[關(guān)鍵詞] 科技創(chuàng)新水平;時空格局;新質(zhì)生產(chǎn)力;美國
[摘 要] 在全球科技競爭愈演愈烈的今天,科技創(chuàng)新已成為國際競爭力的核心組成部分。在中美科技摩擦不斷升級的背景下,深入研究美國的科技創(chuàng)新水平時空格局演變對于把握世界科技創(chuàng)新的發(fā)展水平和特點(diǎn),以及促進(jìn)中國科技創(chuàng)新實(shí)力的提升具有重要意義。本研究以美國專利發(fā)表量等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析2 0 0 0-2 0 2 2年美國科技創(chuàng)新的演化規(guī)律及影響因素。發(fā)現(xiàn)美國科技創(chuàng)新水平持續(xù)增長,盡管受到經(jīng)濟(jì)危機(jī)、政策變化等影響,但整體穩(wěn)健發(fā)展。同時,東西海岸地區(qū)創(chuàng)新活動集中,中部地區(qū)科技創(chuàng)新水平相對較低。此外,美國科技創(chuàng)新的空間格局逐漸向西移動,集聚度增強(qiáng)。這些發(fā)現(xiàn)為深化中國科技創(chuàng)新中心布局和發(fā)展戰(zhàn)略提供了重要啟示。中國應(yīng)重視區(qū)域科技創(chuàng)新的集聚特征,推動創(chuàng)新帶動效應(yīng);加強(qiáng)科技創(chuàng)新政策法規(guī)完善,吸引社會資本投入科技創(chuàng)新;同時,因地制宜培育科技創(chuàng)新高地,發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)集聚區(qū)優(yōu)勢,促進(jìn)科技實(shí)力提升。
[中圖分類號]G 3 0 6.3[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2 0 9 5 - 5 1 7 0( 2 0 2 4) 0 3 - 0 0 0 1 - 1 7
[基金項(xiàng)目]本文系國家社會科學(xué)基金一般項(xiàng)目(項(xiàng)目編號: 2 0 B J L 1 0 9)和上海市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(項(xiàng)目編號: 2 1 Z R 1 4 1 9 6 0 0)研究成果。
發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新。當(dāng)前,全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代,科技創(chuàng)新作為一種核心動力,驅(qū)動著經(jīng)濟(jì)增長、社會進(jìn)步以及競爭力的提升〔1〕。習(xí)近平總書記提出,要以科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的全面振興,加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。黨的二十大報(bào)告明確指出,要始終堅(jiān)持將創(chuàng)新作為第一動力。當(dāng)前,全球新一輪科技革命方興未艾〔1〕,中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,早在2 0 1 0年已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體,隨著經(jīng)濟(jì)地位與國際影響力的提升,中國亟需抓住科技革命的機(jī)遇以把握更多優(yōu)質(zhì)發(fā)展機(jī)會。美國作為全球科技創(chuàng)新的領(lǐng)導(dǎo)者〔2〕,在科技創(chuàng)新發(fā)展演進(jìn)過程中,展現(xiàn)出了令人矚目的發(fā)展速度和前瞻性布局。其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國,深入研究分析和借鑒美國科技創(chuàng)新中心的情況,有助于優(yōu)化中國科技創(chuàng)新的發(fā)展模式與空間分布,同時,對美國科技創(chuàng)新中心的深入探究將為中國的區(qū)域科技創(chuàng)新布局和發(fā)展戰(zhàn)略上提供寶貴的參考〔3〕。
當(dāng)前,還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對區(qū)域科技創(chuàng)新水平進(jìn)行評價(jià)與分類,國際報(bào)告以及以往的研究文獻(xiàn)多聚焦于運(yùn)用創(chuàng)新投入〔4〕〔5〕、創(chuàng)新環(huán)境〔6〕〔7〕〔8〕、創(chuàng)新管理體系〔9〕以及創(chuàng)新文化基礎(chǔ)〔1 0〕〔1 1〕等方面對區(qū)域科技創(chuàng)新水平進(jìn)行測度,綜合指標(biāo)評價(jià)法雖然實(shí)現(xiàn)了多重要素的疊加分析,但難免存在數(shù)據(jù)獲取難度大、不同指標(biāo)表達(dá)特征重復(fù)冗雜等不足。在相關(guān)研究中,多數(shù)學(xué)者所建立的指標(biāo)體系均包含研發(fā)人員與投入情況以及地區(qū)專利發(fā)表量,不乏有學(xué)者將評價(jià)體系簡化為基于上述三者中的單一指標(biāo)進(jìn)行深度挖掘與分析〔1 2〕〔1 3〕〔1 4〕,其中多數(shù)學(xué)者選擇專利發(fā)表量作為國家或區(qū)域科技創(chuàng)新水平的測度標(biāo)準(zhǔn)。
科技創(chuàng)新中心、全球科技創(chuàng)新中心體系結(jié)構(gòu)特征〔1〕〔2〕〔3〕、創(chuàng)新活動的世界分布特點(diǎn)〔4〕以及區(qū)域內(nèi)部科技創(chuàng)新活動的空間布局〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕〔1 0〕與時間演化〔1 1〕等主題是當(dāng)前的研究主流。就區(qū)域科技創(chuàng)新水平的影響因素而言,美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家理查德〔1 2〕、邁克爾·波特〔1 3〕等學(xué)者為后續(xù)研究區(qū)域科技創(chuàng)新的學(xué)者創(chuàng)建了基礎(chǔ)的理論模型,區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平〔1 4〕、市場〔1 5〕、區(qū)域科技創(chuàng)新投入〔1 6〕以及基礎(chǔ)設(shè)施〔1 7〕和資源稟賦〔1 8〕等要素成為學(xué)者們研究的重心。
可見,創(chuàng)新發(fā)展問題是區(qū)域地理學(xué)研究的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。學(xué)界已圍繞中國創(chuàng)新水平、創(chuàng)新聯(lián)系等方面進(jìn)行了省域、市域以及縣域等多重尺度的研究。對美國科技創(chuàng)新的研究與反思多聚焦于美國州際尺度,能夠較好地闡明這一尺度下美國科技創(chuàng)新水平的分異特征,但是容易導(dǎo)致忽略州域內(nèi)部創(chuàng)新水平的差異性。美國勞工統(tǒng)計(jì)局基于城市間的人口密度和經(jīng)濟(jì)聯(lián)系,劃分出不同的核心統(tǒng)計(jì)區(qū)( C B S A) ,成為美國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要微觀單元?;诖?,本研究打破傳統(tǒng)州尺度的研究束縛,聚焦于更加微觀的美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū),應(yīng)用美國專利發(fā)表量這一指標(biāo)對美國科技創(chuàng)新水平的時間變化、空間演化以及影響因素進(jìn)行研究。
一、數(shù)據(jù)來源與測度方法
對區(qū)域科技創(chuàng)新水平進(jìn)行評價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的工作。當(dāng)前,學(xué)者對于區(qū)域科技創(chuàng)新水平的研究既有定性研究,又有定量研究,既有單一指標(biāo)評價(jià),又有綜合指標(biāo)評價(jià)?;诋?dāng)前學(xué)界的主要經(jīng)驗(yàn),本研究采用專利發(fā)表量作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(一)數(shù)據(jù)來源
本研究選取2 0 0 0-2 0 2 2年美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)專利發(fā)表量作為總體研究數(shù)據(jù)。專利屬于技術(shù)含量較高的數(shù)據(jù),從申請到發(fā)表仍有較大的數(shù)量出入,故選用專利發(fā)表量作為研究數(shù)據(jù)可以排除冗雜數(shù)據(jù)對于區(qū)域?qū)嶋H科技創(chuàng)新水平的干擾。本研究全部數(shù)據(jù)均來源于美國專利局(U S P TO)與美國人口普查局( C e n s u sB u r e a u)等官方網(wǎng)站,運(yùn)用P y t h o n等技術(shù)手段設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)爬蟲獲取2 0 0 0-2 0 2 2年專利申請的屬性和位置等信息,并將其與動態(tài)變化的核心統(tǒng)計(jì)區(qū)進(jìn)行逐年匹配。清洗后獲得有效信息共計(jì)7 9 0 6 2 2 1條。
由于2 0 0 0-2 0 2 2年,美國的核心統(tǒng)計(jì)區(qū)所包含的范圍、所劃分的區(qū)域以及增設(shè)情況均為動態(tài)變化,故部分?jǐn)?shù)據(jù)存在缺失情況,在考慮數(shù)據(jù)整體變化趨勢以及結(jié)合美國人口實(shí)際國情的基礎(chǔ)上,本研究對部分缺失數(shù)據(jù)通過分析推演和插值等方式來補(bǔ)全。
(二)測度方法
為探究美國科技創(chuàng)新水平的空間關(guān)聯(lián)特征以及演化特征,筆者一方面引入極差、空間變異系數(shù)以及區(qū)位基尼系數(shù)來研究美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)科技創(chuàng)新水平的空間分布差異性的時間演化特征,進(jìn)而以核心統(tǒng)計(jì)區(qū)作為基本空間單元,并計(jì)算其全局M o r a n’s I指數(shù)以及局部M o r a n’s I指數(shù)以表征其空間分布的差異程度以及差異類型,另一方面對專利發(fā)表量進(jìn)行核密度分析以研究美國科技創(chuàng)新水平的演化特征。
1.創(chuàng)新水平空間差異測度
為分析美國科技創(chuàng)新水平在研究時段內(nèi)的空間分布差異水平,本研究引入空間變異系數(shù)[公式( 1) ]與區(qū)位基尼系數(shù)[公式( 2) ]??臻g變異系數(shù)是用于衡量空間或地理領(lǐng)域內(nèi)某一現(xiàn)象(如創(chuàng)新能力)在空間分布上的差異程度的指標(biāo),區(qū)位基尼系數(shù)則用以描述科技創(chuàng)新活動的集中程度。
其中, C V表示空間變異系數(shù), S D表示標(biāo)準(zhǔn)差,x i表示地區(qū)i的區(qū)域創(chuàng)新能力,C-表示地區(qū)科技創(chuàng)新能力平均值, n為研究區(qū)域數(shù)量; G為區(qū)位基尼系數(shù),x i、xj為城市i或城市j的區(qū)域創(chuàng)新能力, n表示研究區(qū)域數(shù)量。
2.探索性空間數(shù)據(jù)分析
二、美國科技創(chuàng)新水平的時空演化特征分析
(一)美國科技創(chuàng)新整體水平:波浪式上升
2 0 0 0-2 0 2 2年美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)專利發(fā)表量總體呈現(xiàn)上升態(tài)勢(圖1) ,從2 0 0 0年到2 0 2 2年,美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)尺度專利發(fā)表量增長率超過2 2 6.1%。
研究區(qū)的科技創(chuàng)新水平并非直線上升態(tài)勢,而是呈現(xiàn)出“波浪式上升”的整體特點(diǎn)(圖1) ,其中較為顯著的斷點(diǎn)為: 2 0 0 5年、2 0 0 7-2 0 0 9年,而從2 0 0 9年開始,美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)創(chuàng)新水平增長速度達(dá)到較高水平,在2 0 1 7年和2 0 2 0年后出現(xiàn)明顯下降。
進(jìn)入2 1世紀(jì),信息技術(shù)的發(fā)展日益占據(jù)重要地位。2 0 0 5年, G o o g l e、Y o u T u b e等互聯(lián)網(wǎng)公司的落地與快速發(fā)展在促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)科技創(chuàng)新的同時,獨(dú)占各行業(yè)龍頭地位,抑制同行業(yè)中小企業(yè)創(chuàng)新能力的發(fā)揮,創(chuàng)新發(fā)展水平出現(xiàn)短暫下降。2 0 0 8年前后,國際金融危機(jī)席卷全球,造成美國經(jīng)濟(jì)大衰退,據(jù)美國勞工部(U. S. B u r e a uo fL a b o r S t a t i s t i c s)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),美國全國平民失業(yè)率自2 0 0 7年2月至2 0 0 9年1 0月從4.4%持續(xù)增加至1 0%,經(jīng)濟(jì)持續(xù)蕭條,美國科技發(fā)展受到阻礙。2 0 0 9年后,奧巴馬政府強(qiáng)化創(chuàng)新戰(zhàn)略引領(lǐng),加強(qiáng)創(chuàng)新資源統(tǒng)籌布局〔1〕,科技創(chuàng)新能力顯著提升,而由于政府更迭、政策調(diào)整,美國科技創(chuàng)新發(fā)展趨勢又于2 0 1 8年呈現(xiàn)下降。受到C OV I D-1 9的影響,美國科技創(chuàng)新水平在2 0 2 0-2 0 2 1年出現(xiàn)小高峰, C OV I D-1 9的攻克成為熱門科研方向〔2〕,激發(fā)了相關(guān)領(lǐng)域科技創(chuàng)新活力。隨著后疫情時代的到來,由C OV I D-1 9帶來的短暫科研熱潮出現(xiàn)疲軟,加之C OV I D-1 9帶來的經(jīng)濟(jì)重創(chuàng)影響到科技創(chuàng)新領(lǐng)域,美國科技創(chuàng)新水平出現(xiàn)一定程度下降。
(二)美國空間分異變化:持續(xù)極化發(fā)展
為進(jìn)一步比較美國2 0 0 0年至2 0 2 2年科技創(chuàng)新能力隨時間推移出現(xiàn)的空間分布變化,本研究通過引入極差( R)、空間變異系數(shù)( C V)以及區(qū)位基尼系數(shù)( G)來研究美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)科技創(chuàng)新能力的空間分布差異性(圖2)。
2 0 0 0-2 0 2 2年美國科技創(chuàng)新水平在極差、空間變異系數(shù)以及區(qū)位基尼系數(shù)三個維度上呈現(xiàn)出高度一致的變化特點(diǎn),總體均呈上升趨勢,科技創(chuàng)新水平持續(xù)呈現(xiàn)極化發(fā)展的特點(diǎn),區(qū)域間創(chuàng)新水平呈現(xiàn)出明顯的“兩極化”。值得注意的是, 2 0 0 8年至2 0 0 9年的差異尤為顯著,這一變化可以聯(lián)系到美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大事件。2 0 0 9年,美國結(jié)束了一場大規(guī)模經(jīng)濟(jì)危機(jī),經(jīng)濟(jì)逐漸恢復(fù)。馬太效應(yīng)發(fā)揮重要影響力:科技創(chuàng)新能力強(qiáng)的區(qū)域恢復(fù)速度較快,而科技創(chuàng)新能力較弱的地區(qū)則恢復(fù)緩慢,導(dǎo)致創(chuàng)新能力發(fā)展不均衡,進(jìn)而拉大了區(qū)域間科技創(chuàng)新水平的差異。
(三)美國空間關(guān)聯(lián)格局:溢出效應(yīng)顯著
基于T o b e r提出的地理學(xué)第一定律,計(jì)算各核心統(tǒng)計(jì)區(qū)全局M o r a n’sI指數(shù)(表1) , 2 0 0 0-2 0 2 2年間的全局M o r a n’s I指數(shù)均大于0,美國科技創(chuàng)新能力在空間上一直呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系,說明在研究時段內(nèi),科技創(chuàng)新水平呈現(xiàn)顯著的時空同構(gòu)性。
為彌補(bǔ)全局M o r a n’s I指數(shù)只能在總體上表征區(qū)域與周圍區(qū)域的差異程度,而不能準(zhǔn)確描述差異類型的缺點(diǎn),本研究進(jìn)一步進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析。根據(jù)結(jié)果將研究區(qū)域劃分為高高集聚區(qū)(H-H)、低高集聚區(qū)( L-H)、低低集聚區(qū)( L-L)以及高低集聚區(qū)(H-L) (表2)。
美國全域科技創(chuàng)新水平的空間自相關(guān)較為明顯,分布類型以高-高和低-低集聚類型為主。從整體來看, 2 0 0 0-2 0 2 2年美國的科技創(chuàng)新水平的空間關(guān)聯(lián)格局相對穩(wěn)定。具體而言,東部沿海地區(qū)、中北部地區(qū)的五大湖以及西海岸地區(qū)主要分布有高-高集聚區(qū),東西部依托發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及高素質(zhì)的人才資源,成為科技創(chuàng)新水平高值區(qū)并對周邊地區(qū)產(chǎn)生小范圍溢出。全國范圍內(nèi)低-高與高-低集聚區(qū)分布位置較為固定,呈現(xiàn)“孤島”狀分布,并隨時間推移顯著增加。在研究時段內(nèi),美國科技創(chuàng)新活動在各區(qū)域范圍內(nèi)的溢出效應(yīng)強(qiáng)于虹吸效應(yīng),早期的異常集聚區(qū)(高-低集聚區(qū)與低-高集聚區(qū))主要位于交通條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等與周邊地區(qū)差異較大的地區(qū),如圣保羅-明尼阿波利斯,該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口稠密,專利發(fā)表量較高,與周邊地區(qū)形成較大差距。隨著時間的推移,異常集聚區(qū)呈現(xiàn)出“遍地開花”的態(tài)勢,美國科技創(chuàng)新水平空間差異增大。
(四)美國空間區(qū)位演化:由東西海岸相對均衡到西海岸科創(chuàng)領(lǐng)先
本研究將逐條專利信息的申請地址經(jīng)緯度集成并選擇3 5°N-4 5°N以及8 0°W-9 0°W空間范圍內(nèi)的專利發(fā)表總量狀況從經(jīng)度分布與緯度分布進(jìn)行空間剖面分析,以描述專利申請的空間分布模式。同時進(jìn)行空間定向分布分析,總結(jié)研究時段內(nèi)美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)域科技創(chuàng)新重心的遷移情況,進(jìn)一步預(yù)測區(qū)域科技創(chuàng)新活躍度與水平的發(fā)展趨勢。由于本研究選取的專利數(shù)據(jù)量較多,任意年份的數(shù)據(jù)至少可達(dá)2 0萬條以上,具有絕對代表性,故將2 0 0 0-2 0 2 2年劃分為3個時間段后選取4個時間截面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,最終選定2 0 0 0年、2 0 0 8年、2 0 1 5年以及2 0 2 2年作為研究的時間截面。
( 1) 2 0 0 0年,美國科技創(chuàng)新水平表現(xiàn)為東西海岸相對均衡發(fā)展,五大湖形成連綿區(qū)(圖3)。核心統(tǒng)計(jì)區(qū)尺度的專利發(fā)表量為2 1 0 6 7 5件,東部沿海地區(qū)的波士頓、紐約、華盛頓等大城市形成集中連片的科技創(chuàng)新高地,西部西雅圖則成為核密度極值區(qū),東西海岸科技創(chuàng)新產(chǎn)出空間分布密度相近,科技創(chuàng)新水平相近。
2 0 0 0年美國專利發(fā)表量空間分布的另一顯著特點(diǎn)為東部紐約地區(qū)的科技創(chuàng)新水平空間溢出效應(yīng)顯著,該高值區(qū)與五大湖地區(qū)以芝加哥、底特律為核心的高值區(qū)連成片,兩地科技創(chuàng)新產(chǎn)出集聚程度相似,科技創(chuàng)新水平相近。此外,達(dá)拉斯、圣安東尼奧、休斯頓圍繞當(dāng)?shù)亟煌ň€路樞紐,形成區(qū)域內(nèi)科技創(chuàng)新水平“三角”高地;東北部的明尼阿波利斯、西北部的西雅圖以及中部的鹽湖城都在不同程度上呈現(xiàn)出科技創(chuàng)新活動顯著集中的態(tài)勢。
2 0 0 0年美國區(qū)域科技創(chuàng)新的空間支撐主要是東部沿海地區(qū)的波士頓、紐約、華盛頓等大城市組成的極高值區(qū),西部舊金山、西雅圖等城市組成的極高值區(qū),五大湖沿岸芝加哥、底特律等組成的高值區(qū)以及中部達(dá)拉斯、圣安東尼奧、休斯頓等城市。
( 2) 2 0 0 8年,美國全域范圍內(nèi)專利發(fā)表活動呈現(xiàn)“遍地開花”態(tài)勢,據(jù)U S P T O數(shù)據(jù),本年度相較于2 0 0 0年專利發(fā)表量增加超過1 6 0 0 0條,然而各區(qū)域密度總體下降,在2 0 0 8年,美國全域科技創(chuàng)新相對均衡發(fā)展。就區(qū)域間差異而言,美國科技創(chuàng)新水平表現(xiàn)為西海岸發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,東部地區(qū)發(fā)展速度放緩(圖3)。東部沿海地區(qū)仍然以波士頓、紐約、華盛頓等大城市為核心形成集中連片的科技創(chuàng)新高地,西部沿海地區(qū)以舊金山為核心的核密度高值區(qū)面積明顯縮小,而舊金山作為位于西部的核密度高值區(qū),發(fā)展水平、發(fā)展速度均強(qiáng)于東部,創(chuàng)新能力呈現(xiàn)出極化發(fā)展的特點(diǎn)。
2 0 0 8年美國區(qū)域科技創(chuàng)新的空間支撐仍然是東部沿海地區(qū)的波士頓、紐約、華盛頓等大城市,西部舊金山、西雅圖等城市,中部達(dá)拉斯、圣安東尼奧、休斯頓等,以及東北部芝加哥、底特律等,但從總體上看,西部沿海城市的支撐作用顯著增強(qiáng),中部城市支撐力明顯下降。
( 3) 2 0 1 5年,美國科技創(chuàng)新水平表現(xiàn)為西海岸持續(xù)高速發(fā)展,區(qū)域科創(chuàng)水平差異增大(圖3)。核心統(tǒng)計(jì)區(qū)尺度的專利發(fā)表量為4 2 7 0 8 4件,美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)科技創(chuàng)新水平總體顯著提升。東部沿海地區(qū)的紐約和波士頓仍是局部科技創(chuàng)新產(chǎn)出的高度集聚區(qū),并且對鄰近地區(qū)有一定的輻射帶動作用。相較而言,華盛頓的科技創(chuàng)新產(chǎn)出集聚度較低,相較于紐約與波士頓等創(chuàng)新高地,華盛頓科技創(chuàng)新水平提升速度較慢。西部沿海以舊金山為核心的城市群創(chuàng)新水平進(jìn)一步極化發(fā)展,全國范圍內(nèi)科技創(chuàng)新水平區(qū)域差異愈加顯著。
2 0 1 5年美國區(qū)域科技創(chuàng)新的空間支撐最重要的部分是西海岸地區(qū)以舊金山為中心的核密度極值區(qū),同時西雅圖在這一過程中所起的支撐作用明顯增強(qiáng);其次仍然是東部沿海地區(qū)的波士頓、紐約、華盛頓等大城市和東北部以芝加哥、底特律等為核心的核密度高值區(qū),中部達(dá)拉斯、圣安東尼奧、休斯頓等城市的支撐力明顯下降,但得益于城市間交通線的聯(lián)系,三個城市之間的科技創(chuàng)新水平與能力得到均質(zhì)化同步發(fā)展,仍然能夠起到一定程度的支撐作用。
( 4) 2 0 2 2年,美國科技創(chuàng)新水平表現(xiàn)為西海岸科創(chuàng)產(chǎn)出領(lǐng)先,科技創(chuàng)新水平極化程度顯著(圖3)。核心統(tǒng)計(jì)區(qū)尺度的專利發(fā)表量為4 7 6 3 5 4件,東部沿海地區(qū)紐約和波士頓的區(qū)域科技創(chuàng)新能力提高,仍然為局部的高值中心,但相較于2 0 1 5年,創(chuàng)新水平層次有所下降。西部舊金山仍然是全國范圍內(nèi)的核密度極值區(qū),與周邊地區(qū)科技水平差異顯著,形成極高值中心。西海岸地區(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)出集聚程度、科技創(chuàng)新能力已明顯高于東海岸地區(qū)。
2 0 0 0-2 0 2 2年,美國科技創(chuàng)新重心持續(xù)西移,區(qū)域科技創(chuàng)新水平顯著極化發(fā)展。各核心統(tǒng)計(jì)區(qū)總體科技創(chuàng)新水平大幅提升,不同區(qū)域間科技創(chuàng)新能力差異更為明顯。東西海岸科技創(chuàng)新產(chǎn)出集聚度逐漸出現(xiàn)差異, 2 0 0 0年科技創(chuàng)新水平相當(dāng)?shù)臇|、西海岸主要城市均為美國研發(fā)與創(chuàng)新發(fā)展的主要支撐,并保持持續(xù)增長的態(tài)勢。美國科技創(chuàng)新發(fā)展的馬太效應(yīng)顯著。研究時段內(nèi),相較于西海岸的科技創(chuàng)新水平高速發(fā)展,東海岸發(fā)展速度較為穩(wěn)健,科技創(chuàng)新產(chǎn)出的集聚度逐漸落后于西海岸地區(qū),呈現(xiàn)出“高值愈高,低值愈低”的極化發(fā)展趨勢。受東西海岸支撐作用的影響, 2 0 0 0-2 0 2 2年美國科技創(chuàng)新產(chǎn)出在空間上呈現(xiàn)出明顯的東西延伸特點(diǎn),且西部科技創(chuàng)新水平提升速度較快,創(chuàng)新重心持續(xù)向西南移動(圖4)。
三、美國科技創(chuàng)新水平時空演化的影響因素
科技創(chuàng)新水平的演化是一個復(fù)雜而多維的過程,其變化往往受到多個重要因素相互作用的影響。本研究在綜合分析上述研究結(jié)論以及綜合前人研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)出影響美國科技創(chuàng)新重心時空演化的主要因素。這些因素包括區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、科技支撐發(fā)展程度、社會基本創(chuàng)新環(huán)境以及科技創(chuàng)新相關(guān)投入。在多維度框架下(圖5) ,筆者將深入探討各因素之間的相互關(guān)系,并分析它們對美國科技創(chuàng)新水平的綜合影響,從而為科技創(chuàng)新政策制定提供理論和實(shí)踐上的參考。
(一)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平
區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的高低是決定區(qū)域科技創(chuàng)新水平的根本因素,區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升為區(qū)域科技創(chuàng)新水平的提升奠定根本的基礎(chǔ)。G D P總量作為衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)鍵指標(biāo),其總量的提升將會直接影響到投入科技創(chuàng)新領(lǐng)域的資金水平;同時, G D P總量的提升使得更多的資金流入研發(fā)人員的聘請方向以及社會環(huán)境的改善等領(lǐng)域,區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平將直接或間接地影響到區(qū)域內(nèi)科技創(chuàng)新活動。例如,較為繁榮的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠吸引更多的投資和人才涌入,這將有利于科技創(chuàng)新的發(fā)展;而蕭條的經(jīng)濟(jì)就會減少這些資源流入,從而給科技創(chuàng)新帶來限制。本研究運(yùn)用S P S S對數(shù)據(jù)較為完整的美國9 2 8個核心統(tǒng)計(jì)區(qū)2 0 0 1年、2 0 0 6年、2 0 1 2年、2 0 1 8年以及2 0 2 2年的G D P與專利發(fā)表量進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn),得出四個時間截面中兩個變量相關(guān)性均通過了顯著性檢驗(yàn),但是4年的P值均在0.1左右,皮爾遜系數(shù)會因樣本數(shù)量增多而產(chǎn)生偏差??紤]到本研究共有9 2 8個樣本,數(shù)量較多,故為進(jìn)一步精準(zhǔn)描述二者之間的相關(guān)關(guān)系,本研究進(jìn)一步計(jì)算兩個變量之間的斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)(表3)。研究發(fā)現(xiàn), G D P與專利發(fā)表量之間相關(guān)性較為顯著,故區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響區(qū)域科技創(chuàng)新水平的根本因素。
(二)科技支撐發(fā)展程度
科技支撐情況顯示的是區(qū)域內(nèi)能夠?yàn)楸緟^(qū)域科技創(chuàng)新發(fā)展給予支撐與貢獻(xiàn)的各個要素,科技支撐發(fā)展程度首先包括區(qū)域科技創(chuàng)新水平的發(fā)展基礎(chǔ)。
首先,本文關(guān)于當(dāng)前美國科技創(chuàng)新發(fā)展布局以及在2 0 0 0-2 0 2 2年的空間格局演化的研究中發(fā)現(xiàn)的“極化”發(fā)展特征,說明“強(qiáng)者愈強(qiáng)”,即科技創(chuàng)新水平基礎(chǔ)較好的區(qū)域科創(chuàng)水平往往能夠獲得更快速的發(fā)展。其次,科技支撐要素還應(yīng)包括高校、科研院所的數(shù)量以及高學(xué)歷人才數(shù)量等。高校與科研院所是進(jìn)行科技創(chuàng)新活動的主要機(jī)構(gòu),同時也是培育高等教育人才的基地。美國西海岸地區(qū)為硅谷所在地, 2 0 0 0-2 0 2 2年,該區(qū)域科技創(chuàng)新水平持續(xù)提升,全國的科技創(chuàng)新重心不斷西移,主要是由于西海岸地區(qū)科技創(chuàng)新水平基礎(chǔ)好、高校數(shù)量多、高素質(zhì)人才集聚,成為眾多高素質(zhì)人才的集聚地與就業(yè)地。一是科研院所是科技創(chuàng)新的重要場所,是科研人員進(jìn)行基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的重要平臺??蒲性核鶕碛袑I(yè)的研究設(shè)施和人才資源,可以提供充足的科研經(jīng)費(fèi)和資金支持,為科技創(chuàng)新提供有力的保障。二是科研院所的存在和發(fā)展,可以吸引更多的科研人員和創(chuàng)新人才到該地區(qū)工作和生活,形成良好的科技創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。這些人才的集聚和交流,可以促進(jìn)科技創(chuàng)新的交叉融合和共同發(fā)展。三是科研院所的建設(shè)和發(fā)展,也可以帶動和促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,形成產(chǎn)學(xué)研合作的良好模式,加快科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,進(jìn)一步促進(jìn)科技創(chuàng)新的發(fā)展。
(三)社會創(chuàng)新環(huán)境
社會創(chuàng)新環(huán)境包括多個方面,其中政府政策、法律法規(guī)等都會在很大程度上影響當(dāng)?shù)乜萍紕?chuàng)新水平的發(fā)展與提升。首先,恰當(dāng)?shù)恼咭I(lǐng)會引導(dǎo)區(qū)域科技創(chuàng)新水平獲得顯著的提升,如2 0 0 7-2 0 0 9年美國經(jīng)歷了由次貸危機(jī)引起的經(jīng)濟(jì)危機(jī),社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩, 2 0 0 8年至2 0 1 6年,奧巴馬政府強(qiáng)化創(chuàng)新戰(zhàn)略引領(lǐng),加強(qiáng)創(chuàng)新資源統(tǒng)籌布局〔1〕,科技創(chuàng)新水平得以顯著提升,而由于政府更迭、政策調(diào)整,美國科技創(chuàng)新發(fā)展又于2 0 1 8年呈現(xiàn)下降趨勢。其次,科技創(chuàng)新水平的進(jìn)步還依賴于完善的法律法規(guī)的保障。完善的科技創(chuàng)新法律法規(guī)是有序進(jìn)行科技創(chuàng)新活動的法律基礎(chǔ)。法律法規(guī)首先保證區(qū)域社會環(huán)境的穩(wěn)定安寧,同時可對科技創(chuàng)新活動實(shí)施法律保護(hù),在一定程度上提升科技與生產(chǎn)聯(lián)系的密切程度。如美國《創(chuàng)新區(qū)域合作法案》從2 0 1 0年開始實(shí)施,這一法案的執(zhí)行為許多地方經(jīng)濟(jì)和科技創(chuàng)新方面的項(xiàng)目提供了資金支持,助力高新技術(shù)創(chuàng)新園區(qū)和研究院所與產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合。
(四)科技創(chuàng)新相關(guān)投入
區(qū)域科技創(chuàng)新要素的投入是影響區(qū)域內(nèi)科技創(chuàng)新活動規(guī)模和強(qiáng)度以及影響科技創(chuàng)新成果產(chǎn)出的直接因素。首先,研發(fā)資金的投入總量以及投入結(jié)構(gòu)直接影響到區(qū)域科技創(chuàng)新活動的規(guī)模和水平,研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入反映了區(qū)域產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)能力〔2〕。在奧巴馬和特朗普不同的執(zhí)政期間,美國研發(fā)投入結(jié)構(gòu)也有一定差異(圖6,表4) ,奧巴馬政府加大在基礎(chǔ)科學(xué)、教育和先進(jìn)領(lǐng)域的投資,美國信息技術(shù)和數(shù)字化領(lǐng)域獲得了爆炸式發(fā)展,同時能源技術(shù)、生物科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展也有了長足的進(jìn)步。特朗普政府則重視新興技術(shù)的研究與開發(fā),促進(jìn)美國在2 0 1 6-2 0 2 0年在區(qū)塊鏈、5 G技術(shù)〔3〕等新興領(lǐng)域獲得快速發(fā)展。其次,本研究對2 0 0 0-2 0 2 2年美國全國研發(fā)投入水平與科技創(chuàng)新水平進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)兩個變量通過了顯著性檢驗(yàn),結(jié)果顯示,區(qū)域科技創(chuàng)新水平有9 3.8%受到區(qū)域研發(fā)投入水平的影響,二者之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān)的關(guān)系,即可以認(rèn)為,區(qū)域RD投入水平越高,該區(qū)域科技創(chuàng)新能力越強(qiáng),反之則相反。
此外,研發(fā)從業(yè)人員的素質(zhì)、數(shù)量直接影響到科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭力,研發(fā)從業(yè)人員的數(shù)量代表了參與到科技創(chuàng)新領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量。據(jù)美國國家科學(xué)基金會( N a t i o n a lS c i e n c eF o u n d a t i o n)發(fā)布的數(shù)據(jù),美國研發(fā)從業(yè)人員的規(guī)模在2 0 0 0-2 0 1 8年總體不斷擴(kuò)大,促進(jìn)美國科技創(chuàng)新活動的活躍度不斷提高,成果逐漸增多。研發(fā)從業(yè)人員的學(xué)歷是研發(fā)能力的重要體現(xiàn),從業(yè)人員學(xué)歷越高,則科研能力和成果就會較為顯著〔1〕。
四、結(jié)論與啟示
(一)研究結(jié)論
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展是時代不斷發(fā)展的必然要求。在全球化和經(jīng)濟(jì)競爭日益激烈的背景下,領(lǐng)先的科技創(chuàng)新能力已成為國家贏得競爭的重要因素之一。美國作為超級大國,其科技創(chuàng)新水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政治變革以及全球科技創(chuàng)新狀況密切相關(guān)。
在2 0 0 0-2 0 2 2年,美國科技創(chuàng)新水平總體呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢,然而2 0 0 7-2 0 0 9年以及2 0 1 9年科技創(chuàng)新水平出現(xiàn)下降。前者的下降主要是由次貸危機(jī)引發(fā)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)導(dǎo)致科技創(chuàng)新內(nèi)生動力不足,而后者的變化則與國際形勢等因素相關(guān)。
美國西海岸地區(qū)與東部沿海地區(qū)的科技創(chuàng)新水平較高,成為美國科技創(chuàng)新產(chǎn)出的高度集聚區(qū)??萍紕?chuàng)新水平呈現(xiàn)出從東、西海岸地區(qū)向鄰近地區(qū)輻射的趨勢。然而,在2 0 0 0-2 0 2 2年,美國核心統(tǒng)計(jì)區(qū)的科技創(chuàng)新產(chǎn)出量逐漸增加,但空間分布差異性逐漸明顯,呈現(xiàn)出“高值區(qū)極化發(fā)展”的特點(diǎn),馬太效應(yīng)顯著。
與此同時,美國科技創(chuàng)新水平的分布變化表現(xiàn)為西部科技創(chuàng)新水平明顯高于東部,區(qū)域間科技創(chuàng)新水平差異逐漸擴(kuò)大。同時,西海岸科技創(chuàng)新水平的發(fā)展速度明顯高于東部地區(qū),形成了以舊金山、洛杉磯為中心的極高值區(qū)和以波士頓、紐約、華盛頓為核心的一般高值區(qū)。
最后,美國科技創(chuàng)新水平的時空演化受多方面因素影響,主要包含區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、科技發(fā)展支撐程度、社會基本創(chuàng)新環(huán)境以及科技創(chuàng)新相關(guān)投入等。這些因素共同塑造了美國科技創(chuàng)新的時空格局和發(fā)展趨勢。
(二)啟示與討論
在中國經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的背景下,中國科技創(chuàng)新邁入了新發(fā)展階段,然而在發(fā)展水平等方面與美國等發(fā)達(dá)國家相比,還有較大差距,地區(qū)發(fā)展不平衡問題日益凸顯。作為國際科技創(chuàng)新高地,美國的科技創(chuàng)新水平居于世界領(lǐng)先地位?;趯γ绹萍紕?chuàng)新水平的演變規(guī)律和影響因素的分析,中國應(yīng)認(rèn)識到區(qū)域科技創(chuàng)新具有集聚特征。首先,應(yīng)發(fā)揮高水平地區(qū)的示范輻射作用,注重培育新質(zhì)生產(chǎn)力,充分發(fā)揮科技創(chuàng)新在提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效益方面的作用。其次,應(yīng)加強(qiáng)科技創(chuàng)新法律法規(guī)的完善,以營造有利于科技創(chuàng)新活動的社會環(huán)境。再次,應(yīng)關(guān)注到美國的研發(fā)投入水平,在科學(xué)規(guī)劃的前提下,逐步增加對科技創(chuàng)新領(lǐng)域的資金投入,同時吸引更多社會資本投入,以激發(fā)科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的活力。最后,應(yīng)因地制宜打造各具特色的科技創(chuàng)新高地,充分激發(fā)地區(qū)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和高校的科技創(chuàng)新潛力,以提升全國和區(qū)域科技創(chuàng)新能力。
1.把握科技創(chuàng)新空間集聚特點(diǎn),發(fā)揮高水平區(qū)域輻射作用。美國作為超級大國,國內(nèi)科技創(chuàng)新水平存在明顯的空間異質(zhì)性,各地區(qū)科技創(chuàng)新發(fā)展水平不均衡,東部沿海地區(qū)、西海岸地區(qū)以及五大湖沿岸地區(qū)為科技創(chuàng)新水平的高值區(qū)域,其余地區(qū)水平則相對較低,且隨著時間的推移,此種不平衡現(xiàn)象愈發(fā)顯著。中國作為世界大國,科技創(chuàng)新的發(fā)展目前正處于關(guān)鍵時期。而受各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不均衡的影響,科技創(chuàng)新水平的不均衡現(xiàn)象也無法避免,因此,應(yīng)根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)科技發(fā)展水平的不均衡特點(diǎn),支持高水平地區(qū)發(fā)展,如大力發(fā)展北京、上海、川渝、粵港澳等區(qū)域的科技創(chuàng)新,使得相應(yīng)核心城市能夠發(fā)揮積極的輻射帶動作用,發(fā)揮空間溢出效應(yīng)。
2.完善科技創(chuàng)新法律法規(guī),助力相關(guān)企業(yè)發(fā)展。法律法規(guī)的規(guī)范性與公正性是優(yōu)良的區(qū)域科技創(chuàng)新環(huán)境的重要體現(xiàn),積極的政府政策有利于區(qū)域科技創(chuàng)新主體的科研活動,有利于促進(jìn)區(qū)域科技創(chuàng)新水平的提升。中國科技創(chuàng)新水平的提升首先需要植根于完善的法律法規(guī)體系,在此基礎(chǔ)上重視從事科技創(chuàng)新活動的相關(guān)企業(yè),對此類企業(yè)給予優(yōu)惠的財(cái)稅政策,以激發(fā)科技創(chuàng)新企業(yè)的內(nèi)生發(fā)展動力。
3.加大科技創(chuàng)新投入,積極吸引社會資本。美國作為世界發(fā)展水平最高的科技創(chuàng)新主體,其每年的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入均居世界首位,政府對科技創(chuàng)新的重視程度較高,資金流入的同時也促進(jìn)了相關(guān)人才與資源的匯集。有鑒于此,中國應(yīng)首先積極注重科技創(chuàng)新的投入,通過提高研發(fā)資金來吸引創(chuàng)新人才與創(chuàng)新資源;其次,還應(yīng)注重人才引育,優(yōu)化人才引進(jìn)政策、總結(jié)本土人才培育模式,鼓勵高素質(zhì)人才進(jìn)入科技創(chuàng)新相關(guān)行業(yè)。
對于科技創(chuàng)新活動的投入不應(yīng)僅是政府的決策與舉動,還需通過招商引資、大力宣傳等方式,積極吸引社會資本涌入科技創(chuàng)新領(lǐng)域,為科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)以及科技創(chuàng)新活動的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
4.因地制宜打造科技創(chuàng)新高地,注重發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)集聚區(qū)優(yōu)勢。美國科技創(chuàng)新水平的不斷躍升很大程度上得益于其本土主要的科技創(chuàng)新高地,如西海岸的舊金山灣區(qū)、五大湖沿岸地區(qū)以及東海岸的華盛頓等地,中國科技創(chuàng)新水平的提升也需要注重科技創(chuàng)新高地的發(fā)展。對于上海,應(yīng)充分利用其雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和得天獨(dú)厚的地理位置,推動高水平科學(xué)技術(shù)的流入和發(fā)展,立足上海,輻射全國,提升綜合科技創(chuàng)新能力。對于川渝地區(qū),應(yīng)充分發(fā)揮其礦產(chǎn)等自然資源優(yōu)勢,注重應(yīng)用科學(xué)研究,發(fā)揮區(qū)域集聚優(yōu)勢,通過政策傾斜等方式促進(jìn)科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)科技創(chuàng)新水平的提升。對于粵港澳大灣區(qū),應(yīng)充分利用其特殊的地理位置,加強(qiáng)內(nèi)地與港澳的聯(lián)系,充分激發(fā)區(qū)域科技創(chuàng)新活力,打造粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新高地。
[責(zé)任編輯:李文亞]
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〔1 0〕李正輝、徐維:《區(qū)域科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長:基于省級面板數(shù)據(jù)模型的實(shí)證分析》,《科技與經(jīng)濟(jì)》, 2 0 1 1年第1期。
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〔1 3〕孟霏、魯志國:《粵港澳大灣區(qū)城市技術(shù)創(chuàng)新能力時空演化及影響因素研究———來自空間、門限面板數(shù)據(jù)模型的實(shí)證檢驗(yàn)》,《科技進(jìn)步與對策》, 2 0 2 0年第1 4期。
〔1 4〕李凌月、張嘯虎、羅瀛:《基于創(chuàng)新產(chǎn)出的城市科技創(chuàng)新空間演化特征分析———以上海市為例》,《城市發(fā)展研究》, 2 0 1 9年第6期。
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〔1〕胡羚、鄧少慧、李妃養(yǎng):《不同時期美國科技創(chuàng)新政策的變化與特點(diǎn)———基于特朗普和奧巴馬兩屆政府的比較》,《科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究》, 2 0 2 1年第3期。
〔2〕陳云偉、曹玲靜、張志強(qiáng):《新冠肺炎疫情大流行對國際科技發(fā)展的影響及其啟示》,《中國科學(xué)院院刊》, 2 0 2 1年第1 1期。
〔1〕胡羚、鄧少慧、李妃養(yǎng):《不同時期美國科技創(chuàng)新政策的變化與特點(diǎn)———基于特朗普和奧巴馬兩屆政府的比較》,《科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究》, 2 0 2 1年第3期。
〔2〕魏守華、吳貴生、呂新雷:《區(qū)域創(chuàng)新能力的影響因素———兼評我國創(chuàng)新能力的地區(qū)差距》,《中國軟科學(xué)》, 2 0 1 0年第9期。
〔3〕劉星、單曉光、姜南:《基于專利信息的中美區(qū)塊鏈技術(shù)競爭態(tài)勢分析》,《科技進(jìn)步與對策》, 2 0 2 0年第1 8期。
〔1〕王新紅、李世婷、押榕:《中國RD投入及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的比較研究》,《科技管理研究》, 2 0 1 7年第1 6期。
江蘇師范大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會科學(xué)版)2024年3期