“十五”至“十二五”期间国家科技进步奖获奖机构合作网络演化机理分析

谭春辉

〔摘 要〕本文以“十五”至“十二五”规划期间（2001-2015年）国家科技进步奖获奖项目作为数据源，分析了3个五年规划期间，获奖机构之间科研合作网络的演化情况及原因。研究发现：在这3个五年规划期间，获奖项目总数整体上为增长趋势，跨机构科研合作已经广泛展开，合作程度越来越高，经过时间的累积，一些科研机构已经成为合作网络的核心；同时，国家政策引导、社会需求拉动、机构术业专攻、最小省力法则和马太效应原理这5个方面是机构合作网络演化和核心机构产生的主要原因。

〔关键词〕国家科技进步奖；机构合作；合作网络演化；演化机理

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2017.12.023

〔中图分类号〕G258 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2017）12-0131-07

〔Abstract〕The paper took the awarded achievements of national prize for progress in science and technology from 2001 to 2015 as the data sources，to study the evolution mechanism of the scientific cooperation network.The result showed that the total number of projects was tend to increase on the whole in the past years，Scientific cooperation has been widely spread across institutions，and the level of collaboration continues to reinforce；There were some institutions which were at the center of cooperation network.At the same time，the main causes of institutional cooperation were the guidance of national policy，social demand，specialized institutions，rules and principle of least effort，and Matthew effect.

〔Key words〕national prize for progress in science and technology；cooperation institution；cooperation network；evolution mechanism

隨着全球经济的发展和科技的进步，科研合作已然成为科学生产的重要形式之一，并促进了知识和技术的快速传播与扩散，国内外科研人员也逐渐较多的关注科研合作情况。美国学者D.deBBeaver 和D，Rosen R于1978年利用文献计量学方法对科学论文合著进行研究，论证了科学合作的客观存在，首次对科学合作在理论层面上进行了全面的研究[1]。之后，国外学者Isabel Gomez等[2]、Ana Paula Capuano da Cruz等[3]、Ugo Finardi[4]相继以科研论文为数据源，对国家间的科研合作、科研合作网络、科技产出进行了研究； 国内学者赵君和廖建桥[5]、张洋和谢齐[6]、温芳芳[7]、柴玥等[8]、许治等[9]同样以科研论文为数据源，分别探讨与研究了科研合作动机、机构科研合作模型、科研合作分布、科研合作关系、科研团队合作紧密程度等。

从上述研究中可以看出，国内外学者从不同维度对各种领域、各种层面上的科研合作现象进行了深入研究，并给我们带来了新的研究视角，但目前对科研合作的研究多是以科技论文为基础，探讨在某学科领域之间的合作，而基于高水平科技项目（成果）的合作，还鲜有研究。国家科学技术进步奖是国务院设立的高水平、高层次、高影响的国家科学技术奖之一，授奖对象为在技术开发项目、社会公益项目、国家安全项目、重大工程项目等方面做出突出贡献的公民或组织。获得国家科技进步奖离不开人员、组织间的精诚合作，获奖机构之间存在着非常紧密的合作关系。本文将以“十五”、“十一五”、“十二五”规划期间（2001-2015年）国家科技进步奖获奖项目作为数据源，探讨获奖机构的合作网络演化关系及其原因，以期为同类研究抛砖引玉，同时在某种程度上促进科技进步与社会发展。

1 数据与方法

1.1 数据来源

本文以国家科技部网站（http：//www.most.gov.cn）公布的国家科技奖之一的“国家科学技术进步奖”（以下简称“国家科技进步奖”）的获奖项目为数据源，收集了“十五”、“十一五”、“十二五”规划期间（2001-2015年）共15年的国家科技进步奖的获奖项目（不分等级）2 564项，将其导入到Excel中进行初步的处理后，机构合作比例基本情况如图1所示。

从图1可以看出，在国家科技进步奖获奖项目中机构合作比例基本上呈上升趋势，合作比例从2001年的不到57%到2015年已是接近87%，科研机构间的合作越来越广泛，也越来越受重视。

鉴于本文所用数据较为庞大，为保证机构合作网络的连通性，完整地反映其合作情况，本文将收集的数据按照国家“十五”、“十一五”、“十二五”规划的时间划分，将这15年划分为3个时间段，表1列出了3个五年规划期间机构合作的基本情况。

从表1可以看出，在3个五年规划期间，国家科技进步获奖项目中，3个时间段内由机构间合作完成的项目占总项目数的比率、参与合作的机构数、平均合作频次等是逐次增长的，同时机构间的总合作频次增长速度也较快，增长比率分别为87.22%和35%，说明在“十五”规划期间（2001-2005年），由机构合作完成的获奖项目占比并不算高，科研合作并未广泛展开，当然这与国家级项目的难度高、专业性强有一定的关系；到了“十一五”规划期间（2006-2010年），随着科学技术的发展与突破、各机构间的交流与合作加强以及交叉学科的发展，获奖项目数、进行合作的机构数、机构间合作频次出现了较大的增幅；而到了“十二五”规划期间（2011-2015年），获奖项目总数虽有下降但合作占比率却是持续增长，达到了82.91%之多，说明此阶段跨机构的科研合作已经较为普遍。endprint

1.2 研究方法

本文将国家科技部网站公示的国家科技进步奖获奖项目中的完成机构进行统计，凡是并列出现的机构均视为有合作关系。机构间的合作关系可以通过合作行为产生的合作网络反映，同时，这个合作网络会随着时间的变化而产生一些变化，即形成机构合作的动态演化。

鉴于社会网络分析方法[10-12]对于合作网络的研究非常有效，本文也采用社会网络分析法，将数据进行深入的整理，利用Ucinet软件绘制合作网络图，以揭示机构合作的演化情况以及趋势，从中找出高水平科技项目合作的规律，以更好地促进科技进步。

2 机构合作网络演化分析

2.1 机构合作网络演化的定性分析

为进一步探析不同时间段内合作网络的特性，笔者利用Ucinet软件生成机构合作网络图，3个五年规划期间的合作网络所包含的节点数分别为：1 267个、1 849个、1 896个。由于数据较为庞大，为了较为清晰的反映机构合作网络，将生成的3个五年规划期间合作网络图按照其形成的合作网络大小以处于整体合作网络中心的大集团来展现（如图2～图4所示）。其中，图中显示的每个节点代表一个机构，机构间若有合作关系就会产生连线。

从图中可以看到，1）节点数有明显的变化，最大连通网络的节点数从131个到286个再到330个，说明机构间的科研交流与合作越来越密切。2）有些机构已经成为核心机构突显出来并一直处于合作网络的中心，如中国科学院（一直为合作网络核心）、中国农业科学院、清华大学以及北京大学等，它们既是推动国家科技进步的主导机构，同时也是广泛开展科研交流与合作的核心机构。3）“十五”规划期间（2001-2005年）靠近合作网络核心“中国科学院”的机构为北京大学、中国农业科学院、中国林业科学研究院、哈尔滨工业大学、清华大学等；“十一五”规划期间（2006-2010年）网络核心周边节点有明显增长，聚拢之势更为明显，新增了长安大学、浙江大学、武汉大学、中国地质大学、中国农业大学等新的重要节点；“十二五”规划期间（2011-2015年）网络核心周边节点显得尤为密集，吉林大学、大连理工大学、青海省地质调查局等机构已经开始崭露头角并形成了以自身为中心的子网络。

2.2 机构合作网络演化的定量分析

通过网络节点中心性指标可以分析处于网络的核心位置的节点和处在网络边缘的节点。笔者通过Ucinet软件计算出3个时间段内的核心—边缘值，并将排在前10位的机构列出，以揭示3个时间段中核心节点的变化，具体结果如表2所示。

核心—边缘值排在前10位的机构基本上可视为国家科技进步的主要推动力。从表2中可以看出，中国科学院、中国农业科学院、清华大学、中国农业大学基本上一直处于合作网络的中心，浙江大学、北京大学在“十一五”规划期间（2006-2010年）开始突显出来并占据重要位置，武汉大学、中国水利水电科学研究院、中国环境科学研究院在“十二五”规划期间（2011-2015年）成为新的后起之秀。

2.3 合作网络的核心机构演化分析

每个研究领域总有一些对该领域具有导向与引领意义的核心，对该研究领域的发展方向与拓展具有重大影响。为了进一步探析获奖机构中是否存在这样的具有带头人意义的群体，笔者分别统计了3个时间段中各机构承担的项目数（不考虑项目承担机构的先后次序，凡出现即算作承担数），限于篇幅，仅列举排在前11位的机构，如表3所示。

从总体上来看，高获奖机构的承担项目数基本上是逐年段增长的，“十五”规划期间机构承担项目数榜首为50项，到了“十一五”规划期间这个数据很明显的增长了90%，“十二五”规划期间与前一个时间段相较而言项目数略有减少。同时，横向比较整个分布可明显看出，在这3个五年规划期间，国家科技进步奖获奖项目的承担机构中存在一些持续高产的机构，如中国科学院（一直居于榜首）、清华大学、浙江大学、中国农业科学院等机构。也出现了新的后起之秀，如北京科技大学、中国石油大学、武汉大学等机构。国家科技进步奖获奖机构都是各个学科领域的精英，为国家科技进步的研究与发展做出了重要贡献。

3 机构合作网络演化原因

通过前文分析发现，3个五年规划期间（2001-2015年）国家科技进步获奖项目总数整体上为增长趋势，合作占比持续增长，同时合作网络中出现了明显的核心机构，从3个时间段来看，核心机构不断增加，到“十二五”规划期间已经显得尤为密集。笔者试着从国家政策引导、社会需求拉动、机构术业专攻、最小省力法则和马太效应原理这5个角度对3个五年规划期间（2001-2015年）国家科技进步获奖项目机构合作演化的原因进行分析。

3.1 国家政策引导

自改革开放以来科学技术一直是国家发展的重点，党的十六大报告中提出，从2001-2020年用20年时间全面建设小康社会，而本文研究的时间跨度（2001-2015）正好在此范围内，此外，我国在“十五”规划、“十一五”规划、“十二五”规划中均将科学技术的发展视为重要战略问题。国家科技进步获奖项目在一定程度上离不开国家政策的引导。

在“十五”规划中“科技发展的主要预期目标是科技创新能力增强，技术进步加快”，强调推进科技进步和创新、积极推进高技术发展、鼓励并引导企业建立研究开发机构、促进大学与科研机构联合。此阶段的国家科技进步获奖项目多为基础研究或是关乎国民经济命脉并具有相对优势的行业，如农业、养殖业、交通运输、气象气候、海洋环境等，获奖项目的机构合作度为62.45%，同时，中国科学院、中国农业科学院、中国林业科学研究院、哈尔滨工业大学、清华大学等机构在政策的带动下开始成为机构进行合作的重点对象。

在“十一五”规划中提出实施科教兴国战略，把科技进步和创新作为经济社会发展的重要推动力，要求加快科学技术创新和跨越，不断增强企业创新能力，加强科技与经济、教育的紧密结合，全面提高科技整体实力和产业技术水平。“十一五”时期是全面建设小康社会的关键时期，科技教育具有较好基础，在大力推进自主创新、科技进步，建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系政策的引导下，国家科技进步获奖项目数出现大幅增长，机构间的总合作频次增长比率达到87.22%，机构合作度为77.09%，此时机构间的合作意识已经形成，并且呈不断加强趋势，与此同时，除了上文提到的几个机构外，长安大学、浙江大学、武汉大学、中国地质大学、中国农业大学等在此阶段开始崭露头角，也成为机构进行合作的重點对象。endprint

“十二五”规划强调把科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的重要支撑。在增强科技创新能力、深化科技体制改革、加强科学研究与高等教育有机结合、增强科研院所和高校创新动力、建设国家创新体系政策的引导下，此时的国家科技进步获奖项目已经从量变达到质变，获奖项目数较“十一五”期间虽有滑落，但机构合作度已到达82.91%，机构间的合作已经广泛展开。从此阶段的机构合作中心网络图也可看出，网络中心节点“中国科学院”周边节点显得尤为密集，机构间的合作越来越自由，吉林大学、大连理工大学、青海省地质调查局等机构也开始成为机构进行合作时的选择对象。

3.2 社会需求拉动

全面建设小康社会的目标提出以来，我国经济和社会取得了重大的发展，综合国力明显增强，科技发展潜力巨大。为适应国家重大战略需求，一批重大科技专项项目启动，在能源、资源、环境、农业、信息、健康等领域加强了关键技术攻关，实现核心技术集成创新与跨越。如2003年国家科技进步奖特等奖项目——“中国载人航天工程”，为攻克该工程一系列技术难关所采用的新技术、新工艺、新材料、新方法已经带动相关领域的科技进步，使我国成为世界上第三个掌握载人航天基本技术的国家；2010年特等奖项目——“大庆油田高含水后期4 000万吨以上持续稳产高效勘探开发技术”，针对资源基础不断变差给持续稳产带来的新的勘探开发技术难题，在“十一五”取得成果基础上，继续开展对稳产关键技术的持续攻关，得到国家和中国石油天然气集团公司重大科技专项计划支持，油田技术水平和创新能力得到进一步提升，促进了行业技术进步，取得了显著的技术发展成果和经济效益，整体技术达到国际领先水平；2015年特等奖项目——“京沪高速铁路工程”，面临着世界长大距离高速铁路持续高速运行的重大科学问题，其艰巨性、复杂性、特殊性史无前例，项目构建了先进的建设管理和安全运营保障技术，形成了自主知识产权的技术标准，取得了举世瞩目的成就。值得一提的是，京沪高铁大幅改善了我国东部地区投资环境，对加速区域经济一体化、推进产业结构升级、助推城镇化进程、发挥经济聚集效应、提升应急交通能力以及创新铁路投融资体制改革发挥了重大作用，为经济社会发展提供了强大的绿色、低碳运力支撑。

在社会需求的拉动下，科技创新孕育新突破，新兴学科、边缘学科和交叉学科发展起来，研究人员加强了对重大理论和实践问题的研究，推进学科建设和理论创新。在获奖项目中不乏类似“基于大数据的互联网机器翻译核心技术及产业化”、“植物—环境信息快速感知与物联网实时监控技术及装备”、“大容量、智能化光传送网（OTN）技术创新与产业化”这类紧跟社会发展需求、具有学科融合性、实用性的项目。

3.3 机构术业专攻

通过前文的分析发现合作网络中一些机构突显出来，即核心合作机构，这些机构基本上属于其他机构进行科研合作的重点选择对象。结合国家科技进步奖的具体获奖项目及项目承担机构来看，不难发现这些机构基本上均为该获奖项目所属领域的佼佼者，如前文核心合作机构分析中出现的中国科学院、中国农业科学院、清华大学、浙江大学等。中国科学院是我国自然科学最高学术机构、科学技术最高咨询机构、自然科学与高技术综合研究发展中心，集科研院所、学部、教育机构于一体，其物理、化学、材料科学、数学、环境与生态学、地球科学等学科整体水平已进入世界先进行列，一些领域方向也具备了进入世界第一方阵的良好态势，在解决关系国家全局和长远发展的重大问题上已成为不可替代的国家战略科技力量；中国农业科学院致力于解决我国农业及农村经济发展中的重大科技问题，在教育部的此次评估中，其在农学、工学学科中属科研院所中的领头羊；自1952年全国高校院系调整后，清华大学就成为一所多学科性工业大学，重点为国家培养工程技术人才，在教育部2012年学科评估结果中，清华大学共有14个学科排在第一位（其中11个学科属于工学），而在工学里其他的学科中，清华大学排名均较为靠前；在教育部的学科评估中浙江大学的光学工程（我国最早的光学工程诞生在浙江大学）、农业经济管理学科排在第一位，在工学、农业、管理学中排名均较为靠前。结合3个五年规划时期内国家科技进步奖获奖项目来看，其他机构与它们进行合作的项目基本上属于其专长学科领域。

3.4 最小省力法则

美国哈佛大学教授齐普夫在《人类行为与最省力法则——人类生态学引论》一书中提出最小省力法则的理论。该理论提出 ，人们的各种社会活动均受此原则支配，总想以最小的代价获得最大的效益。换言之，人类行为总是建立在最小努力基础之上的。一个人在解决他面临的问题时，要把这个问题放在他所估计到的、将来还会出现的整体背景中去考虑，当他着手解决这个问题时 ，就会想方设法寻求一种途径 ，把解决面前的问题和将来可能出现的问题所付出的全部工作最小化，使得自己付出的“力”最小，作出这种选择的依据就是“最省力法则”。

从国家科技进步奖获奖项目的合作机构来看，一个机构在选择其合作对象时必定会从经济上、安全上、时间上，并结合自身条件（如自身科研水平）及对方条件（如所处的地域远近、研究方向、科研水平等）等种种因素来考虑，使得完成项目的效率得到最大化。如2015年国家科技进步奖获奖项目—“节材耐磨损钢铁材料制造技术研发与工业应用”由7个机构合作完成，这7个机构中有6个为研究耐磨材料或金属铸造的科研院所或企业，而另一个是拥有两个以耐磨材料为研究方向的省级工程技术研究中心的暨南大学，同时其中4个机构位于广东省，另外3个机构分别位于江西、浙江、安徽，均与广东较为接近。

3.5 马太效应原理

1968年，美国科学史研究者罗伯特·莫顿（Robert K.Merton）提出“马太效应”这个术语，用以概括一种社会心理现象：“相对于那些不知名的研究者，声名显赫的科学家通常得到更多的声望，即使他们的成就是相似的。同样地，在一个项目上，声誉通常给予那些已经出名的研究者”。任何个体、群体或地区，在某一个方面（如金钱、名誉、地位等）获得成功和进步，就会产生一种积累优势，就会有更多的机会取得更大的成功和进步。如在国家科技进步奖获奖项目中，中国科学院在“十五”规划、“十一五”规划、“十二五”规划3个时间段中的出现频次远高于其他机构，一定程度上说明其是其他机构进行合作的首选，而这除了离不开中国科学院顶尖的科研水平之外，也与其累积的声望、名誉息息相关。再如中国农业科学院、清华大学、浙江大学、中国农业大学等机构出现频次均较高，其他机构与它们进行的合作也较多，这些机构除了拥有与合作项目相关的专业优势之外，也累积着诸多的声望与成就，在前文的3个五年规划期间核心—边缘值分析和核心机构分析的结果就印证了“马太效应”。同时，值得注意的是，这些核心机构并非是一成不变，每个时间段都会有不同的机构成为新的核心机构。随着机构间的合作愈趋自由化，会出现强者愈强的情况，这也是核心机构产生的一個重要原因。endprint

4 结 论

本文通过对“十五”、“十一五”、“十二五”规划期间（2001-2015年）国家科技部网站公布的国家科技进步奖获奖项目承担机构的合作情况进行定性与定量的分析，结合社会网络分析方法，反映出国家科技进步奖获奖项目机构合作的演化情况，同时对这种演化情况从多个角度进行了原因探析。总结如下：

在国家政策引导、社会需求拉动、机构术业专攻、最小努力原则和马太效应多方面作用下，3个五年规划期间（2001-2015年）国家科技进步获奖项目总数整体上为增长趋势，合作占比持续增长，已达到82.91%，跨机构的科研合作已经广泛展开，机构间的科研交流与合作越来越密切。同时从3个时间段来看，网络核心周边节点不断增加，到“十二五”规划期间已经显得尤为密集，已经形成了中国科学院、清华大学、浙江大学、中国农业科学院等核心机构，成为推动国家科技进步的中坚力量。

值得注意的是，虽然核心机构基本为科研院所和高校，但科研院所和高校不可轻视自身的特色、高水平建设。企业应重视基础性、前沿性创新研究，重视颠覆性技术创新，在合作中应适当强化自身主体地位和主导作用，力争成为有国际竞争力的创新型领军企业。同时，基于最省力法则的合作战略在进行项目合作是基于高效率的考虑，但随着合作的自由化，各机构在选择合作对象时可尝试跨区域机构间的合作，可供选择的合作对象更多，合作效果未必比与同区域或近距离区域的机构合作效果差，突破以往的仅局限于机构性质互补，达到合作机构间多方互补，既是合作更是相互学习与进步。“马太效应”形成的核心机构与边缘机构类似于两极分化现状对机构会起到一定的激励作用，在3个五年规划期间不断有后起之秀成为新的核心机构，在“马太效应”作用下的结果并非是一成不变的，各机构应发挥自身优势，不断超越，开启我国科技进步新局面。

“十五”规划、“十一五”规划均较好的完成，“十二五”规划期间一批重大科技成果达到世界先进水平。“十二五”规划目标即将胜利实现，我国经济实力、科技实力、国防实力、国际影响力又上了一个大台阶。新一轮科技革命和产业变革蓄势待发。各科研院所、企业及高校的科学技术的发展与进步应紧跟国家政策的引导和科技发展的前沿，面向社会需求，根据自身科研方向，一方面加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术；另一方面可抓住现阶段互联网发展潮流，拓展网络经济空间，实施“互联网+”行动计划，发展物联网技术和应用；再一方面应注重低碳循环发展方面的研究，加快能源技术创新，可重点开展对清洁低碳、安全高效的现代能源的研究。

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（本文责任编辑：孙国雷）endprint