价，经历了从单一指标到系统指标体系评价这一演进过程。美国经济学家萨克斯曾提出，以人均专利指标来评估国家的创新性[12]。2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出评价国家创新能力的5项指标：全社会研究开发投入占国内生产总值的比重、科技进步贡献率、对外技术依存度、本国人发明专利年度授权量和国际科学论文被引用数世界排名，并分别提出了2020年的目标值。虽然涉及多项指标，但未形成综合指数，仍属于单一指标评价。随着创新型国家内涵的不断丰富，指标体系方法开始应用于国家创新能力评价。目前，国际上具有一定影响力的创新能力评价报告主要包括世界知识产权组织等发布的《全球创新指数》[13]，彭博社发布的《彭博创新指数》[14]，中国科学技术发展战略研究院发布的《国家创新指数报告》[15]，其指标体系特点见表1。

鉴于世界科技强国评价的综合性和上述评价指标体系的局限性，需要基于世界科技强国内涵与核心特征，科学遴选评价指标，采用综合评价指数的方法，对世界科技强国建设进程进行监测与评价。

2.2 指标遴选原则

(1)总量指标和相对指标相结合。世界科技强国必然是具有较大创新规模、具备很强创新实力的国家，同时相对其人口及经济体量来讲具有较高科技创新投入产出强度的国家。因此评价指标要兼顾总量指标和相对指标。以总量指标反映规模优势，以相对指标反映投入产出强度与密度。为最大程度保证国家间的可比性，指标体系中宜相对指标为主，总量指标为辅。

(2)状态指标和效率指标相结合。世界科技强国是一个相对概念，描述世界科技强国特征需要可体现其科技创新水平的指标。从投入产出的动态视角看，世界科技强国必然是创新效率很高的国家。因此，评价指标要兼顾状态指标和效率指标，以状态指标反映创新系统的水平优劣，以效率指标反映创新系统动态特征。

(3)综合指标和翘楚指标相结合。作为世界科技强国既要体现出较高的综合竞争力，也要在科技创新的核心关键领域展现其领先性和卓越性。因此，评价指标要兼顾综合指标和翘楚指标。综合指标描述经济体创新投入、过程、产出的总体特征，翘楚指标则反映创新体系某些主体和要素的突出表现。

(4)定量指标和定性指标相结合。同国际上绝大部分国家竞争力或创新能力评价报告一样，世界科技强国评价指标也要遵循定量指标与定性指标相结合的原则。定量指标反映一切可以用客观数据表征的特点，如科技投入、科技产出等“硬实力”，定性指标用以描述那些采用定量指标无法或不能充分体现的国家科技创新“软实力”特征。

2.3 指标与指标体系

综合评价指标体系的构建必然基于完整与合理的逻辑框架。根据世界科技强国内涵与5个方面的核心特征，遵循指标遴选的基本原则，本文提出世界科技强国评价指标体系的逻辑框架，如图1所示。世界科技强国以科学发现能力和技术创新能力为基础，以成果转化能力为支撑，以驱动发展能力和国际竞争能力为建设成效的内、外部表现。

图1 世界科技强国评价指标体系构建逻辑框架

(1)科学发现能力。世界科技强国的科学发现能力即其对人类科学研究事业所做出的贡献，需要从对科学研究活动的投入和产出两个方面设置指标，同时科学研究合作网络的建立对科学知识传播至关重要。可用科学研究经费占GDP比重指标反映科学研究投入；以万名研究人员科技论文数反映科研产出的规模；高被引论文数量占世界比重可以在宏观层面反映科研产出质量；年度全球十大科学发现占比、自然科学领域诺贝尔奖数量可以在更高标准上反映一国科研产出质量；国际合作科技论文数占本国论文比例可以很好地反映科研成果国际认可度及科研网络状况。

(2)技术创新能力。世界科技强国的技术创新能力体现在其对先进技术的研发与掌控。这种能力既来自技术内部研发活动，也来自非研发类的企业创新活动，两类活动都需要有现代创新基础设施保障。从技术产出形式看，既体现在发明创造方面，也表现为非专利技术。因此在指标设置上，可用一国试验发展经费占GDP比重反映技术创新投入，有创新活动的企业占全部企业的比重可体现非研发类创新状态，世界经济论坛发布的网络就绪指数可综合反映国家创新基础条件[16]，每万人口发明专利拥有量和三方专利占世界比重可分别表现发明创造的国内和国外绩效，工业设计数量可彰显国家非发明技术创新成效。

(3)成果转化能力。世界科技强国的成果转化能力是指将科学发现和技术创新成果高效地转移转化到社会生产过程中去，这种转移转化既可以通过显性的渠道，也可以通过隐性的方式来实现。在这一过程中，社会所营造出的成果转化条件非常关键。技术国际收入体现了一国技术输出规模，是反映技术成果显性转移转化的重要指标；高校和研究机构的R&D经费中企业资金所占比，可以很好地表征通过产学研合作的方式，知识和技术从学术部门到企业的隐性转移转化状况；STEM领域毕业生人数体现了以人为载体的知识隐性转移情况；世界银行的营商指数[17]、创业风险投资占GDP比重可较全面地反映成果转化的社会条件。

(4)驱动发展能力。世界科技强国的驱动发展能力是指以科学发现、技术创新及成果转化为核心，驱动国家经济、社会、文化、生态等方面快速持续发展能力。中心目标是经济发展、产业升级与社会进步，创新文化、生态文明则是重要方面。可用人均国民收入、综合能耗产出率客观反映国家经济发展水平及其发展方式，其中综合能耗产出率在很大程度上也体现了发展中的生态考量；高技术产业增加值占制造业比重、知识密集型服务业增加值占服务业的比重两项指标可直观展现经济体的产业结构高级化特征，后者的提升也是创新文化发展必然结果；人均预期寿命的提升与恩格尔系数的下降是发展以人为本的社会进步的典型标志。

(5)国际竞争能力。世界科技强国的国际竞争能力是指国家在科学发现、技术创新、成果转化以及驱动发展过程中展现出的胜于他国的能力。科学技术是第一生产力，企业是创新和生产力提升的主体，企业及其所提供产品 (含服务)的竞争力是世界科技强国国际竞争之本。人才资源是第一资源，人才竞争力是世界科技强国国际竞争之源；具有未来竞争力的人才靠教育培养，教育竞争力是世界科技强国国际竞争之基。可用欧盟的全球研发投入2500强企业数[18]、科睿唯安的企业创新百强数量指标反映企业竞争力[19]；以高技术产品出口占世界份额体现企业产品国际竞争力；用欧洲工商管理学院等的全球人才竞争力指数表现国家人才竞争力[20]；以QS世界大学综合排名100强数量、留学生占高等教育学生的比例反映国家教育竞争力。

基于以上分析及指标选定，形成世界科技强国评价指标体系(见表2)。该指标体系由三级指标构成，其中一级指标为世界科技强国评价综合指数；二级指标由上述评价世界科技强国5个维度构成，每个维度设置6项共计30项三级指标。

2.4 数据处理与权重设计

根据世界科技强国的内涵与核心特征遴选指标并建立指标体系，评价方法论层面的研究已完成大半，研究的最后部分是数据采集及原始数据无量纲化处理，以及指标权重设计。由于评价指标体系中各项指标数据的量纲不同，为了形成各级指标得分，需要对原始数据进行无量纲化处理。无量纲化方法主要有效用值法、标准化法和均值化法等，其中效用值法最为常用。该方法根据多目标规划原理，为每一项评价指标确定一个满意值和不允许值，以满意值为上限，以不允许值为下限，计算各指标实现满意值的程度，并以此确定各指标的分数。以效用值取值范围为[0，100]为例，其“正效应指标”无量纲化测算公式为：

表2 世界科技强国评价指标体系

其“负效应指标”无量纲化测算公式为：

式中：Yij表示第i个指标第j个评价对象的指标效用值；Xij表示第i个指标第j个评价对象的原始数据；Ximax表示第i个指标各个评价对象原始数据的最大值；Ximin表示第i个指标各个评价对象原始数据的最小值。

指标权重设计方面主要有层次分析法(AHP)、等权重法、熵值法等，其中AHP方法最为常用，该方法是美国学者萨蒂提出的一种定性和定量相结合的多准则决策方法。这种方法的主要原理是把对决策产生影响的因素分解成目标层、准则层和方案层，逐层进行定性定量分析，每一层因素的权重依判断矩阵进行计算，因此能将专家的主观判断用数量形式进行表达和处理，对于确定指标权重十分有效，是世界科技强国指标权重设置的首选方法。

3 小结及展望

虽然世界科技强国这一概念在国家科技政策文件中出现已有十余年的时间，但是至今还未形成一个具体的定义。笔者认为，世界科技强国是创新型国家的最高阶段。本文提出了世界科技强国的定义，指出世界科技强国包括5个方面的核心特征。中国科技创新即将步入以世界科技强国建设为最高目标的历史时期，对这一建设进程进行监测和评价，需要基于世界科技强国内涵与核心特征，依据4个“结合”的指标遴选原则，选取精准而信息充分的评价指标，按所提出的逻辑框架构建评价指标体系。本文在这一方面进行了探索性研究，形成了由1项一级指标、5项二级指标、30项三级指标构成的指标体系。

在综合评价指标体系研究基础上，尚待开展三个方面的研究工作：①世界科技强国是一个历史性概念，在中国尚未成为世界科技强国的共识下，需鉴别哪些国家属于或曾经属于世界科技强国，并对其演化特征进行分析；②将中国与世界科技强国进行对比分析，并通过指标体系的层层分解，发现世界科技强国建设中的优势与短板；③从时间维度对中国世界科技强国建设历史演变特征进行分析，通过指标分析发现并不断修正世界科技强国建设路径。