綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地協(xié)同發(fā)展的理論框架

王幫娟 王濤 劉承良

摘 要：綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地布局建設(shè)的首要任務(wù)是明晰其理論發(fā)展邏輯。因此，本文從“系統(tǒng)—環(huán)境”視角構(gòu)建了綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地協(xié)同創(chuàng)新體系的“要素—關(guān)系—結(jié)構(gòu)—功能—演化”理論框架。在綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地協(xié)同布局建設(shè)中，不同要素之間通過創(chuàng)新行為發(fā)生關(guān)聯(lián)形成全球地方創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，在關(guān)系網(wǎng)絡(luò)演化過程中塑造并影響其時(shí)間、空間和等級(jí)結(jié)構(gòu)及其知識(shí)生產(chǎn)、應(yīng)用、擴(kuò)散等功能，受自組織和他組織機(jī)制共同作用，其時(shí)空結(jié)構(gòu)和功能不斷演化，最終形成“要素—關(guān)系—結(jié)構(gòu)—功能—演化”相互作用、互為反饋的協(xié)同創(chuàng)新閉環(huán)。

關(guān)鍵詞：綜合性國家科學(xué)中心;區(qū)域性創(chuàng)新高地;協(xié)同創(chuàng)新體系;要素—關(guān)系—結(jié)構(gòu)—功能—演化

中圖分類號(hào)：K902? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1005-5207（2022）08-0014-05

當(dāng)前，新一輪科技創(chuàng)新浪潮方興未艾，群體性技術(shù)革命變革正在加速重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖和世界經(jīng)濟(jì)格局[1-2]。面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的國際形勢，我國基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新能力不足、關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域競爭力不高的短板日益凸顯，提升我國在交叉前沿領(lǐng)域源頭創(chuàng)新能力，加快突破“卡脖子”核心技術(shù)瓶頸正變得刻不容緩[3]。2020年10月，“十四五”規(guī)劃建議明確提出了布局建設(shè)綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的發(fā)展方針和目標(biāo)[4]，這對(duì)增強(qiáng)國家戰(zhàn)略科技力量、加快建設(shè)創(chuàng)新型國家有重要意義。隨著上海張江、北京懷柔、安徽合肥、粵港澳大灣區(qū)四大綜合性國家科學(xué)中心的獲批建設(shè)，一些學(xué)者在其內(nèi)涵界定[5-6]、主要功能[6-7]、布局[8]、建設(shè)路徑[9]和運(yùn)行保障體系[6，10]等方面進(jìn)行了探索性研究。但綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地作為一個(gè)新型復(fù)雜創(chuàng)新系統(tǒng)，由于提出時(shí)間較短，目前學(xué)術(shù)界和政策界對(duì)其內(nèi)涵特征、要素配置、關(guān)系結(jié)構(gòu)、功能演化、建設(shè)路徑與運(yùn)行機(jī)制的認(rèn)識(shí)尚不明晰。作為國家重大戰(zhàn)略部署[11]和建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要支撐力量[3]，布局建設(shè)綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地亟待進(jìn)行系統(tǒng)研究。其首要任務(wù)是明晰綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的理論邏輯。為此，本文建構(gòu)了“要素—關(guān)系—結(jié)構(gòu)—功能—演化”五位一體的綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地協(xié)同創(chuàng)新理論體系和分析框架，以期為綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的空間布局、功能定位及協(xié)同發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

一、理論框架構(gòu)建

運(yùn)用國家（區(qū)域）創(chuàng)新體系、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)、關(guān)系和演化經(jīng)濟(jì)地理學(xué)等多學(xué)科理論，本文基于“系統(tǒng)—環(huán)境”視角，從構(gòu)成要素、網(wǎng)絡(luò)關(guān)系、組織結(jié)構(gòu)、主要功能及演化機(jī)制五個(gè)維度，初步構(gòu)建了綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地協(xié)同創(chuàng)新的“要素—關(guān)系—結(jié)構(gòu)—功能—演化”理論框架（圖1），以厘清兩者在布局建設(shè)過程中的邏輯架構(gòu)。

1.構(gòu)成要素

根據(jù)科技創(chuàng)新活動(dòng)的實(shí)施組織過程和投入產(chǎn)出特征，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的要素構(gòu)成體系可統(tǒng)一歸納為主體要素、客體要素和環(huán)境支撐要素三大類別（圖2）。其要素構(gòu)成具有多樣性和包容性特征，是支撐科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的重要保障。綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地由于各自核心功能的不同，其主體、客體和環(huán)境支撐要素組成結(jié)構(gòu)也存在一定分異。

綜合性國家科學(xué)中心構(gòu)成要素的“優(yōu)勢種”包括三個(gè)層面：以世界一流大學(xué)、頂尖科研院所和創(chuàng)新引擎企業(yè)等為主導(dǎo)的主體要素[11];以大科學(xué)裝置集群、國家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)、高層次科研人才和政府公共科技資金投入等為支撐的環(huán)境要素;以重大原始理論創(chuàng)新和關(guān)鍵核心技術(shù)突破為目的的客體要素。

區(qū)域性創(chuàng)新高地以應(yīng)用層面的技術(shù)發(fā)明和產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向，決定了其要素“優(yōu)勢種”與國家科學(xué)中心略為不同。其主體要素以創(chuàng)新型企業(yè)、技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟為主;環(huán)境要素則以區(qū)域性創(chuàng)新平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才和風(fēng)險(xiǎn)投資等為主;客體要素則以技術(shù)發(fā)明和新興產(chǎn)業(yè)為主。

開放的創(chuàng)新文化、規(guī)范的制度體系、健全的資本市場、完善的科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)等軟環(huán)境是綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地建設(shè)不可或缺的重要基礎(chǔ)要素。[6]在兩者的耦合互動(dòng)和層級(jí)流動(dòng)中，通過不斷的遺傳、變異、選擇和遷入作用，其要素結(jié)構(gòu)不斷趨于優(yōu)化，最終形成配置高效、功能有序的要素協(xié)同創(chuàng)新體系。

2.網(wǎng)絡(luò)關(guān)系

綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的協(xié)同關(guān)系表現(xiàn)為一種創(chuàng)新樞紐——網(wǎng)絡(luò)組織（圖3）。新時(shí)代科技創(chuàng)新活動(dòng)具有高集聚、鏈條長和體系化的特征，不僅需要依靠大學(xué)、科研院所、企業(yè)、人才、大科學(xué)裝置和科技基礎(chǔ)設(shè)施等要素投入，還需要跨區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)體系支撐以實(shí)現(xiàn)各要素自由流動(dòng)。

作為不同功能和等級(jí)的科技創(chuàng)新樞紐，二者本質(zhì)上是創(chuàng)新體系內(nèi)不同空間位置上的創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)。綜合性國家科學(xué)中心之間、區(qū)域性創(chuàng)新高地之間、綜合性國家科學(xué)中心與區(qū)域性創(chuàng)新高地之間在人才、科研、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)等方面的交流互動(dòng)，發(fā)育形成了以人才流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、科研合作網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)投資網(wǎng)絡(luò)等為載體的全球地方創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。

隨著各種創(chuàng)新要素網(wǎng)絡(luò)不斷迭代優(yōu)化，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地逐漸形成功能分工明確、協(xié)同錯(cuò)位發(fā)展和多級(jí)互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)的協(xié)同創(chuàng)新體系。兩者基于“科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)”創(chuàng)新鏈線性關(guān)系，形成不同類型的創(chuàng)新鏈網(wǎng)和鏈路，這種網(wǎng)絡(luò)關(guān)系反過來又進(jìn)一步放大或縮小了綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地之間的要素稟賦差異，推動(dòng)要素的進(jìn)化升級(jí)和功能分化。

3.組織結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)主義視角，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為三個(gè)維度：時(shí)間結(jié)構(gòu)（相空間）、空間結(jié)構(gòu)（實(shí)空間）和等級(jí)結(jié)構(gòu)（序空間）[12]（圖4）。

時(shí)間結(jié)構(gòu)是指綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地在跨區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)組織和要素流動(dòng)作用下沿時(shí)間軸由無序向有序、由初級(jí)向高級(jí)、由簡單到復(fù)雜的演化態(tài)勢;空間結(jié)構(gòu)是指創(chuàng)新主體、客體及環(huán)境等構(gòu)成要素相互作用、共同影響所表現(xiàn)出的地域組織形式和空間配置關(guān)系。由于地方根植性及外部交互性共同作用，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的空間布局具有異質(zhì)性和多樣性，突出表現(xiàn)為空間不均衡性、集聚性及其多樣性。如已獲批的綜合性國家科學(xué)中心——上海張江呈現(xiàn)組團(tuán)式和集約型發(fā)展格局，而安徽合肥則發(fā)育典型的圈層結(jié)構(gòu)（核心層、中間層、外圍層、聯(lián)動(dòng)層）[13];等級(jí)結(jié)構(gòu)是指創(chuàng)新要素及其網(wǎng)絡(luò)組織呈現(xiàn)的等級(jí)層次性及其科層結(jié)構(gòu)。一方面，由于自身規(guī)模及科學(xué)資源配置的差異性，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地在空間統(tǒng)計(jì)上存在等級(jí)——規(guī)模分異;另一方面，隨著創(chuàng)新要素流量及流向的變遷，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地在網(wǎng)絡(luò)組織中發(fā)育核心——邊緣結(jié)構(gòu)。在整個(gè)過程中，三者相互耦合、共同作用，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的時(shí)間—空間—等級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)。

4.主要功能

綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的主導(dǎo)功能由其構(gòu)成要素及其發(fā)展定位決定。前者以知識(shí)生產(chǎn)功能為主導(dǎo)，后者則強(qiáng)調(diào)知識(shí)應(yīng)用功能引領(lǐng)，而知識(shí)擴(kuò)散和文化引領(lǐng)則是它們共有的衍生功能（圖5）。

（1）知識(shí)生產(chǎn)功能

主要由綜合性國家科學(xué)中心承擔(dān)，其知識(shí)生產(chǎn)功能主要集中于基礎(chǔ)前沿科學(xué)領(lǐng)域及關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域。面向國家重大科技需求，國家科學(xué)中心以重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、高層次人才為基礎(chǔ)支撐，匯聚一流科研團(tuán)隊(duì)，發(fā)揮自身高水平創(chuàng)新要素密集、在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中處于“塔尖”位置的優(yōu)勢，聚焦基礎(chǔ)科學(xué)，瞄準(zhǔn)人工智能、空天科技、生命健康等前沿領(lǐng)域[4]，開展戰(zhàn)略性前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究，催生變革型的原始創(chuàng)新，突破關(guān)鍵核心技術(shù)、前沿交叉和共性技術(shù)的科學(xué)技術(shù)瓶頸。

（2）知識(shí)應(yīng)用功能

主要由區(qū)域性創(chuàng)新高地承載，其知識(shí)應(yīng)用功能表現(xiàn)在兩方面。一是充分利用自身在區(qū)域范圍內(nèi)的創(chuàng)新資源要素優(yōu)勢，向上承接和匯聚綜合性國家科學(xué)中心的知識(shí)溢出，聚焦知識(shí)成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)“知識(shí)—研究—開發(fā)—中試—產(chǎn)業(yè)化”鏈條的互聯(lián)互通。二是通過知識(shí)的吸收、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，促進(jìn)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的孕育和外向擴(kuò)散，帶動(dòng)區(qū)域范圍內(nèi)技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，驅(qū)動(dòng)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。

（3）知識(shí)擴(kuò)散功能

根據(jù)國家對(duì)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合發(fā)展的戰(zhàn)略部署[10]，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地以創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)、中介機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)和咨詢機(jī)構(gòu)為媒介，分別通過知識(shí)流動(dòng)和技術(shù)流動(dòng)發(fā)揮知識(shí)擴(kuò)散功能，促進(jìn)前沿成果的轉(zhuǎn)化、核心技術(shù)的孵化和新興產(chǎn)業(yè)的孕育、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。

（4）文化引領(lǐng)功能

科學(xué)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)必然結(jié)果是綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地衍生出文化引領(lǐng)功能，科學(xué)知識(shí)的進(jìn)步和重大技術(shù)的變革，不僅影響人的思想價(jià)值、科學(xué)精神，還塑造著他們的創(chuàng)新精神、商業(yè)理念和消費(fèi)時(shí)尚。

5.演化機(jī)制

綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的建設(shè)是一個(gè)長期過程，其發(fā)展過程受到自組織和他組織機(jī)制的耦合作用。一方面，受創(chuàng)新要素、科技資源配置及制度文化影響，“自下而上”呈現(xiàn)自組織過程;另一方面，受國家政策引導(dǎo)和資金支持，帶有明顯“自上而下”的人為干預(yù)，表現(xiàn)出他組織過程（圖6）。

在自組織機(jī)制和他組織機(jī)制的共同作用下，兩者的建設(shè)發(fā)展均經(jīng)歷形成、成長、成熟、衰退和再生的周期性演化規(guī)律。依據(jù)其形成過程可以分為政府扶持型、市場導(dǎo)向型和自我成長型三種類型[5]。

（1）政府扶持階段

在綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的建設(shè)初期階段以國家扶持為主，自然形成為輔，具體表現(xiàn)為由國家部委批準(zhǔn)，政府牽頭在科學(xué)資源配置優(yōu)越的地區(qū)進(jìn)行布局建設(shè)和規(guī)劃。如目前已獲批的綜合性國家科學(xué)中心上海張江、安徽合肥、北京懷柔以及粵港澳大灣區(qū)均由政府主導(dǎo)。

（2）市場導(dǎo)向階段

在綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的快速成長階段，呈現(xiàn)國家扶持和自然形成雙驅(qū)動(dòng)。具體表現(xiàn)為部分區(qū)域由于國家創(chuàng)新戰(zhàn)略規(guī)劃直接獲批進(jìn)行建設(shè)，而一些區(qū)域由于自身發(fā)展具備科技資源配置條件而獲得國家認(rèn)可。

（3）自我成長階段

在綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的成熟階段，以自然形成為主，國家扶持為輔。伴隨著建設(shè)路徑的成熟和完善，越來越多的區(qū)域會(huì)自發(fā)的集聚優(yōu)化科學(xué)資源配置，以獲得國家扶持和政策傾斜[5]。在此演化過程中，科學(xué)中心和創(chuàng)新高地的建設(shè)發(fā)展不斷更新迭代，逐步形成優(yōu)勝劣汰的競爭循環(huán)機(jī)制。因此，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的建設(shè)及其發(fā)展不僅要緊抓國家利好政策，而且更需要不斷提升自身科技創(chuàng)新引領(lǐng)力和創(chuàng)新要素集聚力，以實(shí)現(xiàn)良性有序的長足發(fā)展。

總之，在二者的形成和演化過程中，其要素、關(guān)系、結(jié)構(gòu)、功能及其演化機(jī)制相互作用，互為反饋，最終形成具有內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)的協(xié)同互饋閉環(huán)。首先，在科技勢差等機(jī)制作用下，創(chuàng)新要素的不均衡配置特征，賦予了綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地自組織演化的初始要素，也催生了不同要素之間通過創(chuàng)新行為發(fā)生關(guān)聯(lián)形成創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。其次，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地之間的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)系演化影響并塑造其組織結(jié)構(gòu)及其功能配置。隨著時(shí)間推移，綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)和功能相互轉(zhuǎn)換和互相協(xié)同的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)過程，兩者在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的功能及其能級(jí)得到重組和優(yōu)化。最后，隨著綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的功能重組與演化，對(duì)其創(chuàng)新要素的組成結(jié)構(gòu)提出新的要求，推動(dòng)創(chuàng)新要素的配置發(fā)生變化，從而滿足創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中功能重組優(yōu)化后的要素需求，最終形成“要素—關(guān)系—結(jié)構(gòu)—功能—演化”的理論閉環(huán)。

二、結(jié)論

綜合性國家科學(xué)中心和區(qū)域性創(chuàng)新高地的理論框架，整體上可歸納為以構(gòu)成要素（主體要素、客體要素和環(huán)境支撐要素）、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)（創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)）、組織結(jié)構(gòu)（時(shí)間結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和等級(jí)結(jié)構(gòu)）、主要功能（知識(shí)生產(chǎn)、知識(shí)應(yīng)用、知識(shí)擴(kuò)散、文化引領(lǐng)）、演化機(jī)制（自組織和他組織）五個(gè)維度為一體的協(xié)同創(chuàng)新體系架構(gòu)，五者相互作用，互為反饋，最終形成具有內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)的協(xié)同創(chuàng)新閉環(huán)。

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通信作者：劉承良