科学共同体的合作网络及演化研究——以“2011计划”协同创新中心为例

何秀美 朱庆华 沈 超

( 1.南京大学工程管理学院，江苏 南京 210093；2.南京邮电大学信息产业发展战略研究院，江苏 南京 210023；3.南京大学信息管理学院，江苏 南京 210093；4.南京邮电大学江苏现代信息服务业决策咨询研究基地，江苏 南京 210023)

在政府引导下，跨学科、跨部门、跨组织间的科研人员围绕科学难点、社会焦点和民生热点问题进行合作研究，发挥科研机构和人员的协同效应，既是我国科研管理模式的重要创新，也是寻求重大科学突破的必然选择。近年来，在创新驱动我国经济转型的背景下，各级政府所资助的协同创新中心、研究基地和新型智库成果不断涌现，形成了一类特殊的科研组织，这类组织在政府或相关部门主导下成立，其成员一般是具有共同科研目标的高校或科研机构，通过协同合作、发挥专长、知识交互碰撞，实现科研合作与协同创新，这类组织具有科学共同体[1](Scientific Community)的基本特征。我国于2012年5月启动实施以协同创新中心为核心的“2011计划”是典型的科学共同体，该计划选定科学前沿、文化传承创新、行业产业以及区域发展四方面为突破点，突破高校封闭的组织架构，实现跨组织的科研合作。

自党的十八届三中全会提出“加强中国特色新型智库建设，建立健全决策咨询制度”以来，以协同创新中心、研究基地和新型智库为代表的科学共同体快速发展，美国宾夕法尼亚大学智库研究项目发布的《全球智库报告2015》表明，中国智库数量已居世界第二位。与此同时，科学共同体相关的理论研究滞后于具体实践，科学共同体成立后科研活动的动态评价和演化关注较少，缺乏定量的系统研究。“2011计划”是我国实施较早的科学共同体，对该计划的系统研究有助于发现科学共同体的发展规律。本文以“2011计划”为例，在合著论文基础上构建科学共同体的合作网络，分析各协同创新中心成立后的合作网络结构特征和合作强度，研究协同创新中心合作演化的规律，为科学共同体的设立与管理提供参考。

1 相关研究概述

1.1 科学共同体的合作网络研究

1.2科学共同体的合作强度研究

在相同网络结构下，合作强度的差异直接影响科学成果产出[10-11]。合作强度是表征科学合作倾向性的科学计量学指标[12]，鉴于其在科研合作研究中的重要作用，学者们从合作强度网络分析、合作强度影响因素、合作强度测度等多个视角开展科学合作强度研究，如柴玥等采用Jaccard方法计算我国“211高校”间的论文合作强度并进行合作强度网络特征分析[5]；郭淑芬等提出了科学合作强度影响因素理论模型，利用回归分析验证了科学产出能力、经济发展水平、人才集聚和地理距离等因素对合作强度的影响程度[13]。合作强度研究的核心是合作强度测度，Salton等[14]最早基于几何平均数提出了合作强度测度的Salton指数，隆连堂等[15]则根据算术平均数计算合作强度，王贤文等[16]引入了加权平均测度方法。此外，王纬超等[6]提出的积分合作强度和陈云伟等[17]提出的复合合作强度融入了合作均度、合作深度、合作密度等指标。本文的合作强度测量综合了上述方法，考虑合作机构双方论文基础上进行加权平均测算，为科学共同体合作强度的测算和演化分析提供了新的思路。

综上所述，目前我国科学共同体的合作研究主要是对合作网络结构和机构的合作模式等进行分析，对科学共同体的合作强度及其演化特征等相关问题缺乏深入的讨论。

2 “2011计划”协同创新中心合作数据采集与分析

2.1 “2011计划”机构合作数据采集

以“2011计划”协同创新中心牵头高校及其协同机构为研究对象，从论文合著视角研究其科研合作强度，“2011计划”包括14个协同创新中心(涉及牵头高校和协同单位共57个机构，见表1)。选择中文期刊全文数据库CNKI为中文文献来源，检索年限为2010-2015年。检索得到论文合作数量矩阵，表2为2015年数据，因篇幅有限2010-2014年数据参考论文附件。论文合作数量矩阵为对称矩阵，对角线单元格值表示对应机构当年的发文数，其余单元格表示合作机构间的合作发文数。检索过程中，考虑机构名称的简写与变更，如“中国社科院边疆史地中心”是由“中国社会科学院中国边疆史地研究中心”于2014年10月更名而来，因而统计时需要针对性检索。2015年共采集论文数据128 019条，协同机构间论文合作数据3 141条，合著率为2.5%，虽然合著率绝对值较低，但相比2010年合著率1.8%已有显著提升，可见总体来看“2011计划”促进了各协同机构间的合作。

表1 “2011计划”机构名单及代码表

表2 2015年“2011计划”机构论文合作矩阵(机构代码参见表1)

2.2 “2011计划”机构合作强度测算

“2011计划”机构合作网络的构建需要在论文合作矩阵基础上测算机构间的合作强度，借鉴文献对科学共同体合作强度的界定，本文测算科学共同体机构间合作强度主要考虑机构双方的论文数量与Salton指数等指标。具体测算思路为：假设Ci为某机构A发表的论文数，机构B为A的合作单位，Cj为某机构B发表的论文数，Cij为机构A和机构B的合作论文数，Sij为机构A与机构B合作强度的Salton指数。由于Salton指数只是考虑合作比率，而协同创新中心中科研机构合作论文数占比较低，如北大和清华合作论文数占北大年发表论文比率不足1%，会导致指标值偏小，无法反映真实的合作强度，因而加入Cij指标，则合作强度C(i,j)的测算如下：

(1)

根据公式1测算论文合作矩阵得到机构合作强度矩阵，(见表3，以2015年数据为例)，该矩阵能清晰呈现57家机构间的合作关系及强度，2010-2015年的矩阵数据则反映了“2011计划”实施以来机构间合作强度演变过程，是本文研究的数据基础。

表3 2015年“2011计划”机构论文合作强度矩阵

表3(续)

3 “2011计划”合作网络及其演化研究

当前针对科学共同体合作强度的研究主要采用文献计量分析和社会网络分析法，文献计量分析从数理统计视角分析论文合著定量指标，社会网络分析则从关系网络视角分析科学机构和人员的合作规律[18]。本文在考虑网络结构和合作强度的基础上从演化视角构建“2011计划”的合作网络，以期分析“2011计划”实施后机构间合作行为的变化规律。

3.1 合作网络结构分析

根据“2011计划”机构论文合作强度矩阵测算结果，使用VosViewer软件绘制2010-2015年的“2011计划”论文合作网络，因篇幅限制，本文仅列出以2010年(图1)和2015年(图2)的网络图，节点表示机构，节点大小与节点权重正相关；颜色相同的节点属于同一个聚类；连线表示两个机构间存在论文合作，连线粗细与合作次数正相关。

图1 2010年机构间合作网络

图2 2015年机构间合作网络

从网络结构分析，2010-2015年协同创新中心的合作网络在合作格局、合作主导机构、合作广度等方面发生了显著变化。一是合作网络由聚集趋向于均匀分布：2010年，合作网络以北京大学、浙江大学、南京大学、北京航空航天大学和上海医药工业研究院等节点为核心，形成各自的合作群体；2013年“2011计划”实施后，合作格局逐步开放，表现为核心节点增多、节点分布更均匀。二是合作主导机构呈现多元化，科研合作由“211”、“985”高校主导，向以“211”、“985”高校及协同创新中心联合主导转变，尤其是司法文明等几个协同创新中心成为合作主导机构，是2015年合作网络的一大特点。三是中心机构间的合作范围与深度明显增强，2010-2015年参与合作的节点比例从66.67%提升到96.49%，节点的合作强度值总和由45.55上升到129.24，机构间合作力度普遍增强。值得注意的是，2010年的聚类图显示，上海医药工业研究院与药物制剂国家工程研究中心形成了一个单独的聚类，并与其他聚类距离较远，原因是这两个节点在2010年合作强度较大，相较而言与其他节点间的合作强度非常小，因此该聚类与其他聚类间距离较远。

3.2 机构间合作关系演变分析

从网络结构来看，“2011计划”实施促进了协同创新中心相关高校间的合作，但对具体14个协同创新中心而言，发展并不同步，体现为微观机构间合作关系与强度的变化。本文对2010-2015年机构间合作强度进行了测算(表4)。数据表明，2010-2012年，浙江工业大学—浙江大学、北京大学—清华大学、南京大学—南京工业大学等机构间保持较稳定的论文合作关系，2010年合作强度排名位于前10位的合作机构中，2011年仅有苏州大学—苏州工业园区和南京大学—南京邮电大学未进入前10位，2012年仅有苏州大学—苏州工业园区、上海医药工业研究院—药物制剂国家工程研究中心和天津大学—南开大学未进入前10位，其他合作机构合作强度排名虽有波动，但均处于前10位中。2013年随着“2011计划”正式实施，机构间合作强度出现几个变化：1)多数机构间的合作强度大幅提升，2010年排名第一的机构间合作强度为2.5，2015年则达到了10.7，其中协同创新中心与其牵头高校的合作强度提升幅度最大，如南京大学—中国南海研究协同创新中心、中国政法大学—司法文明协同创新中心、河南农业大学—河南粮食作物协同创新中心三者，可见“2011计划”极大促进了协同创新中心的论文合作。2)“2011计划”协同创新中心开始进入前10位，且进入前10位的中心数量呈快速增长趋势，2013年仅有一个中心进入前10位，2014年和2015年分别上升到4个和7个。“2011计划”的目的是促进科学共同体的广泛协同，2013年认定实施首批协同创新中心后，高校与各类创新力量依托协同创新中心这一载体开展合作，协同创新中心的论文合作强度迅速增长。3)部分协同创新中心的协同机构间合作强度也进入前10位，如河南粮食作物协同创新中心的牵头高校河南农业大学与其协同机构河南省农业科学院分别在2013年、2014年、2015年占据了第3、第4、第3的位置，量子物质科学协同创新中心—中国科学院物理研究所也进入了前10位。协同创新中心不仅促进中心与协同机构的合作，也促进了中心内各协同机构间的论文合作。虽然政府引导促进了科学共同体的合作与科研产出，但值得注意的是“2011计划”实施后，协同创新中心的机构合作仍然具有很强的区域局限性，某种意义上影响跨区域的学科协同发展。

表4 合作关系演变数据表

表4(续)

3.3 协同创新中心合作网络密度演变研究

与整体网络结构和机构间关系强度类似，网络密度也是评价科学共同体合作强度的重要指标，考虑“2011计划”协同创新中心的机构特征分为4类14个中心，本文分别从全中心、同类中心和个体中心3个层次构建中心的合作网络计算合作网络密度，由此观察计划实施前后各中心合作紧密程度和演变规律。

3.3.1 个体协同创新中心网络密度分析

计算14个协同创新中心的论文合作网络密度值及年度排名(表5)。结果表明，2013年协同创新中心成立之后，部分中心合作网络密度呈明显上升趋势，其中天津化学化工协同创新中心、河南粮食作物协同创新中心、司法文明协同创新中心等中心的合作网络密度上升最为显著，宇航科学与技术协同创新中心、生物治疗协同创新中心等8个中心的合作网络密度无明显变化。可见，“2011计划”实施后协同创新中心的论文合作网络密度分化较为明显，大多数中心机构间合作有待加强。

表5 协同创新中心论文合作网络密度

3.3.2 同类协同创新中心网络密度分析

按照“2011计划”对协同创新中心的分类，中心可分为科学前沿、文化传承创新、行业产业以及区域发展4类，构建4类中心的论文合作网络并计算其网络密度值(表6)。数据表明，4类中心的论文合作网络密度均呈现上升趋势，以文化类中心的网络密度值增长最为显著，其他3类中心的网络密度呈小幅度上升趋势。分析文化类中心的网络密度数据发现，网络密度上升主要源于两个中心内部网络密度的上升，中心间的论文合作无明显变化。进一步分析文化类协同创新中心，包括中国南海研究协同创新中心、中国社会科学院边疆史地中心和司法文明协同创新中心，其中南海与边疆问题切合当前“一带一路”政策，引起学界重点关注和讨论是此类中心网络密度显著提升的重要原因。由此可见，单次的政府引导建立的科学共同体容易在长期发展上缺乏后劲，存在申报时集中优势资源，申报后缺乏重视的问题，建立长效考核机制加以现实问题驱动是此类科学共同体发展的关键。

表6 4类协同创新中心合作网络密度

3.3.3 全中心合作网络密度分析

计算全中心网络合作密度(表7)，数据显示2013年以后整体网络密度开始呈现上升趋势，对比上述协同创新中心合作网络密度数据可以看到，“2011计划”推动了整体论文合作网络密度的提升，但整体网络密度上升幅度远小于协同创新中心的网络密度上升幅度。如何突破局部的科研合作，带动整个网络合作强度的上升，实现“2011计划”致力于达成的联合创新力量、整合创新资源、构建协同创新模式，是“2011计划”在政策引导、推进机制体制改革时所亟待解决的问题。

表7 整体合作网络密度

4 结 论

针对以新型智库为代表的科学共同体建设政策制定缺乏定量数据支撑的问题，以“2011计划”协同创新中心为例研究了科学共同体构建对机构间合作网络和合作强度的影响。从论文合作视角提出了科学共同体合作强度的计算方法，构建了“2011”协同创新中心合作网络，测算了协同创新中心机构间合作强度。合作关系演变分析表明科学共同体的构建有利于机构间构建更紧密的合作关系，但并不能显著提升合作强度，机构间合作强度的提升与研究主题的政策与应用契合度密切相关，政府在推进科学共同体构建的同时需要加强应用成果的考虑，并保持政策的持续性。

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