劉玉梅 溫 馨 孟翔飛

(1.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 沈陽(yáng) 110087；2. 遼寧公安司法管理干部學(xué)院 沈陽(yáng) 110161；3. 遼寧警察學(xué)院 大連 116036)

0 引 言

突破性技術(shù)創(chuàng)新(Breakthrough technology innovation)被認(rèn)為是脫離原有技術(shù)軌道的一種不連續(xù)創(chuàng)新，是發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)“跨越式追趕”的絕佳“機(jī)會(huì)窗口”[1-2]。而縱觀突破性技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展歷程，多是由不同技術(shù)間的互補(bǔ)和累積效應(yīng)增強(qiáng)而產(chǎn)生并發(fā)展的，即突破性技術(shù)很多都是不同領(lǐng)域技術(shù)的交融而產(chǎn)生的[3-4]。人類社會(huì)發(fā)展實(shí)踐也充分證明：處于不同技術(shù)軌道上的技術(shù)進(jìn)行交叉融合實(shí)現(xiàn)了技術(shù)軌道的躍遷，逐漸成為突破性技術(shù)的重要源頭。因此，通過(guò)技術(shù)軌道躍遷，探索突破性技術(shù)產(chǎn)生的機(jī)理及預(yù)測(cè)方法，是突破性技術(shù)創(chuàng)新的理論與實(shí)踐研究中的重要命題。

現(xiàn)有文獻(xiàn)集中于從專利分析視角、技術(shù)演化視角、主題突變視角、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)發(fā)展視角等對(duì)突破性技術(shù)的識(shí)別和預(yù)測(cè)開(kāi)展研究[5-10]。其中，從技術(shù)演化視角預(yù)測(cè)突破性技術(shù)是采用技術(shù)軌道轉(zhuǎn)換論的觀點(diǎn)，主要是在新技術(shù)軌道還沒(méi)形成時(shí)，通過(guò)判斷新舊技術(shù)軌道的轉(zhuǎn)換期來(lái)找到突破性技術(shù)。換而言之，突破性技術(shù)通常出現(xiàn)在技術(shù)軌道長(zhǎng)期穩(wěn)定之后的跳躍，即新舊技術(shù)軌道的更迭期并改變?cè)屑夹g(shù)軌道?，F(xiàn)有文獻(xiàn)在一定程度上探討了技術(shù)軌道與突破性技術(shù)形成的關(guān)聯(lián)，但并沒(méi)有從突破性技術(shù)軌道躍遷的動(dòng)力來(lái)源角度分析突破性技術(shù)預(yù)測(cè)的機(jī)理。而通過(guò)技術(shù)軌道躍遷提前預(yù)測(cè)出突破性技術(shù)，不僅能夠加快產(chǎn)生突破性技術(shù)的進(jìn)程，還能有效降低形成突破性技術(shù)失敗概率?；诖?，本文基于技術(shù)軌道躍遷視角，分析突破性技術(shù)產(chǎn)生的軌道躍遷機(jī)理和動(dòng)力來(lái)源，提出基于技術(shù)軌道躍遷的突破性技術(shù)預(yù)測(cè)方法，并通過(guò)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)的專利數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行測(cè)算，驗(yàn)證本文提出方法的有效性。

1 基于技術(shù)軌道躍遷的突破性技術(shù)產(chǎn)生機(jī)理

1.1突破性技術(shù)與技術(shù)軌道躍遷的關(guān)系作為基于突破性技術(shù)之上的創(chuàng)新，突破性技術(shù)創(chuàng)新更強(qiáng)調(diào)知識(shí)的創(chuàng)造性，其不僅僅是伴隨科學(xué)知識(shí)的突變或是科學(xué)原理的變化而產(chǎn)生的，而更多是來(lái)源于跨領(lǐng)域的技術(shù)融合[11-13]。特別是在多學(xué)科交叉融合發(fā)展的背景下，之前相互關(guān)聯(lián)程度較低的技術(shù)開(kāi)始逐漸相互交叉與融合，打破了以往知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)技術(shù)發(fā)展軌道的束縛[14-16]。這使得既定的技術(shù)軌道得以突破，相互交叉融合形成新的技術(shù)軌道，進(jìn)而產(chǎn)生了突破性技術(shù)。

一般地，描述技術(shù)軌道會(huì)采用S形曲線，如圖1中的兩條曲線。本文假設(shè)有兩條技術(shù)軌道，代表兩種技術(shù)發(fā)展的軌跡。本文認(rèn)為，突破性技術(shù)創(chuàng)新的形成，是突破了原有技術(shù)軌道，跨越到一個(gè)全新的技術(shù)軌道，也就是從一條連續(xù)的S曲線躍遷到另一條連續(xù)的S曲線，發(fā)展軌道出現(xiàn)不連續(xù)性，引發(fā)了新的技術(shù)發(fā)展方向。新的技術(shù)發(fā)展路徑并不是在原有的技術(shù)路徑上進(jìn)行優(yōu)化、延續(xù)、改進(jìn)，而是發(fā)展出一條全新的技術(shù)路徑，破壞了企業(yè)原有能力，要求在新的技術(shù)方向上發(fā)展新的能力，形成全新的技術(shù)、產(chǎn)品或服務(wù)，這時(shí)新技術(shù)軌道的技術(shù)水平要高于舊技術(shù)軌道的技術(shù)水平，在t時(shí)刻新技術(shù)軌道與舊技術(shù)軌道間的距離AB可以視為技術(shù)軌道的躍遷程度，如圖1所示。

圖1 技術(shù)軌道躍遷簡(jiǎn)化模型

1.2突破性技術(shù)創(chuàng)新的軌道躍遷動(dòng)力來(lái)源由上述可知，突破性技術(shù)軌道是由舊的范式向新的范式發(fā)展引起不連續(xù)變化的躍遷。綜合現(xiàn)有研究成果可知，突破性技術(shù)創(chuàng)新的軌道躍遷動(dòng)力來(lái)源有兩種：

a.外部環(huán)境的干擾和影響，如市場(chǎng)需求、技術(shù)體制、經(jīng)濟(jì)制度和能源狀況等非技術(shù)自身因素的變化導(dǎo)致的技術(shù)軌道發(fā)生躍遷。

b.技術(shù)的新穎度、差異度和融合度。新穎性程度高的技術(shù)并不一定會(huì)引發(fā)技術(shù)軌道的躍遷，很可能依然沿著原有軌道發(fā)展，但如果新穎性技術(shù)與原有技術(shù)軌道技術(shù)進(jìn)行交叉融合，或是代表了不同領(lǐng)域技術(shù)軌道上的異質(zhì)化技術(shù)間進(jìn)行融合，更可能實(shí)現(xiàn)技術(shù)軌道的躍遷，也更可能形成新的突破性技術(shù)。

1.3突破性技術(shù)軌道躍遷的機(jī)理模型由上述可知，技術(shù)軌道能否躍遷，形成突破性技術(shù)，主要取決于技術(shù)的新穎度、差異度和融合度。技術(shù)融合是技術(shù)軌道躍遷、產(chǎn)生突破性技術(shù)的必要條件，因而本文主要從其他兩方面分析突破性技術(shù)軌道躍遷的機(jī)理，并給出概念模型。

1.3.1 技術(shù)新穎度與軌道躍遷 基于上述，本文認(rèn)為，將新穎程度高的技術(shù)間進(jìn)行組合、融合更可能產(chǎn)生技術(shù)軌道躍遷，并形成突破性技術(shù)。原因是突破性技術(shù)的形成往往需要組合新穎的知識(shí)元素或者以前所未有的方式組合已有知識(shí)元素[17]。而這種新穎知識(shí)元素及新的組合方式?jīng)Q定著技術(shù)是否發(fā)生本質(zhì)改變。但需要注意的是，僅僅關(guān)注新穎度高的技術(shù)組合、融合，并不總能發(fā)生軌道躍遷，原因是相似程度高的技術(shù)間融合往往只是對(duì)原有技術(shù)軌道發(fā)生優(yōu)化，帶來(lái)產(chǎn)品性能的改進(jìn)，并不會(huì)對(duì)技術(shù)軌道產(chǎn)生根本性轉(zhuǎn)變。

1.3.2 技術(shù)差異度與軌道躍遷 跨領(lǐng)域技術(shù)或差異度高且處于不同技術(shù)軌道的技術(shù)進(jìn)行交叉滲透更容易發(fā)生技術(shù)軌道躍遷，產(chǎn)生突破性技術(shù)。主要原因是源于大量不相關(guān)領(lǐng)域或跨越不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)的技術(shù)不斷發(fā)生交叉、嵌入、融合，產(chǎn)生了全新的功能及應(yīng)用[18-19]，也是企業(yè)躍遷至新的技術(shù)軌道的方式。仍要注意的是，差異度大的技術(shù)組合也未必一定會(huì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)軌道的躍遷，原因是如果技術(shù)融合度低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合，技術(shù)水平仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)重大突破，突破性技術(shù)同樣無(wú)法形成。

綜上所述，只有將不同技術(shù)軌道、差異性大的并具有高新穎性的技術(shù)進(jìn)行技術(shù)融合并反復(fù)迭代試驗(yàn)，通過(guò)累積性的變革推動(dòng)技術(shù)迭代以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的累積與突破，實(shí)現(xiàn)技術(shù)軌道的躍遷，最終產(chǎn)生突破性技術(shù)，如圖2所示。

圖2 技術(shù)軌道躍遷模型

2 基于軌道躍遷的突破性技術(shù)預(yù)測(cè)方法

2.1突破性技術(shù)預(yù)測(cè)方法的理論框架影響技術(shù)軌道躍遷的因素有很多，以位于不同技術(shù)軌道的新穎性技術(shù)間或新穎性技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)間的交叉融合為技術(shù)軌道躍遷的直接影響因素，市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等因素為間接影響因素。本文主要依據(jù)技術(shù)軌道是否實(shí)現(xiàn)躍遷及躍遷程度預(yù)測(cè)突破性技術(shù)，從知識(shí)或技術(shù)跨領(lǐng)域融合是突破性技術(shù)形成的主要來(lái)源進(jìn)行分析，提煉出基于技術(shù)軌道躍遷預(yù)測(cè)突破性技術(shù)的主要指標(biāo)：技術(shù)新穎度、技術(shù)差異度及技術(shù)融合度。基于此，本文提出了基于軌道躍遷的突破性技術(shù)預(yù)測(cè)方法的理論架構(gòu)，如圖3所示。

圖3 基于技術(shù)軌道躍遷突破性技術(shù)預(yù)測(cè)方法的理論框架

2.2突破性技術(shù)預(yù)測(cè)指標(biāo)體系建構(gòu)根據(jù)上述分析，處于不同技術(shù)軌道的新穎性技術(shù)通過(guò)交叉融合形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的新穎度、差異度及融合度是決定技術(shù)軌道能否實(shí)現(xiàn)躍遷及躍遷程度的關(guān)鍵，也是形成突破性技術(shù)的重要指標(biāo)。

2.2.1 技術(shù)新穎度 目前對(duì)于技術(shù)新穎性程度的測(cè)量同樣沒(méi)有公認(rèn)的指標(biāo)，本文借鑒陳超美博士提出的Sigma指數(shù)[20]，具體計(jì)算方法如公式(1)所示。

Sigma=(centrality+1)burstness

(1)

其中，Burstness是指某技術(shù)軌道上在某時(shí)間段內(nèi)突然發(fā)生增長(zhǎng)的變化率，突發(fā)性的節(jié)點(diǎn)增多，表明出現(xiàn)的新穎性技術(shù)及融入的新領(lǐng)域增多[20]。中介中心性用來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源的控制能力，高中介中心度的節(jié)點(diǎn)被視為多領(lǐng)域交匯融合的中樞。這兩個(gè)指標(biāo)復(fù)合構(gòu)成了Sigma指數(shù)用來(lái)識(shí)別技術(shù)的新穎性不僅能判斷出節(jié)點(diǎn)的突增程度和突發(fā)性，也能判斷出節(jié)點(diǎn)是否屬于影響網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，可以用來(lái)表征潛在的突破性技術(shù)。

2.2.2 技術(shù)差異度 現(xiàn)有研究主要從技術(shù)相關(guān)性、語(yǔ)義相似度、專利分類、專利引文等角度研究了技術(shù)的差異度。本文以德溫特創(chuàng)新專利引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)(Derwent Innovation Index，DII)中的德溫特手工代碼(DMC)為測(cè)量工具，通過(guò)計(jì)算德溫特手工代碼間概念語(yǔ)義相似度測(cè)量技術(shù)間的差異度。

2.2.3 技術(shù)融合度 現(xiàn)有研究大多以專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析方法主要有專利引文分析法、專利共現(xiàn)分析法以及文本挖掘方法，也有研究將多種方法相結(jié)合分析技術(shù)融合，其中以專利引文分析和專利共現(xiàn)分析方法最為常用。本文以德溫特手工代碼(DMC)為測(cè)量工具，根據(jù)DMC在專利中的共現(xiàn)關(guān)系衡量技術(shù)間共現(xiàn)關(guān)系。分別統(tǒng)計(jì)各DMC間共現(xiàn)頻次，由于兩個(gè)DMC共現(xiàn)頻次的多少直接受到它們各自出現(xiàn)的頻次的影響，為真正揭示DMC間共現(xiàn)關(guān)系，本研究采用Salton指數(shù)，將共現(xiàn)頻次這一絕對(duì)值轉(zhuǎn)換為共現(xiàn)強(qiáng)度這一相對(duì)值，計(jì)算出各個(gè)DMC之間共現(xiàn)強(qiáng)度值后，構(gòu)建DMC共現(xiàn)矩陣。由于不同技術(shù)軌道技術(shù)的異質(zhì)性使得這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合是件非常不容易的事情，需要突破已有技術(shù)領(lǐng)域的局限進(jìn)行創(chuàng)造性的反復(fù)迭代試驗(yàn)。本文要通過(guò)專利共現(xiàn)分析找出那些建立在不同技術(shù)軌道上并真正能夠?qū)崿F(xiàn)融合的技術(shù)組合。

2.2.4 技術(shù)軌道躍遷程度的表征 本文利用技術(shù)軌道躍遷程度，即技術(shù)的新穎度、差異度、融合度綜合判定突破性技術(shù)形成可能性的大小，進(jìn)而預(yù)測(cè)突破性技術(shù)產(chǎn)生的方向。

一般地，本文提出技術(shù)軌道躍遷程度的計(jì)算公式如公式(2)所示。

Xij=A1(Ni+Nj)+A2Dij+A3Rij

(2)

其中，Xij為技術(shù)軌道躍遷程度，表示第i個(gè)技術(shù)主題(i=1，2，3…，n)與第j個(gè)技術(shù)主題(j=1，2，3…，m)融合后的軌道躍遷程度，Ni表示第i個(gè)技術(shù)主題的新穎度，Nj表示第j個(gè)技術(shù)主題的新穎度，Dij表示第i個(gè)技術(shù)主題與第j個(gè)技術(shù)主題間的差異程度，Rij表示第i個(gè)技術(shù)主題與第j個(gè)技術(shù)主題間的融合程度，A1表示第i個(gè)技術(shù)主題和第j個(gè)技術(shù)主題新穎度的權(quán)重，A2表示第i個(gè)技術(shù)主題與第j個(gè)技術(shù)主題間差異度的權(quán)重，A3表示第i個(gè)技術(shù)主題與第j個(gè)技術(shù)主題間融合度的權(quán)重。采用熵權(quán)法計(jì)算技術(shù)的新穎度、差異度以及融合度對(duì)技術(shù)軌道躍遷程度的影響權(quán)重。如公式(3)所示。

(3)

其中，pij表示每項(xiàng)占總數(shù)的比例，i為指標(biāo)，n為記錄數(shù)，H介于0～1之間。求出熵值后，再轉(zhuǎn)化為權(quán)重，如公式(4)所示。

(4)

其中，0≤wj≤1,∑Wi=1。

a.新穎度。在處于不同技術(shù)軌道技術(shù)進(jìn)行交叉融合的網(wǎng)絡(luò)中利用節(jié)點(diǎn)的中介中心性以及突變性度量節(jié)點(diǎn)新穎度指標(biāo)Sigma指數(shù)，如公式(5)所示。

Ni=Sigma=(centrality+1)burstness

(5)

其中，Ni表示第i個(gè)技術(shù)主題的新穎度，centrality為中介中心性值、burstness為Burst指數(shù)的值。

b.差異度。技術(shù)差異度的計(jì)算方法有很多，本文利用語(yǔ)義相似度來(lái)間接表示技術(shù)的差異度。德溫特手工代碼(DMC)共7個(gè)層級(jí)，是以字符串的形式呈現(xiàn)出來(lái)的，并按照分層結(jié)構(gòu)排列的。利用字符串比較算法計(jì)算不同的DMC之間的差異度，取值范圍為[0,1]，差異度計(jì)算如公式(6)所示。

Dij=1-sij

(6)

其中，sij的計(jì)算如公式(7)所示：

(7)

Ci與Cj是同一領(lǐng)域本體中的兩個(gè)概念，若Cj?Ci，則稱概念Ci是概念Cj的上位概念；若Ci?Cj，則稱概念Ci是概念Cj的下位概念；概念Ci和它的所有上位概念共同組成的集合CiS是Ci的上位概念集合。CiS中至少包含概念Ci，所以集合CiS不為空。sij為Ci與Cj各自上位概念集合的交集與并集的比值。

c.融合度。技術(shù)融合的緊密程度可以通過(guò)技術(shù)之間的共現(xiàn)現(xiàn)象反映，技術(shù)間共現(xiàn)關(guān)系可以通過(guò)DMC在專利文獻(xiàn)中的共現(xiàn)來(lái)衡量。本文將共現(xiàn)頻次這一絕對(duì)值轉(zhuǎn)換為共現(xiàn)強(qiáng)度這一相對(duì)值，以揭示DMC即技術(shù)間共現(xiàn)關(guān)系，其中共現(xiàn)強(qiáng)度的計(jì)算采用Salton指數(shù)，其計(jì)算如公式(8)所示。

(8)

其中，ni為特征項(xiàng)DMCi在專利文本集合中的頻次，nj為特征項(xiàng)DMCj在專利文本集合中的頻次，nij為第DMCi與DMCj在文本集合中的共現(xiàn)頻次，Rij為轉(zhuǎn)換后的共現(xiàn)強(qiáng)度值。

2.3預(yù)測(cè)突破性技術(shù)的方法與流程本文以石墨烯技術(shù)為例，通過(guò)技術(shù)軌道躍遷預(yù)測(cè)石墨烯突破性技術(shù)。首先，識(shí)別出新穎性程度高的技術(shù)。通過(guò)德溫特創(chuàng)新專利引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)(Derwent Innovation Index，DII), 以“Graphene”為主題詞進(jìn)行檢索，檢索出86 749條德溫特手工代碼，利用CiteSpace信息可視化工具，找到Sigma指數(shù)高的手工代碼，即新穎程度高的技術(shù)；利用語(yǔ)義相似度來(lái)間接表示技術(shù)的差異度，通常不同技術(shù)軌道的跨領(lǐng)域技術(shù)差異性較高；在找出的新穎性程度高、差異性程度大的技術(shù)中，找出存在共現(xiàn)關(guān)系的技術(shù)組合，并采用Salton指數(shù)計(jì)算技術(shù)組合間的共現(xiàn)強(qiáng)度，揭示出DMC即技術(shù)間共現(xiàn)關(guān)系；利用技術(shù)軌道躍遷程度的計(jì)算公式預(yù)測(cè)出更有可能發(fā)展成為突破性技術(shù)的組合，具體流程如圖4所示。

圖4 預(yù)測(cè)突破性技術(shù)的方法與流程圖

3 應(yīng)用實(shí)例：石墨烯領(lǐng)域突破性技術(shù)創(chuàng)新的預(yù)測(cè)與分析

石墨烯作為一種新型材料，已經(jīng)成為“中國(guó)制造2025”新材料領(lǐng)域的戰(zhàn)略重點(diǎn)，被列為“十三五”新材料領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展方向。近年來(lái)，石墨烯越來(lái)越受到各國(guó)政府的重視，導(dǎo)致新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)觸及到健康醫(yī)療、電子信息、節(jié)能環(huán)保、儲(chǔ)能、化工、航空航天等，并預(yù)計(jì)將為新一代顯示器、半導(dǎo)體等行業(yè)帶來(lái)革命性突破。通過(guò)對(duì)石墨烯專利技術(shù)德溫特手工代碼(DMC)的分析，能夠把握石墨烯專利涉及的技術(shù)研究領(lǐng)域、技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)以及技術(shù)關(guān)聯(lián)等問(wèn)題。本文研究數(shù)據(jù)選擇德溫特創(chuàng)新專利引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)檢索時(shí)間跨度定為石墨烯被發(fā)現(xiàn)的2004年至今，檢索日期為2020年7月20日。

3.1技術(shù)新穎度的識(shí)別與測(cè)算根據(jù)CiteSpace軟件得出Sigma指數(shù)排名靠前的石墨烯技術(shù)德溫特手工代碼，如表1所示，表明新穎性程度高的石墨烯技術(shù)在表1的第1列中，技術(shù)的Sigma指數(shù)特別高，說(shuō)明具有很高的新穎度。

表1 Sigma指數(shù)高的石墨烯專利

3.2技術(shù)差異度的測(cè)算利用差異度計(jì)算公式得出Sigma指數(shù)排名靠前的13個(gè)石墨烯技術(shù)間的差異度，德溫特手工代碼中分布在不同部類的技術(shù)屬于不同的技術(shù)方向，分布在不同的技術(shù)軌道上，如A08、L04、E11、E05、L03、A11、B12、U11、X16分別屬于不同的技術(shù)部類，技術(shù)的差異度很大；A11-A04與 A08-M10技術(shù)之間、L03-E05B與 L04-C11C技術(shù)之間、E05-U05C與E11-A01技術(shù)之間、E05-U03與E11-A01技術(shù)之間、E05-U05C與E11-A02技術(shù)之間、A08-S01與A11-A04技術(shù)之間、E11-A02與E05-U03技術(shù)之間雖然屬于同一技術(shù)部，但類別不同，仍然存在較大的差異度；而有些技術(shù)是以子代碼的形式出現(xiàn)，例如A08-S01(表面活性劑[一般])與A08-M10(兼容性改良劑)都是以 A08(添加劑)為基礎(chǔ)，在同一條技術(shù)軌道上發(fā)展，屬于漸進(jìn)性創(chuàng)新，因此，A08-S01與A08-M10技術(shù)之間、U11-A14與U11-C05C技術(shù)之間存在差異，但差異度不大；E11-A02與E11-A01技術(shù)之間、E05-U03與E05-U05C技術(shù)之間的差異度更小，如表2所示。

表2 新穎性高的13個(gè)石墨烯德溫特手工代碼間的差異度

3.3技術(shù)融合度的測(cè)算利用技術(shù)共現(xiàn)強(qiáng)度公式表示技術(shù)間的共現(xiàn)關(guān)系，統(tǒng)計(jì)出各DMC對(duì)的共現(xiàn)強(qiáng)度值，構(gòu)建DMC共現(xiàn)矩陣，如表3所示。

表3 DMC共現(xiàn)矩陣

DMC共現(xiàn)矩陣表明A08-S01(表面活性劑[一般])、E05-U03(碳納米管)、L03-E05B(太陽(yáng)能電池)、U11-A14(納米結(jié)構(gòu)材料)四個(gè)德溫特手工代碼出現(xiàn)了共現(xiàn)的情況，其中L03-E05B 和U11-A14的技術(shù)共現(xiàn)強(qiáng)度最大，A08-S01和U11-A14的技術(shù)共現(xiàn)強(qiáng)度次之，A08-S01和 E05-U03的技術(shù)共現(xiàn)強(qiáng)度最弱，這四項(xiàng)技術(shù)分別處于不同的技術(shù)軌道。

利用熵權(quán)法計(jì)算出技術(shù)軌道躍遷程度公式(2)中技術(shù)的新穎度、差異度以及融合度的權(quán)重分別為：0.598614367、0、0.401385633，由于A08-S01、U11-A14、L03-E05B、E05-U03四項(xiàng)技術(shù)均屬于不同的技術(shù)領(lǐng)域，認(rèn)為這四項(xiàng)技術(shù)的差異度相同，因此差異度的權(quán)重為0。利用min-max標(biāo)準(zhǔn)化公式對(duì)A08-S01和U11-A14、L03-E05B和U11-A14、A08-S01和L03-E05B、E05-U03和U11-A14、 A08-S01和E05-U03、L03-E05B和E05-U03六組技術(shù)的新穎度、差異度及融合度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后代入技術(shù)軌道躍遷程度公式后進(jìn)行計(jì)算，得到技術(shù)組合的躍遷程度由大到小依次為：0.74889、0.70649、0.40783、0.40139、0.18833、0.02329，即實(shí)現(xiàn)突破性技術(shù)的可能性由大到小依次為：A08-S01和U11-A14、A08-S01和L03-E05B、A08-S01和E05-U03、L03-E05B和U11-A14、E05-U03和U11-A14、L03-E05B和E05-U03，其中A08-S01和U11-A14技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度最高，表明形成突破性技術(shù)的可能性最大；A08-S01和L03-E05B技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度次之，A08-S01和E05-U03、L03-E05B和U11-A14的技術(shù)軌道躍遷程度接近，形成突破性技術(shù)的可能性仍然很大；技術(shù)組合E05-U03和U11-A14中，由于E05-U03技術(shù)的新穎度不高導(dǎo)致技術(shù)躍遷程度不高，但仍然有形成突破性技術(shù)的可能性；技術(shù)組合L03-E05B和E05-U03中，由于E05-U03技術(shù)的新穎度不高以及技術(shù)間的融合度也是最低的，導(dǎo)致技術(shù)組合的躍遷程度最小，形成突破性技術(shù)的可能性也最低，如圖5所示。

圖5 技術(shù)軌道躍遷程度圖

3.4結(jié)果分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在共現(xiàn)關(guān)系的四項(xiàng)技術(shù)均屬于不同的技術(shù)領(lǐng)域，本文分別對(duì)其進(jìn)行分析。

3.4.1 A08-S01和U11-A14技術(shù)組合 這兩項(xiàng)技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度最大，說(shuō)明表面活性劑應(yīng)用技術(shù)與納米結(jié)構(gòu)材料的融合形成突破性技術(shù)的可能性最大。當(dāng)前隨著納米科技的發(fā)展，高質(zhì)量、性能優(yōu)異的納米結(jié)構(gòu)材料成為多學(xué)科交叉研究的熱點(diǎn)，同時(shí)表面活性劑應(yīng)用技術(shù)在石墨烯專利中新穎性程度非常高，與納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行融合，形成突破性技術(shù)的可能性也會(huì)非常高。有文獻(xiàn)表明，將兩種技術(shù)進(jìn)行融合的研究已經(jīng)存在，利用表面活性劑輔助的水溶液方法，成功合成了多種形態(tài)的納米結(jié)構(gòu)材料[21]、在表面活性劑的參與下，利用水熱反應(yīng)，合成了具有增強(qiáng)的光致發(fā)光性能的銀-聚咔唑核殼型復(fù)合物納米結(jié)構(gòu)材料[22]，表明兩項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行融合形成新技術(shù)是可行的。從未來(lái)看，表面活性劑應(yīng)用技術(shù)與納米結(jié)構(gòu)材料融合創(chuàng)新仍然會(huì)是石墨烯技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破的重要研究方向。

3.4.2 A08-S01和L03-E05B技術(shù)組合與L03-E05B和U11-A14技術(shù)組合 這兩對(duì)技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度也很高，主要是由于太陽(yáng)能電池技術(shù)的新穎度高。L03-E05B和U11-A14技術(shù)間的融合性在這六組技術(shù)組合中是最高的，因此，太陽(yáng)能電池技術(shù)與納米結(jié)構(gòu)材料技術(shù)融合形成突破性技術(shù)的可能性很高，目前有研究將納米結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于研發(fā)新型太陽(yáng)能電池，納米結(jié)構(gòu)材料及技術(shù)能夠更好地提高太陽(yáng)能電池的性能[23]。A08-S01和L03-E05B技術(shù)組合中兩項(xiàng)技術(shù)的新穎性都非常高，太陽(yáng)能電池技術(shù)與表面活性劑技術(shù)融合形成突破性技術(shù)的可能性也很高，當(dāng)前有研究利用表面活性劑包覆多金屬氧簇復(fù)合物作為陰極界面層、三維表面活性劑-石墨烯復(fù)合陰極界面材料等應(yīng)用于太陽(yáng)能電池中[24-25]。將太陽(yáng)能電池技術(shù)與納米結(jié)構(gòu)材料、表面活性劑等技術(shù)進(jìn)行有效融合形成突破性技術(shù)是光伏產(chǎn)業(yè)在我國(guó)具有重要戰(zhàn)略地位的迫切需要。

3.4.3 A08-S01和E05-U03技術(shù)組合 這項(xiàng)技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度偏高，目前有研究利用環(huán)境友好性的表面活性劑對(duì)單壁碳納米管進(jìn)行分散和組裝[26]。E05-U03和U11-A14技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度并不高，但仍然有形成突破性技術(shù)的可能。現(xiàn)有研究將一維的碳納米管與二維的片層材料組合形成多級(jí)有序的三維納米結(jié)構(gòu)材料，獲得一些新性能，并從理論上進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)，為新技術(shù)形成提供了啟示和方向。雖然目前存在于理論層面，但也驗(yàn)證了該技術(shù)組合形成新技術(shù)突破的可能性是存在的[27]。

3.4.4 L03-E05B和E05-U03技術(shù)組合 這項(xiàng)技術(shù)組合的技術(shù)軌道躍遷程度最低。近些年，雖然利用碳納米管薄膜等新型透明導(dǎo)電薄膜的開(kāi)發(fā)大幅度降低了Si基雜化太陽(yáng)能電池的成本，但這兩種技術(shù)融合形成突破性的技術(shù)的可能性在這六組技術(shù)組合中是最低的[28]。

4 結(jié)論與啟示

技術(shù)軌道躍遷取決于企業(yè)研發(fā)活動(dòng)中的技術(shù)新穎程度、技術(shù)差異度和技術(shù)融合度。本文提出了技術(shù)軌道躍遷程度的概念和計(jì)量指標(biāo)，構(gòu)建了基于技術(shù)軌道躍遷理論預(yù)測(cè)突破性技術(shù)的方法模型，通過(guò)技術(shù)軌道躍遷程度預(yù)測(cè)出更有可能發(fā)展成為突破性技術(shù)的組合。與已有研究大多關(guān)注由科學(xué)原理變化或技術(shù)重組預(yù)測(cè)突破性技術(shù)的研究不同，本文從技術(shù)軌道躍遷視角豐富了預(yù)測(cè)突破性技術(shù)形成機(jī)理：處于不同技術(shù)軌道上的跨領(lǐng)域或是跨越不同知識(shí)結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)行嵌入融合，更容易生產(chǎn)新的功能或者應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)技術(shù)軌道的躍遷，因此可以通過(guò)技術(shù)軌道躍遷程度預(yù)測(cè)突破性技術(shù)形成的可能性大小。技術(shù)的新穎度、差異度以及融合度作為突破性技術(shù)形成的決定性因素，也是判斷技術(shù)軌道躍遷程度的重要指標(biāo)，研究通過(guò)對(duì)技術(shù)的新穎度、差異度及融合度對(duì)技術(shù)軌道躍遷的影響程度預(yù)測(cè)出形成突破性技術(shù)的可能性情況。