国际大科学工程中的国家贡献评价体系构建与实证

何开煦，潘云涛，赵筱媛

(中国科学技术信息研究所，北京 100038)

0 引言

大科学这一概念最早由温伯格(Alvin M.Weinberg)于1961年提出，用于指代大型的研究项目，如巨型火箭、高能加速器、高通量研究反应堆等[1]。2012年，科技部发布了《参加国际大科学工程及研究计划国内论证指南(试行)》，给出了国际大科学工程的定义[2]：“一般指多国联合出资建造和运行一个新的科学研究装置”。

贡献在通常意义上可以解释为有助于某对象的行为。本文研究的“国际大科学工程中的国家贡献”，主体为参与国际大科学工程的国家/地区，客体则主要包括两部分，一是国际大科学工程本身，即国家对国际大科学工程的设计、建造、维护、研究活动等做出的贡献；二是人类社会与科学研究，即国家级由与国际大科学工程相关的活动对人类社会与科学研究所做出的贡献。

大科学工程不同于一般的工程项目，也不同于一般的科研项目，它具有明显的二元性质，既是工程，也是科学研究活动[3]。这种特质使得应用于大科学工程背景下的评价不能简单套用已有的工程项目评价与科研项目评价指标及体系，而是需要结合大科学工程的特点与特性加以研究，构建合理的评价体系与实施方案。因此，研究意义之一是，由于国际大科学工程中的国家贡献评价是预置了视角(贡献评价)与粒度(国家)的国际大科学工程评价，是大科学工程评价体系的一个简化的、侧面的、探索性的尝试。

考虑到大科学工程是科学技术与国家目标相结合的平台[4]，通常具有浓厚的国家意志背景，因此，研究意义之二在于，评价结果不仅可以供本国参考，也可以供组织方与其他参与方参考，从而据此进一步优化管理与合作机制，使国际大科学工程顺利建设、进行研究，获取更多的研究成果，促进本国科技进步。

国际大科学工程中的国际合作包括资金、建造、运行、维护及后续研究等。中国的科学研究水平正在飞速地提高，中国科学家的论文产出与研究成果已经具有了相当的规模，但是，一直以来备受争议的是，中国科学家的研究水平是否与产出数据相符、做了多少工作？中国的科研在世界科研界具有怎样的地位？在结合其他国家情况的前提下，中国在国际大科学工程中做出的贡献能够一定程度上衡量该视角下的中国在世界上的研究水平与地位。所以，研究意义之三在于，研究成果所包括的中国在国际大科学工程中的贡献可以一定程度上解答部分关于中国研究水平与地位的问题。

可控核聚变的研究目标是解决人类的能源问题，意义重大。又由于其耗资巨大，各个国家难以单独承担研究成本，因此谋求国际合作，共同建立了国际大科学工程——ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor，国际热核聚变实验堆)计划。ITER计划最初于1985年提出，美、苏、欧、日四方于1988年开始进行ITER的设计，ITER国际聚变能组织于2007年正式成立[5]。ITER项目的成员包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。其中，欧盟负责总成本的45.6%，其余六国平摊剩下的成本，各自承担9.1%[6]。

选择ITER计划作为本研究实证研究对象的原因主要为以下三点：①ITER计划的目标在于论证核聚变成为能源的可能性，直接触及到了能源问题这一人类延续的根本问题，意义深远；②作为一个典型的国际大科学工程，ITER计划拥有大量的公开信息，组织形态与合作方式较为明确，利于第三方的信息采集，也能够提供足够的信息与数据进行研究；③ITER计划是目前中国以平等、全权伙伴身份参加的规模最大的国际科技合作计划[7]。

1 国际大科学工程国家贡献评价体系构建

1.1 国际大科学工程中的国家贡献解构

为了构建国际大科学工程中的国家贡献评价体系，首先需要对国际贡献进行解构，从而将之分解为可量化的指标体系。

投入产出理论的分析中，投入是指生产过程中消耗的所有生产要素，产出是指生产成果进行分配使用的方向及其对应数量[8]。当贡献客体为国际大科学工程时，国家的贡献可以被理解为该国家对此国际大科学工程的投入；当贡献客体为科学研究与人类社会时，国家的贡献可以被理解为该国家依托此国际大科学工程所提供的产出。此时，国际大科学工程中的国家贡献可以被解构为投入产出量化汇总问题。评价国际大科学工程中的国家贡献首先需要获得国家的总体贡献，也即投入产出之和，因而与一般投入产出分析不同。国际大科学工程具有科研项目和工程项目的二元性特征，需要从科研项目和工程项目两个角度选择投入产出指标。

科研项目可参考投入-产出比(RIO)指标体系，投入指标主要包括人力投入、研究经费两部分；产出指标则包括成果奖、专利、论文、学术交流、著作书籍、人才培养6个部分[9]，而目前的研究中普遍认为论文是最有代表性的科研产出，常常使用论文的相关指标(如篇数、被引次数等)代替包含多方面指标的复合产出指标进行研究[10-12]。

工程项目主要可参考工程项目的成本与经济学领域的生产要素概念，包括机械费、材料费、人工费和其他费用等[13]，以及人力资本、物质资本等[14]。而工程项目的产出则很少被探讨。

因此，交叉合并科研项目和工程项目的投入产出指标、贡献的两个客体，以国家视角切入，可以分解得出国际大科学工程中国家贡献的一级指标：①物质贡献(客体为国际大科学工程、为投入性指标)；②财力贡献(客体为国际大科学工程、为投入性指标)；③人力贡献(客体包括国际大科学工程及科学研究与人类社会、为投入与产出相结合的指标)；④学术贡献(客体包括国际大科学工程及科学研究与人类社会、为投入与产出相结合的指标)。其中，物资贡献主要来自国际大科学工程的工程项目特性；学术贡献主要来自国际大科学工程的科研项目特性；财力贡献和人力贡献则被工程项目与科研项目所共有，因此属于二元性指标。

1.2 国际大科学工程中的国家贡献评价体系及指标

综上所述，可以构建国际大科学工程国家贡献评价体系。

针对大科学工程的特点，对每个一级指标做进一步的解构，并解释其底层指标的量化方式：

(1)物质贡献。在大科学工程中，物资贡献的主要表现包括建筑、设备、物料三方面。其中建筑指标可以由该国家为此国际大科学工程贡献的建筑数量或建筑容积进行计算；设备指标可以由该国家为此国际大科学工程贡献的设备数量或设备各自的重要度之和进行计算；物料指标可以由该国家为此国际大科学工程贡献的物料数量或各类物料数量按其重要度进行加权后的和进行计算。

(2)财力贡献。任何大科学工程都需要大量经费以开始建设、维持运行及达成目标。财力贡献指标可以由资金总数或按资金用途类别的重要程度加权后的各个用途资金数量之和进行计算。

(3)人力贡献。从工程项目属性出发，国际大科学工程的人力贡献包括管理与工作人员；从科研项目属性出发，国际大科学工程的人力贡献还需要研究人才。显而易见地，各个大科学工程都需要一个管理机构，其中管理人员与相关工作人员必不可少；而大科学工程有科学研究活动，需要完成相关科学研究目标，R&D人员投入是能够影响科技产出绩效的核心要素之一[15]，研究人才也是必不可少的。管理、工作人员、研究人才参与国际大科学工程一方面为国际大科学工程贡献自身，另一方面也从中得到锻炼，在未来能够为国家、为科学研究与人类社会带来更多的好处，因此人力贡献指标既是投入性的指标，也是产出性的指标。

其中管理者指标可以由管理者人数，或使用任职时长对各位管理者进行加权求和，或使用任职时长与重要业绩对各位管理者进行双重加权求和进行计算；工作人员可以由工作人员人数，或使用就职时间、任职部门重要度与重要工作成果对各位工作人员进行多重加权求和进行计算；研究人才可以由该国际大科学工程的产出或相关产出的文献中的该国家作者人次，或该国际大科学工程中有正式任职的具体研究人员数进行计算，有条件的情况下可以考虑对顶尖研究人才进行加权处理。

(4)学术贡献。国际大科学工程具有一个或多个科学研究目标。为了在研究上有所进展，大科学工程需要学术方面的贡献，一方面是理论研究贡献，成员方在相关领域的研究成果是大科学工程发展的重要养料；另一方面是实践研究贡献，由于大科学工程兼有工程特性，其关键技术的实现、关键部件的建设往往需要在摸索中前行，成员方的相关项目经验及实现的相关关键技术也是对大科学工程的重要贡献；而第三个方面则是各个成员方在大科学工程相关领域的关键发展节点所作出的贡献。

其中理论研究贡献的计算方式是采集参与方各个国家在此国际大科学工程相关研究领域的文献，按需计算各个国家文献集的科学计量学指标并进行归一加总，从而方便比较。可以计算的指标包括发文量、篇均被引等，应视项目需求进行增减。实践研究贡献指标的计算方法是对参与方在相关领域中已经完成或正在进行的项目进行统计，计算粒度最粗可以是项目数量，进一步可以细化至使用项目预算和项目成果进行加权。领域关键节点指标的计算首先需要梳理此国际大科学工程对应领域发展的关键节点，识别各参与方科学家在其中的贡献，并加以量化。

1.3 国际大科学工程中的国家贡献评价体系汇总方法

在实际评价某一国际大科学工程的过程中，结合需求与数据的可获得性，应对指标按实际情况进行进一步分解或合并。分别为每个指标选择合适的计算方法后，可以对各个国家的贡献进行逐年或取总计算，即各层指标的国家贡献指数(National Contribution Index，NCI)。如果时间序列数据较完整，则可以参考中国创新指数的编制方法，选取基期年份，使用两年平均值作为指标增长的基准值进行计算及归一，即各层指标的国家贡献发展指数(National Contribution Development Index，NCDI)。

定义NCI的计算方式为，对各个国家的某项指标值取其最大值作为归一标准M，计算某国家该指标X占归一标准的百分比，将百分比乘100作为该指标的归一值，随后根据需要取权重进行加权求和，即可得该国家的NCI。NCI意在衡量各参与方的贡献大小。

NCDI参考中国创新指数[16]设计算法。为了规避波动过大的指数对其他指标的掩盖效应，使用该指标的两年平均值作为指标增速的基准值计算该指标的增长速度，从而使增速可以落在[-200，200]区间内，并便于取定基累计NCDI的基数。首先计算底层指标X在t年的增速：

(1)

计算上层指标的增速可以通过对各个底层指标的增速按其权重进行加权求和获得。

下一步可以利用指标X在t年的增速VX,t算出指标X在t年的定基累计NCDI[16]：

(2)

其中，X既可以是底层指标，也可以是顶层或中间层级的指标，从而可以求得各层指标的NCDI。而关于t的取值问题，t不仅可以以一年为单位，也可以以多年为单位乃至跨越整个评价周期进行计算，获取全局视角下的NCDI。为了使各个指标之间可加，应先对其进行标准化，对发展指数采用标准分数(Z分数)算法[17]，求得最终的NCDI：

(3)

其中，μ为该指标下各个国家在各个年份所得发展指数的均值；σ为该指标下各个国家在各个年份所得发展指数的方差。经过标准分数处理后，每个指标下，各个国家在各个年份所得的NCDI总体来看会是以0为中位数、以1为标准差的分布，从而使指标之间可加。在具体应用中，可对NCDI进行统一放缩，以满足实际运用需要。如果存在时序数据，则为了考虑总体情况，应对总发展指数(t跨度为整个时间窗算出的发展指数)单独进行标准分数处理，从而得到总NCDI。NCDI意在衡量各参与方的贡献增长的速度。

因此，本文评价体系的计算使用的是相对数据，关注的是不同国家间得分的差距情况，而不受其绝对数值的影响。由于各国数据采集来源和方法都一致，可以认为考察各国得分标准化后的差距来对国家为ITER做出的贡献进行评估是相对合理的。

完成各底层指标的计算后，可以根据实际情况选择下述两种方法之一为指标定权重并进行汇总。

(1)专家访谈结合层次分析的方法。请专家为各层指标的重要程度打分，构建层次分析矩阵，计算各个指标的权重，对指标值进行加权求和，从而获得各个NCI逐年变化的情况，及各个国家的总NCI。

(2)逐级等权法。按逐级等权法赋予各个指标相等的权重，也即，各级指标的值是其所含子指标的均值。

1.4 评价结果的呈现

评价结果的呈现在数据满足条件(能够得出NCI与NCDI)的前提下，可以绘制出四象限图，对各国家进行定位，得到相对直观的评价结果，了解国家间差异，方便提出应对策略。计算出相同时间跨度的NCI与NCDI后，可以以NCI为横坐标、以NCDI为纵坐标，分别取各国对应指数的中位数作为原点值(横纵坐标交汇点)，可以得到如图1所示的四象限图，对国家的贡献进行定位。其中，位于第1象限的被定义为贡献领先型国家；位于第2象限的被定义为贡献增长型国家；位于第3象限的被定义为贡献落后型国家；位于第4象限的被定义为贡献平稳型国家。这里采用中位数作为原点值是为了降低极端值的影响。而取中位数会导致某些国家的点会落在坐标轴上，此时按照向上原则，即落在x轴上归入第1或第2象限，落在y轴上归入第1或第4象限。

图1 国家贡献四象限图定位

根据数据的可获得性以及计算出的NCI与NCDI时间跨度，既可以逐年绘制四象限图，观察国家定位的时序变化；也可以绘制总的四象限图，观察国家总贡献情况的定位。在绘图过程中，为了使图像表现更加清晰，可以对指标进行合理的缩放，例如同乘以相同系数后取对数等。

2 ITER计划国家贡献评价体系构建及实证

结合国际大科学工程国家贡献评价体系与ITER计划的实际情况，可以得到如图2所示的ITER计划国家贡献评价体系与各级指标。ITER组织2007年成立，因此本研究总体评价的时间窗始于2007年；考虑到ITER组织至今(2017年7月1日)发布的最新年报为2015年年报，因此总体评价的时间窗止于2015年。评价体系中的各项指标在实际操作中如果出现2007—2015年内有数据缺失的情况，在评价过程中将视具体情况对空值进行处理。有关权重的确定，首先进行了专家访谈法结合层次分析法的前测，未通过一致性检验，因此本次实证研究权重使用逐级等权法进行分配。

2.1 ITER计划中的物质贡献

在ITER计划中，所有的物质贡献都统一归为采购包(Procurement Arrangements，PA)概念。成员国对于ITER计划的实物贡献方式是完成组件、系统或建筑后提交给ITER组织，这些组件、系统或建筑被称为PA，由ITER组织和各个成员国按照预定计划进行签署协议分配。因此，各个国家的物质贡献只需通过各个国家承担的PA进行计量。由于PA的签署按照ITER组织的计划执行，不存在增长速度问题，因此，对物质贡献这项指标仅需计算NCI，而不需计算NCDI，也无需使用时序数据，在本次研究中将NCDI统一取初始值100。

图2 ITER计划国家贡献评价体系

截至2015年，各参与方物质贡献定位图如图3所示。其中明显可以看出，欧盟在NCI上远远高于其他各国，与协议情况相符，美国、印度略高于中间水平，中国、日本在物质贡献上的NCI相等，处于中间水平，俄罗斯略低于中间水平，韩国则处于最后位置。

2.2 ITER计划中的财力贡献

对ITER计划中各个国家的财力贡献通过统计该国家对ITER计划的所有支出实现。在ITER计划每年的财报中，将各个国家的财力贡献划分为两部分，分别是现金(包括现金和短期实物资本)贡献和实物资本(即PA耗资，长期实物资本)贡献。因此，各个国家财力贡献的计算方式为现金贡献与实物资本贡献之和。2007年起，各个参与国开始向ITER计划提供财力贡献。而在2009年以前，只有欧盟、印度和美国提供了总计不超过600万欧元的财力贡献，自2010年开始，各个参与国都为ITER计划确实投入了经费。因此，财力贡献指标的计算从2010年开始。

截至2015年，各参与方财力贡献时序四象限图如图4所示；各参与方财力贡献定位图如图5所示。图4中标出的点为各个国家在2010年时的定位点，也即2010—2015年时间序列数据的起点。

图3 ITER计划物质贡献定位图

图4 ITER计划财力贡献时序图

图5 ITER计划财力贡献定位图

图4结合图5可以明显看出，欧盟在NCI方面远远高于中间水平，具有绝对优势，符合其协议规定，而NCDI则在中间水平上下波动，是贡献领先型国家；日本最初处于贡献领先型国家行列内，然而NCI与NCDI相对于各年中位数的位置都在逐渐下滑，是典型的贡献平稳型国家；俄罗斯从贡献增长型一路上升至贡献领先型国家，NCDI最高、贡献增加速度最快；韩国最初属于贡献增长型，上升至贡献领先型后逐年下降直至进入贡献落后型象限，但综合而言介于贡献领先型与贡献增长型国家之间，贡献量属于中位数水平，而贡献发展速度略高于中位数水平；中国基本在贡献增长型国家象限内波动；美国和印度在NCI与NCDI上都低于中位数水平，归为贡献落后型国家。

2.3 ITER计划中的人力贡献

人力贡献指标分为职能人员和研究人才两个子指标。其中，职能人员指标可以分为ITER组织管理者、ITER组织工作人员两个子指标；研究人才指标可以分为ITER研究文献作者、ITPA成员与专家两个子指标。

对于ITER组织管理者的贡献指标计量通过对ITER组织官方新闻中报道、介绍、提及的ITER组织各级管理者进行累积统计实现。

对于ITER组织工作人员的贡献指标计量通过对ITER组织年报中的历年工作人员国别数据进行采集统计实现。

Web of Science核心合集是经过筛选的、被学术界认可的学术文献数据库，其中收录的文章一般被认为是具有较高水准的，且提供格式标准的题录信息，因此在科学计量学相关研究中，Web of Science核心合集的数据被广泛认可和使用。因此，对于ITER研究文献作者指标，使用在Web of Science核心合集中检索七个成员方发表的ITER研究文献作为文献集。时间限定为2007—2015年，国家部分的检索式为“CU=(AUSTRIA OR BELGIUM OR BULGARIA OR BYELARUS OR CROATIA OR CZECH REPUBLIC OR DENMARK OR ENGLAND OR ESTONIA OR FED REP GER OR FINLAND OR FRANCE OR GERMANY OR GREECE OR HUNGARY OR INDIA OR IRELAND OR ITALY OR JAPAN OR LATVIA OR LITHUANIA OR LUXEMBOURG OR MALTA OR NETHERLANDS OR NORTH IRELAND OR NORWAY OR PEOPLES R CHINA OR POLAND OR PORTUGAL OR ROMANIA OR RUSSIA OR SCOTLAND OR SLOVAKIA OR SLOVENIA OR SOUTH KOREA OR SPAIN OR SWEDEN OR SWITZERLAND OR USA OR WALES)”(以下简写为a)，最终检索式为“a and SU=(Nuclear Science & Technology)and TS=(iter)”，并按文献类型为ARTICLE OR PROCEEDINGS PAPER OR REVIEW进行精炼，得到3746条结果，下载题录数据作为计算参与国在ITER研究文献作者方面贡献的文献集(以下简称为文献集A)使用，文献集A共计 3 746篇文献，累计被引频次为23408次，平均被引频次为6.25次；累计引用文献10822篇。而关于ITPA成员与专家贡献指标，ITPA网站(http://www.iter.org/org/team/fst/itpa)公布了当前管理者和成员信息，同时需要使用Way Back Machine(http://archive.org/web/)对其之前发布的信息进行回溯采集与整理。由于Way Back Machine服务未完善，因此2013年数据采集自时间点2014年7月5日；2014年数据采集自时间点2015年9月24日；2015年数据采集自时间点2016年4月29日。

综上，将人力贡献各个子指标原始数据计算所得的NCI与NCDI按权重求得人力贡献指标在2007—2015年时间区间内的逐年NCI与NCDI，绘制得到如图6所示的时序图与图7所示的定位图。在图中，欧盟在NCI上有绝对的优势，同时NCDI的相对值也在上升，是典型的贡献发达国家；印度在NCI上低于中位数水平，但NCDI显著上升，是典型的贡献增长型国家；美国和日本的NCI略高于中位数水平，而NCDI在中位数水平上下徘徊，略有下滑趋势，总体而言处于贡献平稳型国家象限内；中国的NCI处于中位数水平左右，而NCDI在早期的波动后呈现明显的上升趋势，总体而言介于贡献增长型与贡献领先型国家之间，有望在不久后进入贡献领先型国家象限；韩国的NCI在略低于中位数的水平摆动，NCDI在中位数水平附近摆动，总体而言可以被认为是贡献增长型国家；而俄罗斯的NCI与NCDI都呈现较为明显的下滑趋势，处于贡献落后型国家象限内。

2.4 ITER计划中的学术贡献

学术贡献指标分为三个子指标，分别是理论研究贡献、实践研究贡献、领域关键节点。

对于ITER计划而言，理论研究贡献主要指核聚变领域内的文献成果，与ITER研究文献作者指标同样使用Web of Science核心合集作为数据来源。首先对文献集进行定义与检索。检索时间为2017年3月15日。在Web of Science核心合集中使用高级检索，时间限定为2007—2015年,为了尽可能查全文献，首先下载“a and SU=(Nuclear Science & Technology)and TS=(iter NOT fusion)”的2369条题录信息，对关键词字段进行切分和统计，其中有666(28.1%)条记录的关键词字段为空，词频统计结果中出现频次占比超过2%的共有14个关键词，可以认为是ITER计划相关研究的热点。因此，对关键词进行拼接，以“a and SU=(Nuclear Science & Technology)and TS=(fusion OR iter OR Remote handling OR Divertor OR Tungsten OR TBM OR Test blanket module OR Tokamak OR Vacuum vessel OR JET OR Diagnostics OR First wall OR Tritium)”作为最终检索式，并按文献类型为ARTICLE OR PROCEEDINGS PAPER OR REVIEW进行精炼，得到13942条结果，下载题录数据作为计算参与国理论研究贡献的文献集使用。对各国发文量和篇均被引次数求NCI、NCDI进行合并，可以得到理论研究贡献指标的NCI和NCDI。

图6 ITER计划人力贡献时序图

图7 ITER计划人力贡献定位图

实践研究贡献在ITER计划中使用各参与国已经或正在实施的可控核聚变项目进行衡量。由于各国可控核聚变项目实施周期较长，因此在当前时间窗(2007—2015年)内不存在增长速度问题，因此，对该项指标仅需计算总NCI，而不需计算NCDI(取初始值100)，本次研究中将国家贡献发展指数统一取初始值100。俄罗斯已经实施的主要可控核聚变项目包括T-3/T-4、T-10、Globus-M、T-7等；韩国已经实施的主要可控核聚变项目是KSTAR项目；美国已经实施的主要可控核聚变项目包括TFTR、DIII-D、Alcator C-Mod、NSTX等；欧盟已经实施的主要可控核聚变项目是JET项目；日本已经实施的主要可控核聚变项目包括JT-60、LHD等；印度已经实施的主要可控核聚变项目包括ADITYA、SST-1等；中国已经实施的主要可控核聚变项目包括中国环流器系列、合肥超环、东方超环等。对各国项目进行统计，可以得到实践研究贡献指标的总NCI。

而关于领域关键节点，由于ITER计划本质上是可控核聚变工程，因此首先追溯至核聚变现象的发现，随后逐步梳理至ITER计划的设计，可以得出如图8所示的发展路线及关键节点情况，共分为6个关键节点。

图8 ITER计划相关领域关键节点

(1)发现核聚变现象存在。20世纪初，英国科学家阿斯顿发现了核聚变反应可以释放出能量、卢瑟福证明轻的元素以足够能量的碰撞下可能产生核反应，从而发现核聚变现象的存在。

(2)确认核聚变可能性。1929年，英国物理学家阿特金森和德国物理学家奥特迈斯计算了理论上氢原子在高温下聚变成氦是可行的，也即确认了核聚变的可能性。

(3)实现核聚变反应。1934年，澳大利亚科学家奥利芬特在剑桥大学使用氘轰击氘，完成了首个D-D核聚变实验；1942年，美国科学家施莱伯和金使用氘轰击氚，完成了首个D-T核聚变实验，也即实现了人工核聚变反应。

(4)提出磁约束实现路径。1946年，英国科学家汤姆逊与布莱克曼提出了环形箍缩原理，也即提出了核聚变的磁约束实现路径。随后，出现了一系列通过磁约束实现核聚变的装置设想，包括仿星器、磁镜、托卡马克等。

(5)提出托卡马克方案。20世纪50年代初，苏联物理学家塔姆和萨哈罗夫提出了托卡马克设想，并由阿齐莫维奇带领库尔恰托夫研究所实现，得到比其他类型的环形装置更好的结果。

(6)设计ITER计划。1985年，美国和苏联领导人于日内瓦峰会上倡议了ITER计划。1988年，美国、苏联、欧洲(欧盟尚未成立)、日本开启ITER计划的设计与研究。

因此，对上述关键节点中的各国贡献进行统计，按每个关键节点总贡献值为1赋值，按科学家国别或所在地划分，可以得到领域关键节点指标的总NCI，且在当前时间窗(2007—2015年)内不存在增长速度问题，因此将NCDI取初始值100。

综上，将学术贡献各个子指标原始数据计算所得的NCI与NCDI按权重求得学术贡献指标在2007—2015年时间区间内的逐年NCI与NCDI，绘制得到如图9所示的时序图与图10所示的定位图。需要特别说明的是，只有理论研究贡献指标包含序NCI与NCDI数据，而实践研究贡献与关键线路节点指标仅有总NCI数据，因此图9的时序分布情况仅为理论研究贡献分布，并不能完全反映学术贡献实际情况，需结合图10的定位一起分析。结合图9和图10可以发现，欧盟虽然在NCI上具有相当优势，但NCDI几乎处于中位数水平以下，总体定位也已经位于贡献平稳型国家象限内；美国具有仅次于欧盟的NCI水平，NCDI在中位数上下波动，但对于整体的学术贡献而言，NCI、NCDI均高于中位数水平，是典型的贡献领先型国家；俄罗斯在图9中NCI几乎全部低于中位数水平，但由于在无时序数据的实践研究贡献、领域关键节点中做出贡献较大，因此仍能处于贡献领先型国家象限，但已呈现下滑趋势；中国的NCI位于中位数水平，NCDI在后半段时间窗口内显著上扬，但总体情况而言仍位于贡献平稳型国家象限内；日本的NCI与NCDI在中位数水平上下波动，总体处于贡献增长型国家区间；印度的NCI低于中位数水平，NCDI有明显上升趋势，是典型的贡献增长型国家；韩国的NCI较低，而NCDI在中位数水平附近波动，总体位于贡献落后型国家象限内。

图9 ITER计划学术贡献时序图

图10 ITER计划学术贡献定位图

2.5 ITER计划中的国家贡献

对上述四个指标的NCI与NCDI进行汇总后，最终可以得出如图11所示的时序图与图12所示的定位图，反映了ITER计划中的各国总贡献情况。对ITER计划参与方按NCI进行由大到小排序，依次为欧盟、美国、日本、俄罗斯、中国、印度、韩国；按NCDI进行由大到小排序，依次为印度、俄罗斯、中国、韩国、欧盟、美国、日本。欧盟处于贡献平稳型国家区间，但NCI具有绝对优势，NCDI略低于中位数水平，因此在一段时间内贡献量仍会相当稳固地位居第一；美国、日本同样是贡献平稳型国家，但NCI优势较小，NCDI劣势明显，有滑入贡献落后型国家区域内的危险；俄罗斯在财力贡献和学术贡献上的优势使其成为贡献领先型国家，其中NCDI方面主要由财力贡献的上升来支撑；印度、中国、韩国处于贡献增长型国家区域内，印度在NCDI上优势鲜明，中国的NCI略高于印度、NCDI高于中位数水平，韩国的NCI处于末位、NCDI位于中位数水平。

图11 ITER计划国家贡献时序图

3 结论与展望

国际大科学工程是一类非常复杂的系统，类型多样、要素众多，难以使用成熟的量化方法对其中的运行机理进行梳理，即使仅选取国家贡献一个切入点，研究所面临的复杂情况也难以完全把握。本文结合科研项目与工程项目的特点，以物质贡献、财力贡献、人力贡献、学术贡献四个维度及其子指标构建了国际大科学工程中的国家贡献评价体系，对各级指标进行了分解、定义与说明，提供了指标计算、汇总及呈现的方法，构建了一套具有可操作性的国家贡献评价体系。

图12 ITER计划国家贡献定位图

在对ITER计划各参与国贡献评价的研究中，通过中国在ITER计划中的投入型指标(物质贡献、财力贡献、人力贡献)和产出型指标(人力贡献、学术贡献)的定位结果比较，可以发现，截至2015年，中国在投入型指标上表现较好，而产出型指标上的表现相对较弱，投入与产出的比例稍显不足；但产出型指标的上升趋势较为明显，有望在将来得到表现更好的投入产出比。基于中国在ITER计划中的国家贡献评价结果，将有助于完善中国未来对国际大科学工程的参与、实施及管理。

优化、完善大科学工程中的国家贡献评价体系，是一个需要持续研究的问题，无论是指标、方法、数据选取还是结果分析与挖掘，都存在相当大的研究空间。在本文的实证研究中，笔者使用了逐级等权法确定各个指标的权重，在下一步研究中，还将探讨为何专家访谈法确定权重的前测无法通过一致性检验的问题，进一步重构、验证国家贡献计量的信度和效度，对ITER计划中的国家贡献进行进一步的计量与排序。另一方面，评价系统的评价也可采用专家访谈法进行，对现有体系的准确度、完整度进行调研与评价，对已有的ITER计划国家贡献实证研究结果进行调研与评价，进一步探索国际大科学工程中的国家贡献。

[1]WEINBERG A M.Impact of large-scale science on the United States[J].Science，1961,134(3473):161-164.

[2]中华人民共和国科学技术部.参加国际大科学工程及研究计划国内论证指南(试行)[R/OL].(2012-01-01)[2016-07-27].http://www.most.gov.cn/kjbgz/201201/W020120119524160931166.pdf.

[3]王大明.大科学工程:在探索与造物之间——以中国EAST托卡马克核聚变装置的建造为例[J].工程研究——跨学科视野中的工程，2007:196-209.

[4]尚智丛，张伟娜.国家目标引导下的大科学工程——以北京正负电子对撞机为例[J].工程研究-跨科学视野中的工程，2009(2):143-151.

[5]罗德隆.国际核聚变能源研究现状与前景[M].北京：中国原子能出版社，2015.

[6]ITER organization.ITER Members[EB/OL].(2017-01-11)[2017-01-11].http://www.iter.org/proj/Countries.

[7]中国国际核聚变能源计划执行中心.我国参与ITER的历程[EB/OL].(2013-01-01)[2017-01-05].http://www.iterchina.cn/IETRChina/Developing.html.

[8]徐璇.投入产出分析在房屋建筑工程项目中的应用研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2013.

[9]齐松仁，孙瑞华，左焕琮，等.投入产出比用于科研项目贡献分析指标体系探讨[J].中华医学科研管理杂志，2000(2): 17-20.

[10]由由，吴红斌，闵维方.高校经费水平、结构与科研产出——基于美国20所世界一流大学数据的分析[J].高等教育研究，2016(4):31-40.

[11]邱均平，温芳芳.作者合作程度与科研产出的相关性分析——基于“图书情报档案学”高产作者的计量分析[J].科技进步与对策，2011(5):1-5.

[12]朱军文，刘念才.我国研究型大学科研产出的计量学分析[J].高等教育研究，2009(2):30-35.

[13]罗桂平.工程项目成本构成与影响因素研究[D].成都：西南财经大学，2011.

[14]王丽平，任书丽.试析企业人力资本、物质资本投资对企业绩效的影响[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版)，2010(1):61-65.

[15]孙绪华.我国科技资源配置的实证分析与效率评价[D].武汉：华中农业大学，2011.

[16]课题组 国家统计局社科文司 中国创新指数 CII 研究，贾楠，李胤.中国创新指数研究[J].统计研究，2014(11):24-28.

[17]章建石.一项公平与效率兼备的高考改革为什么难以为继——标准分制度的变迁及其折射的治理困境[J].北京师范大学学报(社会科学版)，2016(1):31-41.