全球科學(xué)論文產(chǎn)出和國際科學(xué)合作的時空演變格局分析

杜紅亮，胡蓓鈺

(中國科學(xué)技術(shù)信息研究所，北京100038)

摘要：本文綜合采用地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、科學(xué)計量學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等研究分析方法，分別從全部論文和數(shù)學(xué)、材料科學(xué)和免疫學(xué)等三個學(xué)科的角度，對世界科學(xué)重心的空間遷移情況進(jìn)行了詳細(xì)探討，繼而重點分析比較了國際科學(xué)合作中十大主要國家、“金磚五國”與中國的國際科學(xué)合作格局的時空演變和趨勢特征，并對中國在其中的作用與地位變化進(jìn)行了分析，最后提出了改進(jìn)中國的國際科學(xué)合作水平的政策建議。本研究的主要結(jié)論是：全球科學(xué)重心正隨著論文總量的增長持續(xù)地自西向東、自北向南轉(zhuǎn)移，并主要集中于西歐、北美和東北亞；十大主要的國際科學(xué)論文發(fā)表國家亦是國際科學(xué)論文合作的主要推動者，相互合作是最重要的表現(xiàn)形式；中國雖是最重要的國際論文新增長源，但仍不是國際公認(rèn)的國際科學(xué)合作強國；建議中國進(jìn)一步確立開放創(chuàng)新和國際合作的戰(zhàn)略觀，并采取多種措施強化國際科學(xué)合作。

關(guān)鍵詞：國際論文；國際科學(xué)合作；時空演變；數(shù)學(xué)；材料科學(xué)；免疫學(xué)；中國

收稿日期：2014-11-02修回日期：2015-01-15

基金項目：國家軟科學(xué)研究計劃項目“世界主要國家創(chuàng)新戰(zhàn)略和科技發(fā)展趨勢跟蹤研究”(項目編號：2013GXS6K202)。

作者簡介：杜紅亮(1978-)，男，湖北武漢人，中國科學(xué)技術(shù)信息研究所副研究員，理學(xué)博士，科技政策與管理方向博士后，研究方向:科技規(guī)劃與計劃管理、科技人才政策等。

中圖分類號：F204

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1002-9753(2015)02-0035-09

Abstract:Based on all international papers (including SCI-EXPANDED, SSCI, CPCI-S, CPCI-SSH papers) and three specific kinds of web of science (including mathematics—mathematics and mathematics applied, materials science—materials science multidisciplinary and materials science coatings films, and immunology), this paper discusses the spatial-temporal evolution of the global scientific center through analytical methods of scientometrics, statistics, geography, and ecology. To elucidate the insight and understanding unfolding and trends of the international science cooperation pattern, as well as China’s role and position in it, this study focuses on the cooperation network of ten major countries and the BRICS. With the growing number of the papers, the finding indicates that the location of the global scientific center which slowly concentrates in Western Europe, North America and Northeast Asia, has moved from west to east, from north to south; international science cooperation indicated by co-authored papers mainly happened between top ten countries who having published more international scientific papers than other countries; China, which is still not the well recognized as scientific power, needs to deepen the open innovation strategy with more administrative measures in the future, although it now acts as a significant influencing factor among the international science cooperation network.

The Tempo-spatial Evolution Pattern of Global Scientific Paper

Output and International Science Cooperation

DU Hong-liang, HU Bei-yu

(InstituteofScientificandTechnicalInformationofChina,Beijing100038,China)

Key words: international scientific paper; international science cooperation;spatial-temporal evolution;mathematics;materials science;immunology;China

一、序言

科學(xué)論文度量是評估科學(xué)產(chǎn)出能力的一種最常用工具[1]。當(dāng)前，國際創(chuàng)新格局正在走向多極化，科學(xué)創(chuàng)新的中心由高度聚集于歐美日向新興經(jīng)濟體分散的趨勢。同時，科學(xué)發(fā)展呈現(xiàn)既高度分化又高度綜合的雙向發(fā)展態(tài)勢，許多研究課題更需要或有賴于合作，其科學(xué)產(chǎn)出也越來越表現(xiàn)為國際合著論文[2-3]，以新興經(jīng)濟體為代表的發(fā)展中國家地位在國際合作中的地位開始凸顯、主動性開始增強[4]。上述新趨勢引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究興趣，紛紛采取各種定量分析方法對國際科學(xué)產(chǎn)出及其中的國際科學(xué)合作情況進(jìn)行定量研究。首先，在研究方法上，袁軍鵬等人利用科學(xué)計量學(xué)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，以Web of Science收錄的中國發(fā)表論文為樣本，對中國與國際著名機構(gòu)的合作分布進(jìn)行了研究，描繪了中國自主創(chuàng)新能力的演變趨勢[5]；郭繼軍等人則利用文獻(xiàn)計量學(xué)方法及Foxpro編程分析了SCI中1991-1998年收錄的我國科技人員發(fā)表的論文，得到了我國國際合作中的主要合作國家和重點學(xué)科領(lǐng)域[6]。Lievrouw等人利用社會網(wǎng)絡(luò)分析法對合著現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并以此研究合作國家或作者間的微觀合作關(guān)系[7]。近年也有學(xué)者如Evans、Pepe和Rodriguez對合著對象進(jìn)行聚類分析，探索各國間的具體合作模式[8-9]。而中國學(xué)者梁立明等則采用新的價值矩陣計算方法，研究了中國地區(qū)間合著論文的頻率分布，分析了合作方式的形成機制[10]。其次，在研究對象上，一般學(xué)者都更側(cè)重將我國與發(fā)達(dá)國家進(jìn)行對比，或重點研究某個具體領(lǐng)域的科學(xué)合作關(guān)系。如比利時學(xué)者Ponjaert就針對國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃和伽利略計劃對我國和東歐的科學(xué)合作進(jìn)行了研究[11]；劉婭單獨就我國與日本在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的合作揭示了兩個國家所開展的國際科技合作的基本表現(xiàn)、共同點與差異性[12]。

總體來看，上述研究探討了多種研究方法，分析了諸多研究對象，提出了許多有價值的結(jié)論，為今后的進(jìn)一步研究奠定了堅實基礎(chǔ)。但由于其所采用的數(shù)據(jù)不夠完整，也未能從空間變化角度定量地度量國際科學(xué)產(chǎn)出的時空演變格局及其趨勢特征。為此，本文嘗試綜合采用地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、科學(xué)計量學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的分析方法和手段，對其時空演變格局和趨勢特征進(jìn)一步進(jìn)行定量探討，試圖更加完整而形象地刻畫世界科學(xué)重心和科學(xué)合作的時空格局變化，并進(jìn)一步探討中國的作用與地位變化及其政策啟示。

二、數(shù)據(jù)與方法

(一)數(shù)據(jù)來源及其處理

本文的全球科學(xué)論文數(shù)據(jù)采用美國Thomson Reuters公司開發(fā)的科學(xué)引文索引擴展數(shù)據(jù)庫(SCI-E)、社會科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫(SSCI)、科技會議錄引文索引數(shù)據(jù)庫(CPCI-S)、社科及人文會議錄引文索引數(shù)據(jù)庫(CPCI-SSH)的綜合數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索的起止日期為1978年1月1日至2012年12月31日。所用數(shù)據(jù)包括全部學(xué)科領(lǐng)域，并結(jié)合中信所2013年中國學(xué)科國際影響力報告，分別挑選了高影響力、中等影響力和低影響力的數(shù)學(xué)、材料科學(xué)和免疫學(xué)為代表，探討國際影響力不同學(xué)科的論文產(chǎn)出與全球總科學(xué)產(chǎn)出的時空演變格局趨勢變化。

在對國家(地區(qū))名稱的數(shù)據(jù)處理過程中，為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和不重復(fù)，本研究首先將Thomson Reuters公司各數(shù)據(jù)庫收錄的所有國家和地區(qū)名稱完整地列出來，再根據(jù)聯(lián)合國最新的國家和地區(qū)分類，對所有涉及到的國家和地區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并或拆分。最終得到211個統(tǒng)一的能單獨計算科學(xué)論文產(chǎn)出的國家和地區(qū)。此外，在探討國際論文合著時，中國科學(xué)論文僅指中國大陸的科學(xué)論文，香港、澳門及臺灣的科學(xué)論文產(chǎn)出按單獨地區(qū)另算。

所有數(shù)據(jù)的采集工作都采用Thomson Reuters公司的在線數(shù)據(jù)檢索及其精煉檢索工具進(jìn)行。其中，各個國家和地區(qū)的論文數(shù)包括有其參與的所有論文，也就是包括以第一作者和非第一作者的論文；對全球及中國的科學(xué)合作格局進(jìn)行分析時，將各國(地區(qū))論文產(chǎn)出細(xì)分為合著論文和獨立發(fā)表論文的基礎(chǔ)上，再對合著論文進(jìn)行精煉檢索。

(二)數(shù)據(jù)分析方法

鑒于近年來空間分析和生態(tài)系統(tǒng)分析方法已在科技政策研究中廣泛采用，本文為描述全球科學(xué)產(chǎn)出和全球科學(xué)合作的空間變化，除采用常規(guī)的統(tǒng)計分析和計量分析方法外，還借用地理學(xué)和生態(tài)學(xué)中的地理空間分析法和香農(nóng)-維納指數(shù)法進(jìn)行了深入分析。這兩種方法針對科學(xué)論文產(chǎn)出問題的計算公式如下：

一是采用地理空間分析法分析全球科學(xué)重心的地理位置轉(zhuǎn)移趨勢變化。首先假設(shè)以各個國家(或地區(qū))首都(府)的經(jīng)緯度代表該國的空間位置，繼而結(jié)合各國(地區(qū))的論文產(chǎn)出規(guī)模來加權(quán)計算全球科學(xué)重心的經(jīng)緯度，最后根據(jù)全球科學(xué)經(jīng)緯度的多年變化來反映世界科學(xué)中心的全球轉(zhuǎn)移趨勢。其中某一年i的全球科學(xué)重心的經(jīng)緯度計算方法如下：

第i年全球科學(xué)重心經(jīng)度

第i年全球科學(xué)重心緯度

二是采用香農(nóng)-維納指數(shù)評價全球科學(xué)論文主要產(chǎn)出地區(qū)的多樣性，即論文產(chǎn)出的空間分散程度。該指數(shù)的計算方法為：

其中Pj是第j個國家(地區(qū))論文產(chǎn)出數(shù)在全球論文總產(chǎn)出數(shù)中所占的比例，n表示實際發(fā)表國際論文并被統(tǒng)計的國家或地區(qū)總數(shù)，H則表示該年份全球各國論文參與數(shù)量的香農(nóng)-維納指數(shù)，即全球各國論文發(fā)表的分散程度。H值越低則表示全球科學(xué)論文產(chǎn)出的分散程度低而集中程度高，即全球論文發(fā)表呈現(xiàn)出集中在某些地區(qū)的態(tài)勢；反之表示論文產(chǎn)出分散程度高，即全球論文的產(chǎn)出地區(qū)較為豐富且分散。

分析合著論文時用到的合著論文率是指一個地區(qū)參與發(fā)表的所有國際論文中，有其他國家作者參與的論文總數(shù)占全部國際論文總數(shù)的比例。

三、全球科學(xué)產(chǎn)出的時空演變格局

(一)全球科學(xué)論文重心正在由西向東、由北向南轉(zhuǎn)移

采用地理空間分析法計算1978-2012年的全球科學(xué)論文重心的遷移軌跡可以很好地反映全球科學(xué)產(chǎn)出的空間變化態(tài)勢。其遷移態(tài)勢如圖1所示。其中，對全部論文的分析結(jié)果表明，全球科學(xué)重心由1978年的北大西洋東南部逐步由西向東、由北向南遷移，2012年已到達(dá)地中海東部。同時，空間遷移幅度也呈現(xiàn)逐漸增大的態(tài)勢，其中1978-1988年10年間僅向東、向南分別轉(zhuǎn)移了5.5°和0.6°，而1988-1998年這10年間分別轉(zhuǎn)移了11.7°和1.1°，而1998-2008年則分別轉(zhuǎn)移了11.2°和1.9°。此外，自2006年后，經(jīng)緯度變化脫離了原來的軌道，進(jìn)入加速變化區(qū)間。從三個學(xué)科的結(jié)果看，盡管其經(jīng)緯度變化整體上的波動更為劇烈，但整體趨勢仍明顯地表現(xiàn)為從北緯高緯度地區(qū)向低緯度地區(qū)、從西經(jīng)地區(qū)向東經(jīng)地區(qū)遷移。其中，中國在論文影響力很高的數(shù)學(xué)學(xué)科和中等的材料科學(xué)學(xué)科自西半球向東半球遷移的距離更多，緯度自北向南遷移的距離則更少，而在中國論文影響力較低的免疫學(xué)領(lǐng)域則呈現(xiàn)與上述兩學(xué)科相反的態(tài)勢。

(二)全球科學(xué)論文產(chǎn)出正在持續(xù)走向空間集中

根據(jù)香農(nóng)-維納指數(shù)法計算得出1978-2012年全球所有論文發(fā)表國家或地區(qū)論文產(chǎn)出的香農(nóng)-維納指數(shù)變化結(jié)果如圖2所示。其中，全部學(xué)科的指數(shù)從1978年的0.4左右逐漸下降到2012年的0.25左右，34年間平均降幅達(dá)到約37.5%。從具體過程看，1978-1991年間呈現(xiàn)較緩慢集中，1992-1999年間加快集中，而2000-2012年間呈現(xiàn)一種較為穩(wěn)定的態(tài)勢。對三個學(xué)科的分析顯示，盡管波動變化和階段性特征不太明顯，但指數(shù)整體上仍然呈現(xiàn)出減小的趨勢。其中，中國在學(xué)科影響力較弱的免疫學(xué)上的香濃維納指數(shù)一直高于全部學(xué)科和其他兩個學(xué)科的相應(yīng)年份的計算值，相反中國在學(xué)科影響力較高的材料科學(xué)的指數(shù)值在2002年以前基本上呈現(xiàn)出減少的態(tài)勢，在此之后則開始出現(xiàn)緩慢增加的走向；與此同時，中國在影響力最高的數(shù)學(xué)學(xué)科，指數(shù)值在1987年以前是呈現(xiàn)增加的態(tài)勢，在此之后才開始減少。

圖1　1978-2012年世界科學(xué)論文重心的經(jīng)緯度時空變化示意圖

圖2　1978-2012年全球各國論文發(fā)表數(shù)量的香農(nóng)-維納指數(shù)值變化情況

(三)全球主要區(qū)域的科學(xué)論文產(chǎn)出呈現(xiàn)出此消彼長的態(tài)勢

作者依據(jù)聯(lián)合國的劃分方法將全球分為北美、西歐、東北亞、中東歐和中亞、西南亞、太平洋、拉美與加勒比海、撒哈拉以南非洲、阿拉伯國家和東南亞等10個區(qū)域，分別考察各區(qū)域1978-2012年科學(xué)論文產(chǎn)出量的變化情況。

統(tǒng)計結(jié)果顯示，全球科學(xué)論文總產(chǎn)出大約以年均4.5%的速度增長，尤其是新興發(fā)展地區(qū)更是呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，東南亞、東北亞、拉美和加勒比海、阿拉伯國家的論文產(chǎn)出年均增速超過了8%，北美和西歐的增長率較低，導(dǎo)致全球論文產(chǎn)出能力最強的北美和西歐的地位不斷下降，例如北美、西歐的份額分別從1978年的42.3%和33.5%下降為2012年的23.6%和31.8%；另一個唯一下降的區(qū)域是中東歐和中亞，其他區(qū)域則都呈現(xiàn)多少不一的份額增長，最突出的當(dāng)屬東北亞，其份額從5.5%大幅提升為19.8%。從三個學(xué)科的情況看，北美和西歐的份額下降與東北亞與新興發(fā)展中地區(qū)份額上升。北美、西歐和東北亞的論文產(chǎn)出，只有西歐的免疫學(xué)以及中東歐和中亞的數(shù)學(xué)論文產(chǎn)出比例提高、西南亞的免疫學(xué)論文產(chǎn)出比例下降使得三個學(xué)科的表現(xiàn)略不同于全部學(xué)科?？傊?，全球主要地區(qū)所有學(xué)科和三個具體學(xué)科的科學(xué)論文產(chǎn)出的空間格局都呈現(xiàn)出此消彼長的態(tài)勢。

進(jìn)一步以1978-2012年各區(qū)域的論文總產(chǎn)出份額為橫軸(以13%為分界線)、與世界平均增速的比較值為縱軸(以7.5%為分界線)，通過散點圖可以將10個區(qū)域劃分為四類。從全部學(xué)科的表現(xiàn)看，第一類是高增速、高份額的區(qū)域，即東北亞；第二類是低增速、高份額的區(qū)域，即西歐和北美；第三類是低增速、低份額的區(qū)域，即中東歐和中亞；第四類是高增速、低份額的區(qū)域，即東南亞、拉美和加勒比、阿拉伯國家、西南亞、撒哈拉以南非洲。具體到三個學(xué)科，同樣可以進(jìn)行類似的劃分。其中，北美、西歐、中東歐和中亞、東南亞、拉美和加勒比、阿拉伯國家等6個地區(qū)在三個學(xué)科中的表現(xiàn)與全部學(xué)科的表現(xiàn)一致；東北亞和太平洋地區(qū)、西南亞等3個地區(qū)有兩個學(xué)科的表現(xiàn)與全部學(xué)科一致，其中東北亞在免疫學(xué)的總份額偏低、太平洋地區(qū)和西南亞在材料科學(xué)的增速較高導(dǎo)致分類結(jié)果略有差別；只有撒哈拉以南非洲在材料科學(xué)和免疫學(xué)兩學(xué)科論文產(chǎn)出的增速較高使其分類結(jié)果出現(xiàn)分異。

整體來看，以四類區(qū)域為劃分基礎(chǔ)，得到了全球科學(xué)論文產(chǎn)出的空間變化格局，其結(jié)果反映全球科學(xué)論文重心的全球遷移態(tài)勢的驅(qū)動來源，即以東北亞為核心，東南亞、拉美和加勒比、西南亞、太平洋為外圍的亞太地區(qū)的論文持續(xù)快速增長，引發(fā)世界科學(xué)論文重心持續(xù)自西向東、自北向南遷移。

圖3　1978-2012年全球主要地區(qū)論文參與情況按規(guī)模和增長變化 注：圖中橫軸表示各區(qū)域論文產(chǎn)出數(shù)的平均增速與世界同期對應(yīng)增速的比值，縱軸表示各區(qū)域論文總產(chǎn)出數(shù)占世界的份額。其中NA、WE、NEA、CEE/CA、SWA、TP、LA/TC、SSA、AS、SEA分別表示北美、西歐、東北亞、中東歐和中亞、西南亞、太平洋、拉美和加勒比、撒哈拉以南非洲、阿拉伯國家、東南亞。

四、全球及中國科學(xué)合作格局異?；钴S

(一)主要國際論文產(chǎn)出國家科學(xué)合作格局及其變化

從1978-2012年累加的結(jié)果看，全球發(fā)表國際論文最多的是美國、英國、德國、日本、法國、中國、加拿大、意大利、澳大利亞和印度等十國(后分別采用簡稱)，美、中、日、德、法、印、俄、意是材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表論文最多的國家。在此分別從全部學(xué)科和材料科學(xué)(代表中國影響力的平均水平)對這些國家的國際科學(xué)論文合作特征進(jìn)行了分析。

一是多數(shù)國家國際論文合著率穩(wěn)步攀升。從全部學(xué)科論文的合著率看，法、英、德、加、澳、意六國一直位居前列，從1978年的10%左右上升至2012年的50%左右；美國雖然論文發(fā)表總數(shù)一直位居各國之首，但合著率不足40%；日本的情況和美國類似，但合著率比美國低5%左右。印度自1997年后合著論文率開始大幅增長，但因起點低，目前仍位居末位。中國的論文合著率變化規(guī)律沒有其他九個國家那么明顯，自1978-1984年間呈大幅增長態(tài)勢，此后一直處于波動狀態(tài)，1990年后維持20%-25%的區(qū)間，和印度同屬合著率最低的國家。從材料科學(xué)看，英、法、德、意、俄等國整體合著率較高，都超過30%，美、韓為25%多，而日、印和中不足20%。從趨勢看，英、法、德、意、日、美、印合著率都呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢，而中、韓都以1993-1997年為界限，分別呈現(xiàn)倒U型和U型變化，俄羅斯則在2008年以來呈現(xiàn)下降趨勢。無論是從整體還是從材料科學(xué)的結(jié)果看，在論文的主要發(fā)表國家中，歐洲國家更多采取合著的方式，美洲(和澳洲)次之，亞洲國家的合著率都比較低。

二是十大國家的主要合作區(qū)域高度集中，其中全部學(xué)科主要是北美、西歐和東北亞，材料科學(xué)還包括中東歐和中亞。從全部學(xué)科看，與北美和西歐的累加合著率一般達(dá)到主要國家國際合作論文總數(shù)的90%左右，但不同國家與不同區(qū)域的合作比例大相徑庭。其中，印、澳同北美與西歐的論文合著率比例大致相當(dāng)，都在40%多一點；英、意、法、德、美都主要與西歐開展合作，合著率一般在50%或以上，其中意超過60%；加、日和中則主要與北美開展合作，其合著率一般在50%左右。除了上述兩大區(qū)域以外，合作最多的區(qū)域是東北亞，除歐洲四國外，一般占到十大國家的10%及其以上。從材料科學(xué)的累加數(shù)據(jù)看，中、日、英、韓、印六國的前三大合作區(qū)域均為北美、西歐和東北亞，德、法、意、俄為北美、西歐、中東歐與中亞，而美國的則為西歐、東北亞、中東歐與中亞。這說明中東歐與中亞在材料科學(xué)領(lǐng)域地位也很重要。從變化趨勢看，十大國家與北美的合著率基本呈現(xiàn)下降趨勢，非西歐國家與西歐的合著率呈現(xiàn)波動性下降，西歐國家則維持較高水平，多數(shù)東北亞國家呈現(xiàn)增長態(tài)勢。整體而言，目前國際合著論文的中心仍然在北美和西歐，但東北亞等區(qū)域在整體上已可與前兩者相提并論，但在具體學(xué)科和具體國家仍存在較大差別。

圖4　1978-2012年全球前十大論文發(fā)表國家的合作區(qū)域分布情況 注：劃下劃線的數(shù)據(jù)所對應(yīng)的區(qū)域為其最主要的合作對象。

三是十大主要國際論文發(fā)表國家的相互合作是其一致選擇。對全部國際論文的分析顯示，美、英、德、法為其余9個國家共同的合作對象，意、加為其中8個國家的合作對象，澳、日、中為其中5、6個國家的合作對象，僅印度不是其余國家的主要合作對象，說明十大國際論文發(fā)表國間的相互合作是其最主要的合作途徑。除上述重要合作對象國以外，其他重要國家還有荷蘭和瑞士，分別是7個和6個十大主要國際論文發(fā)表國家的前十大合作對象。對材料科學(xué)領(lǐng)域的分析發(fā)現(xiàn)，除加、澳被替換成韓、俄外，國際合作網(wǎng)絡(luò)的基本格局并未發(fā)生根本變化，主要區(qū)別為十大國家間的合作更密切、中國的地位更高，中國不僅是美最大論文合作對象，還是日僅次于美的第二大以及韓僅次于美、日的第三大合作對象。從上述國際科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)看，科學(xué)實力是促成這些這些國家開展合作的基本考量因素，地理位置、政治立場或歷史淵源也發(fā)揮著部分影響力。

圖5　十大主要國家國際論文發(fā)表合作網(wǎng)絡(luò)示意圖 注：實線表示雙方互為前十大合作對象之一，虛線表示一國(箭頭指向?qū)ο?為另一國(箭頭來源)的前十大合作對象之一。各國圖示圓圈的顏色越深表示合作網(wǎng)絡(luò)越完善。

四是各國獨立和合作發(fā)表論文增長呈現(xiàn)顯著分異，根據(jù)增長率、獨立發(fā)表論文增長率和合作發(fā)表論文增長率的差異分為三類。第一類只有中國，三類增長率都很高，1978-2012年間平均增速分別超過22%、20%和30%；第二類包括印、澳、意、日，增長率分別在3%-5%、2%-4%、9%-10%之間；第三類國家包括英、德、法、美、加，增長率分別在1%-3%、0%-1%、7%-9%之間。從中可看出北美和西歐主要國家的各類論文增長都進(jìn)入較平穩(wěn)的時期，論文數(shù)量增長主要靠國際合作發(fā)表論文數(shù)；相反亞太地區(qū)仍保持著較高的增速，其增長源主要靠國際合作發(fā)表論文數(shù)，但獨立發(fā)表論文數(shù)也貢獻(xiàn)頗多，其中最值得提及的當(dāng)屬中國。對材料科學(xué)的分析有類似的結(jié)論，即不同地區(qū)呈現(xiàn)不同增長態(tài)勢，中、韓的獨著和合著論文都高速增長，意、印緊隨其后，美、日、德、法、英增長平穩(wěn)，俄羅斯則一直是低速增長；不同的是，材料科學(xué)領(lǐng)域所有國家論文增長速度相對較快。

(二)新興經(jīng)濟體及中國的科學(xué)合作格局

以中、印、俄、巴、南五個“金磚國家”為首的新興經(jīng)濟體所處發(fā)展階段相近，可比性和研究性強。統(tǒng)計結(jié)果表明，中、印在國際科學(xué)論文發(fā)表總數(shù)上有絕對的領(lǐng)先優(yōu)勢，但其累加的國際論文合著率也最低，分別只有約32%和16%，在材料科學(xué)領(lǐng)域更只有16%和18%；整體論文產(chǎn)出最低的南非擁有66%的最高論文合著率，在材料科學(xué)領(lǐng)域也達(dá)到51%；俄、巴在總數(shù)方面緊隨印度，但論文合著率則都超過了一半，分別達(dá)到57%和51%，在材料科學(xué)領(lǐng)域分別為31%和33%。同時，中國的國際論文合作發(fā)布國家數(shù)量較少，主要合作國(與這些國家累計合著的國際論文數(shù)量與中國所有國際合著論文數(shù)之比超過90%且排名靠前的國家)的數(shù)量只有13個(材料科學(xué)領(lǐng)域為16個)，同期印、日、澳、加、意、德的數(shù)量在20-23個之間，法、英分別為28個、29個，美、巴、俄的主要合作國都達(dá)到34個之多，南非甚至超過48個；在材料科學(xué)領(lǐng)域，中國的合作國家仍然少于其他國家，僅比韓國的14個略多。

從金磚國家間的相互合作情況看，除巴西之外，印、俄、南與其他新興經(jīng)濟體的合作都以中國為主；在材料科學(xué)領(lǐng)域，巴、南以俄為主，印、俄則以中國為主。而從中國的具體合作對象來看，美國始終占據(jù)最主要的地位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他國家，其次是日、英，德、加、澳、法、新(加坡)、韓、臺等處于第三梯隊；在材料科學(xué)領(lǐng)域，美國同樣首當(dāng)其沖，其次是日本，德、英、澳、新、韓、法、加也比較重要。

總體而言，中國開展國際科學(xué)合作的對象范圍仍較狹窄，與發(fā)達(dá)國家之間的合作局限于少數(shù)幾個，與新興經(jīng)濟體的合作也不夠廣泛，中國拓展國際科學(xué)合作的空間仍然十分廣闊。

五、結(jié)論與討論

上面分析可得出如下結(jié)論：(1)全球國際論文總量在持續(xù)增長，全球科學(xué)重心也持續(xù)自西向東、自北向南轉(zhuǎn)移，并向西歐、北美和東北亞集中，但三大區(qū)域在科學(xué)論文總體增長的背景下呈現(xiàn)相對的此消彼長態(tài)勢，東北亞作為科學(xué)產(chǎn)出新的最大增長動力的地位愈發(fā)地明顯。對數(shù)學(xué)、材料科學(xué)和免疫學(xué)的具體分析進(jìn)一步印證了這一結(jié)論的普遍性。(2)合著國際論文已經(jīng)成為國際上越來越普遍的行為，是推動國際論文總量增加的主要動力，整體上，合作對象區(qū)域集中于西歐、北美和東北亞，在具體學(xué)科領(lǐng)域涉及區(qū)域更多，例如中東歐和中亞在材料科學(xué)領(lǐng)域的地位就十分突出；同時，十大主要國際論文發(fā)表國家之間的相互合作是最主要的合作渠道。(3)中國在國際各個學(xué)科的論文增長中都發(fā)揮著重要的新增長源作用，但在相應(yīng)的國際合作中仍非發(fā)達(dá)國家的普遍選擇，特別是在中國影響力不足的學(xué)科。這表明，中國是國際科學(xué)大國但仍不是強國；提升中國的國際科學(xué)合作水平與提升科學(xué)發(fā)展水平是相互支撐的。因此，作者認(rèn)為，為進(jìn)一步促進(jìn)中國科學(xué)研究事業(yè)發(fā)展，應(yīng)該以推動科學(xué)研究國際化為突破，大力開展國際合作研究，具體需要強化幾方面的工作：

一是進(jìn)一步倡導(dǎo)開放創(chuàng)新觀念，完善國際合作制度。在國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展頂層設(shè)計的指導(dǎo)下，全面清理不利于國際科學(xué)合作的政策和機制體制，有針對地制定實施專門的開放創(chuàng)新戰(zhàn)略和規(guī)劃及實施路線圖，優(yōu)化不適應(yīng)開放創(chuàng)新和國際創(chuàng)新合作的創(chuàng)新環(huán)境，大力開展開放創(chuàng)新、合作共贏教育和宣傳，特別是中小學(xué)合作創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。

二是進(jìn)一步鼓勵科學(xué)家參與國際科技計劃項目和大科學(xué)工程。在現(xiàn)有措施基礎(chǔ)上，可建立專門的配套資金機制，例如設(shè)立國際科技計劃參與基金，對申請得到國外科技計劃項目的科學(xué)家給予配套資金支持。對參與國際大科學(xué)工程的，還應(yīng)給予額外獎勵。

三是加快國家科技計劃對外開放。除涉及國家安全和敏感技術(shù)的領(lǐng)域，按照對等開放和有效管理原則，制定完整的國家主體科技計劃對外開放實施細(xì)則，鼓勵在華外資機構(gòu)、國外研究機構(gòu)和外籍科學(xué)家參與和承擔(dān)我國國家科技計劃項目，參與項目立項、結(jié)題等管理活動。

四是通過政府科技協(xié)議等方式，針對不同國家和不同學(xué)科的優(yōu)勢，以聯(lián)合研究計劃和項目等形式強化與有關(guān)國家和地區(qū)的研究合作。需特別指出，應(yīng)將過度關(guān)注美、日、英、德、法等少數(shù)大國擴大到其他中小型的創(chuàng)新強國、新興經(jīng)濟體等后起之秀甚至其他在某些領(lǐng)域有潛在優(yōu)勢的發(fā)展中國家，形成多層次、廣覆蓋的國際科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)。

五是組織和實施一批中國主導(dǎo)的大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程。重點針對當(dāng)前一些國際熱點問題和全球性問題，提出若干大科學(xué)計劃，并建立相應(yīng)的大科學(xué)工程等重大基礎(chǔ)設(shè)施，為吸引國際科學(xué)家參與奠定更加堅實的基礎(chǔ)。

六是大幅度提高我國大學(xué)和科研機構(gòu)的國際化水平。在進(jìn)一步面向國外招聘高水平科研人才的基礎(chǔ)上，鼓勵大學(xué)面向國外招聘科研管理崗位，例如全球公開招聘大學(xué)校長和研究所所長。同時，進(jìn)一步鼓勵高等院校、科研院所、企業(yè)與國外機構(gòu)建立聯(lián)合研發(fā)與教育機構(gòu)，鼓勵外國大學(xué)和研究機構(gòu)來華開辦獨立分支機構(gòu)等。

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(本文責(zé)編：王延芳)