區(qū)域產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新關(guān)系及時(shí)空演化
——來(lái)自合作專利的證據(jù)

莊 濤

（濰坊學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 濰坊 261061）

一、引言

創(chuàng)新已成為驅(qū)動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要力量[1]。由于創(chuàng)新活動(dòng)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性不斷增強(qiáng)，單一機(jī)構(gòu)難以滿足創(chuàng)新所需的全部資源要素的有效整合，創(chuàng)新活動(dòng)日益表現(xiàn)出多領(lǐng)域、多機(jī)構(gòu)、跨區(qū)域融合的特征。因此，以企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等多元主體協(xié)同互動(dòng)為基礎(chǔ)、區(qū)域間創(chuàng)新資源流動(dòng)與擴(kuò)散為特征的協(xié)同創(chuàng)新成為推動(dòng)科技進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段[2]。

區(qū)域創(chuàng)新體系是構(gòu)成國(guó)家創(chuàng)新體系的重要子系統(tǒng)。但我國(guó)各區(qū)域在自然稟賦、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平、科技創(chuàng)新能力等方面存在明顯差異，導(dǎo)致區(qū)域創(chuàng)新體系所處的創(chuàng)新發(fā)展階段不同，區(qū)域間創(chuàng)新資源的聚集方式與協(xié)同模式也存在較大差異[3]。因此，文章嘗試從三螺旋理論視角，研究各省域協(xié)同創(chuàng)新主體企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)之間的互動(dòng)耦合關(guān)系，揭示產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的區(qū)域差異、空間格局特征與演化趨勢(shì)，從而為整合區(qū)域創(chuàng)新資源提供理論支撐，為各省實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略提供決策參考。

二、文獻(xiàn)回顧

國(guó)家創(chuàng)新體系包括知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新兩個(gè)系統(tǒng)，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新成為兩個(gè)系統(tǒng)有效銜接的重要節(jié)點(diǎn)，也是創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的關(guān)鍵。產(chǎn)學(xué)研協(xié)同是指在政府的積極引導(dǎo)下產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才培養(yǎng)、科學(xué)研究三方功能的協(xié)同，其創(chuàng)新過(guò)程既包含企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等不同主體間的合作與互動(dòng)，也包括各類創(chuàng)新資源在不同區(qū)域間的流動(dòng)與擴(kuò)散。Etzkowitz 和Leydesdorff 提出的三螺旋理論為產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新提供了理論基礎(chǔ)。三螺旋理論認(rèn)為在知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，大學(xué)、企業(yè)、政府三方的協(xié)作與互動(dòng)是影響創(chuàng)新活動(dòng)的關(guān)鍵因素，每一方在發(fā)揮各自作用與價(jià)值的同時(shí)，還承擔(dān)著另外兩方的部分功能，通過(guò)三方功能的滲透與融合實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新資源的有效整合。

近年來(lái)，區(qū)域三螺旋協(xié)同創(chuàng)新領(lǐng)域的研究成果日漸豐富，學(xué)者們分別從協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制、區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展模式[4]、區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的演化路徑[5]等方面進(jìn)行了理論探討，但對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新如何影響區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展，尚缺乏嚴(yán)格的計(jì)量檢驗(yàn)。白俊紅和蔣伏心從區(qū)域間創(chuàng)新要素動(dòng)態(tài)流動(dòng)視角實(shí)證考察了協(xié)同創(chuàng)新與空間關(guān)聯(lián)對(duì)區(qū)域創(chuàng)新績(jī)效的影響，劉友金等運(yùn)用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型實(shí)證分析了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同對(duì)長(zhǎng)江沿岸11 省市創(chuàng)新績(jī)效的影響[6]，但此類研究將區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)視為一個(gè)整體，未能揭示出區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新主體間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。而針對(duì)區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新主體之間互動(dòng)關(guān)系的研究，學(xué)者們主要運(yùn)用三螺旋算法對(duì)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部主體間協(xié)同的緊密程度進(jìn)行測(cè)度分析。比如李培鳳對(duì)我國(guó)23 個(gè)省級(jí)行政區(qū)官產(chǎn)學(xué)研合作體系的耦合效應(yīng)進(jìn)行了比較研究[7]；王耀德和林良運(yùn)用互信息實(shí)證研究了中部六省企業(yè)、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)三類創(chuàng)新主體協(xié)作緊密程度及發(fā)展態(tài)勢(shì)[8]；Weiming Kang 等從橫向?qū)Ρ群涂v向演化視角對(duì)北京和上海兩大科技創(chuàng)新中心官產(chǎn)學(xué)三螺旋緊密程度進(jìn)行了測(cè)度研究[9]。

以上文獻(xiàn)為文章的研究奠定了基礎(chǔ)，但是對(duì)于中國(guó)全域內(nèi)各省份產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新主體之間互動(dòng)關(guān)系及空間演化的研究較少，鮮有從三螺旋視角分析區(qū)域內(nèi)部與區(qū)域間協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展規(guī)律與作用機(jī)理的研究。因此，文章對(duì)三螺旋理論及其算法進(jìn)行拓展，運(yùn)用2008-2017 年中國(guó)31 個(gè)省級(jí)行政區(qū)不同創(chuàng)新主體的發(fā)明專利數(shù)據(jù)，從橫向區(qū)域間對(duì)比和縱向時(shí)間演化兩個(gè)維度實(shí)證考察省域產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的區(qū)域差異，區(qū)域內(nèi)部以及區(qū)域間企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等創(chuàng)新主體間的互動(dòng)耦合關(guān)系，以期對(duì)實(shí)施協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略、創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)提供依據(jù)。

三、研究方法

1. 三螺旋模型及演化

三螺旋理論認(rèn)為，大學(xué)、企業(yè)和政府的交迭是區(qū)域、國(guó)家創(chuàng)新系統(tǒng)的核心，其兩者或三者的互動(dòng)融合關(guān)系越緊密越有益于創(chuàng)新活動(dòng)的產(chǎn)生。通過(guò)打破組織邊界，形成科學(xué)、技術(shù)和政策領(lǐng)域的三力合一，推動(dòng)區(qū)域創(chuàng)新螺旋的不斷提升。

三螺旋理論誕生于西方發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，在其特定的制度背景下由大學(xué)、企業(yè)、政府組成的協(xié)同創(chuàng)新體系成為三螺旋模型的標(biāo)準(zhǔn)模式。然而，作為最大的新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國(guó)家的中國(guó)有其特有的科技、教育體制。科研機(jī)構(gòu)在中國(guó)國(guó)家、區(qū)域創(chuàng)新體系中扮演重要角色，主要從事關(guān)系國(guó)計(jì)民生、對(duì)國(guó)家安全和發(fā)展具有重大意義的公益性研究或周期長(zhǎng)、投資巨大的應(yīng)用性研究[10]?？蒲袡C(jī)構(gòu)在價(jià)值取向、社會(huì)職能和組織過(guò)程中既不同于大學(xué)側(cè)重基礎(chǔ)性科學(xué)知識(shí)的自由探索，也不同于企業(yè)從事面向市場(chǎng)的應(yīng)用性技術(shù)開(kāi)發(fā)，在創(chuàng)新體系中有其獨(dú)特的組織特征，可將其作為獨(dú)立的創(chuàng)新組織融入到三螺旋模型中來(lái)[8]。而在中國(guó)當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，政府部門(mén)很少直接參與科技創(chuàng)新，更多的是通過(guò)對(duì)企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行政策引導(dǎo)間接參與創(chuàng)新，因此文章將中國(guó)三螺旋模型演化為企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)三方直接創(chuàng)新主體。

由大學(xué)、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)構(gòu)成的三螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)是典型的復(fù)雜系統(tǒng)，具有不確定性。Leydesdorff 認(rèn)為創(chuàng)新系統(tǒng)的不確定性和自組織性可通過(guò)創(chuàng)新主體間的互信息來(lái)表示，而互信息可應(yīng)用Shannon 在信息論中提出的熵（entropy：平均信息量） 的概念進(jìn)行計(jì)量，基于此提出了用以衡量三螺旋協(xié)同關(guān)系的三螺旋算法(Triple Helix Algorithm)。熵表示離散隨機(jī)事件出現(xiàn)的概率，事件的不確定性越大，熵越大；系統(tǒng)越有序，熵就越小，一維熵表示如下：

H 表示熵，Pj為第j 個(gè)信息出現(xiàn)的概率。以下標(biāo)u、i、r 分別表示大學(xué)、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，如大學(xué)與企業(yè)的二維熵由以下公式計(jì)算可得：

大學(xué)、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的三維熵表示為：

在信息論中，相互作用的子系統(tǒng)之間信息傳遞的不確定性可用互信息T 來(lái)衡量。如大學(xué)和企業(yè)間的二維互信息表示為：

大學(xué)、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)間的三維互信息表示為：

三維互信息還可以揭示出創(chuàng)新系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)與跨區(qū)域合作的動(dòng)力學(xué)意義[11]。當(dāng)Tuir大于零時(shí)，反映出創(chuàng)新系統(tǒng)跨區(qū)域協(xié)同程度，其正值越大，跨區(qū)域協(xié)同作用越強(qiáng)；當(dāng)Tuir小于零時(shí)，反映出區(qū)域內(nèi)的協(xié)同程度，負(fù)值越大，區(qū)域內(nèi)協(xié)同作用越強(qiáng)[12]，即三維互信息Tuir正值指向跨區(qū)域協(xié)同而負(fù)值指向區(qū)域內(nèi)協(xié)同。

2. 創(chuàng)新主體間協(xié)同程度及自組織性度量

在區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)中，互信息用以衡量創(chuàng)新主體間的合作給系統(tǒng)帶來(lái)不確定性減少的程度以及合作范圍指向。但由于互信息的取值與系統(tǒng)配置相關(guān)，不同系統(tǒng)間的互信息差異不能準(zhǔn)確反映出創(chuàng)新系統(tǒng)主體間的協(xié)同程度及自組織性[13]。Eustache 提出通過(guò)系統(tǒng)傳輸效能τ 來(lái)衡量創(chuàng)新系統(tǒng)主體間的協(xié)同程度[14]。傳輸效能定義為系統(tǒng)中用于共享的信息占傳輸信息總量的百分比，它表示系統(tǒng)中產(chǎn)生的“總配置信息”共享，可以解釋為變量依賴性、協(xié)同作用或自組織性。因此，傳輸效能τ 能夠反映出區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)主體間的協(xié)同水平與自組織程度。

二維系統(tǒng)中，如大學(xué)與企業(yè)間的傳輸效能τui表示如下：

二維傳輸效能τ 越大，表示二維主體間交互越頻繁，協(xié)同關(guān)系越緊密。

三維系統(tǒng)中，大學(xué)、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)之間的傳輸效能如下：

由于Huir-Hu-Hi-Hr＜Tuir＜Huir，所以 τ∈[0，1]。三維傳輸效能 τ越大，表示大學(xué)、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)三方主體間兩兩相互協(xié)同越多，系統(tǒng)的自組織性越強(qiáng)，三維關(guān)系在其所組成的系統(tǒng)中因缺乏中心協(xié)調(diào)性而發(fā)揮了自組織作用，系統(tǒng)在創(chuàng)新主體間的相互協(xié)調(diào)中實(shí)現(xiàn)自我驅(qū)動(dòng)、自我調(diào)節(jié)；反之，則表示一方單獨(dú)或三方協(xié)同越多，系統(tǒng)自組織性越弱，中心協(xié)調(diào)性越強(qiáng)[14]。

四、數(shù)據(jù)收集與處理

1. 數(shù)據(jù)收集

申請(qǐng)專利是實(shí)現(xiàn)科技研發(fā)與創(chuàng)新向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的重要節(jié)點(diǎn)，對(duì)國(guó)家和區(qū)域創(chuàng)新能力提升起到關(guān)鍵作用。聯(lián)合申請(qǐng)專利是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的常見(jiàn)模式。文章以中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索及分析數(shù)據(jù)庫(kù)（www.pss-system.gov.cn） 為數(shù)據(jù)來(lái)源，對(duì)中國(guó)31 個(gè)省級(jí)行政區(qū)（不包括港澳臺(tái)地區(qū)） 不同創(chuàng)新主體申請(qǐng)的發(fā)明專利進(jìn)行檢索?？紤]到中國(guó)發(fā)明專利有18～36 個(gè)月的審查期，文章以2008-2017 年申請(qǐng)并授權(quán)的發(fā)明專利為研究數(shù)據(jù)。在高級(jí)檢索中按照專利申請(qǐng)（專利權(quán)） 人的關(guān)鍵字信息，將專利分為“企業(yè)(I)”、“大學(xué)(U)”、“科研機(jī)構(gòu)(R)”三個(gè)類別，進(jìn)一步將包含兩種或三種主體的歸為“大學(xué)—企業(yè)(UI)”、“大學(xué)—科研機(jī)構(gòu)(UR)”、“企業(yè)—科研機(jī)構(gòu)(IR)”、“大學(xué)—企業(yè)—科研機(jī)構(gòu)(UIR)”四個(gè)類別，并按不同的年份、省級(jí)行政區(qū)分別統(tǒng)計(jì)。

2. 產(chǎn)學(xué)研合作專利產(chǎn)出的時(shí)間演化

從圖1 可以發(fā)現(xiàn)，過(guò)去10 年間中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)迅猛，總量從2008 年的306921 項(xiàng)增加到2017 年的1745016項(xiàng)，年均增長(zhǎng)率21.3%，遠(yuǎn)高于R&D 經(jīng)費(fèi)投入增長(zhǎng)率，這說(shuō)明我國(guó)科技創(chuàng)新效率逐年提高，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)。產(chǎn)、學(xué)、研兩方或三方合作申請(qǐng)專利占比較低，只占專利總量的3.48%，合作專利占比呈總體上升趨勢(shì)，但近三年有所下降。

圖1 2008- 2017 年發(fā)明專利總量及產(chǎn)學(xué)研合作專利占比統(tǒng)計(jì)

近10 年發(fā)明專利三螺旋分布如圖2 所示。從創(chuàng)新主體來(lái)看，企業(yè)是發(fā)明專利的最主要來(lái)源，企業(yè)參與的專利占總量的76.7%。這說(shuō)明企業(yè)在科技創(chuàng)新中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā)掌握核心技術(shù)，并申請(qǐng)專利保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，進(jìn)而提高產(chǎn)品利潤(rùn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。大學(xué)參與申請(qǐng)的專利占總量的21.4%，說(shuō)明大學(xué)作為知識(shí)生產(chǎn)的源頭，在推動(dòng)科學(xué)發(fā)展與理論創(chuàng)新方面具有優(yōu)勢(shì)，但在技術(shù)創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化領(lǐng)域缺乏動(dòng)力?？蒲袡C(jī)構(gòu)參與的專利數(shù)量較少，只占專利總量的5.4%。

從合作機(jī)構(gòu)領(lǐng)域來(lái)看，企業(yè)—大學(xué)聯(lián)合申請(qǐng)專利相對(duì)較多，占專利總量的1.73%。這表明企業(yè)與大學(xué)在創(chuàng)新過(guò)程存在一定的互補(bǔ)性，企業(yè)作為科技創(chuàng)新成果的運(yùn)用方，在技術(shù)發(fā)明、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)品市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)方面具有優(yōu)勢(shì)。大學(xué)是新知識(shí)、新技術(shù)的來(lái)源地，通過(guò)與企業(yè)的合作可以快速完成成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)知識(shí)資本化與技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

圖2 2008- 2017 年發(fā)明專利產(chǎn)學(xué)研三螺旋分布

3. 產(chǎn)學(xué)研合作專利產(chǎn)出的區(qū)域特征

將專利申請(qǐng)時(shí)間劃分為2008-2012 和2013-2017 兩個(gè)時(shí)段，分別檢索各省級(jí)行政區(qū)大學(xué)、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)以及相互合作的專利產(chǎn)出，以便從橫向區(qū)域間對(duì)比與縱向時(shí)間演化趨勢(shì)兩個(gè)維度進(jìn)行細(xì)化分析。

（1） 2008-2012 年間全國(guó)申請(qǐng)的發(fā)明專利總量1102649 件，各省級(jí)行政區(qū)分布如圖3 所示。

圖3 2008- 2012 年發(fā)明專利總量區(qū)域分布

按申請(qǐng)發(fā)明專利總量將31 個(gè)省級(jí)行政區(qū)劃分為4 個(gè)類別：

第一類包括江蘇、廣東、北京、上海4 省市，這些區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚、科技創(chuàng)新能力強(qiáng)，引領(lǐng)中國(guó)科技創(chuàng)新發(fā)展。第二類包括浙江、山東、陜西、天津、四川、湖北、安徽、遼寧、湖南、河南10 省市，多為東部沿海和中部經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)區(qū)域,這些區(qū)域經(jīng)濟(jì)、科技基礎(chǔ)較好，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相對(duì)成熟。第三類包括福建、黑龍江、重慶、河北、山西、云南、廣西、江西、貴州9 個(gè)省級(jí)行政區(qū)，大多位于中西部和東北地區(qū)。這些區(qū)域普遍經(jīng)濟(jì)實(shí)力不強(qiáng)，科技創(chuàng)新合作發(fā)展起步較晚，其科技創(chuàng)新水平與前兩個(gè)類別存在較大的差距。第四類包括甘肅、新疆、內(nèi)蒙古、海南、吉林、寧夏、青海、西藏8 個(gè)省份，多為西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施落后，科教資源匱乏，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，科技創(chuàng)新能力不足，創(chuàng)新不能為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力。

整體來(lái)看，2008-2012 年間，中國(guó)官產(chǎn)學(xué)合作專利產(chǎn)出區(qū)域間差異巨大，呈現(xiàn)東強(qiáng)西弱的格局，與中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展水平基本吻合。專利產(chǎn)出大省主要集中分布在東部沿海以及西部的陜西、四川等省份，西北、東北地區(qū)發(fā)展較為落后，地理集聚現(xiàn)象明顯。

（2） 2013-2017 年間全國(guó)共申請(qǐng)發(fā)明專利3510099 件，是2008-2012 年間的3.18 倍，各省級(jí)行政區(qū)分布如圖4 所示。

圖4 2013- 2017 年發(fā)明專利總量區(qū)域分布

第一類別中前三位的江蘇、廣東、北京沒(méi)有變化，安徽從專利總量第11 位一躍為第4 位進(jìn)入第一類別值得關(guān)注，且企業(yè)申請(qǐng)專利數(shù)量增長(zhǎng)迅猛，5 年間從23805 件增長(zhǎng)到225975件，增長(zhǎng)了8.49 倍，說(shuō)明安徽處于“一帶一路”、“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”和“長(zhǎng)三角一體化發(fā)展”三大國(guó)家戰(zhàn)略疊加區(qū),充分利用國(guó)家政策支持，創(chuàng)新體制機(jī)制，激發(fā)了各類創(chuàng)新主體的活力，科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿薮?。第二類別中廣西從21 位上升到14位，專利數(shù)量增長(zhǎng)迅速，各創(chuàng)新主體發(fā)展較為均衡，說(shuō)明在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)方面成效顯著。第三類別中遼寧從第12 下降到18 位，作為東北地區(qū)的領(lǐng)頭羊創(chuàng)新發(fā)展相對(duì)滯后，特別是企業(yè)申請(qǐng)專利數(shù)量相對(duì)落后。貴州從第23 上升到20 位，企業(yè)申請(qǐng)專利增長(zhǎng)較快。第四類別中各省份位次變化不大，值得注意的是寧夏專利總量從第29 上升到第26 位，作為欠發(fā)達(dá)地區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)成效較為明顯。

整體來(lái)看，近5 年發(fā)明專利產(chǎn)出各區(qū)域間差距在逐步擴(kuò)大，區(qū)域間創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的不平衡性更加明顯，呈現(xiàn)出由東西差距向南北差距演化的趨勢(shì)，南方的廣西、貴州、安徽等省級(jí)行政區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展成效明顯。長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀城市群對(duì)于區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的輻射帶動(dòng)作用越發(fā)明顯。

五、中國(guó)省域產(chǎn)學(xué)研關(guān)系實(shí)證分析

為進(jìn)一步探尋區(qū)域創(chuàng)新體系中產(chǎn)學(xué)研三方主體間的互動(dòng)關(guān)系，區(qū)域內(nèi)部與區(qū)域間各主體的協(xié)同程度及空間關(guān)聯(lián)，運(yùn)用三螺旋算法及其拓展，將收集到的專利數(shù)據(jù)通過(guò)公式(1)～(7)分別計(jì)算出區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新體系中的信息熵H、互信息T 以及傳輸效能τ 值。通過(guò)三維互信息T來(lái)反映區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的協(xié)同范圍，二維、三維傳輸效能τ 來(lái)反映創(chuàng)新主體間的協(xié)同程度與系統(tǒng)自組織性。

1. 三螺旋區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新范圍分析

中國(guó)31 省級(jí)行政區(qū)產(chǎn)學(xué)研合作三維互信息如圖5所示，如前所述，三維互信息可以反映出各區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的范圍，三維互信息值越小，說(shuō)明區(qū)域內(nèi)協(xié)同作用越強(qiáng)，反之則跨區(qū)域協(xié)同作用越強(qiáng)?？梢园l(fā)現(xiàn)31 個(gè)省份的三維互信息都為負(fù)值，說(shuō)明中國(guó)三螺旋創(chuàng)新系統(tǒng)以區(qū)域內(nèi)協(xié)同為主導(dǎo)。

Tuir值較小的有新疆、甘肅、海南、遼寧、山西等省份，說(shuō)明這些省份本省內(nèi)的協(xié)同創(chuàng)新占主導(dǎo)地位。其中新疆、甘肅、海南3 個(gè)省級(jí)行政區(qū)科技創(chuàng)新發(fā)展相對(duì)落后，又地處邊遠(yuǎn)地區(qū)，與科技資源豐富的地區(qū)距離較遠(yuǎn)，因此地理距離阻礙了跨區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)的開(kāi)展。而遼寧與科技創(chuàng)新相對(duì)發(fā)達(dá)的山東、天津、北京隔海相望，交通的不便限制了其跨區(qū)域的協(xié)作互動(dòng)。山西由于其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與臨近省份存在較大差異，難以找到合作的契合點(diǎn)，因此以本省內(nèi)的合作為主導(dǎo)。

Tuir值較大的有浙江、廣東、江蘇、安徽、重慶、寧夏、湖南等省份，其產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中跨區(qū)域的合作占比相對(duì)較高。其中廣東、江蘇、浙江3 省區(qū)域創(chuàng)新能力強(qiáng)，科技帶動(dòng)與輻射范圍廣，與其他科技資源豐富的地區(qū)毗鄰，較容易開(kāi)展跨區(qū)域的協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)。安徽、重慶、寧夏、湖南4 個(gè)省級(jí)行政區(qū)技術(shù)吸收能力不強(qiáng)，產(chǎn)學(xué)研三方創(chuàng)新資源不均衡，但周邊地區(qū)擁有較豐富的科技創(chuàng)新資源，如寧夏與陜西，重慶與四川、湖南與廣東、安徽與江浙滬等地區(qū)地緣相連，人文相近，科技相通，資源互補(bǔ)，較容易開(kāi)展跨區(qū)域的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新。

對(duì)比前后5 年三維互信息的變化，可以發(fā)現(xiàn)只有8 個(gè)省份Tuir降低，其他23 個(gè)省份Tuir都有不同程度的增長(zhǎng)，說(shuō)明我國(guó)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)間的合作與互動(dòng)逐步增多，區(qū)域一體化進(jìn)程明顯加快。其中，Tuir增長(zhǎng)較大的有云南、天津、安徽、北京等省市，其跨區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新提升明顯。北京和天津?qū)儆谑锥冀?jīng)濟(jì)圈，2015 年4 月審議通過(guò)的《京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》加速了這一區(qū)域的融合發(fā)展，京津冀協(xié)同創(chuàng)新走向一體化。云南、安徽同屬長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，2016 年9 月，《長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》正式印發(fā)，促進(jìn)了這些省份實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域創(chuàng)新資源的共享與整合，為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的有效實(shí)施提供了動(dòng)力。

2. 區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新主體間協(xié)作程度及自組織性分析

二維傳輸效能τ 反映出創(chuàng)新系統(tǒng)中主體間的雙邊協(xié)同程度，τ 值越大說(shuō)明兩者之間的交互越頻繁，關(guān)系越緊密。

圖5 中國(guó)區(qū)域產(chǎn)學(xué)研合作三維互信息

大學(xué)與企業(yè)之間的傳輸效能如圖6 所示，31 個(gè)省級(jí)行政區(qū)中只有江西、甘肅2 個(gè)省τui值有所下降，說(shuō)明近5 年大學(xué)與企業(yè)在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的協(xié)同關(guān)系趨于緊密，其中安徽、貴州、云南三省提升顯著。τui值較高的有河南、浙江、江蘇、重慶、吉林、湖南、天津等省份，說(shuō)明這些區(qū)域大學(xué)與企業(yè)交互頻繁、相互依賴與耦合性較強(qiáng)。而青海、西藏、新疆、海南、甘肅的τui值較低，這些省份普遍科教資源匱乏，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。尤其是青海省τui最低，這主要是由于青海省科教資源匱乏，僅有3所本科高校，而其中青海師范大學(xué)和青海名族大學(xué)又以人文類學(xué)科見(jiàn)長(zhǎng)，在與企業(yè)合作中難以發(fā)揮其智力優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致大學(xué)、企業(yè)間的關(guān)系較為松散。

圖6 中國(guó)區(qū)域大學(xué)- 企業(yè)二維傳輸效能τui

圖7 中國(guó)區(qū)域企業(yè)- 科研機(jī)構(gòu)二維傳輸效能τir

圖8 中國(guó)區(qū)域大學(xué)- 科研機(jī)構(gòu)二維傳輸效能τur

企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)之間的傳輸效能如圖7 所示，青海、西藏、海南、新疆4 省份的τig值較高，均超過(guò)0.1。然而這4 個(gè)省份在專利申請(qǐng)總量、科技創(chuàng)新水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力方面都相對(duì)落后，企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系卻最為緊密，這主要是由于這些地區(qū)的企業(yè)自主研發(fā)與科技創(chuàng)新能力普遍較弱，而科研機(jī)構(gòu)擁有技術(shù)、人才、設(shè)備等創(chuàng)新資源，企業(yè)通過(guò)與科研機(jī)構(gòu)的合作有助于提升研發(fā)效率和加速專利的形成。

大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)之間的傳輸效能普遍較低，只有9 個(gè)省份近5 年的τur值有所提高，說(shuō)明在區(qū)域創(chuàng)新過(guò)程中大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)之間的互動(dòng)耦合關(guān)系較弱，且關(guān)系趨于松散。

從整體二維合作關(guān)系來(lái)看，大學(xué)與企業(yè)之間的協(xié)同關(guān)系最為緊密，企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)次之，而大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系最松散。這說(shuō)明我國(guó)大學(xué)主要從事原始創(chuàng)新、基礎(chǔ)理論研究與科學(xué)研究，而企業(yè)更多的從事應(yīng)用研究、技術(shù)創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化，二者在創(chuàng)新過(guò)程和創(chuàng)新階段上存在互補(bǔ)性，最容易找到創(chuàng)新契合點(diǎn)。

產(chǎn)學(xué)研合作三維傳輸效能如圖9 所示。三維傳輸效能τuir是各省級(jí)行政區(qū)內(nèi)協(xié)同創(chuàng)新體系中三方主體間相互依賴與自組織程度的衡量指標(biāo)。τuir大，說(shuō)明該區(qū)域內(nèi)大學(xué)、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)之間的合作對(duì)于創(chuàng)新體系不確定性的減少越多，即通過(guò)三方協(xié)同創(chuàng)新體系更為有序，系統(tǒng)自組織性越強(qiáng)。三維傳輸效能τ 較大的區(qū)域有甘肅、新疆、海南、北京、遼寧、山西等省份?？梢园l(fā)現(xiàn)，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新自組織程度較強(qiáng)的區(qū)域中除北京外都是區(qū)域創(chuàng)新能力相對(duì)落后的省份，而區(qū)域創(chuàng)新能力突出的江蘇、浙江、重慶、廣東等省市協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)自組織程度反而較弱。

進(jìn)一步分析，文章認(rèn)為原因有二：一是一些科技創(chuàng)新欠發(fā)達(dá)區(qū)域的產(chǎn)學(xué)研三方主體間發(fā)展相對(duì)均衡，與科技發(fā)達(dá)區(qū)域相比處于協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的初級(jí)階段。這一階段政府在科技資源配置、科技成果轉(zhuǎn)化、科技合作等方面發(fā)揮的作用更大，而產(chǎn)學(xué)研三方中相對(duì)較弱的科研機(jī)構(gòu)具有一部分政府職能，產(chǎn)、學(xué)、研三方發(fā)展相對(duì)均衡，系統(tǒng)自組織性較強(qiáng)；二是一些科技發(fā)達(dá)省份處于企業(yè)占絕對(duì)主導(dǎo)地位的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的高級(jí)階段。這些省份科技創(chuàng)新能力強(qiáng)，發(fā)明專利絕對(duì)數(shù)量高，但產(chǎn)學(xué)研三方發(fā)展不均衡，企業(yè)處于絕對(duì)主導(dǎo)地位，而跨機(jī)構(gòu)的合作占比較低。企業(yè)在創(chuàng)新中表現(xiàn)活躍，自主創(chuàng)新能力強(qiáng)，一些高科技企業(yè)通過(guò)企業(yè)內(nèi)部的研究機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的完整創(chuàng)新鏈過(guò)程，對(duì)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的依賴程度較低，因此表現(xiàn)為系統(tǒng)自組織性較弱，而企業(yè)為主導(dǎo)的中心協(xié)調(diào)性較強(qiáng)。

比較前后5 年各區(qū)域三維傳輸效能，31 個(gè)省級(jí)行政區(qū)中只有青海、西藏、海南、江西、遼寧、甘肅、山西、浙江8 個(gè)省份的τuir上升。說(shuō)明近5 年中國(guó)大部分的區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)自組織性減弱，以企業(yè)為主導(dǎo)的中心協(xié)調(diào)增強(qiáng)，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)向著企業(yè)主體地位更加突出，產(chǎn)學(xué)研深度融合的方向發(fā)展。

圖9 中國(guó)區(qū)域產(chǎn)學(xué)研合作三維傳輸效能τ

六、結(jié)論與對(duì)策建議

1. 研究結(jié)論

文章在三螺旋理論及其算法拓展的基礎(chǔ)上，采用2008-2012 年、2013-2017 年兩個(gè)區(qū)間的中國(guó)發(fā)明專利數(shù)據(jù)，對(duì)中國(guó)省域協(xié)同創(chuàng)新的區(qū)域差異以及區(qū)域內(nèi)部與區(qū)域間大學(xué)、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等創(chuàng)新主體間的互動(dòng)耦合關(guān)系及其動(dòng)態(tài)演化趨勢(shì)進(jìn)行實(shí)證考察，研究發(fā)現(xiàn)：第一，中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作專利產(chǎn)出區(qū)域間差異巨大，由東強(qiáng)西弱向南強(qiáng)北弱的趨勢(shì)演化，地理集聚現(xiàn)象趨于明顯。長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀城市群的輻射帶動(dòng)作用凸顯。企業(yè)是發(fā)明專利的最主要來(lái)源，占總量的76.7%，而科研機(jī)構(gòu)參與的專利占比較低，只占總量的5.4%。第二，中國(guó)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新以區(qū)域內(nèi)合作為主導(dǎo)，跨區(qū)域合作有增長(zhǎng)趨勢(shì)，浙江、廣東、江蘇、安徽、重慶、寧夏、湖南等省份跨區(qū)域的協(xié)作關(guān)系相對(duì)較強(qiáng)。第三，企業(yè)與大學(xué)的雙邊協(xié)同效應(yīng)較強(qiáng)且關(guān)系趨于緊密；一些區(qū)域創(chuàng)新能力不強(qiáng)的省份如甘肅、新疆、海南、遼寧、山西等三維協(xié)同關(guān)系較強(qiáng)，創(chuàng)新系統(tǒng)自組織性較高，處于政府主導(dǎo)的創(chuàng)新發(fā)展階段，區(qū)域創(chuàng)新能力突出的江蘇、浙江、重慶、廣東等省份三維協(xié)同關(guān)系較弱，系統(tǒng)自組織性較低，以企業(yè)為主導(dǎo)的中心協(xié)調(diào)性較高，向著企業(yè)主體地位更加突出，產(chǎn)學(xué)研深度融合的方向發(fā)展。

2. 對(duì)策建議

根據(jù)以上結(jié)論提出以下對(duì)策建議：

（1） 實(shí)施區(qū)域差異化協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展政策。我國(guó)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域異質(zhì)性特征明顯，這必然要求不同區(qū)域應(yīng)實(shí)行差異化的協(xié)同創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)政策。第一，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新較發(fā)達(dá)的區(qū)域應(yīng)提高創(chuàng)新資源利用效率。這些區(qū)域集中了相當(dāng)豐富的創(chuàng)新資源，但資源的高度集中也會(huì)造成“科研擁擠”，企業(yè)自主研發(fā)能力強(qiáng)而忽視了與大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)的合作，導(dǎo)致了創(chuàng)新系統(tǒng)的自組織程度不高。政府應(yīng)通過(guò)政策引導(dǎo)、知識(shí)外溢、科研分工等途徑促進(jìn)企業(yè)高效的利用外部資源，最大程度地發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研各方作用。第二，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新欠發(fā)達(dá)的區(qū)域應(yīng)提高自主創(chuàng)新能力。這部分區(qū)域企業(yè)自主研發(fā)能力相對(duì)較弱，企業(yè)應(yīng)在模仿、借鑒、吸收外部創(chuàng)新資源的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)自身科技研發(fā)與技術(shù)吸收能力的提升。政府將科技資源配置讓位于市場(chǎng)，加快創(chuàng)新資源的流動(dòng)，使創(chuàng)新成果得以高效轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用。

（2） 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)與區(qū)域間產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展。第一，我國(guó)整體跨區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新程度不高，進(jìn)而導(dǎo)致科技資源匱乏的區(qū)域發(fā)展緩慢。近年來(lái)，一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)區(qū)域，特別是西部、東北等省份人才、科技資源流失嚴(yán)重，出現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展的“馬太效應(yīng)”。因此國(guó)家應(yīng)建立區(qū)域統(tǒng)籌的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)科技資源匱乏的區(qū)域應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼邇A斜，擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新資源的輻射面。第二，長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀等城市群在區(qū)域創(chuàng)新中的輻射帶動(dòng)作用越發(fā)凸顯，進(jìn)一步通過(guò)交通、信息服務(wù)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新資源在更大范圍內(nèi)無(wú)障礙流動(dòng)、擴(kuò)散與共享，探索城市群帶動(dòng)區(qū)域發(fā)展新模式，通過(guò)區(qū)域一體化驅(qū)動(dòng)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)融合發(fā)展。