摘 要: [目的/ 意義] 科技創(chuàng)新主導力與創(chuàng)新團隊的產(chǎn)出績效息息相關, 在日益龐雜的科技創(chuàng)新合作中至關重要。然而現(xiàn)有科技創(chuàng)新主導力的研究大多集中在定性討論方面, 本文從定量角度深入探討科技創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡的演化機制, 有助于進一步促進科技創(chuàng)新合作。[方法/ 過程] 本文以藥學領域的數(shù)據(jù)驅動, 設定創(chuàng)新主體的搜索規(guī)則、主導規(guī)則、創(chuàng)新規(guī)則, 以平均科技創(chuàng)新增益及其擴散速率為評價指標來衡量科技創(chuàng)新主導力的擴散效果, 模擬科技創(chuàng)新主導力的擴散過程, 并進一步探究多維鄰近性與科技創(chuàng)新主導力擴散的動態(tài)關系。[結果/ 結論] 結果顯示, 多維鄰近性對科技創(chuàng)新主導力擴散具有重要影響, 且不同鄰近性在網(wǎng)絡演化的不同階段發(fā)揮著不同的作用。本文全面細致地刻畫了多維鄰近性在科技創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡演化的不同階段所發(fā)揮的具體作用, 進而為機構/ 企業(yè)和創(chuàng)新個體的發(fā)展提供參考。
關鍵詞: 科技創(chuàng)新主導力; 擴散機制; 多維鄰近性; 仿真模擬; 科研合作網(wǎng)絡
DOI:10.3969 / j.issn.1008-0821.2025.01.005
〔中圖分類號〕G250. 73 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821 (2025) 01-0060-21
科技創(chuàng)新日益成為國際政治、經(jīng)濟、軍事等格局的決定性變量, 我國進一步強化科技創(chuàng)新戰(zhàn)略布局。習近平總書記在黨的二十大報告中強調, 要加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略, 加快實現(xiàn)高水平科技自立自強, 加快建設科技強國[1] ??蒲泻献魇瞧渲凶钪匾移毡榈目萍紕?chuàng)新形式。黨的十九屆五中全會指出, 我國將設立面向全球的科研基金, 以進一步促進科技開放合作[2] ??蒲泻献髟诋a(chǎn)出量、影響力、合作規(guī)模等方面取得了長足發(fā)展[3] , 在國家/ 地區(qū)、機構/ 企業(yè)、個人等各個層面的科技創(chuàng)新合作更是方興未艾[4-7] 。科技創(chuàng)新合作可以有多種形式, 如聯(lián)合承擔科研項目、合作推廣成果、合作發(fā)表科學論文、合作申請技術專利等[8-10] 。相較而言, 合作發(fā)表的科學論文, 因為其具有時效性、專業(yè)性等特點, 能夠全面且及時地反映學科的前沿進展; 合作發(fā)明的技術專利, 因為其啟發(fā)性、可靠性等特點,能夠準確且高效地刻畫技術創(chuàng)新的機遇與趨勢。科學論文與技術專利已成為研究科技創(chuàng)新最普遍的成果, 成為科技創(chuàng)新合作產(chǎn)出的重要表現(xiàn)形式和常用測度指標[11-13] 。
科技創(chuàng)新合作中, 團隊主導者的科技創(chuàng)新主導力至關重要。日益復雜的科技創(chuàng)新難題越來越需要合作團隊發(fā)揮專業(yè)組織化能力, 而這就要求團隊主導者能夠有力地整合團隊各方資源, 聚合能力, 有效地協(xié)調團隊各方利益和進程。隨著團隊規(guī)模的擴大、研究內容的深化、合作時間的持續(xù), 團隊主導者的科技創(chuàng)新主導力在科技創(chuàng)新合作中的作用愈發(fā)關鍵[14] 。目前, 對科技創(chuàng)新合作關系的研究已經(jīng)臻于完善, 圍繞概念測度[15] 、合作網(wǎng)絡[16] 、合作影響力[17] 、合作網(wǎng)絡生長機制[18-19] 、合作網(wǎng)絡鏈路預測[20] 等話題取得了豐碩的成果。然而, 對科技創(chuàng)新主導力的研究還不夠深入, 集中在定性探討科技創(chuàng)新主導力的種類、特性等問題[21-23] , 較少有研究從定量角度出發(fā), 尤其結合復雜網(wǎng)絡和模擬仿真方法, 深入探討科技創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡的演化機制。
因此, 本文將基于多智能體的建模與仿真, 從微觀個體層面構建多維鄰近性視角下科技創(chuàng)新主導力的擴散模型, 結合全球藥學領域科學論文合作數(shù)據(jù)和技術專利合作數(shù)據(jù), 分別以科學創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡和技術創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡的真實多維鄰近性數(shù)據(jù)作為模型的初始化設置, 設定創(chuàng)新主體的搜索規(guī)則、主導規(guī)則、創(chuàng)新規(guī)則, 并以平均創(chuàng)新主導力增益及其擴散速率為評價指標來衡量科技創(chuàng)新主導力的擴散效果, 模擬科技創(chuàng)新主導力的擴散過程, 探究多維鄰近性對科技創(chuàng)新主導力擴散的影響, 從而為本國合理制定和調整國家科技創(chuàng)新政策提供參考, 促進創(chuàng)新主體高效利用科技創(chuàng)新資源。
1 相關研究與理論
1. 1 科技創(chuàng)新主導力的相關研究
團隊主導力對于諸多外生影響因素作用于團隊績效具有重要的調節(jié)作用, 更是決定團隊合作表現(xiàn)的重要變量之一[24] 。已有研究證明, 科技創(chuàng)新主導力與創(chuàng)新團隊的資源整合能力[25] 、創(chuàng)新產(chǎn)出、成果影響力乃至團隊競爭力息息相關[26] 。目前, 科技創(chuàng)新主導力已受到了眾多領域持續(xù)、高度的關注,包括臨床醫(yī)學[27] 、企業(yè)組織[28] 等。
從文獻計量學的角度而言, 現(xiàn)有研究普遍采用科學論文或技術專利的署名信息來衡量科技創(chuàng)新主導地位[14] 。誠然, 在不同的學科領域中, 論文的作者順序與對應的作者貢獻有所差異, 但是第一作者和通訊作者普遍承擔了論文的主導角色, 其貢獻普遍大于其他參與作者[4] , 發(fā)揮了科技創(chuàng)新主導力[29-30] 。主導作者(第一作者/ 通訊作者)同時對科技創(chuàng)新內容和團隊的組織負責, 包括確定研究方向、分配合作任務等。對于具有基金支持的合作項目, 主導作者還提供基金支持[31] 。因此, 主導作者的科技創(chuàng)新主導力貫穿了合作的整個生命周期[4] 。此外, 主導作者與其他參與作者之間的主導—參與關系要普遍強于其他參與作者之間的參與—參與關系[32] 。相較而言, 其他參與作者則對合作項目提供專業(yè)化的貢獻[4] , 例如通過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)清洗等來支持合作的進程。而在技術專利中, 其發(fā)明人的署名規(guī)則要比科學論文作者更嚴格[33] , 第一發(fā)明人被廣泛認為是專利發(fā)明合作項目的主導者[34] ,發(fā)揮了科技創(chuàng)新主導力[35] 。在專利合作團隊中,資深的團隊主導者往往決定哪些合作者可以列入專利發(fā)明人名單, 以及具有專利申請之前的內部審閱權和提交專利申請的同意權[36] 。在科學論文相對應的技術專利中, 論文的第一作者/ 通訊作者也往往是專利的第一發(fā)明人[37-38] 。在國家層面的專利分析中, 第一發(fā)明人所屬的國家(地區(qū))被視為專利所屬的國家(地區(qū))[39] 。
1. 2 科技創(chuàng)新合作中多維鄰近性機制的相關研究
鄰近性的本意指“時間、空間維度的相近性”[40] 。對于鄰近性的學術性探討發(fā)軔于Marshal A[41] , 因討論了地理鄰近性的企業(yè)聚集效應, 而開創(chuàng)了聚集經(jīng)濟研究的先河。20 世紀90 年代, 歐洲“鄰近性動力學派” 在研究產(chǎn)業(yè)動態(tài)調整領域時, 率先將鄰近性的概念從地理鄰近的單一維度延伸為“多維鄰近”。隨后, Knoben J 等[42] 對2005 年前的鄰近性研究進行了系統(tǒng)梳理, 總結了既有文獻中7 個主要的鄰近性維度: 地理鄰近性、制度鄰近性、社會鄰近性、文化鄰近性、技術鄰近性、認知鄰近性、組織鄰近性。“多維鄰近性” 由此受到了經(jīng)濟地理領域的廣泛認可, 鄰近性的概念也得到了進一步拓展。
對于科技創(chuàng)新合作中鄰近性機制的研究, Bos?chma R[43] 提出的五維鄰近性得到了廣泛的認可。Boschma R[43] 主張地理鄰近性、認知鄰近性、制度鄰近性、社會鄰近性和組織鄰性近都應該納入多維鄰近理論框架。其中, 組織鄰近性與創(chuàng)新主體的自治程度相關; 制度鄰近性涉及行為規(guī)范、習俗、法規(guī)等宏觀規(guī)則; 社會鄰近性則取決于創(chuàng)新主體之間的信任; 而認知鄰近性則與創(chuàng)新主體之間的認知背景、基礎以及學習能力相關。據(jù)此, 國內外研究者也從多個層面、多個領域展開了對科技創(chuàng)新合作中多維鄰近性機制的探究。如表1 所示, 總結了具有代表性的科技創(chuàng)新合作中多維鄰近性機制的研究。而由于Boschma R[43] 的五維鄰近性具有較好的概括力, 并且得到了廣泛的認可, 本文也將參考此框架展開研究。同時, 由于在個人層面, 組織鄰近性與制度鄰近性具有較高的概念重疊度[44] , 參考[45-46], 本文采用除了組織鄰近性之外的Boschma R[43]提出的4 個鄰近性作為本文的多維鄰近性研究框架。
1. 3 科技創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中的知識擴散機制仿真研究
關于科技創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的知識擴散機制, 現(xiàn)有研究主要采用計算機仿真方法分析網(wǎng)絡結構特征和節(jié)點屬性特征對知識擴散的影響。針對結構特征對合作網(wǎng)絡中知識擴散的影響, 現(xiàn)有研究從BA 無標度網(wǎng)絡、小世界網(wǎng)絡、節(jié)點度數(shù)中心性等角度切入進行仿真模擬。Cowan R 等[57] 通過基于Agent 的仿真模型模擬合作網(wǎng)絡中的知識擴散, 發(fā)現(xiàn)小世界網(wǎng)絡下, 知識擴散效率達到最優(yōu)。巴志超等[58] 通過數(shù)值模擬和計算機仿真的方法構建合作網(wǎng)絡中的知識擴散模型, 發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡的隨機程度越大, 網(wǎng)絡規(guī)模越小, 知識擴散速度越大且分布越均衡。針對節(jié)點屬性特征對合作網(wǎng)絡中知識擴散的影響, 現(xiàn)有研究關注網(wǎng)絡節(jié)點的背景差異性、網(wǎng)絡節(jié)點的多維鄰近性屬性對知識擴散的影響?;冢粒纾澹睿?的仿真模型模擬顯示, 節(jié)點之間的緊密聯(lián)系能夠顯著影響知識流動率[59] 。余謙等[60] 通過數(shù)值仿真發(fā)現(xiàn)地理鄰近性在知識擴散初期發(fā)揮主要作用, 認知鄰近性是整個過程中知識增長的核心動力, 社會鄰近性對知識擴散的影響小而持久。
然而, 對于科技創(chuàng)新主導力的擴散機制研究還處于空白階段。主導主體通過對參與主體創(chuàng)新資源的規(guī)劃、調度、配置、整合等發(fā)揮科技創(chuàng)新主導力的效用。科技創(chuàng)新主導力的擴散是單向的擴散, 并不是簡單的雙向互動。通過計算機仿真建模的方法,從微觀個體層面自下而上地建??坍嬁萍紕?chuàng)新主導力擴散的復雜性、交互性和層次性, 以及其宏觀涌現(xiàn)性, 有助于把握不同階段科技創(chuàng)新主導力的擴散規(guī)律。
2 相關概念與測度
2. 1 科技創(chuàng)新主導力相關概念
科技創(chuàng)新主導力與團隊的資源整合能力[25] 、科技創(chuàng)新產(chǎn)出、成果影響力乃至團隊競爭力息息相關。本文界定了科技創(chuàng)新主導力涉及的主要概念,包括主導主體、參與主體、科技創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡,具體如下[35,61] : ①主導主體, 在科技創(chuàng)新合作過程中, 作為主導者的創(chuàng)新主體。對于一篇科學論文,其主導主體為第一作者和通訊作者; 對于一篇技術專利, 其主導主體為第一發(fā)明人; ②參與主體, 對于一篇科學論文, 其參與主體為除了第一作者和通訊作者之外的其他作者。一個創(chuàng)新主體可以同時在一篇論文中擔任主導主體, 在另一篇論文中擔任參與主體; ③主導—參與關系, 從主導主體向參與主體的有向關系; ④科技創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡, 以創(chuàng)新主體為節(jié)點, 以主導—參與關系為連邊所形成的網(wǎng)絡。如圖1 所示, 展示了基于多篇科學論文的科學創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡模型。
2. 2 多維鄰近性相關概念
1) 地理鄰近性(Geographical Proximity)
地理鄰近性又稱空間鄰近性或物理鄰近性。在科技創(chuàng)新主導過程中, 可以用創(chuàng)新主體之間地理距離的倒數(shù)來測度?,F(xiàn)有文獻對地理距離的測度方法有絕對測度和相對測度兩種[62] 。本文將采用絕對測度方法, 根據(jù)創(chuàng)新主體α 和β 的經(jīng)緯度計算球面直線距離, 并選取球面直線距離的倒數(shù)[63] 來測度地理鄰近性。
2) 認知鄰近性(Cognitive Proximity)
認知鄰近性指創(chuàng)新主體之間認知基礎的相似性[64] 。參考Fernandez A 等[52] 的研究, 本文將選取主題相似度作為測度指標, 首先對科學論文的摘要進行LDA 聚類, 聚成50 個類; 其次, 根據(jù)這50個類, 將每個創(chuàng)新主體在每個類所發(fā)表過的科學論文數(shù)量進行累加, 得到該創(chuàng)新主體的50 維主題向量, 即為對應的創(chuàng)新主體的認知向量。而認知鄰近性則為創(chuàng)新主體認知向量的余弦相似度。認知鄰近性的取值越接近1 表示認知鄰近性越高, 越接近0表示認知鄰近性越低。
3) 制度鄰近性(Institutional Proximity)
制度鄰近性指創(chuàng)新主體之間在正式制度(如法律準則、規(guī)章制度等)和非正式制度(如風俗習慣、價值觀念等)方面的相似性。參考以往研究, 本文采用兩個創(chuàng)新主體所在國家(地區(qū))的綜合語言相似度來衡量[48,52,65] , 如果兩個創(chuàng)新主體來自同一個國家(地區(qū)), 則制度鄰近性為1; 否則, 制度鄰近性為兩個創(chuàng)新主體所在國家(地區(qū))的綜合語言相似度。制度鄰近性的取值越趨向于0 表示制度鄰近性越低, 越趨向于1 表示制度鄰近性越高。
4) 社會鄰近性(Social Proximity)
社會鄰近性又稱作關系鄰近性或個人鄰近性,可以表示創(chuàng)新主體之間社會關系的親疏遠近。社會鄰近性可以通過創(chuàng)新主體的正式或非正式渠道建立[66] ?,F(xiàn)有研究主要采用過往的交互經(jīng)歷來衡量社會鄰近性[52,67] 。故對于社會鄰近性, 本文采用一個啞變量(兩個創(chuàng)新主體以前是否發(fā)生過科技創(chuàng)新主導力關系)來測度, 如果兩個創(chuàng)新主體已經(jīng)發(fā)生過科技創(chuàng)新主導力關系, 則社會鄰近性取值為1, 否則取值為0。
3 基于多智能體的科技創(chuàng)新主導力擴散仿真建模
科技創(chuàng)新主導力網(wǎng)絡, 作為典型的復雜網(wǎng)絡,其形成和演化過程充滿高度的動態(tài)性和非線性[68] ,難以通過還原論的分解方法對其演化過程進行計算和重現(xiàn)。而計算機仿真作為繼演繹法、歸納法之后科學研究的第三范式, 為研究此類復雜社會系統(tǒng)提供了整體論的切入點。其中, 基于Agent 的建模與仿真(Agent-based Modeling and Simulation, ABMS),能夠從微觀個體到宏觀整體, 自下而上地刻畫復雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)性, 已成為計算機仿真領域刻畫復雜系統(tǒng)的有力工具[69] 。故本文將基于ABMS, 如圖2 所示, 從微觀個體層面構建多維鄰近性視角下的科技創(chuàng)新主導力擴散模型, 結合全球藥學領域科學論文和技術專利合作數(shù)據(jù)作為初始驅動數(shù)據(jù), 探究多維鄰近性與科技創(chuàng)新主導力擴散的動態(tài)關系。
3. 1 模型設計與假設
科技創(chuàng)新并非時間上的線性增長過程, 創(chuàng)新主體也并非一直處于創(chuàng)新狀態(tài)中。在一個時間單位里, 只有極少部分創(chuàng)新主體激活創(chuàng)新狀態(tài), 啟動創(chuàng)新項目, 成為主導主體。根據(jù)資源依賴理論[70] , 主導主體需要依賴其他創(chuàng)新主體的知識與技能來推動創(chuàng)新項目。啟動創(chuàng)新項目之后, 主導主體搜索合適的參與主體, 組建創(chuàng)新團隊, 推動創(chuàng)新項目。根據(jù)資源配置理論[71] , 無論是主導主體還是參與主體,創(chuàng)新主體在每個時間單位里, 都只有有限的精力,他們需要盡可能利用有限的精力去推動創(chuàng)新活動。在創(chuàng)新項目結束之前, 主導主體和參與主體都會對該創(chuàng)新項目持續(xù)付出各自的部分精力。當創(chuàng)新主體的剩余精力為0 時, 在該時間單位里, 創(chuàng)新主體既不能主導也不能參與新的創(chuàng)新項目。主導主體會對其創(chuàng)新項目作出主要貢獻, 因此, 主導主體對相應創(chuàng)新項目的精力付出大于其他參與主體。創(chuàng)新主體在有剩余精力的前提下, 可以繼續(xù)參與其他創(chuàng)新項目。在某個創(chuàng)新項目結束的時間單位里, 主導主體和參與主體被該創(chuàng)新項目占用的精力得到恢復。這些創(chuàng)新主體在下一個時間單位里可以繼續(xù)被激活,啟動創(chuàng)新項目, 成為主導主體, 或者加入別人主導的創(chuàng)新項目, 成為參與主體。當創(chuàng)新項目結束時,主導主體和參與主體按照各自對創(chuàng)新項目付出的精力分配科技創(chuàng)新主導力增益, 同時根據(jù)社會學習理論[72] , 人的認知和行為相互強化, 創(chuàng)新主體的認知基礎也會受到結束的創(chuàng)新項目的影響, 更新自身的認知向量。
為了在貼近實際的前提下, 增強仿真可行性,本文進行了適當簡化[55] , 提出以下假設:
假設1: 科技創(chuàng)新主導力擴散過程中, 創(chuàng)新主體的數(shù)量保持不變, 沒有新的創(chuàng)新主體加入, 也沒有創(chuàng)新主體離開。創(chuàng)新主體的地理位置不變, 不會更換城市和國家(地區(qū))。
假設2: 每個時間單位里, 有200 個創(chuàng)新主體被激活, 成為主導主體, 組建創(chuàng)新團隊, 推動創(chuàng)新項目。每個創(chuàng)新項目的持續(xù)時間Period 在2~5 個時間單位里離散均勻分布: Period~DiscreteU[2,5], 每個創(chuàng)新項目在每個時間單位里都需要占用主導主體和參與主體總共10 個單位的精力。
假設3: 每個創(chuàng)新主體有10 個單位的精力。當其成為主導主體時, 至少要付出6 個單位的精力在其主導的創(chuàng)新項目中, 做出最大的貢獻, 因此每個創(chuàng)新主體不能同時主導兩個創(chuàng)新項目。創(chuàng)新主體每參與一個創(chuàng)新項目, 至少要付出1 個單位的精力。當創(chuàng)新主體的剩余精力等于0 時, 其不能參與新的創(chuàng)新項目, 直到現(xiàn)有的創(chuàng)新項目結束, 釋放占用的精力值。
3. 2 基于藥學領域科技創(chuàng)新數(shù)據(jù)集的初始化設置
1) 藥學領域科技創(chuàng)新數(shù)據(jù)獲取
當前, 由于藥學領域對人類社會發(fā)展至關重要,藥學科技創(chuàng)新已經(jīng)受到了經(jīng)濟學、社會學、科學計量學等諸多領域的關注。各國(地區(qū))以及國際組織的巨額研發(fā)投入將進一步推動藥學領域科技創(chuàng)新合作的發(fā)展[51,73-74] 。具體而言, 本研究聚焦于2010—2019 年全球藥學領域[51](“生物化學與分子生物學(Biochemistry & Molecular Biology)” “醫(yī)學、研究與實驗(Medicine, Research & Experimental)” “藥理學與藥劑學(Pharmacology & Pharmacy)” “毒理學(Toxicology)”)的合著科學論文。以Web of Sci?ence 核心合集的題錄數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù), 具體采用的檢索語句為“WC = A AND PY = B AND LAN?GUAGE=‘English’”。其中“A” 指上述的藥學子領域, “B” 為“2010—2019”。因為本研究聚焦于合著科學論文, 所以剔除了獨立作者和非期刊論文, 例如會議摘要(Meeting Abstracts)、信件(Let?ters)、綜述(Reviews), 編輯材料(Editorials Materi?als), 最終獲取到323 146篇藥學領域的合著論文。關于作者信息消歧, 本研究遵循Sinatra R 等[75] 的方法。
技術專利數(shù)據(jù)蘊藏著海量的科技創(chuàng)新態(tài)勢、戰(zhàn)略、格局信息。本研究的技術專利數(shù)據(jù)來自美國專利和商標局(United States Patent and Trademark Of?fice, USPTO), 是國內外研究技術專利的重要數(shù)據(jù)源之一[76-77] 。本研究根據(jù)國際專利分類碼(Inter?national Patent Classification Codes, IPC) 檢索了2010—2019 年USPTO 注冊的藥學領域的所有技術專利, 具體的檢索語句為IPC=(C07D? OR C07K?OR C12N? OR C12P? OR G01N)[78] , 進一步限制時間為2010—2019 年, 最終檢索到103 367篇合作專利。對于發(fā)明人姓名消歧, 本研究采用既有項目的發(fā)明人消歧數(shù)據(jù)PatentsView。PatentsView 網(wǎng)站提供了一個對應于USPTO 等專利數(shù)據(jù)的可靠數(shù)據(jù)源, 提供了企業(yè)、發(fā)明人和地址的信息及消歧[79] 。同時, 考慮到中國創(chuàng)新能力的蓬勃發(fā)展, 中國專利知識產(chǎn)權在全球的比重越來越高, 本文也將中國的專利數(shù)據(jù)融合進來。本文采用智慧芽專利數(shù)據(jù)庫平臺, 具體的檢索語句為MIPC:(C07D) OR MIPC:(C07K) OR MIPC:(C12N) OR MIPC:(C12P) ORMIPC:( G01N)[78] , 限制時間為2010—2019 年,最終檢索到133 340條中國發(fā)明專利。對于中文專利, 本文參考針對國內醫(yī)藥企業(yè)專利發(fā)明人的消歧方法[80] 。最終所得到的科學論文和技術專利樣本數(shù)據(jù)如表2 所示。