京沪深创新策源能力评价研究：基于国家科学技术 “三大奖”的视角

卢 超，李文丽

(上海大学管理学院，上海 200444)

0 引言

党的十八大以来，习近平总书记多次提到强化科技创新的源头供给，加快打造原始创新策源地。2016年首都科技界学习贯彻全国科技创新大会精神座谈会时提出，北京将全力打造自主创新的重要源头和原始创新的主要策源地。2018年上海市委发布的 《关于面向全球面向未来提升上海城市能级和核心竞争力的意见》中提到 “努力成为学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向的重要策源地”。2020年深圳各界在学习贯彻习近平总书记在深圳经济特区建立40周年庆祝大会重要讲话时提出，将深圳打造成为全球新的动力源和创新策源地。北京、上海和深圳是中国创新型城市的典型代表，提升创新策源能力是3个城市未来创新驱动发展的重要导向。但是，创新策源能力的内涵到底是什么？创新策源能力应该怎样评价？京沪深创新策源能力有何不同？由于缺少有效的量化表征指标，目前学术界仍缺乏深入探讨。

创新策源能力具有基础性、引领性等特点，既关注基础研究的厚度，也注重科技创新的提升以及战略领先的现代化产业集群和创新企业集群的形成[1-2]，强调开创新的创新周期而不是延续创新周期。国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖是国家科学技术 “三大奖”，具有显示度高、影响力大、示范性强的特点，是衡量一个区域、单位、科研团队或个人学术水平、科研创新能力、科技转化能力和社会贡献的重要指标。“三大奖”数据具备良好的连续性、一致性和可比性，是表征一个城市创新策源能力的理想指标。

基于此，本文将在深入剖析创新策源能力内涵的基础上，将国家科学技术 “三大奖”作为重要的创新策源能力表征指标，构建以城市为边界的创新策源能力评价指标体系，并以北京、上海和深圳3个代表性创新型城市为例进行动态评价，从而探索创新策源能力的量化研究，为提升城市创新策源能力提供相关建议。

1 文献综述

在创新上升到中国现代化建设全局核心地位、科技自立自强作为国家发展战略支撑的背景下，什么是创新策源能力、如何评价创新策源能力已然成为学术界探讨的热点。同样重视创新策源能力的科学中心有哪些研究借鉴？代表高质量创新成果的国家科技奖励有哪些应用、创新能力评价有哪些方法？已有学者对此进行了一定的探索。

1.1 创新策源能力的内涵与评价

在创新策源能力的内涵方面，陈超[3]认为创新策源能力涵盖学术新思想、科学新发现、技术新发明和产业新方向4个方面，是一种广义的科技创新内涵理解。李万[4]认为科技创新策源能力是指一个国家和地区把握科技发展前沿趋势，策动未来发展，成为科学新规律发现者、技术发明创造者、创新产业开拓者以及创新理念实践者所具备的能力。任声策[5]从创新内涵与创新链的角度出发，将创新策源能力分解为在原始创新、应用创新、商业化和创新扩散关键环节中提出创新问题和解决创新问题的能力。

在创新策源能力的评价方面，申言[6]认为增强创新策源能力的实际成效体现在是否形成战略领先的现代产业集群和充满生机的创新企业集群两个方面。陈超[3]认为可以从学术和科学创新在全球有一席之地、技术创新在全球有一技之长、产业创新在全球一马当先3个方面表征一个城市的创新策源能力。庄珺[2]提出围绕全球知识创造的贡献力、全球创新资源的集聚力、科技成果的国际影响力、新兴产业的发展引领力、创新创业环境的吸引力以及科技创新的辐射带动力6个方面对创新策源能力进行评价。朱梦菲等[1]结合AHP与TOPSIS方法，根据创新策源能力的学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向4个内涵建立指标体系，对中国31个省市2017年截面数据进行了评价。张金福等[7]从制度改革与创新、人才培养与建设、创新生态环境优化和科技创新布局4个维度构建创新策源能力评价指标体系，结合层次分析法、粒子群优化算法以及模糊综合评价法，对中国31个省市2018年创新策源能力水平进行了测度。敦帅等[8]从创新策源能力的学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向4点表征出发建立评价指标体系，并选取北京、上海、纽约、伦敦、东京以及首尔6个全球典型科技创新中心城市进行了比较研究。

综上，创新策源能力是一种综合能力，强调通过创新行为发现基础科学规律、开发应用前沿技术、形成引领型战略性产业，以掌握科技与经济领先优势，具有原创性、基础性、引领性等特点。但是，由于创新策源能力提出时间较晚，现有研究大多停留在内涵、特征、组成内容探讨等方面，较为深入的定量评价研究并不多见，在动态评价方面尤为匮乏。

1.2 科学中心评价研究

科学中心的建设以重大科技基础设施建设为标志，有了重大科技基础设施作为载体，通过人力、资金等投入，培育并聚集高素质科学家、创新团队等，形成面向基础研究、交叉学科等的研究基地，其研究成果对个人、社会、经济等具有深刻影响[9]。科学中心的建设可为创新型经济建设注入强大的源动力，对于带动区域经济发展、提高源头创新能力、促进区域创新策源能力发展具有重要意义。在现有研究中，研究者从科学中心效果、影响、建设情况等方面进行分析研究。

Garnett[10]构建科学中心效果研究模型，将科学中心效果分为4种，即个人效果、社会效果、政治效果和经济效果。Falk等[11]衡量科学中心对社区的影响，发现科学中心对社区科学素养具有重要影响。李强等[12]从技术创新体系能力、知识创新体系能力、多元化创新投入体系能力、创新服务体系能力、政府科技管理体系能力5个方面建立世界科学中心和创新高地评价指标体系，对全球城市创新能力进行测度，并比较分析美国硅谷、以色列和中关村等世界主要创新中心和创新高地的发展模式。陈搏[9]通过对深圳科技基础设施、人才储备等方面的基础条件展开评价，结合与北京、上海等科学中心的对比，找到深圳建设全球科学中心存在的差距并提出政策建议。孙玉涛等[13]通过对1901—2011年诺贝尔物理学奖获得者信息的统计和分析，对世界科学活动中心转移进行了实证研究。

1.3 国家科学技术奖励相关研究

国家科学技术 “三大奖”作为中国科学技术最高奖项，可以有效衡量一个地区或单位的科技水平。高辉等[14]在对军工科研单位的创新能力综合评价时，将国家科技进步奖数量、军队 (或部队)科技进步奖数量作为其部分评价指标。谭春辉[15]将三大科技奖励数据作为高校科技创新社会影响力指标，对2000—2007年国内212所院校进行评价。蒋展鸿等[16]对选定行业在2000—2012年获得的国家科技奖进行描述性统计分析和多元回归分析，探索行业因素对产学研合作的影响。李强[17]通过对2009—2013年获国家科技奖项目完成人年龄结构分析，从获奖者群体与中国科技人力资源总体年龄结构差异、成果检验期及成果奖缺陷3个方面探讨现有国家科技奖项难以有效激励青年人才的原因。张浩等[18]建立科技成果转化战略绩效评价指标体系，以2010—2015年国家科技进步奖获奖成果为样本进行实证研究，并对评价结果进行聚类分析。

可见，国家科学技术奖励作为公认的高水平创新成果表征，已在军工科研单位、高校等机构评价中得到较好应用，有力支撑产学研合作、人才激励效用、成果转化绩效等领域的研究。然而，对照国家科学技术奖注重前瞻性和理论性、原创性和实用性、创新性和效益性的基本出发点，目前鲜有将其作为衡量区域创新策源能力的相关探索。

1.4 创新能力评价方法相关研究

根据是否考虑时间价值，评价方法分为静态评价与动态评价两种。其中，动态评价方法能够全面评价不同对象在不同时刻的总体发展水平，体现出研究对象变化趋势[19-20]。Chiu等[21]基于数据包络分析的松弛测度模型提出一种知识创新绩效模型，对中国2010—2016年30个区域知识创新活动的有效性进行评价。Lin等[22]采用窗口分析数据包络分析法对2006—2015年中国7类工业企业的技术创新效率进行评价。吴飞美等[23]提出组合理想解与灰色关联度的动态评价方法，探讨东部地区10个省市2012—2016年的变化趋势。李美娟等[20]基于正交投影的动态评价方法对2012—2016年八大经济区的创新能力进行评价。Yang等[24]结合熵权法与模糊综合评价法，从创新投入、创新绩效和创新支持3个方面对中国北部19个国家高新区2015—2019年创新发展能力进行综合评价。Guo[25]通过最大偏差法和最小方差法分别确定评价指标的权重和时间权重，并结合多阶段TOPSIS法，从动态角度对区域科技创新能力进行评价。

可以发现，创新能力动态评价取得了较快的研究发展，但评价方法存在计算量大、计算复杂的缺点，且很少考虑被评价对象指标的增长性，也就难以反映被评价对象的发展情况，极大降低了动态评价的有效性。郭亚军[26]提出纵横向拉开档次法，该方法不仅能在评价对象间的 “横向”上体现各系统之间某一时刻的差异，又能体现时间 “纵向”上系统在不同时刻总的分布情况，具有计算量小、几何意义明确等优点。在此基础上，陈国宏等[27]同时考虑到指标值差异与增长性，对纵横向拉开档次法进行了改进，且融入了二次加权法，提出基于总体离差平方和最大的动态评价方法，得到了某时间段内的总体评价值。此后，欧忠辉等[28]将改进后的纵横向拉开档次法应用于区域自主创新效率动态评价研究，再次证明了该方法的客观性和有效性。鉴于创新策源能力的形成是一个动态发展过程，既需要纵向考虑过去的发展，又需要与其他主体进行横向比较，本文将采用改进后的纵横向拉开档次法进行动态评价研究。

2 指标体系设计

2.1 国家科学技术 “三大奖”与创新策源能力的关系

广义的创新策源能力包括学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向4个方面[3]，涵盖原始创新、应用创新、商业化和创新扩散等创新链各环节[5]。从创新主体看，高校和科研院所是学术探索和基础研究的主阵地，重在产出前瞻性和理论性的原始创新成果，是 “学术新思想”和 “科学新发现”的策源地，旨在提升科研创新策源能力；技术研发机构以及提供技术服务的中介机构是应用研究的主力军，重在产出原创性和实用性的应用创新成果，是 “技术新发明”的策源地，旨在提升技术创新策源能力；高新技术企业以及孵化平台等是商业化和创新扩散的主引擎，重在形成创新性和效益性的新产业，是 “产业新方向”的策源地，旨在提升产业创新策源能力。如图1所示。

图1 国家科学技术 “三大奖”与创新策源能力的对应关系

本文根据创新链各环节创新主体、创新要素与创新任务的不同，将创新策源能力分为科研创新策源能力、技术创新策源能力与产业创新策源能力3个方面。其中，国家自然科学奖着重授予在基础或者应用基础研究中作出重大发现的公民，更强调研究的原创性与基础性，对应于 “学术新思想”和 “科学新发现”内涵，是科研创新策源能力的核心体现；国家技术发明奖授予运用科学知识而作出重大技术发明的公民，强调从无到有的突破，对应于 “技术新发明”内涵，是技术创新策源能力的重要标志；国家科技进步奖授予推广科学技术成果、完成重大科学技术工程、计划、项目等作出突出贡献的公民或组织，着重于对基础研究、技术发明的转化，是经济社会民生等领域的应用，对应于 “产业新方向”内涵，代表产业创新策源能力的关键成效。

2.2 基于国家科学技术 “三大奖”视角的创新策源能力评价指标体系

基于前述分析，从科研创新策源能力、技术创新策源能力和产业创新策源能力3个方面出发，以国家科学技术 “三大奖”为关键指标 (占全部创新产出指标的一半)，构建创新策源能力评价指标体系见表1。

表1 基于国家科学技术 “三大奖”视角的创新策源能力评价指标体系

(1)科研创新策源能力。科研创新策源能力从科研创新载体、科研创新投入和科研创新产出3个方面进行表征，其下细分为三级指标。在科研创新载体方面，高校是学术新思想的主阵地和基础研究的主力军[29]，国家重点实验室是进行基础研究的高水平平台[30]，因此将二者作为衡量科研创新载体的关键指标。在科研创新投入方面，人力、资金与物力的投入可为社会提供更好的创新条件，特别是研发人员与研发经费被公认为创新活动的重要组成部分[31-32]，因此将R&D人员全时当量 (基础研究)和R&D经费内部支出 (基础研究)作为衡量科研创新投入的关键指标。在创新产出方面，国家自然科学奖可有效衡量高水平研究成果的原创性与前瞻性，学术论文是衡量基础研究产出的通用测算指标[33]，且WOS核心合集论文更具代表性，因此将二者作为衡量科研创新产出的关键指标。

(2)技术创新策源能力。技术创新策源能力从技术创新载体、技术创新投入和技术创新产出3个角度进行衡量，其下细分为三级指标。在技术创新载体方面，国家工程技术研究中心是中国科技发展计划的重要组成部分，通过不断研发以提供成熟技术、开展技术交流、提供技术服务；技术合同成交金额包括技术开发、转让、咨询以及服务4类合同成交额，是衡量技术创新发展情况的重要指标，因此将两者作为衡量技术创新载体的关键指标。在技术创新投入方面，同样考虑了人力、财力与物力的支持，选取将R&D人员全时当量 (应用研究)和R&D经费内部支出 (应用研究)作为衡量技术创新投入的关键指标。在技术创新产出方面，国家技术发明奖代表技术发明方面的重大突破，专利数据是衡量产业技术发展程度的重要指标[34]，且专利申请数比专利授权数更能反映技术创新活动的真实产出水平[35]，因此将二者作为衡量技术创新产出的关键指标。

(3)产业创新策源能力。产业创新策源能力从产业创新载体、产业创新投入与产业创新产出3个方面进行衡量，其下细分为三级指标。在产业创新载体方面，高新技术企业是持续进行研究开发与技术成果转化的经济实体，开发区可为各类科技创业实习基地、科技转化等单位提供空间，因此将二者作为衡量产业创新载体的关键指标。在产业创新投入方面，同样考虑了人力、财力与物力的支持，选取将R&D人员全时当量 (试验发展)和R&D经费内部支出 (试验发展)作为衡量产业创新投入的关键指标。在产业创新产出方面，国家科技进步奖代表重大科技成果转化情况，规模以上工业企业新产品销售额反映出创新成果转化或产业化的绩效[36]，因此将二者作为衡量产业创新产出的关键指标。

3 综合评价分析

3.1 研究方法

纵横向拉开档次法的基本思想是最大化体现出各评价对象的差异，优势在于各评价对象、各时期之间均具有可比性[26]。在本文中，用m表示评价对象数，n表示评价指标数，k表示第k时刻。如此，各评价对象的各指标在第k时刻的数值可以表示为xij(k)(i=1,2,…,m;j=1,2…,n;k=1,2…,N)，具体的计算过程如下。

(1)对原始数据进行无量纲化。根据李玲玉等[37]、易平涛等[38]的研究结果，采用全序列线性比例法进行无量纲化，计算公式为：

(2)线性加权。其公式为：

其中，wj表示第j个指标的权重，vi(k)表示第k时刻对象i的评价值。

(3)进一步确定各指标j的权重，其思想为寻找一组权重系数使得评价对象整体差异最大。差异值表示为：

同时约束

wTw=1w>0

(4)计算增长系数矩阵。

bij(k)=yij(k)-yij(k-1)k≥2

(5)计算增长系数评价值。

基于以上步骤，得到在k时刻的综合评价值：

ui(k)=αvi(k)+βΔvi(k) 0≤α,β≤1且α+β=1

其中，α、β分别表示指标值差异与指标增长性相对重要程度。

式中，在时间区间[1,k]内，k时刻的时间权重为：

3.2 评价分析

(1)数据来源。为探究近年来京沪深三地的创新策源能力发展情况，选取2010—2018年样本进行研究，数据主要来源于 《上海统计年鉴》《北京统计年鉴》《深圳统计年鉴》《中国火炬统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国开发区审核公告》以及Web of Science数据库等。

(2)权重测算。本文采用的改进纵横向拉开档次法是一种 “基于差异驱动”原理的客观赋权方法，即根据指标数据提供的信息量多少决定权重系数大小，该权重系数可以最大程度反映各评价客体之间整体差异程度[39]。因此，为检验国家科学技术 “三大奖”指标在指标体系中的作用，本文首先进行权重测算，见表2。

表2 国家科学技术 “三大奖”的指标权重

可以看出，在分别评价科研、技术、产业创新策源能力时，相应的国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖的指标权重均是最大的。在评价综合创新策源能力时，国家科学技术 “三大奖”的权重排名均在前5位；其中，国家技术发明奖权重排名第1、国家自然科学奖权重排名第3、国家科技进步奖权重排名第5，与权重排名第2的技术合同成交金额、排名第4的R&D经费内部支出 (基础研究)相差极小，但相比其他指标均有显著优势。

(3)比较研究。α、β分别表示指标值差异与指标增长性相对重要程度，依据α、β取值可分为3种情况：当α=1，β=0时，得到反映各地区指标差异程度的评价值；当α=0，β=1时，得到反映各地区指标增长程度的评价值；当α≠0，β≠0时，得到同时考虑指标差异程度与增长程度的评价值。根据所收集的数据，通过Matlab编程计算得到京沪深三地在不同年份 (2010—2018年间)的评价得分以及综合得分，得分越高说明能力越强。

当α=1，β=0时，只考虑各指标差异程度，京沪深三地的创新策源能力评价得分见表3。

表3 仅考虑指标差异的京沪深创新策源能力评价得分

可以看出，京沪深三地不同指标的历年排名稳定，但得分档次区分明显。其中，北京的创新策源能力以及科研、技术、产业的创新策源能力均排名第1，上海均排名第2，深圳均排名第3。

北京与上海相比：北京各项能力二次加权得分均高于上海。其中，技术创新策源能力的优势最为突出，科研创新策源能力差距最小。

北京与深圳相比：北京各项能力二次加权得分均高于深圳。其中，科研创新策源能力的优势最为突出，产业创新策源能力差距最小。

上海与深圳相比：上海各项能力的二次加权得分均高于深圳。其中，科研创新策源能力的优势最为突出，产业创新策源能力差距最小。

当α=0，β=1时，只考虑各指标增长程度，京沪深三地的创新策源能力评价得分见表4。

表4 仅考虑指标增长的京沪深创新策源能力评价得分

可以看出，京沪深三地不同指标的增长情况排名不同。其中，北京的创新策源能力以及科研、技术创新策源能力均排名第1，但产业创新策源能力却排名第3；上海的创新策源能力以及科研、技术、产业创新策源能力均排名第2；深圳的创新策源能力以及科研、技术创新策源能力均排名第3，但产业创新策源能力却排名第1。

北京与上海相比：北京科研、技术创新策源能力增长程度二次加权得分均高于上海。其中，科研创新策源能力增长程度优势突出，但产业创新策源能力增长程度明显低于上海。

北京与深圳相比：北京科研、技术创新策源能力增长程度二次加权得分均高于深圳。其中，科研创新策源能力增长程度优势最大，但产业创新策源能力增长程度大幅低于深圳。

上海与深圳相比：上海科研、技术创新策源能力增长程度二次加权得分均高于深圳。其中，科研创新策源能力增长程度优势最大，但产业创新策源能力增长程度低于深圳。

在同时考虑指标差异程度与增长程度时，借鉴陈国宏等[27]的研究，结合中国创新策源能力较为薄弱、增长性不稳定的现状以及本文重在区分京沪深三地创新策源能力的初衷，设定α=0.7，β=0.3，计算创新策源能力评价得分见表5。

表5 同时考虑指标差异程度与增长程度的京沪深创新策源能力评价得分

可以看出，纵向对比京沪深三地各年份的评价得分情况，同仅考虑指标差异程度时的结果一致：北京的创新策源能力以及科研、技术、产业的创新策源能力均排名第1，上海均排名第2，深圳均排名第3。进一步以北京为参考，对比京沪深三地的二次加权得分相对比例，见表6。

表6 同时考虑指标差异程度与增长程度的京沪深创新策源能力评价得分及相对比值

综合创新策源能力方面，北京约为上海的2.68倍，约为深圳的7.18倍；科研创新策源能力方面，北京约为上海的2.36倍，约为深圳的11.29倍；技术创新策源能力方面，北京约为上海的3.32倍，约为深圳的6.38倍；产业创新策源能力方面，北京约为上海的2.40倍，约为深圳的4.09倍。可见，与北京相比，上海的科研创新策源能力相对差距最小，技术创新策源能力相对差距最大；深圳的产业创新策源能力相对差距最小，科研创新策源能力相对差距最大。

4 研究结论与建议

4.1 研究结论

(1)国家科学技术 “三大奖”既是体现创新策源能力的重要标志，又是提升创新策源能力的重要载体。以创新主体、授奖标准、成果导向为纽带，国家自然科学奖与科研创新策源能力、国家技术发明奖与技术创新策源能力、国家科技进步奖与产业创新策源能力具有非常密切的对应关系。

(2)基于国家科学技术 “三大奖”视角，本文构建以科研创新策源能力、技术创新策源能力和产业创新策源能力为一级指标，以不同类型的创新载体、创新投入、创新产出为二级指标，涵盖18个三级指标的创新策源能力评价指标体系，具有良好的系统性、科学性与适用性。

(3)传统纵横向拉开档次法只考虑指标值的差异，而忽视指标值的增长性。本文采用改进后的纵横向拉开档次法同时考虑指标值的差异性和增长性，并得到各评价对象在某时间段内的总体评价值，弥补了传统纵横向拉开档次法的不足。通过具体数据分析发现，改进后的纵横向拉开档次法既可以得到反映区域差异性的评价值，又可得到反映区域增长性的评价值，还可以得到各区域同时考虑差异性与增长性的评价值，多角度、更全面衡量各区域创新策源能力的发展水平。

(4)北京的综合创新策源能力以及科研、技术、产业创新策源能力发展现状均领先于上海和深圳，但产业创新策源能力的增长性却低于深圳和上海。上海的综合创新策源能力以及科研、技术、产业创新策源能力发展现状均介于北京和深圳之间，但科研创新策源能力最有可能率先取得突破。深圳的综合创新策源能力以及科研、技术、产业创新策源能力发展现状均落后于北京和上海，特别是科研创新策源能力差距尤为突出，但产业创新策源能力的增长性显著高于北京和上海。

4.2 相关建议

(1)补短板，注重创新链的均衡发展。北京应重点加强产业创新策源能力建设，充分研判市场需求，提高战略性新兴产业培育能力；上海应重点聚焦技术创新策源能力建设，推进有组织科研，提高关键核心技术攻关能力；深圳应长期开展科研创新策源能力建设，加强基础研究力量，为高水平技术和产业创新提供支撑。

(2)拉长板，形成创新策源能力特色。北京应以全国科技创新中心建设为契机，依托技术、人才资源集聚优势，放大技术创新策源功能，成为辐射和引领全国的技术创新策源地；上海应以全球影响力科创中心建设为契机，发挥东西交流、开放合作的门户功能，强化科研创新策源能力，成为全球学术新思想、科学新发现的策源地；深圳应以粤港澳大湾区建设为契机，依托制度先行先试、体制机制灵活的优势，占据产业创新策源新高地，成为培育新经济新业态新模式的新标杆。