董金陽(yáng)，劉鐵忠，董 平，魯云蒙

(1.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100081；2.北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 商學(xué)院，廣東 珠海 519088)

0 引言

基礎(chǔ)研究是對(duì)科學(xué)原理的深度探索，具有學(xué)科交叉、問(wèn)題復(fù)雜、突破難度大、績(jī)效考核難等特點(diǎn)。當(dāng)前我國(guó)面臨的科技發(fā)展“卡脖子”問(wèn)題，很大程度上是因?yàn)榛A(chǔ)研究無(wú)法實(shí)現(xiàn)突破而難以形成顛覆性原始創(chuàng)新所致。因此，深入探討基礎(chǔ)研究導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，堅(jiān)決改革、創(chuàng)新和完善其管理模式，切實(shí)提升基礎(chǔ)研究效果、效率和績(jī)效，既是實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國(guó)的必然路徑，也是當(dāng)務(wù)之急。

習(xí)近平總書(shū)記指出：“持之以恒加強(qiáng)基礎(chǔ)研究。我國(guó)面臨的很多“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題，根子是基礎(chǔ)理論研究跟不上，源頭和底層的東西沒(méi)有搞清楚?！毕鄬?duì)于發(fā)展速度和“兩個(gè)一百年”發(fā)展目標(biāo)，我國(guó)基礎(chǔ)研究是不足且滯后的。不足首先體現(xiàn)在因發(fā)展初期底子薄、基礎(chǔ)差而產(chǎn)生的投入不足，雖然現(xiàn)在這已經(jīng)不再是突出問(wèn)題，但又由此衍生出成果不足問(wèn)題，也可稱為滯后問(wèn)題。滯后不但表現(xiàn)在基礎(chǔ)研究突破及由此產(chǎn)生的顛覆性創(chuàng)新與發(fā)展相比滯后，也表現(xiàn)在解決投入不足問(wèn)題后，與投入相比的產(chǎn)出成果不足和滯后。與不足問(wèn)題相比，解決滯后問(wèn)題更具復(fù)雜性、綜合性和科學(xué)性。面對(duì)“卡脖子”問(wèn)題，當(dāng)務(wù)之急在于基礎(chǔ)研究管理轉(zhuǎn)型[1]。只有依靠轉(zhuǎn)型找到合適的管理模式，提高科研合作深度和廣度，才能實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)，促進(jìn)知識(shí)整合與傳播，實(shí)現(xiàn)信息獲取、交流[2]，為基礎(chǔ)研究創(chuàng)造更好的科研生態(tài)，從而解決我國(guó)基礎(chǔ)研究能力不足和滯后問(wèn)題。

20世紀(jì)80年代，日本處于高速發(fā)展期，也曾面臨基礎(chǔ)研究與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不適應(yīng)的問(wèn)題。為此，日本政府通過(guò)提升國(guó)家需求對(duì)基礎(chǔ)研究的導(dǎo)向作用，實(shí)現(xiàn)管理方式轉(zhuǎn)型。美國(guó)作為當(dāng)今世界最大的基礎(chǔ)研究強(qiáng)國(guó)，主要通過(guò)支持實(shí)驗(yàn)室自由探索與制定國(guó)家科技計(jì)劃進(jìn)行需求引導(dǎo)相結(jié)合的方式支持和推動(dòng)基礎(chǔ)研究?？蒲袑?shí)力雄厚的德國(guó)，主要由政府主導(dǎo)并通過(guò)咨詢委員會(huì)調(diào)配經(jīng)費(fèi)投入，重點(diǎn)支持科研機(jī)構(gòu)、大科學(xué)工程和大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展基礎(chǔ)研究[3]。上述國(guó)家基礎(chǔ)研究管理模式雖然因國(guó)情不同存在一些差異，但都可以歸納為基于機(jī)構(gòu)設(shè)施的自由探索和國(guó)家需求引導(dǎo)兩個(gè)方面，這對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究管理轉(zhuǎn)型具有重大借鑒意義。

我國(guó)基礎(chǔ)研究管理轉(zhuǎn)型必須立足于自身國(guó)情現(xiàn)狀和發(fā)展需求，走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路。本文從我國(guó)現(xiàn)行基礎(chǔ)研究相關(guān)政策和管理辦法出發(fā)，基于國(guó)內(nèi)、國(guó)際相關(guān)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討并界定自由探索與需求攻關(guān)兩種基礎(chǔ)研究管理模式，并基于CNKI國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”發(fā)文數(shù)據(jù)，從宏觀網(wǎng)絡(luò)整體、中觀網(wǎng)絡(luò)成分和微觀網(wǎng)絡(luò)基元3個(gè)尺度，對(duì)科研合作網(wǎng)絡(luò)的度分布、最短路徑、集聚系數(shù)、重要節(jié)點(diǎn)、成分特征以及網(wǎng)絡(luò)模體Z-score與濃度進(jìn)行分析，從而完善中國(guó)基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)型、流線型、平衡型和核心型4種科研合作模式，最后提出管理建議。以期為解決我國(guó)基礎(chǔ)研究“卡脖子”問(wèn)題、促進(jìn)基礎(chǔ)研究管理模式完善與轉(zhuǎn)型提供新的思路。

1 研究基礎(chǔ)、研究思路與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 概念界定

1.1.1 基礎(chǔ)研究管理模式

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《全國(guó)科技經(jīng)費(fèi)投入統(tǒng)計(jì)公報(bào)》的定義，基礎(chǔ)研究是指為了獲得關(guān)于現(xiàn)象和可觀察事實(shí)基本原理的新知識(shí)(揭示客觀事物本質(zhì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律，獲得新發(fā)展、新學(xué)說(shuō))而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)性或理論性研究，不以任何專門或特定應(yīng)用或使用為目的?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于國(guó)家財(cái)政科技資金分配與使用情況的報(bào)告》指出，國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973計(jì)劃”)是我國(guó)最主要的兩項(xiàng)旨在發(fā)展基礎(chǔ)研究的科技計(jì)劃。2016年科學(xué)計(jì)劃改革后，“973計(jì)劃”整合為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的一部分。但鑒于兩者管理理念相似，且“973計(jì)劃”較剛開(kāi)始運(yùn)行的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃更為成熟，因此仍選取“973計(jì)劃”作為本文典型研究對(duì)象。深入分析上述兩項(xiàng)科技計(jì)劃管理辦法發(fā)現(xiàn)，其主要差異在于選題來(lái)源與人才隊(duì)伍選拔機(jī)制。國(guó)家自然科學(xué)基金僅要求申請(qǐng)人有基礎(chǔ)研究經(jīng)驗(yàn)、高級(jí)職稱或博士學(xué)位以及合格的依托單位，組織管理模式較為松散，在資助原則上更傾向于支持科研人員自由探索和自主選題，注重課題的學(xué)科覆蓋程度，是對(duì)科學(xué)原理廣度的探索，人才選拔機(jī)制是自薦申請(qǐng)制，可以將其界定為自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式?！?73計(jì)劃”旨在解決國(guó)家發(fā)展需求，由科技部征求各部門重大需求，并結(jié)合專家咨詢建議，提出項(xiàng)目指南，選題來(lái)源于有關(guān)部門和專家提出的需求，優(yōu)先支持國(guó)家重點(diǎn)研究基地及優(yōu)秀研究團(tuán)隊(duì)。在實(shí)際執(zhí)行中，具有優(yōu)勢(shì)力量邀請(qǐng)制和自薦申請(qǐng)制兩種人才隊(duì)伍選拔機(jī)制，參研門檻高，注重科研團(tuán)隊(duì)及其依托單位實(shí)力，是集國(guó)內(nèi)頂尖人力物力“集中力量辦大事”的體現(xiàn)，可以將其界定為需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式。本文基于上述界定，深入研究自由探索型和需求攻關(guān)型管理模式的完善與轉(zhuǎn)型。

1.1.2 基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)

基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)屬于科研合作網(wǎng)絡(luò)的子集?？蒲泻献骶W(wǎng)絡(luò)的概念和分析方法由Newman[4-5]首次提出，其認(rèn)為通過(guò)訪談方法構(gòu)建的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，易受訪問(wèn)對(duì)象主觀偏見(jiàn)影響，只有相互熟悉的學(xué)者才會(huì)合作論文，論文合著網(wǎng)絡(luò)可以反映學(xué)者之間真實(shí)科研合作關(guān)系?；诖?，其通過(guò)構(gòu)建論文合著網(wǎng)絡(luò)并應(yīng)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)方法分析對(duì)比生物醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和計(jì)算機(jī)3個(gè)領(lǐng)域，指出上述網(wǎng)絡(luò)都服從冪律分布且具有較短的最短路徑，但不同學(xué)科的合著網(wǎng)絡(luò)之間具有顯著差異。因此，本研究從科研合作網(wǎng)絡(luò)角度分析基礎(chǔ)研究，也即分析基礎(chǔ)研究中的科研合作網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，更為客觀反映基礎(chǔ)研究項(xiàng)目自由探索和需求攻關(guān)雙重特征下的真實(shí)合作關(guān)系，并將研究成果進(jìn)一步應(yīng)用于國(guó)家重大科研項(xiàng)目合作機(jī)制與組織管理模式中，實(shí)現(xiàn)從一般科研合作網(wǎng)絡(luò)到基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，再到國(guó)家重大項(xiàng)目科研合作網(wǎng)絡(luò)的遞遷。

1.2 研究思路與邏輯框架

目前關(guān)于基礎(chǔ)研究管理的研究主要集中在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、績(jī)效影響因素、基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究對(duì)比以及產(chǎn)學(xué)研成果轉(zhuǎn)化等方面[6-9]，但主要停留在定性的政策探討、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和管理建議階段，缺乏對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究管理模式及其中科研合作模式的系統(tǒng)梳理，也缺乏對(duì)我國(guó)現(xiàn)有不同基礎(chǔ)研究科技計(jì)劃之間的對(duì)比分析。

科研合作不僅對(duì)學(xué)者個(gè)體，對(duì)整個(gè)社會(huì)的科學(xué)進(jìn)步也有著積極作用。目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為科研合作可以帶來(lái)更高的學(xué)術(shù)生產(chǎn)力，這從科研合作和論文成果數(shù)量增長(zhǎng)兩個(gè)方面都得到證實(shí)[1]。對(duì)于學(xué)者個(gè)體而言，科研合作有利于實(shí)現(xiàn)其科學(xué)理念[10]，合作論文通常更容易在高層次期刊刊登，可能產(chǎn)生更多被引，具有的影響力也更大[11]，科研合作可以給學(xué)者帶來(lái)更好的職業(yè)發(fā)展，如終身教職、個(gè)人聲譽(yù)等[12-13]。科研合作有助于個(gè)人、機(jī)構(gòu)、學(xué)科和社會(huì)等各層次科學(xué)進(jìn)步。

科研合作網(wǎng)絡(luò)是挖掘多層次科研合作關(guān)系的有力工具，可以分為網(wǎng)絡(luò)整體、網(wǎng)絡(luò)成分、網(wǎng)絡(luò)模體等多個(gè)層次[14]。在宏觀層次上，目前相關(guān)研究主要集中于論文合著關(guān)系構(gòu)建的科研合作網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中通常采用作者[4-5]、機(jī)構(gòu)[15]、地域[16]等不同主體作為節(jié)點(diǎn)，分析多層次、多角度的科研合作特征。在中觀層次上，網(wǎng)絡(luò)成分是從網(wǎng)絡(luò)連通性角度探討網(wǎng)絡(luò)組成，通常將網(wǎng)絡(luò)中最大關(guān)聯(lián)子圖定義為成分，成分內(nèi)部各點(diǎn)之間相連，而成分與成分之間不相連，從有無(wú)角度體現(xiàn)學(xué)者間的聯(lián)系，兩點(diǎn)屬于不同成分就意味著兩個(gè)學(xué)者之間從未產(chǎn)生過(guò)任何科研合作關(guān)系，是廣義的科研合作團(tuán)體。在微觀層次上，網(wǎng)絡(luò)模體是解讀科研合作關(guān)系的重要工具，Milo等[17]最早提出模體概念并將其定義為網(wǎng)絡(luò)中反復(fù)出現(xiàn)且相互作用的基本模式，這些基本模式在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)高于同等規(guī)模的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。模體從局部刻畫(huà)給定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)相互連接的特定模式，對(duì)自下而上研究網(wǎng)絡(luò)全局構(gòu)成具有重要作用，被譽(yù)為真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的基元[18]。在關(guān)于網(wǎng)絡(luò)模體的研究中，學(xué)者普遍認(rèn)為3節(jié)點(diǎn)和4節(jié)點(diǎn)子圖對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能的揭示尤為重要，這與學(xué)術(shù)合作的一般規(guī)模相一致[19]。模體的發(fā)現(xiàn)可采用軟件實(shí)現(xiàn)，如fanmod軟件使用Rand-ESU算法[20]，運(yùn)算速度很快。

綜上可知，我國(guó)對(duì)基礎(chǔ)研究管理模式本身的探討還不夠深入，尤其是對(duì)不同科技計(jì)劃之間的對(duì)比分析相對(duì)較少。根據(jù)上文所述，本文基于我國(guó)基礎(chǔ)研究典型科技計(jì)劃，總結(jié)基礎(chǔ)研究類型并深入不同類型中探究自然形成的科研合作關(guān)系，從宏觀、中觀和微觀3個(gè)尺度,采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)成分和網(wǎng)絡(luò)模體3種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)定量分析方法，挖掘我國(guó)基礎(chǔ)研究的科研合作模式，對(duì)比分析我國(guó)基礎(chǔ)研究典型管理模式的優(yōu)缺點(diǎn)。研究思路與邏輯如圖1所示。

圖1 研究框架

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究基于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇支持基金為國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”的論文，文獻(xiàn)分類為基礎(chǔ)科學(xué)項(xiàng)下的流體力學(xué)，發(fā)表時(shí)間為2014—2018年。流體力學(xué)在航空航天等前沿領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，航空航天領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究代表著我國(guó)科學(xué)研究頂尖水平。本文選取在航空航天領(lǐng)域具有代表性的流體力學(xué)學(xué)科作為樣本，得到國(guó)家自然科學(xué)基金支持論文3 401篇和“973計(jì)劃”支持論文293篇。

構(gòu)建研究者之間的科研合作網(wǎng)絡(luò)G，節(jié)點(diǎn)代表學(xué)者，連邊代表學(xué)者之間的關(guān)系。

G={V,E}，V={v1,v2,…,vm}，E={e1,e2,…,en}

(1)

其中，V為學(xué)者節(jié)點(diǎn)的集合，m為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包含的學(xué)者數(shù)量，E為網(wǎng)絡(luò)中邊的集合，n為網(wǎng)絡(luò)中存在的科研合作關(guān)系數(shù)量。采用CiteSpace軟件，以累積的方式處理論文合作關(guān)系[21]，分別構(gòu)建無(wú)權(quán)無(wú)向的國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，最終得到包含844個(gè)節(jié)點(diǎn)2 612條邊的“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，以及包含8 220個(gè)節(jié)點(diǎn)26 017條邊的國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)Pajek與MATLAB軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和可視化。

2 分析與討論

2.1 宏觀網(wǎng)絡(luò)整體分析

2.1.1 度分布分析

網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接邊的數(shù)目，稱為節(jié)點(diǎn)度，科研合作網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度表示與該節(jié)點(diǎn)有過(guò)合作的人數(shù)。度分布衡量的是網(wǎng)絡(luò)中度的彌散程度，用概率分布函數(shù)P(k)表示，代表隨機(jī)從網(wǎng)絡(luò)中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其度為k的概率。網(wǎng)絡(luò)的無(wú)標(biāo)度特征由Barabasi等[22]發(fā)現(xiàn)，是指度分布呈冪函數(shù)形式衰減。網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點(diǎn)度都較小，度特別大的節(jié)點(diǎn)很少，體現(xiàn)出極強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)異質(zhì)性。

如圖2所示，根據(jù)Pajek網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度計(jì)算，得出國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)平均度為19.83，將節(jié)點(diǎn)的度分布進(jìn)行冪函數(shù)曲線回歸得到P(k)～6.713*k(-2.459)?？梢园l(fā)現(xiàn)，國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)服從的冪律度分布指數(shù)在2～3附近，具有顯著的無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征。如圖3所示，“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)平均度為9.43，將其度分布進(jìn)行冪函數(shù)曲線回歸，得到擬合優(yōu)度為0.588。結(jié)合觀察可發(fā)現(xiàn)，“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)也具有無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征，且兩種科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)都存在富者愈富的“馬太效應(yīng)”，即少數(shù)學(xué)者有著大量科研合作，大多數(shù)學(xué)者僅有少量或沒(méi)有科研合作，且因?yàn)闊o(wú)標(biāo)度結(jié)構(gòu),依然傾向于與合作者較多的學(xué)者合作。

圖2 國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)度分布 圖3 “973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)的度分布

2.1.2 最短路徑分析

網(wǎng)絡(luò)平均最短路徑長(zhǎng)度為網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間距離的平均值，即:

(2)

其中，dij為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)vi與vj之間的距離，N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量。平均最短路徑長(zhǎng)度描述網(wǎng)絡(luò)傳輸性能與效率，在科研合作網(wǎng)絡(luò)中可以表征學(xué)者間的合作溝通效率。計(jì)算得出國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)平均最短路徑分別為3.2和1.2，兩者最短路徑都較短，說(shuō)明學(xué)者聯(lián)系密切，但“973計(jì)劃”中學(xué)者聯(lián)系相較國(guó)家自然科學(xué)基金更為緊密。

2.1.3 集聚系數(shù)分析

集聚系數(shù)用于衡量網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)化程度，較高的集聚系數(shù)可以增強(qiáng)學(xué)者之間的信任，促進(jìn)其協(xié)作、資源共享和風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)。如果學(xué)者vi與vj有合作，學(xué)者vj與vk有合作，則節(jié)點(diǎn)(vi,vj,vk)為一個(gè)三元組，那么學(xué)者vi與vk很可能也有合作。如果學(xué)者vi與vk存在合作，則稱節(jié)點(diǎn)(vi,vj,vk)為一個(gè)閉環(huán)三元組。網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)為所有三元組中閉環(huán)三元組數(shù)目，即：

(3)

由Pajek計(jì)算得出國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)分別為0.33和0.45，說(shuō)明“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者三元組之間存在閉環(huán)的概率大于國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者集團(tuán)化程度更加顯著。

小世界特征由Watts&Strogatz[23]提出，該特征能夠促進(jìn)知識(shí)和信息流動(dòng)，提高網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力。結(jié)合最短路徑與集聚系數(shù)特征分析可知，兩類科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)都具有小世界特性，可以有效推動(dòng)科研創(chuàng)新。兩類科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行科研合作的學(xué)者之間都有較親近的社會(huì)關(guān)系，跨越性科研合作較少。相較于國(guó)家自然科學(xué)基金，“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者更傾向于進(jìn)行科研合作，集團(tuán)化程度顯著且與合作對(duì)象的社會(huì)關(guān)系更親密、直接。

2.1.4 重要節(jié)點(diǎn)分析

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要分為兩類：一類從社會(huì)網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā)，包括中心性等指標(biāo)；另一類從魯棒性角度出發(fā)，通過(guò)刪除網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)衡量網(wǎng)絡(luò)變化，包括網(wǎng)絡(luò)分離子圖數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)效率變化、最大子圖節(jié)點(diǎn)數(shù)等指標(biāo)。對(duì)于科研合作網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)的識(shí)別，以保持網(wǎng)絡(luò)完整性的中心性指標(biāo)為主[24-27]。

節(jié)點(diǎn)度即與該節(jié)點(diǎn)相連的邊數(shù)，直接體現(xiàn)與某點(diǎn)直接相連點(diǎn)的數(shù)量，點(diǎn)度中心性是點(diǎn)的度與其最大可能度的比值，衡量節(jié)點(diǎn)在其鄰居節(jié)點(diǎn)當(dāng)中的中心程度。點(diǎn)的介數(shù)是網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過(guò)該點(diǎn)數(shù)量的比例，反映節(jié)點(diǎn)或邊在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中連接兩個(gè)子圖或社團(tuán)的作用和影響力，介數(shù)中心性即是對(duì)這種中介作用的衡量。接近度是測(cè)量節(jié)點(diǎn)通過(guò)最短路徑與其它節(jié)點(diǎn)的接近程度，刻畫(huà)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)其它節(jié)點(diǎn)的難易程度，反映節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其它節(jié)點(diǎn)施加影響的能力，也反映節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中居于中心位置的程度。

表1列出了根據(jù)中心性識(shí)別得出國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中的重要學(xué)者，其中僅薛創(chuàng)和李明兩位學(xué)者在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)出現(xiàn)，說(shuō)明兩類科技計(jì)劃中科研主干力量有很大不同，在有限精力下，學(xué)者傾向于僅全力參與一類重大科技項(xiàng)目研究工作。從論文發(fā)表數(shù)和學(xué)者數(shù)量看，參加國(guó)家自然科學(xué)基金的學(xué)者多于“973計(jì)劃”，兩者人均論文發(fā)表數(shù)相差不大，國(guó)家自然科學(xué)基金僅較“973計(jì)劃”高出0.6篇/人。進(jìn)一步檢索重要學(xué)者所屬單位發(fā)現(xiàn)，兩類科技計(jì)劃中重要學(xué)者絕大多數(shù)來(lái)自北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所和中國(guó)工程物理研究院兩家單位，同時(shí)“973計(jì)劃”重要學(xué)者中還有較多來(lái)自中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心?？傮w看，兩類科技計(jì)劃重要學(xué)者隸屬單位以科研機(jī)構(gòu)為主，其中國(guó)家自然科學(xué)基金參與單位更為多樣，包含更多高等院校。

表1 基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)重要學(xué)者

2.2 中觀網(wǎng)絡(luò)成分分析

成分是網(wǎng)絡(luò)中最大關(guān)聯(lián)子圖，從有無(wú)角度反映科研團(tuán)體合作特征。如圖4所示，根據(jù)成分分析將國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)分為1 091個(gè)成分，其中以學(xué)者張永輝為代表的最大成分含有2 567個(gè)節(jié)點(diǎn)，其規(guī)模占所有節(jié)點(diǎn)的31.23%，最小為46個(gè)單個(gè)學(xué)者構(gòu)成的成分，占所有成分的4.2%，3人以上構(gòu)成的成分為863個(gè)，占所有成分的79%。“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)如圖5所示，可以分為163個(gè)成分，其中以學(xué)者張順玉為代表的最大成分包含39個(gè)節(jié)點(diǎn)，其規(guī)模占所有節(jié)點(diǎn)的4.6%，最小為4個(gè)單個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的成分，占所有成分的2.5%，3人以上構(gòu)成的成分為135個(gè)，占所有成分的82.8%。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，“973計(jì)劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中成分分布較為均勻，更有組織性，游離于群體之外的單個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)較少，學(xué)者更傾向于進(jìn)行科研合作；國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)合作關(guān)系則呈現(xiàn)兩級(jí)分化態(tài)勢(shì)，傾向于合作的學(xué)者組成大規(guī)模圈子，傾向于獨(dú)自探索的學(xué)者也占較大比例，同時(shí)還存在一定比例的小型團(tuán)隊(duì)。

圖4 國(guó)家自然科學(xué)基金科研合作網(wǎng)絡(luò)

圖5 “973計(jì)劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)

2.3 微觀基元模體分析

模體從局部刻畫(huà)給定網(wǎng)絡(luò)相互連接的特定模式，是微觀基元合作模式的反映。模體的重要性主要有Z-score和濃度兩個(gè)度量指數(shù)。其中，Z-score反映模體在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)頻率的差距，計(jì)算方法為：

(4)

其中，Nreali為實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中模體i出現(xiàn)的頻率，Nrandi表示生成的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中模體i出現(xiàn)的頻率，〈Nrandi〉為Nrandi的平均值，σrandi為Nrandi的標(biāo)準(zhǔn)差。

模體濃度的定義基于子圖濃度。擁有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的第i種子圖濃度為實(shí)際出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)中第i種子圖數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)中所有N個(gè)節(jié)點(diǎn)子圖總數(shù)量之比，計(jì)算方法為：

(5)

其中，Ni為第i種子圖數(shù)量。本研究采用fanmod和MATLAB軟件構(gòu)建1 000個(gè)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，得出顯著性水平p<0.05的3節(jié)點(diǎn)與4節(jié)點(diǎn)子圖，然后對(duì)“973計(jì)劃”和國(guó)家自然科學(xué)基金科研合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模體濃度與Z-score計(jì)算，結(jié)果如表2所示。“973計(jì)劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)模體中具有更多完備子圖型模體(1-3-1、1-4-1)，且濃度均為70%以上，顯示出更強(qiáng)的科研合作緊密度，項(xiàng)目中學(xué)者平等地與其他學(xué)者合作，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合態(tài)勢(shì)，但核心學(xué)者的地位不突出。與之相對(duì)，國(guó)家自然科學(xué)基金科研合作網(wǎng)絡(luò)模體中也存在完備子圖型模體(1-3-1、1-4-1)，但濃度僅為36.53%和9.05%，在4節(jié)點(diǎn)模體中，突出核心學(xué)者作用的2-4-1模體濃度最大為38.76%,表明強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合現(xiàn)象相對(duì)較少，核心學(xué)者的地位更為突出。

表2 網(wǎng)絡(luò)模體形式

2.4 科研合作模式

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者知識(shí)共享與交流模式，根據(jù)上述多層次分析可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中主要科研合作模式有單點(diǎn)型、流線型、平衡型、核心型4種。

(1)單點(diǎn)型：學(xué)者獨(dú)立科研并發(fā)表文章，人才吸收能力更強(qiáng)，科研合作程度較低。單點(diǎn)型科研合作模式在國(guó)家自然科學(xué)基金和“973計(jì)劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)中都有所體現(xiàn)，但在前者中占比更高。說(shuō)明獨(dú)立學(xué)者更傾向于參與自由探索型基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式在吸收人才力量方面表現(xiàn)更佳，能給小型團(tuán)隊(duì)帶來(lái)更多資助機(jī)會(huì)，但小型團(tuán)隊(duì)被吸收進(jìn)項(xiàng)目體系后，仍然缺少建立科研合作的途徑，科研合作程度不高。相比之下，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理對(duì)于人才的吸納作用較弱，但科研合作程度更高。

單點(diǎn)型科研合作模式在兩種管理模式中的占比差異是人才隊(duì)伍選拔機(jī)制不同所致。自由探索型基礎(chǔ)研究主要是自下而上的申請(qǐng)審核制，而需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理則包含自上而下的優(yōu)勢(shì)力量邀請(qǐng)制和自下而上的自薦申請(qǐng)制兩種，并且由于其舉全國(guó)之力的性質(zhì)及任務(wù)時(shí)效性限制，注重參研團(tuán)隊(duì)實(shí)力，因而更傾向于優(yōu)勢(shì)力量邀請(qǐng)制。以獨(dú)立學(xué)者為代表的小型團(tuán)隊(duì)通常沒(méi)有廣泛的知名度，也達(dá)不到被項(xiàng)目機(jī)構(gòu)邀請(qǐng)的條件，是在原始性創(chuàng)新中容易被忽略的重要力量，這也導(dǎo)致需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理對(duì)人才的吸納作用不足。

(2)流線型：各節(jié)點(diǎn)一個(gè)接一個(gè)呈線形結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖6)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不利于知識(shí)交流與共享，是科研合作程度不高的重要體現(xiàn)。當(dāng)前項(xiàng)目科研活動(dòng)中，存在項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)與結(jié)題報(bào)告合作的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為各方共同申請(qǐng)項(xiàng)目、撰寫(xiě)申請(qǐng)書(shū)，實(shí)際任務(wù)卻單干、毫無(wú)交流，結(jié)題時(shí)將報(bào)告匯在一起完成項(xiàng)目合作，這種表層的科研合作缺少科學(xué)靈感之間的相互碰撞，自然無(wú)法體現(xiàn)出科研合作對(duì)基礎(chǔ)研究與科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。流線型科研合作模式在兩種基礎(chǔ)研究管理模式中都有所體現(xiàn)且占比相當(dāng)，均存在科研合作程度不高的問(wèn)題。

圖6 流線型科研合作模式

(3)平衡型：子圖中不存在核心作者，或核心學(xué)者地位不突出，如圖7所示。平衡型合作模式體現(xiàn)人才強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，魯棒性較高，科研合作穩(wěn)定深入，有利于多方交流合作，不易因個(gè)別人才流失導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)瓦解。平衡型合作模式是“973計(jì)劃”學(xué)者普遍采用的合作模式，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)中，人才合作更平衡，網(wǎng)絡(luò)魯棒性也更強(qiáng)，這與需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究“集中力量辦大事”的特點(diǎn)密切相關(guān)，其人才隊(duì)伍選拔方式?jīng)Q定了參與人員科研能力更受普遍認(rèn)可，從而易于產(chǎn)生強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的合作局面。相較需求攻關(guān)型，自由探索型基礎(chǔ)研究管理中平衡型科研合作模式較少，應(yīng)加強(qiáng)合作引導(dǎo)，從管理角度出發(fā)，幫助團(tuán)隊(duì)發(fā)掘潛在科研合作對(duì)象，以達(dá)成更多平衡型科研合作。

圖7 平衡型科研合作模式

(4)核心型：子圖中包含核心學(xué)者，非核心學(xué)者傾向于與核心學(xué)者開(kāi)展合作，非核心學(xué)者之間合作較少，如圖8所示。核心型科研合作模式中，交流合作主要依賴于核心學(xué)者，魯棒性較低，但該模式屬于典型的導(dǎo)師-學(xué)生模式，具有較強(qiáng)的人才培養(yǎng)作用。核心型科研合作模式是國(guó)家自然科學(xué)基金中學(xué)者主要的合作模式，而“973計(jì)劃”中則較少。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)科研合作網(wǎng)絡(luò)魯棒性更高，而自由探索型基礎(chǔ)研究科研合作更重視核心學(xué)者地位，自由探索型基礎(chǔ)研究在現(xiàn)實(shí)科研生活中也是高校團(tuán)隊(duì)的首選，具有更強(qiáng)的人才培養(yǎng)作用。

圖8 核心型科研合作模式

3 結(jié)論與啟示

3.1 研究結(jié)論

根據(jù)選題來(lái)源和人才隊(duì)伍選拔機(jī)制可以將我國(guó)基礎(chǔ)研究分為需求攻關(guān)型與自由探索型兩種管理模式。從基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)整體層次看，兩種基礎(chǔ)研究管理模式下的科研主干力量具有很大不同，學(xué)者傾向于僅全力參與一類重大科技項(xiàng)目研究工作，重要學(xué)者多數(shù)隸屬于科研院所。其中，自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式參研人員更多，重要學(xué)者隸屬于高校的比重更大，人均發(fā)文數(shù)略高于需求攻關(guān)型。兩類基礎(chǔ)研究管理模式下的科研合作網(wǎng)絡(luò)均具有無(wú)標(biāo)度和小世界特征，有助于推動(dòng)科研創(chuàng)新，但需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理下的科研合作網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)者聯(lián)系相較自由探索型基礎(chǔ)研究管理更為緊密，合作傾向更強(qiáng)，集團(tuán)化程度更高。從中觀網(wǎng)絡(luò)成分層次看，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式下的科研合作團(tuán)體規(guī)模更均勻、更有組織性；自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式下，科研合作團(tuán)體規(guī)模分布則呈現(xiàn)兩級(jí)分化態(tài)勢(shì)，傾向于合作的學(xué)者組成大規(guī)模圈子，傾向于獨(dú)自探索和組成小型團(tuán)體的學(xué)者也占較大比例。在微觀基元層次，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式下的科研合作關(guān)系更多呈現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，而自由探索型則更加突出核心學(xué)者的作用。

具體而言，我國(guó)基礎(chǔ)研究科研合作模式主要可以分為單點(diǎn)型、流線型、平衡型和核心型4種。自由探索型基礎(chǔ)研究管理更多的是單點(diǎn)型、流線型和核心型科研合作，更突出核心學(xué)者地位且注重人才的吸收培養(yǎng)。需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理則以平衡型和流線型科研合作模式為主，科研合作更平衡、魯棒性更高，體現(xiàn)人才強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，不易因個(gè)別人才流失造成合作交流瓦解，但吸納與培養(yǎng)人才的作用略顯不足。此外，兩種科研管理模式都存在流線型科研合作模式，體現(xiàn)出科研合作廣度和深度不夠，仍然具有較大提升空間。

3.2 理論貢獻(xiàn)

本研究界定了自由探索與需求攻關(guān)型兩種基礎(chǔ)研究管理模式，發(fā)掘兩種不同基礎(chǔ)研究管理模式下自主形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)中蘊(yùn)含4種科研合作模式，并對(duì)比兩類基礎(chǔ)研究管理模式在促進(jìn)科研合作方面的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)論對(duì)科研管理和基礎(chǔ)研究管理理論具有一定補(bǔ)充意義，有助于科研人員對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)研究管理模式和科研合作模式進(jìn)行系統(tǒng)性了解，也有助于相關(guān)管理部門理清我國(guó)基礎(chǔ)研究管理和科研合作現(xiàn)狀，對(duì)解決我國(guó)基礎(chǔ)研究“卡脖子”問(wèn)題，完成管理轉(zhuǎn)型，走出中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路具有一定指導(dǎo)意義。

3.3 管理啟示

需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)，魯棒性強(qiáng)、合作緊密、集團(tuán)化程度高、組織均勻、合作平衡，集中了頂尖的人力物力，具有更嚴(yán)格的組織管理，在國(guó)家重大需求下集中突破核心科學(xué)問(wèn)題，是中國(guó)速度在科研領(lǐng)域的體現(xiàn)，也是應(yīng)對(duì)當(dāng)前科技發(fā)展困局的短期解決方案。但該模式依賴于有關(guān)部門和專家的眼界判斷，課題覆蓋程度較低，難以應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展的復(fù)雜變化。

自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)，核心學(xué)者地位突出、整體結(jié)構(gòu)松散、小型團(tuán)隊(duì)多，有助于廣泛吸納和培養(yǎng)人才，科學(xué)家好奇心驅(qū)動(dòng)的自由選題也可以增加課題覆蓋廣度，從人才儲(chǔ)備和課題覆蓋兩方面降低不確定性影響，從而保障我國(guó)基礎(chǔ)研究能力的可持續(xù)發(fā)展，是應(yīng)對(duì)當(dāng)前科技發(fā)展困局的長(zhǎng)期解決方案。但由于當(dāng)前基礎(chǔ)研究“卡脖子”問(wèn)題存在明確的短板與需求，自由探索型基礎(chǔ)研究缺乏針對(duì)性，無(wú)法快速補(bǔ)足弱項(xiàng)，因此一定時(shí)期內(nèi)我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展仍會(huì)受制于人。

基于此，以長(zhǎng)期方案為基礎(chǔ)，短期方案為補(bǔ)充，兩者相結(jié)合才能走出中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路，解決基礎(chǔ)研究“卡脖子”問(wèn)題。在管理辦法轉(zhuǎn)型上，應(yīng)更加突出自由探索型基礎(chǔ)研究管理的人才培養(yǎng)作用，一方面，豐富基礎(chǔ)研究資助層次，降低申請(qǐng)門檻，創(chuàng)造條件引導(dǎo)學(xué)者進(jìn)行基礎(chǔ)研究；另一方面，在項(xiàng)目層面突出同行交流合作和專家的作用，提倡通過(guò)交流解決科學(xué)問(wèn)題，提升學(xué)者研究水平。而對(duì)于需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究，則應(yīng)該更加突出其集中頂尖人才解決重大問(wèn)題的特點(diǎn)，給予頂尖人才充分的科研空間，提供科研條件與設(shè)施保障，優(yōu)化績(jī)效考評(píng)指標(biāo)，以代表作而非發(fā)文量等不符合基礎(chǔ)研究客觀規(guī)律的量化指標(biāo)評(píng)價(jià)科研進(jìn)展與成果。同時(shí)，兩種基礎(chǔ)研究管理模式都要提升科研合作深度與廣度，相關(guān)管理單位和依托單位應(yīng)為參研學(xué)者提供更多跨學(xué)科交流、國(guó)際合作機(jī)會(huì)，注重運(yùn)用里程碑節(jié)點(diǎn)控制等手段促進(jìn)實(shí)打?qū)嵉目蒲泻献?，從體制機(jī)制角度提升基礎(chǔ)研究科研水平，促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)研究成果迸發(fā)。