欒春娟 樊霞

摘 要：探索美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特征，有助于把握美國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展模式，對(duì)推動(dòng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，具有重要的借鑒意義。選擇美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的SCI論文為數(shù)據(jù)樣本，通過(guò)綜合運(yùn)用多種國(guó)際前沿科研軟件，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同層次的分析與提煉，繪制了美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的整體三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)業(yè)（公司）的三螺旋創(chuàng)新子網(wǎng)絡(luò)。揭示了代表政府的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要的地位和作用；大學(xué)成為三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中最廣泛的主體；產(chǎn)業(yè)與政府和大學(xué)之間形成了較好的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；美國(guó)能源部；資助產(chǎn)出；美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

中圖分類(lèi)號(hào)：G 302；G 306；N 18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7312（2016）03-0221-06

0 引 言

探索美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特征，有助于把握美國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展模式，對(duì)推動(dòng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，具有重要的借鑒意義。2008年全球金融危機(jī)之后，許多國(guó)家都開(kāi)始注重新能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。奧巴馬政府實(shí)施的新能源計(jì)劃，擬通過(guò)改變能源利用方式為起點(diǎn)和契機(jī)，強(qiáng)化美國(guó)在世界上的絕對(duì)領(lǐng)先地位。其新能源戰(zhàn)略實(shí)施的目標(biāo)，是可再生的新型能源取代傳統(tǒng)化石能源的主導(dǎo)地位，并由此催生經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的重大轉(zhuǎn)變。新能源戰(zhàn)略將給美國(guó)乃至世界能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)影響[1-2]。2009年美國(guó)的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)與再投資計(jì)劃為新能源目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了必要的資金保證，能源部門(mén)可以使用的資金達(dá)到了380多億美元。美國(guó)能源部在奧巴馬上任后，開(kāi)展了一系列實(shí)質(zhì)性的工作。2010財(cái)經(jīng)年度，美國(guó)能源部用于支持新能源計(jì)劃的預(yù)算為264億美元[3-5]。美國(guó)能源部（Department of Energy，DOE）的能源政策一直受到關(guān)注。學(xué)者們主要研究了DOE的能源投資效率[6]、美國(guó)能源部長(zhǎng)期R&D研發(fā)方式的轉(zhuǎn)變[7] 、美國(guó)的風(fēng)能研發(fā)戰(zhàn)略部署[8]、美國(guó)與其他國(guó)家能源合作中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理[9]、美國(guó)的能源創(chuàng)新政策等[10-12]，但尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)能源部資助產(chǎn)出的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的研究成果。文中要解決的主要問(wèn)題：①美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特征；②美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于《科學(xué)引文索引》數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展版SCI-E （Science Citation Index-Expanded），檢索并統(tǒng)計(jì)了1945—2014年間美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的全部論文（article）數(shù)據(jù)。檢索過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)資助機(jī)構(gòu)（Funding Agency）中包含有“美國(guó)能源部”的有幾百種不同的標(biāo)注方法，比如：U S Department of Energy，U S Department of Energy Office of Science Office of Basic Energy Sciences，Office of Science of the U S Department of Energy，United States Department of Energy，US Department of Energy Office of Science Office of Basic Energy Sciences，U S Department Of Energy By Lawrence Livermore National Laboratory，DOE，US DOE，U S DOE，US Department of Energy DOE，DOE USA等，經(jīng)過(guò)認(rèn)真比對(duì)和甄別后，概括出資助機(jī)構(gòu)中包含“Department of Energy”或DOE的文獻(xiàn)，并以“國(guó)家/地區(qū)”中的USA精煉后，即是符合要求的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索時(shí)間為2015年3月26日。

1.2 研究方法

1.2.1 用CiteSpace提取研究的數(shù)據(jù)單元“機(jī)構(gòu)”的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)文件

在文中研究的數(shù)據(jù)樣本的基本單元是論文產(chǎn)出的機(jī)構(gòu)（institutions），比如國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)、政府部門(mén)等。但從Web of Science下載的數(shù)據(jù)所載內(nèi)容的欄目中，沒(méi)有機(jī)構(gòu)專(zhuān)欄，機(jī)構(gòu)信息包含于地址欄目中，如下列兩行英文所示，Los Alamos Natl Lab乃是我們要研究的數(shù)據(jù)單元。

C1[Heyes，Jane E.；Grady，Nathaniel K.；Chowdhury，Dibakar Roy；Azad，Abul K.；Chen，Hou-Tong]Los Alamos Natl Lab，Ctr Integrated Nanotechnol，Los Alamos，NM 87545 USA.

采用陳超美開(kāi)發(fā)的軟件CiteSpace [13-14]，選擇共現(xiàn)分析功能中的“institution”，運(yùn)用共現(xiàn)強(qiáng)度Jaccard算法[見(jiàn)公式（1）]，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，最后提取出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)文件。

1.2.2 用VOSviewer繪制整體三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)圖譜

為了更好地展示三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的整體效果，我們反復(fù)比較了幾種可視化軟件，比如Ucinet軟件包中的網(wǎng)絡(luò)繪圖工具Netdraw[15]、SCI2[16-17] 、CiteSpace[18]和VOSviewer[19]等，最后決定采用荷蘭萊頓大學(xué)（Leiden University）科學(xué)技術(shù)研究中心（CWTS）開(kāi)發(fā)的可視化軟件VOSviewer[19-20]進(jìn)行。VOSviewer 只用以下關(guān)聯(lián)強(qiáng)度公式（2）來(lái)展現(xiàn)圖譜中項(xiàng)目彼此之間的關(guān)聯(lián)。

1.2.3 用Netdraw繪制產(chǎn)業(yè)（公司）三螺旋創(chuàng)新子網(wǎng)絡(luò)圖譜

本研究的樣本數(shù)據(jù)中，相對(duì)于國(guó)家實(shí)驗(yàn)室或大學(xué)超過(guò)萬(wàn)篇的論文產(chǎn)出，即使比較高產(chǎn)的公司，其論文也只有幾百篇。為了比較集中地揭示產(chǎn)業(yè)（公司）的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，選取論文產(chǎn)出較高的2個(gè)公司，并進(jìn)一步選擇與公司合作比較多的主體，借助Netdraw繪圖工具，繪制產(chǎn)業(yè)的三螺旋創(chuàng)新子網(wǎng)絡(luò)，揭示其與政府和大學(xué)的合作關(guān)系。

2 分析結(jié)果

2.1 美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的年度發(fā)展趨勢(shì)

在檢索的時(shí)間段1945—2014年間，美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的論文分布于1979—2014年間（如圖1所示）。

圖1顯示，美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的論文在1979—2007年間數(shù)量很少，其中最多的年份2007年也只有91篇，其余年份的論文產(chǎn)出都低于50篇。但在2008—2014年間，產(chǎn)出論文的數(shù)量陡峭上升。2008年論文4 979篇，接近5 000篇；2009年12 611篇；2010年超過(guò)15 000篇；2011年18 011篇；2012年19 607篇，接近2萬(wàn)篇；2013年和2014年都超過(guò)了2萬(wàn)篇。

2.2 美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特征 依據(jù)1.2小節(jié)的方法，選取2013—2014年論文數(shù)據(jù)，繪制了美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的主體三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（如圖2所示）。為了保證網(wǎng)絡(luò)清晰的可視化效果，保留了網(wǎng)絡(luò)中的最大連通組部分，其中包括206個(gè)結(jié)點(diǎn)。圖2顯示，美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中，主要有以下特征。

2.2.1 代表政府的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要的地位和作用 美國(guó)聯(lián)邦政府在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用是通過(guò)隸屬于政府的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的。在美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的論文中，能源部下屬的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中占有重要的地位和作用。圖2顯示了下列國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的核心地位和作用。比如，布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Bookhaen_Natl_Lab）、洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Los_Alamos_Natl_Lab）、太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Pacific_NW_Natl_Lab）、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence_Livermore_Natl_Lab）、費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室（Fermilab_Natl_Accelorate_Lab）、國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（Natl_Renewable_Energy_Lab）等，這些實(shí)驗(yàn)室都是隸屬于美國(guó)能源部的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，它們代表政府在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要作用。作為政府代表者的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，它們的科研目標(biāo)具有公益性、國(guó)家性、追求真理性和社會(huì)服務(wù)性等特征[24]，這些特征反映和代表了國(guó)家和政府的科學(xué)研究行為。

2.2.2 大學(xué)成為三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中最廣泛的主體

在美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的論文中，大學(xué)成為三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中最廣泛的主體。圖2顯示了學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的重要地位和作用。比如，加州理工學(xué)院（CALTECH）、斯坦福大學(xué)（Stanford_Univ）、加州大學(xué)圣地亞哥分校（Univ_Calif_San_Diego）、杜克大學(xué)（Duke_Univ）、耶魯大學(xué)（Yale_Univ）、馬里蘭大學(xué)（Univ_Maryland）、賓夕法尼亞州立大學(xué)（Penn_State_Univ）、中國(guó)科學(xué)院（Chinese_Acad_Sci）等，網(wǎng)絡(luò)中無(wú)處不在的大學(xué)，成為美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中最廣泛、最普遍的主體。大學(xué)與國(guó)家實(shí)驗(yàn)室形成了諸多能源研究的創(chuàng)新中心。由于美國(guó)許多國(guó)家實(shí)驗(yàn)室由大學(xué)代管，因此，該類(lèi)實(shí)驗(yàn)室既是國(guó)家的又是大學(xué)的，兼具有政府和大學(xué)雙重身份，這種雙重身份為促進(jìn)大學(xué)與政府的合作創(chuàng)造了更多的機(jī)會(huì)。

2.2.3 三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)業(yè)

圖2的底部顯示了“通用汽車(chē)研發(fā)中心”（Gen_Motors_Res_&_Dev）、“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工程優(yōu)化公司”（Optimal_CAE）與加拿大的“麥克馬斯特大學(xué)”（McMaster Univ）、“佐治亞理工大學(xué)”（Georgia_Inst_Technol）和“中國(guó)科學(xué)院”（Chinese_Acad_Sci）之間的“大學(xué)—產(chǎn)業(yè)”創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；圖2的左分支中間部位顯示了“西門(mén)子公司研究中心”（Siemens_Corp_Res）與“美國(guó)羅格斯州立大學(xué)”（Rutgers_State_Univ）之間的“大學(xué)—產(chǎn)業(yè)”合作網(wǎng)絡(luò)。為了更清晰地顯示三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)業(yè)（公司），依據(jù)1.2小節(jié)的方法，繪制了美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文數(shù)量最多的企業(yè)（2008—2014年）“美國(guó)通用原子能及其附屬公司”（General Atomics Affilated Companies，圖3）的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)圖。

圖3顯示了美國(guó)通用原子能及其附屬公司的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)圖。該圖形象地揭示了產(chǎn)業(yè)—政府—大學(xué)的創(chuàng)新關(guān)系。該公司與美國(guó)能源部（United States Department of Energy，DOE）存在著很強(qiáng)的合作關(guān)系，在2008—2014年間，雙方共合作了406次。網(wǎng)絡(luò)中還顯示了該公司與國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和一些大學(xué)的合作關(guān)系與合作頻次。

3 結(jié)論與啟示

3.1 主要結(jié)論

文中選擇美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的SCI論文為數(shù)據(jù)樣本，通過(guò)綜合運(yùn)用國(guó)際前沿科研軟件CiteSpace、Ucinet、Netdraw和VOSviewer等，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同層次的分析和提煉，繪制了美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的整體三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)業(yè)（公司）的三螺旋創(chuàng)新子網(wǎng)絡(luò)。主要得到如下結(jié)論：

美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的論文數(shù)量，在2008年全球金融危機(jī)之后，出現(xiàn)迅猛上升的發(fā)展勢(shì)頭；代表政府的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要的地位和作用：布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室等，在三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著核心的紐帶作用；大學(xué)成為三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中最廣泛的主體：加州理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校、杜克大學(xué)、耶魯大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等，成為美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中最廣泛、最普遍的主體；作為產(chǎn)業(yè)代表的美國(guó)通用原子能及其附屬公司和福特汽車(chē)公司，與政府和大學(xué)之間形成了較好的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。

3.2 啟示

1）試圖探索美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特征，以期為我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供定量的支撐；

2）綜合運(yùn)用了多種國(guó)際前沿信息可視化軟件和方法，形象地揭示了美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的整體三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)業(yè)三螺旋創(chuàng)新子網(wǎng)絡(luò)。研究中的主要結(jié)論和發(fā)現(xiàn)，對(duì)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，具有重要啟示。

如何在能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮政府的作用，是一個(gè)值得深入探討的課題。美國(guó)能源部資助產(chǎn)出論文的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)揭示了政府不僅是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要資金資助者，并且以代表政府和國(guó)家利益的大批國(guó)家實(shí)驗(yàn)室身份投入到能源產(chǎn)業(yè)的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程中。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一方面代表國(guó)家利益，另一方面又由一些大學(xué)代管；一方面進(jìn)行著自由探索的學(xué)術(shù)研究，另一方面，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的“研究與技術(shù)應(yīng)用辦公室”又大大促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓活動(dòng)[24-25]。在這種機(jī)制下，政府—大學(xué)—產(chǎn)業(yè)的三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)便有效地形成。

大學(xué)存在著比較廣泛的國(guó)際科學(xué)技術(shù)合作關(guān)系。美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的大學(xué)與國(guó)外的大學(xué)，比如中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)、蘭州大學(xué)等存在著合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；又與國(guó)外的企業(yè)，比如西門(mén)子公司等存在著合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。當(dāng)然，美國(guó)能源部資助產(chǎn)出主體的大學(xué)，與美國(guó)的大學(xué)和企業(yè)存在著更為廣泛的合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。美國(guó)大學(xué)在代管?chē)?guó)家實(shí)驗(yàn)室的同時(shí)，也創(chuàng)造了更多的大學(xué)與政府所屬的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的合作機(jī)會(huì)，形成大學(xué)與美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的非常密切的合作關(guān)系。

產(chǎn)業(yè)作為美國(guó)能源部資助產(chǎn)出的主體，其產(chǎn)出雖然沒(méi)有國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)的產(chǎn)出多，但是從微觀層面的子網(wǎng)絡(luò)看，如圖3所示，仍然揭示了特定公司與政府所屬的諸多國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和更多數(shù)量的大學(xué)之間的合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在與產(chǎn)業(yè)合作過(guò)程中，不僅大大促進(jìn)了其科研成果的轉(zhuǎn)化，并且產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐和需求也為大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提出了應(yīng)用導(dǎo)向型的新課題[26-28]，為新一輪的大學(xué)—產(chǎn)業(yè)提供了新的契機(jī)。

作為新一輪國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略制高點(diǎn)的新能源產(chǎn)業(yè)，日益成為衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)高新技術(shù)發(fā)展水平的重要依據(jù)。美國(guó)能源部資助產(chǎn)出主體創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)所揭示的美國(guó)新能源科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新模式，非常值得我國(guó)政府、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)在營(yíng)造三螺旋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)學(xué)習(xí)和借鑒。一方面，政府的大力投入和資助，是新能源科學(xué)技術(shù)活動(dòng)得到蓬勃發(fā)展的重要保障；同時(shí)政府和大學(xué)要大力促進(jìn)新能源科技成果的轉(zhuǎn)化；另一方面，產(chǎn)業(yè)應(yīng)積極吸收和引進(jìn)大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的新能源科技成果，并不斷地將實(shí)踐中遇到的難題作為新課題向大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提出并尋求解決思路。只有政府、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)三方積極互動(dòng)，才能形成良好的三螺旋合作創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，推動(dòng)我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展。

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