王明明，張恩瑞，張文一

（北京化工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100029）

我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局
——基于熵測(cè)度法的研究

王明明，張恩瑞，張文一

（北京化工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100029）

基礎(chǔ)研究對(duì)一國(guó)創(chuàng)新能力的提升具有不可估量的作用，研究我國(guó)基礎(chǔ)研究投入規(guī)模及投入格局的發(fā)展態(tài)勢(shì)對(duì)進(jìn)一步完善和發(fā)展我國(guó)基礎(chǔ)研究具有重要的參考價(jià)值。本文在調(diào)研我國(guó)基礎(chǔ)研究投入相關(guān)政策和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，嘗試運(yùn)用熵測(cè)度法分析我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局，同時(shí)給出了基礎(chǔ)研究投入的七種模式。文章重點(diǎn)將申農(nóng)指數(shù)與基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度和研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，分析三者之間的聯(lián)系，具有很強(qiáng)的理論及政策指導(dǎo)作用。

基礎(chǔ)研究；投入格局；熵測(cè)度法

我國(guó)正處在增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的重要發(fā)展階段，基礎(chǔ)研究自身的特點(diǎn)客觀上要求中央政府承擔(dān)主要的投入。因此，研究我國(guó)中央政府資助基礎(chǔ)研究的總體狀況，了解我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局發(fā)展的新趨勢(shì)、新特點(diǎn)，對(duì)我國(guó)政府科技工作者制定未來(lái)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃及相關(guān)政策，推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)研究發(fā)展具有重要的意義。

1 我國(guó)基礎(chǔ)研究投入現(xiàn)狀

目前，國(guó)際上對(duì)基礎(chǔ)研究投入的考查，通用的兩個(gè)指標(biāo)分別是基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度和研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度，前者是指當(dāng)年該國(guó)或地區(qū)基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)在其R&D總經(jīng)費(fèi)中所占的比重，即BR/R&D；后者是指一國(guó)或地區(qū)年度R&D總支出與其當(dāng)年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）之比，即 R&D/GDP［1］。

國(guó)際上通常以研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度來(lái)衡量一國(guó)對(duì)科技的重視程度和科技水平，以基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度來(lái)衡量一國(guó)對(duì)基礎(chǔ)研究的重視程度。我國(guó)基礎(chǔ)研究投入強(qiáng)度長(zhǎng)期維持在5%的水平（見(jiàn)圖1）。

由圖1得出，我國(guó)研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度可分為兩個(gè)發(fā)展階段：一是1987—1994年起步階段，R&D投入強(qiáng)度維持在6‰～8‰之間，強(qiáng)度較低；二是1994—2008年穩(wěn)步提升階段，R&D投入強(qiáng)度由 1994年的 6.4‰穩(wěn)步提升至 2008年的 15.4‰?；A(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度經(jīng)過(guò)初期階段（1987—1991年）的起伏后，基本維持在5%的水平。

對(duì)比我國(guó)基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度和研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度我們可以發(fā)現(xiàn)：1994—1997年是我國(guó)基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度與研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度的協(xié)調(diào)發(fā)展時(shí)期；1998—2004年，基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度穩(wěn)定在5%，而研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度則由 1998年的 6.9‰穩(wěn)步攀升至 2004年的 12.3‰；2004—2008年，研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度持續(xù)攀升，到2008年達(dá)到 15.4‰，而這段時(shí)期基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度則有小幅下降趨勢(shì)，2008年僅為 4.8%。

綜上所述，我國(guó)基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度較低，僅為5%（這一強(qiáng)度與發(fā)達(dá)國(guó)家的20%水平相去甚遠(yuǎn)［2］，與印度等發(fā)展中國(guó)家 15%的水平［3］也有很大差距）。更值得注意的是，我國(guó)基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度和研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度并不協(xié)調(diào)，只有4年（1994—1997年）短暫的協(xié)調(diào)發(fā)展時(shí)期。

2 我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局

目前，各國(guó)對(duì)基礎(chǔ)研究的投入均以項(xiàng)目為主。以美國(guó)為例，基礎(chǔ)研究的經(jīng)費(fèi)投入遵循“項(xiàng)目－計(jì)劃－計(jì)劃組合－組織－系統(tǒng)”的模式［4］，但沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家基礎(chǔ)研究計(jì)劃。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究的日益重視，我國(guó)建立了以資助基礎(chǔ)研究為主的國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)，啟動(dòng)了“國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）”、“基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目前期研究專(zhuān)項(xiàng)”、“國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)劃”、“科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)”等一系列與基礎(chǔ)研究有關(guān)的計(jì)劃。目前，我國(guó)中央政府對(duì)基礎(chǔ)研究的投入主要由教育部、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院和其他行業(yè)部委來(lái)完成，采取人才資助、項(xiàng)目資助和環(huán)境條件資助為主的資助形式，初步形成了“五縱三橫”基礎(chǔ)研究投入格局（見(jiàn)圖2）。

當(dāng)前我國(guó)中央政府基礎(chǔ)研究投入經(jīng)費(fèi)主要來(lái)自教育部、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院和其他行業(yè)部委，我國(guó)基礎(chǔ)研究投入已經(jīng)初具多元化特征，但是僅有定性的分析還不足以說(shuō)明我國(guó)基礎(chǔ)研究投入就屬于多元化投入類(lèi)型。本文將在詳細(xì)搜集這五個(gè)投入渠道的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)量化分析來(lái)詳細(xì)說(shuō)明我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局的類(lèi)型及其特點(diǎn)。

3 數(shù)據(jù)處理與分析

3.1 基本數(shù)據(jù)

根據(jù)中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒（1991—2008）、高等學(xué)?？萍冀y(tǒng)計(jì)資料匯編（1994—2008）以及中國(guó)科學(xué)院統(tǒng)計(jì)年鑒（1992—2009）對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入經(jīng)費(fèi)進(jìn)行了詳盡的統(tǒng)計(jì)（科技部投入經(jīng)費(fèi)包括“基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目前期研究專(zhuān)項(xiàng)”、“973計(jì)劃”、“國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃”及“科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)”）（見(jiàn)表1）。

3.2 多元化熵測(cè)度法

熵指的是體系的混亂程度，它在控制論、概率論、數(shù)論以及天體物理等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，在不同的學(xué)科中也有著不同的應(yīng)用。熵的概念最早來(lái)自于熱力學(xué)，是物質(zhì)系統(tǒng)混亂程度的函數(shù)。1948年申農(nóng)發(fā)表的《通訊的數(shù)學(xué)理論》，為確立信息與熵的聯(lián)系奠定了基礎(chǔ)。在進(jìn)行多元化程度測(cè)度時(shí)，國(guó)際上通用的方法是熵測(cè)度法，它能夠較好地保持信息的完整性和準(zhǔn)確性，在多元化研究中的應(yīng)用是比較廣泛的，也是比較成熟的。熵測(cè)度法不僅能夠反映多元化水平的持續(xù)可變性，并且在多元化回歸分析過(guò)程中還能夠有效解決可能存在的多重共線(xiàn)性問(wèn)題。鑒于以往對(duì)基礎(chǔ)研究投入格局的研究更多是運(yùn)用定性分析以及對(duì)比分析的方法，而對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)掘和分析還不夠深入，不能夠更好地說(shuō)明我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局發(fā)展規(guī)律及趨勢(shì)。因而本文擬采用熵測(cè)度法對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局進(jìn)行定量分析和處理，深入發(fā)掘數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律及特點(diǎn)，以此有效分析我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局發(fā)展的趨勢(shì)及規(guī)律。下面給出多元化熵測(cè)度指數(shù)。

設(shè)E（Y）為第i類(lèi)的稀有性測(cè)度，則：

Gini－Simpson 指數(shù)也簡(jiǎn)稱(chēng) G－S 指數(shù)，數(shù)據(jù)分布越集中，ΣP2的值越大，Gini－Simpson指數(shù)越小，表明數(shù)據(jù)離散程度越小，也即多元化程度低，反之亦然；申農(nóng)指數(shù)最小值為0，表示完美的專(zhuān)業(yè)化，最大值為ln（N），意味著最大程度的多元化。

在本文中，N代表我國(guó)基礎(chǔ)研究投入渠道的數(shù)量，其數(shù)值為5，具體指教育部、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院以及其他行業(yè)部委；Pi(0≤Pi＜1)代表第 i個(gè)投入部門(mén)投入經(jīng)費(fèi)占我國(guó)基礎(chǔ)研究投入總經(jīng)費(fèi)的比重。

綜合上述的概念并結(jié)合多元化熵測(cè)度法，本文對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局做出如下界定：（1）當(dāng) Pi＞90%時(shí)，基礎(chǔ)研究投入格局為單一化投入格局；（2）當(dāng) 60%＜Pi≤90%且Δ0≤0.5時(shí)，基礎(chǔ)研究投入格局為主導(dǎo)型低度多元化投入格局；（3）當(dāng) 60%＜Pi≤90%且 0.5＜Δ0≤1 時(shí)，基礎(chǔ)研究投入格局為主導(dǎo)型中度多元化投入格局；（4）當(dāng)60%＜Pi≤90%且Δ0＞1時(shí)，基礎(chǔ)研究投入模式為主導(dǎo)型高度多元化投入格局；（5）當(dāng)Pi≤60%且Δ0≤0.5時(shí)，基礎(chǔ)研究投入格局為多元型低度多元化投入格局；（6）當(dāng) Pi≤60%且 0.5＜Δ0≤1 時(shí)，基礎(chǔ)研究投入格局為多元型中度多元化投入格局；（7）當(dāng)Pi≤60%且Δ0＞1時(shí)，基礎(chǔ)研究投入格局為多元型高度多元化投入格局。據(jù)此，基礎(chǔ)研究投入格局共分為七種模式，其中后六種為多元化模式（見(jiàn)表2）。

3.3 數(shù)據(jù)測(cè)算

根據(jù)以上概念和定義，結(jié)合我國(guó)基礎(chǔ)研究投入的具體數(shù)據(jù)（表1），測(cè)算我國(guó)基礎(chǔ)研究投入具體指標(biāo)結(jié)果（見(jiàn)表3），繪制 Gini－Simpson指數(shù)與申農(nóng)指數(shù)變化曲線(xiàn)（見(jiàn)圖3）。

4 結(jié)果分析

（1）由表3 可知，我國(guó)基礎(chǔ)研究各投入部門(mén)投入比例均在60%以下，其中國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院以及其他行業(yè)部委基礎(chǔ)研究投入經(jīng)費(fèi)所占比例較高，是我國(guó)基礎(chǔ)研究投入的主要渠道；申農(nóng)指數(shù)大于1，結(jié)合表2可知，我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局為多元型高度多元化投入格局。

（2）由圖3可以看出我國(guó)基礎(chǔ)研究投入的Gini－Simpson指數(shù)在0.6以上，申農(nóng)指數(shù)在 1.0以上，這說(shuō)明我國(guó)基礎(chǔ)研究投入的多元化程度較高。并且由Gini－Simpson指數(shù)與申農(nóng)指數(shù)歷年的變化趨勢(shì)我們可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)基礎(chǔ)研究投入的多元化程度雖有曲折但總體上朝著多元化程度加強(qiáng)的方向發(fā)展。自1987—2007年的21年間，我國(guó)基礎(chǔ)研究投入的多元化程度在不斷增大，具體表現(xiàn)在：國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)作為我國(guó)基礎(chǔ)研究的主要投入部門(mén)，對(duì)基礎(chǔ)研究的投入力度保持穩(wěn)定，維持在30%上下；中國(guó)科學(xué)院的投入力度有所下降，但其他投入渠道的投入力度在不斷加強(qiáng)、重要性日益顯現(xiàn)，各投入渠道之間的差距在不斷縮小。

（3）將申農(nóng)指數(shù)曲線(xiàn)與基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度曲線(xiàn)、研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)：在1994—1997年期間，當(dāng)我國(guó)基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度和研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度協(xié)調(diào)發(fā)展（兩者曲線(xiàn)變化一致）時(shí)，申農(nóng)指數(shù)曲線(xiàn)斜率最大，說(shuō)明此時(shí)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入多元化發(fā)展最快；在1992—1994年期間，當(dāng)基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度逐漸加大而研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度逐年下降時(shí)，申農(nóng)指數(shù)曲線(xiàn)趨于平穩(wěn)且有下降趨勢(shì)，說(shuō)明此時(shí)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入多元化程度在降低。

（4）基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)就是獲得成果的周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高。我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局正在朝著多元化方向發(fā)展，采取多元化的發(fā)展策略能夠有效地規(guī)避基礎(chǔ)研究投入過(guò)程中所存在的高風(fēng)險(xiǎn)，提高基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)的利用效率。但同時(shí)應(yīng)該注意到，在多元化發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，由于各行業(yè)部委更多是以自身的應(yīng)用需求為導(dǎo)向，這容易破壞基礎(chǔ)研究鼓勵(lì)自由探索的初衷，需要引起必要的重視。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究多元化投入格局的分析實(shí)際上描述的是我國(guó)中央政府各投入渠道的投入經(jīng)費(fèi)在數(shù)量上的差異性。因此，考慮引入多元化熵測(cè)度法，運(yùn)用Gini-Simpson指數(shù)與申農(nóng)指數(shù)分析我國(guó)基礎(chǔ)研究投入多元化程度，并給出了基礎(chǔ)研究投入的七種模式。

對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局的分析并結(jié)合1987-2007年的數(shù)據(jù)研究表明，我國(guó)基礎(chǔ)研究投入格局為多元型高度多元化格局。自改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)中央政府資助基礎(chǔ)研究已逐漸形成以教育部、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院和其他行業(yè)部委為主要投入渠道，人才資助、項(xiàng)目資助和環(huán)境條件資助為主要資助形式的“五縱三橫”式投入格局，并且我國(guó)中央政府資助基礎(chǔ)研究的投入格局的多元化程度在逐年加強(qiáng)。同時(shí)，本文將基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度曲線(xiàn)、研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度曲線(xiàn)與申農(nóng)曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度、研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度與我國(guó)基礎(chǔ)研究投入多元化程度有著密切的聯(lián)系。中央政府在加強(qiáng)研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入力度的同時(shí)，應(yīng)確保基礎(chǔ)研究（BR）投入強(qiáng)度和研究與開(kāi)發(fā)（R&D）投入強(qiáng)度協(xié)調(diào)一致，這樣才能保證我國(guó)中央政府資助基礎(chǔ)研究多元化投入格局持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)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］國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，科技部.中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒（1991-2009）［M］.北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社.

［6］教育部科學(xué)技術(shù)司.1994-2009年高等學(xué)?？萍冀y(tǒng)計(jì)資料匯編［M］.北京:高等教育出版社.

［7］中國(guó)科學(xué)院計(jì)劃局.中國(guó)科學(xué)院統(tǒng)計(jì)年鑒（1992-2009）［M］.北京:科學(xué)出版社.

［8］ 張永安 高逸瓊.基于熵測(cè)度的多元化模式研究［J］.系統(tǒng)工程學(xué)報(bào)，2008，（5）:603-610.

（責(zé)任編輯 張九慶）

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

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)“我國(guó)中央政府資助基礎(chǔ)研究總體狀況及多元化支持格局研究”項(xiàng)目（L0922107）。

2010-09-17

王明明（1951-），男，江蘇徐州人，教授；研究方向：科研管理、科技創(chuàng)新與科技政策。