知識流動空間分布差異研究——以航空航天科學技術為例

李丹丹，汪 濤，楊延征

（1.南京師范大學地理科學學院，江蘇 南京 210046；2.西北農林科技大學林學院，陜西 楊凌 712100）

知識流動空間分布差異研究
——以航空航天科學技術為例

李丹丹1，汪 濤1，楊延征2

（1.南京師范大學地理科學學院，江蘇 南京 210046；2.西北農林科技大學林學院，陜西 楊凌 712100）

利用社會網(wǎng)絡分析軟件（UCINET和Pajek）和地理信息系統(tǒng)分析軟件（ArcGIS9.2），以中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（重慶維普期刊）的核心期刊中2000—2009年間航空航天領域存在合作單位的文章為原始數(shù)據(jù),構建航空航天科學技術領域知識流動的社會網(wǎng)絡和空間網(wǎng)絡，研究我國航空航天科學技術在全國范圍內的分布規(guī)律以及大學、研究所、企業(yè)（產(chǎn)學研）之間的合作交流情況，試圖將社會學的理論應用于地理學。研究結論為了解我國航空航天技術空間分布特征以及產(chǎn)學研之間的合作情況提供依據(jù)，為知識流動量化研究提供借鑒。

社會網(wǎng)絡分析；知識流動；空間分析；航空航天科學技術

1 引言

高技術就是以最新科學成就為基礎，對社會生產(chǎn)力發(fā)展起主導作用的知識密集型技術。高新技術產(chǎn)業(yè)就是以高技術為基礎形成的知識密集型、技術密集型的產(chǎn)業(yè)，它是代表一個國家綜合國力和整體競爭力的先導產(chǎn)業(yè)［1］。Massimo G.Colombo等（2006）認為公共干預對高新技術公司解決市場不完善有重要作用［2］，D.J.Storey等（1998）通過對歐盟國家的高新技術企業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，政府可以通過建立科技園區(qū)、提高管理者的學位水平、加強新技術企業(yè)與科研院所之間的聯(lián)系、向新技術企業(yè)直接進行財政投入等手段提高高新技術企業(yè)的創(chuàng)新能力［3］。20世紀50年代，我國政府從長遠考慮，提出“重點發(fā)展，迎頭趕上”和“任務帶科學”的科技發(fā)展方針［4］，1988年9月鄧小平同志提出了 “科學技術是第一生產(chǎn)力”的論斷，極大地促進了我國高新技術的發(fā)展。航空航天科學技術作為一門新興的尖端技術，它的發(fā)展不僅體現(xiàn)著國家的綜合國力，而且各種民用航天技術，如衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導航定位等［5］，都深刻影響著人類的生活。20世紀90年代，我國政府提出了應用衛(wèi)星 “由實驗應用型向服務型轉變”［4］；2001年政府在《面向21世紀的中國民用航空航天》的報告中提出 “鼓勵和支持國內外科研機構、工業(yè)企業(yè)和高校，在國家航天行業(yè)管理有關政策和法規(guī)的指導下，開展多層次、多形式的國家空間交流合作”；在“十五”規(guī)劃中，提出要推進航空航天技術等高技術領域的研究，提高創(chuàng)新能力；在“十一五”規(guī)劃中，將航空航天產(chǎn)業(yè)作為推動我國產(chǎn)業(yè)結構化升級的一個重要方面；在 “國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）”中將航空航天的力學問題作為面向國家重大戰(zhàn)略需求的基礎研究；在“中國至2050年空間科技發(fā)展路線圖”中指出，到2050年，我國應初步建立覆蓋多學科領域的空間科學研究體系，形成完善的空間科學研究體系，實現(xiàn)從空間科學大國到空間強國的跨越。航空航天科學技術的創(chuàng)新需要大量資金投入，風險大，周期長，我國企業(yè)目前還無法單獨進行，而大學作為知識創(chuàng)新的主體，企業(yè)作為技術創(chuàng)新的主體，兩者的合作能夠相互補充和促進，彌補彼此的不足。產(chǎn)學研合作為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，高校知識轉移和融合提供很好的發(fā)展模式，我國西安市航空航天產(chǎn)業(yè)園區(qū)的發(fā)展為產(chǎn)學研合作提供了較好的模式和范例，園區(qū)中高校和企業(yè)的密切聯(lián)系，形成產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)學研相結合的航空航天產(chǎn)業(yè)園區(qū)，充分發(fā)揮了集聚優(yōu)勢。然而，半個多世紀過去了，作為一種政府主導，高端技術支撐的航空航天技術在研究所、企業(yè)以及大學之間的知識網(wǎng)絡結構怎樣，是否形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，該技術分布區(qū)域的空間特征及其原因又是什么,社會學的理論和方法可以提供了新的視角和方法來解決地理學中的一些問題，本文將初步探索社會學理論和方法在解決地理學問題中的應用。

2 國內外社會網(wǎng)絡應用研究進展

近幾年，我國對社會網(wǎng)絡分析在產(chǎn)業(yè)和知識創(chuàng)新方面的研究領域多集中產(chǎn)業(yè)集群與創(chuàng)新、企業(yè)知識流動與創(chuàng)新等方面。在產(chǎn)業(yè)集群與創(chuàng)新方面，研究目的多集中于利用社會網(wǎng)絡分析方法，揭示產(chǎn)業(yè)集群中各個企業(yè)所處的位置及其作用，以及在全球化的過程中，企業(yè)集群創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉移所應注意的問題［6-11］；在知識流動與創(chuàng)新方面，主要研究成果在于利用社會網(wǎng)絡研究不同企業(yè)間知識流動的模型和知識擴散的途徑和效率，以及處于不同網(wǎng)絡位置的企業(yè)應該如何提高區(qū)域創(chuàng)新能力［12-17］。很少有學者從地理的角度，利用社會網(wǎng)絡分析工具，探索地理因素在知識流動網(wǎng)絡中的作用和影響。

國外的研究主要集中于：1）從生態(tài)行為學的觀點，通過對動物行為的長期觀察和測驗，發(fā)現(xiàn)動物群體中食物以及疾病的交流網(wǎng)絡［18-21］；2）從犯罪學的角度，研究犯罪網(wǎng)絡的形成模式，了解犯罪行為在時間和空間的動態(tài)變化，為公安機關了解犯罪行為提供依據(jù)［22-24］；3）從國際貿易角度，研究各國的貿易合作伙伴以及影響貿易合作的因素：如語言障礙、地理距離等［25-27］；4）從管理學方面，學者通過從網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中檢索相關論文，建立相關領域的合作網(wǎng)絡，了解該領域中的領軍人物以及哪些論文在該領域有較高的學術價值，并分析該學術網(wǎng)絡的結構特征［28-31］。

3 知識網(wǎng)絡的構建和分析

網(wǎng)絡是事物以及事物之間的某種關系，社會網(wǎng)絡指的是社會行動者（social actor）及它們之間的關系的集合。也可以說社會網(wǎng)絡是由多個點（社會行動者）和點之間的連線（代表行動者之間的關系）組成的。其中，這些點（actor/node）可以是個體、公司、城市等，連線表示的關系可以是同學關系、病毒傳播方向、企業(yè)交流等［32］。社會網(wǎng)絡分析作為新的經(jīng)濟社會學中的重要研究方法，是在美國社會心理學家莫雷諾（J.L.Moreno）提出的社會測量法基礎上發(fā)展起來的，社會網(wǎng)絡分析方法從個體網(wǎng)（ego-networks）、局域網(wǎng)（partial networks）和整體網(wǎng)（whole net-works）三個不同的層面，分析網(wǎng)絡中心性、聚類性、派系、核心-邊緣結構等，作為一種新的網(wǎng)絡分析方法，社會網(wǎng)絡分析方法也受到越來越多領域的關注［33］，它為社會學、情報學、疾病傳播研究等領域提供了新的思路和視角。

3.1 社會網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的準備

通過從重慶維普期刊數(shù)據(jù)庫的分類檢索目錄中，選擇分類標準中的“航空、航天”這一類，以檢索出的該領域2000—2009年間在核心期刊中發(fā)表的論文為原始數(shù)據(jù)，提取含有兩個或兩個以上合作單位的論文（同一大學不同院系視作兩個單位），根據(jù)每個單位所在省份，通過C++程序計算出各個省份之間的聯(lián)系次數(shù)、省內各個單位的聯(lián)系次數(shù)以及單位屬性（大學、研究所、企業(yè)和其他）之間的聯(lián)系次數(shù)。利用社會網(wǎng)絡分析工具UCINET和Pajek，對省份間聯(lián)系次數(shù)矩陣進行分析，研究不同省份之間的合作差異，構建不同知識主體（各個單位）間知識流動的航空航天知識網(wǎng)絡，并分析不同單位屬性間的知識流動特征。通過地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS9.2，分析知識流動網(wǎng)絡的空間分布差異及形成原因。

3.2 全國尺度上的知識網(wǎng)絡

對全國范圍內知識網(wǎng)絡結構的分析，可以看出省區(qū)市間合作交流的強度，了解各省區(qū)市航空航天技術對外合作狀況。通過對2000—2004年知識網(wǎng)絡研究發(fā)現(xiàn)北京與遼寧、陜西、黑龍江之間的聯(lián)系次數(shù)多，在2005—2009年的網(wǎng)絡中，北京與陜西之間的聯(lián)系強度明顯大于其他省區(qū)市之間的聯(lián)系，說明陜西在全國的地位上升最快。2005—2009年的網(wǎng)絡圖較2000—2004年網(wǎng)絡圖更稠密，省區(qū)市間的線也多，這說明省區(qū)市之間的聯(lián)系越來越緊密，各省區(qū)市的合作對象也越來越多，知識交流更加頻繁，這有利于航空航天技術的傳播和創(chuàng)新。

3.3 知識網(wǎng)絡中各省區(qū)市的地位

集線中心（Hubs）和權威點（Authorities）是網(wǎng)絡中的高連接點，對網(wǎng)絡的完整性和穩(wěn)定性至關重要［34］。集線中心權重（Hub Weights）和權威權重（Authority Weights）的值越大說明該節(jié)點的中心性和權威性越高，處于集線中心和權威點的節(jié)點在網(wǎng)絡中的地位高于其他節(jié)點［35］。選取2000—2009年網(wǎng)絡中既是集線中心又是權威節(jié)點的5個點作為該年網(wǎng)絡的重要點，并對這些點的權威權重進行對比分析。

由表1可知：①北京和陜西在十年里分別有10次和9次出現(xiàn)在重要點中，而且北京十年間的權威權重始終處于第一，陜西除了2000年之外都排在第二，可見北京和陜西是我國航空航天事業(yè)發(fā)展的核心地區(qū)。這是因為北京作為我國的首都以及政治、文化中心，是我國先進生產(chǎn)力和高科技聚集的地方，擁有眾多的科研院所和高校，從技術和資金上得到了國家的大力扶持；陜西除擁有眾多航空航天領域的高校和科研院所，如西北工業(yè)大學、陜西衛(wèi)星測控中心、陜西空軍工程大學等外，還擁有眾多航空航天制造企業(yè)，形成了較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈，因此北京和陜西在航空航天領域的中心地位非常穩(wěn)固，稱之為中心中的中心，或超級中心。②江蘇和四川兩省在十年的發(fā)展過程中，也有八次出現(xiàn)在中心級別中，其中江蘇有6次有位于第四，而四川地區(qū)的核心則在第三和第五之間波動，它們的中心地位也相對穩(wěn)定，稱之為次級中心。③東北三省的中心性出現(xiàn)“此起彼伏”的情況，黑龍江省在2000—2003年間出現(xiàn)在中心級別中，在2003—2005年崛起的是遼寧省，吉林省從2008年開始出現(xiàn)在中心級別中。另外湖南省從2003年開始出現(xiàn)在集線中心，隨后幾年發(fā)展有所下降。這些省份的權威權重也較高，稱之為不穩(wěn)定中心。

表1 集線中心及其權威權重

通過對其他省份的權威權重數(shù)據(jù)分析得出：上海、四川、湖北、河南、山東這些省份的權威權重也比較高，權重值與集線中心的權重值相差不大，如果加快發(fā)展速度，會成為我國未來航空航天事業(yè)的發(fā)展中心，這樣的省份稱之為潛在中心。為了更直觀地觀察我國航空航天領域各省區(qū)市的地位，本文將研究時段分為4個階段2000、2003、2006、2009，觀察集線中心的變化。

3.4 知識主體屬性分析

為了更深入地了解合作單位的屬性，研究將所有單位分為大學、研究所、企業(yè)和其他四類。通過對2000—2004年和2005—2009年兩個五年數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)：從合作總數(shù)來看，大學與大學以及大學與研究所在這10年的合作次數(shù)都遙遙領先于其他類別間的合作。由于航空航天科學技術的發(fā)展需要大量資金和高新技術的支持，這就決定了在發(fā)展過程中政府必須發(fā)揮主導作用，而政府多以高校和研究所為研究基地，這就形成了我國航空航天科學技術的發(fā)展以高等院校和研究所為主導的局面；從增長率來看：1）研究所之間的合作以及大學和研究所與其他（軍隊為主）之間的合作增長率都比較高，均超過了200%，在這10年的發(fā)展過程中，不同研究所之間的合作正在加強，這是由于研究所的特殊管理方式使得不同研究所之間合作更為便利，也容易形成研究所之間穩(wěn)定的合作交流網(wǎng)絡。大學和研究所的研究成果中有一部分武裝空軍裝備，它們與軍隊之間合作證明了科學技術的發(fā)展為提高我國軍事實力提供保障；2）研究所和大學與企業(yè)之間的合作增長也較快，這說明了大學和研究所在加強彼此之間合作的同時，開始尋求產(chǎn)學研三者間的合作模式，這種高校提供技術服務、企業(yè)提供資金支持的模式，不僅有利于提高高技術的市場轉換率和航空航天技術的民用化，減少政府對該領域的資金投入，也有利于我國產(chǎn)學研創(chuàng)新機制的形成。在這個模式中，企業(yè)應該發(fā)揮重要作用，積極尋求與科研機構間的合作，優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)業(yè)結構，提高創(chuàng)新能力（見表2）。

4 知識網(wǎng)絡的空間特性

伴隨著計算機技術的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應用也越來越廣泛。強大的空間分析功能是其突出特點，空間查詢分析、空間信息提取、空間位置分析、空間分布分析等為城市規(guī)劃、災害預測、商場選址等方面，提供了便利、有效的工具。GIS的空間分析功能是從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物，以對空間事物做出定量的描述，空間分析方法的核心是根據(jù)描述空間對象的空間數(shù)據(jù)分析其位置、屬性、運動變化規(guī)律以及對周圍其他對象的相關制約，相互影響的關系［36］。本文通過ArcGIS9.2軟件分析各個省區(qū)市間的聯(lián)系強度，將所有的聯(lián)系次數(shù)分為弱聯(lián)系、較弱聯(lián)系、較強聯(lián)系和強聯(lián)系四個等級。

由圖1可以發(fā)現(xiàn)：1）隨著時間的推移，各個省區(qū)市之間在同一等級的聯(lián)系次數(shù)逐漸增加，這說明在全國范圍內，各省區(qū)市的聯(lián)系次數(shù)呈增長趨勢；2）對參與強聯(lián)系連接的省區(qū)市（以下簡稱強省市）分析發(fā)現(xiàn)，在2000—2004年間，強省市的數(shù)目由少到多，在2000年時，只有北京和黑龍江，2001年時增加了陜西，2003年時增加了遼寧，到2004年時強省份有北京、陜西、四川、江蘇和遼寧，在這個過程中，強省份數(shù)目逐漸增多，黑龍江的地位開始下降，遼寧地位有所上升。在2005—2009年，強省市數(shù)目呈下降趨勢，2005—2007年都只有北京和陜西，2008—2009年增加了長春，這說明在這五年的過程中，我國基本形成了以北京和陜西為中心的航空航天科學技術中心；3）從10年的整體發(fā)展來看，強省市數(shù)目的變化說明了中心省份由個別到分散再到集中的過程，除了在2004年中有四川和江蘇為強省市外，其他年份的中心都位于我國北方地區(qū)，這說明我國航空航天技術存在較明顯的南北差異，東三省中強省份地理區(qū)位和出現(xiàn)省份都與社會網(wǎng)絡分析中的中心相同，都出現(xiàn)了 “此消彼長”的情況，強省份依次是黑龍江→遼寧→吉林。這些特征與社會網(wǎng)絡分析的中心不完全相同，但基本吻合，說明了將社會網(wǎng)絡分析與地理分析結合的可行性。4）對參與較強聯(lián)系的省份（以下簡稱較強省市）研究發(fā)現(xiàn)，在這10年中，較強省份形成兩個分支，一支是和北京發(fā)生聯(lián)系，另一支是和陜西發(fā)生聯(lián)系，這說明它們在加強彼此聯(lián)系的同時，還根據(jù)自己的優(yōu)勢尋找自己的合作伙伴，由于地理距離上的臨近，北京與黑龍江、吉林、遼寧之間的較強聯(lián)系共有10次，而陜西只與遼寧存在1次較強聯(lián)系；陜西與河南存在3次較強聯(lián)系，北京與河南僅1次較強聯(lián)系，這有利于將陜西和北京地區(qū)的高新技術向這些地區(qū)轉移，促進知識交流。它們與航空航天技術水平較高的江蘇、上海、四川等地合作，有利于知識交流，推動技術進步。另外河南、山東的出現(xiàn)說明了這種高新技術向我國中部地區(qū)轉移，整體上參與的較強省市中我國南方省市也增多，如上海、湖南、廣東等，這說明我國航空航天技術開始由北向南、由強省份到弱省份的擴散，這有利于全國范圍內航天技術的應用和發(fā)展，也為航空航天技術的發(fā)展提供更多的市場和合作機會。

通過對各個省份歷年參與合作的機構類型進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)大學和研究所在知識流動網(wǎng)絡中占主導地位，公司的作用并不明顯，產(chǎn)學研間的合作存在障礙。各省區(qū)市參與合作的大學和研究所的數(shù)量決定了該省份在知識網(wǎng)絡中的地位，數(shù)量越多，則該省份的地位就越高，因此，提高科研院所的參與度，合理布局科研院所所在地，為提高地區(qū)在知識網(wǎng)絡中的地位有重要作用。表3為2000、2003、2006、2009年機構參與總數(shù)排名前三的省份及其參與機構屬性的統(tǒng)計，由表3可發(fā)現(xiàn)，大學和研究所在合作中所占的比例都在75%以上，北京和陜西地區(qū)參與的機構數(shù)目遠遠超過其他省份，可見它們在全國知識網(wǎng)絡中的地位。

5 結論

本文對我國航空航天科學技術的空間分布特征進行研究，分析研究所、大學、企業(yè)間的知識流動情況，有助于知識交流量化研究。研究發(fā)現(xiàn)我國航空航天技術的市場化仍處于發(fā)展初期，基于航空航天技術的產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，政府部門可以從以下方面著手：①充分發(fā)揮核心區(qū)的核心作用，提高核心區(qū)高技術向周邊地區(qū)的溢出效應與高新技術的利用率和轉化率，形成穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈；②發(fā)揮地方特色，分工合作，形成具有地區(qū)特色的航空航天技術開發(fā)區(qū)；③搭建有效的產(chǎn)學研合作平臺，給予更有效的政策和資金上的支持，形成三者間成熟的知識流動網(wǎng)絡；④優(yōu)化航空航天產(chǎn)業(yè)管理模式，完成由政府主導到政府、市場同時作用的轉變，提高航空航天技術在社會生活中的作用；⑤努力尋求與國外合作的機會，提高航空航天技術國際競爭力，借鑒國外航空航天產(chǎn)業(yè)管理模式，優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構。

本文對我國航空航天科學技術的省區(qū)市發(fā)展情況有了一個初步的了解，探討了社會網(wǎng)絡理論與地理空間分析相結合的應用，下一步研究的主要方向有：①進一步分析在航空航天領域各個單位在整個知識流動網(wǎng)絡中所處的地位；②各個大學、研究所與企業(yè)之間知識流動的內在驅動因素；③其他形式的合作如學術交流會議、科學論壇以及國家政策對航空航天科學技術發(fā)展的影響。

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Difference in Spatial Distribution of Knowledge Flow——An Case of Aerospace Science and Technology

Li Dandan1,Wang Tao1,Yang Yanzheng2
（1.School of Geographical Science，Nanjing Normal University,Nanjing 210046，China；2.School of Forestry，North West Agriculture and Forestry University，Yangling 712100，China）

Using social network analysis software,geographic information system software,statistical data of the papers published in cooperation about the aerospace science and technology in the core database of Chinese Scientific and Technical Journals（Journal of Chongqing VIP）from 2000 to 2009,this paper constructs social networks and space networks,studies the spatial differentiation of knowledge flow between various properties of nodes,such as university,institute,enterprise,etc.The paper attempts to make sociological theory apply in geography.The results show that:There are the super centers,secondary centers,unstable center in the knowledge flow of China’s aerospace science and technology;Aerospace technology R&D is mainly borne by universities and research institutes.Therefore,the government should strength the links among production and research to form a stable industrial chain and increase the conversion rate of high technology.

social network analysis;knowledge flow;spatial analysis;aerospace science and technology

2011-05-20

李丹丹（1988-），女，河南信陽人，在讀碩士；研究方向：知識網(wǎng)絡與區(qū)域創(chuàng)新體系。

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（責任編輯 劉傳忠）