国家重点实验室运行驱动力及对策研究

李 阳，李北伟，2

（1.吉林大学管理学院；2.吉林大学中国科技政策与管理研究中心，吉林长春 130022）

1 问题的提出

国家重点实验室是实施国家科技战略、探索前沿理论研究、培育重大创新项目、培养探索创新型人才、开展产学研技术服务、搭建国际学术交流与合作的重要平台载体。在国家重大科技规划战略中扮演着科研攻关的排头兵和领路者角色，是体现国际科技创新水平的决定力量并居于核心战略地位［1］。同时，作为国家创新系统的重要构成，具备了先进领域基础研究的实验设施条件，是代表国家科研水平的攻坚力量，也是国家探索原始性创新、累进式创新和颠覆性创新的实验平台，为参与国际科技竞争贡献了大量创新成果。国家重点实验室的建设和运行满足了我国在不同发展时期的科技需求，为保持国家科技竞争力提供了驱动力，将科技作为国民经济发展的强有力引擎，是我国建设世界科技强国的重要战略保障。

目前已有的研究成果局限于国家重点实验室的管理体制及运行模式探索，但是聚焦到国家重点实验室运行发展的驱动力方面却少有发现，用实证数据分析的方法手段计算驱动力的系统研究还没有出现。本研究从国家重点实验室科研创新管理的角度出发，研究影响国家重点实验室运行的驱动力及其驱动力影响因子指标设计与权重计算，有助于剖析国家重点实验室运行发展的规律与运行机理，帮助我们理顺我国国家重点实验室的平台运行、管理及配套科技体制政策，合理地配置科技资源并发挥其最大效用。同时，研究国家重点实验室运行驱动力也有助于丰富科研管理理论的内涵，为未来构建中国特色的国家重点实验室发展模式提供理论指引。

2 理论研究框架与研究方法

动力是一切事物发展运行的力量源泉。本意指使机械运动做功的力量，如水力、风力、电力、核能等。从科研管理角度看，本研究中的动力是指各种推动科研组织完成既定目标的力量集合；而动力机制设计就是将这些力量进行有机组合，使其发挥各种变化组合并产生影响作用［2］。同其它系统一样，国家重点实验室作为集合众多科研资源的基础研究平台，其动力来源构成了驱动系统发展的源泉。国家重点实验室成为了具备整体性的系统，由多个相互关联的动力源及其动力因子构成，并不断推动整个系统在外部环境中良性运转。需要注意的是，动力源及动力因子不是固定不变的，随着科技的进步与环境的变化，组织系统中将增添许多新的因素。

我国国家重点实验室运行的动力源是指其在形成与建设过程中，直接或者间接促使实验室发展的各种动力之和。促进实验室运行发展的驱动力组合共同构成了一个动力系统，具有鲜明的层次性特征，层次的差异决定了动力的强弱，即动力源具有不同的动力排序。本研究内容按照动力源的来源划分（见图1），通过文献梳理将推动实验室运行的动力源（F）分为政府推动力（F1）、创新带动力（F2）、市场拉动力（F3）及科学家影响力（F4）四个层面，并运用专家打分法及主成分分析法围绕这四个动力源设计12 个动力因子指标并计算其贡献率，在此基础上为丰富国家重点实验室管理理论做出边际贡献。

图1 国家重点实验室运行驱动力理论模型

主成分分析法是指将原有多个具有相互联系的变量经过提取主成分等降维处理方式，重新进行组合后形成新的几个相互独立的综合变量，用以处理指标权重值的科学统计方法。主成分分析法的适用范围广泛，通常用在反映事物发展特征及变化规律等科学研究工作中。主成分分析法有诸多优点，一是有利于所需信息的全面准确不被遗漏，确保了指标选取的全面性；二是考虑到指标数量增多时会增加处理问题的难度，造成多个指标共同反映同一对象、信息重叠的现象，从而影响了对事物的本质认识，不能够准确把握事物发展特征及变化规律。主成分分析法的运用就有效的解决了此问题，在保证原始数据信息损失最小的前提下，经过降维处理舍弃部分信息，用少数的综合变量取代原有的多维变量，从而达到客观测算指标权重的目的。本文在对国家重点实验室运行驱动力影响因子设计及权重计算的内容中广泛运用了该方法［3］，通过文献的梳理归纳出各项指标因素。运用降维处理的方式重新整合多维变量，并计算出每项指标的权重，建立起了国家重点实验室运行驱动力指标体系。

3 国家重点实验室运行驱动力及其作用路径

根据对我国国家重点实验室创新驱动的相关文献进行分析，梳理出驱动实验室运行发展的动力源主体包括政府、创新、市场、科学家（见图2），由于实验室自身发展的规律及特点，它们在形成与发展阶段，需要以政府的科技政策扶持及重大项目经费资助为前提，不断注入科技创新的要素投入、科学家的智力贡献及影响力号召支持，经历一段发展时期后开发出高科技产品及服务，形成产学研结合的稳定市场供求关系等若干重要环节，多个动力主体共同驱动从而推动整个实验室的良性运转。

图2 国家重点实验室动力源主体构成

我国国家重点实验室的运行面临十分复杂的内外部环境，其不同的动力源组合在一起对于实验室的运行进程有着不同的影响。为了更加全面研究各动力源对于实验室运行驱动的影响，根据实验室运行发展的内在规律，本文对驱动实验室发展的动力源主体进行具体分析研究。

3.1 政府推动力

政府推动力有力地促进了国家重点实验室的建设与发展。从20 世纪80 年代开始，科技部与国家自然基金委就针对实验室建设陆续出台了一系列管理文件，内容涉及建设管理办法、评估规则、设备更新改造规定、国际交流合作经费管理办法、专项经费管理办法等。这些政策文件的出台极大地规范了实验室建设管理的实践工作，为实验室长远的发展指明了方向。政府推动力的作用路径如下（见图3），F1为创新带动力，X表示二级动力因子。在政府的推动作用下，国家重点实验室纷纷加强了科学技术的展望与技术预见，认真部署并实施政府的科技战略，通过得到国家的政策扶持与经费支持，实验室的建设也迈入了新的发展阶段，整体宏观布局进一步优化，使得国家实验室计划进一步融入到国家创新体系建设之中，为推动全社会科技发展、实现创新驱动起到了带动作用。

图3 政府推动力的作用路径图

3.2 创新带动力

创新带动力是指国家重点实验室为发展运行而投入的一系列科研创新要素，包括科研人员投入、购置的试验仪器设备、科研经费支出等创新要素。创新资源投入是实验室能够高效运行的保障基础。现实中，国家重点实验室及外部机构所拥有的创新资源都具有独特性，拥有的创新资源各不相同。创新带动力的作用路径如下（见图4），F2为创新带动力，X表示二级动力因子。实验室不断的投入创新要素，促使科研资源的更新换代并加速资源要素的流动，推动高质量科研成果的产出。例如，实验室所属不同学科与领域，依托高校也各有特色，围绕实验室定位及建设战略所配备不同学科及领域的人才、试验仪器、基础设施等创新资源等具有其独特性。正是由于创新资源分散在各个主体之间，才使得各个实验室能够完成不同任务的科研工作，不同创新资源要素更加活跃的流通与互动，有效解决资源不足的瓶颈，最终驱动实验室产出高质量的研究成果。

图4 创新带动力的作用路径图

3.3 市场拉动力

获取科研产出效益是所有科研机构投入运行的最终目的，在如今市场化发展的今天，市场对于实验室的发展显得愈发重要。区域经济及发展程度直接影响着实验室科研成果的落地与产学研进程，影响着实验室的科研效益。拥有广阔市场的实验室，其科研经费充裕且与市场距离更近，有利于实验室的发展。市场拉动力的作用路径如下（见图5），F3为市场拉动力，X表示二级动力因子。市场拉动力下，对于实验室等科研组织形成高新技术产品与技术依赖，由于其研发水平及产品及服务的不可替代性，这种市场需求就有了广阔的市场空间，进而推动实验室运行。例如，实验室承接的与企业合作的横向项目，双方在科学研发过程中更多的是以市场结果为导向，通过不断调整产品研发阶段的创新和服务直至经济效益的获得。市场拉动力属于推动实验室发展运行的首要的外部驱动力，在运行发展过程中需要对市场环境的优化与培育，保证科研活动在公平、公正的环境下进行。

图5 市场拉动力的作用路径图

3.4 科学家影响力

科学家群体是如今科技创新活动的重要参与主体，其专业知识、技能、科技预见及研究发现对于政府科技决策战略及实验室等科研机构的发展建设的作用不言而喻。尤其是二战后，随着科技革命带给全世界翻天覆地的变化，科学家对于实验室的带动作用引发了学者广泛深入的探讨。科学家影响力的驱动作用路径如下（见图6），F4为科学家影响力，X表示二级动力因子。一般情况下，实验室所承担的项目越重大，科学家发挥的影响力就越大。科学家通过自己的学术地位及人脉资源，吸引优秀青年学者加盟,随着自身影响力的增加获得越来越多的经费及配套项目资源，这便形成了实验室发展的比较优势，最终推动实验室发展。项目决策所需的科技知识非常复杂，科学家能够发挥其知识贡献的优势，增强在项目决策中的影响力。除了知识技能外，科学家还承担着培养后备人才的任务，打造具有核心竞争力的团队也成为推动实验室发展的关键因素。

图6 科学家影响力的作用路径图

4 国家重点实验室运行驱动力影响因子设计及权重计算

国家重点实验室运行驱动力影响因子是指能够促使实验室与外部机构进行合作创新的、推动实验室自身良性运转的动力因子的集合。本节将利用专家评分法及主成分分析，根据影响国家重点实验室运行发展的因素，遴选出关键性的动力驱动因子并进行权重计算。

4.1 国家重点实验室运行驱动力因子设计

政府推动力包括政府政策的支持、国家宏观愿景、政府与实验室的合作关系。其中，政府政策的支持指的是政府对于实验室创新实践中扮演的重要角色，包括研发补助、财政补贴等资金支持和良好的制度环境；国家宏观愿景是指政府对于实验室建设的整体规划与布局，包括建设方针、学科布局等；政府与实验室的合作关系是指两者发展的制度设计与执行机制，包括合作模式、管理形式、权责划分等。

创新带动力包括实验室目标和定位、实验室研发强度、基础设施能力建设。其中实验室的目标与定位是其建设发展的方向，包括实验室研究方向、建设规模等；实验室研发强度是指实验室投入到科技创新活动中的强度，包括投入研发的时间、设备使用时间等；基础设施能力建设是实验室各项活动运行的硬件保障，包括试验基地建设、试验仪器设备等。

市场拉动力包括地区经济的需求、对技术转移的重视程度、鼓励冒险和宽容失败的创新文化环境。其中，地区经济的需求是实验室获取市场份额的重要因素，也是实验室进行产学研合作的基础；对技术转移的重视程度也是市场拉动力的又一重要表现，程度越强越能够提高科技成果转化效率；鼓励冒险和宽容失败的创新文化环境对于科研活动十分重要，创新的过程避免不了失败及研发风险的出现，唯有宽容的创新环境才有利于孕育创新成果的出现。

科学家影响力包括学术领域影响力、人才培养能力、资源调配水平。学术领域影响力是指科学家为在某一时期个人对其所处科研领域内其他个人及其科研活动的影响范围和深度，包括发文量、被引频次、期刊影响力等；人才培养能力是科学家培养青年学术人才及组建科研团队的能力，包括培养人才数量等；资源调配水平是科学家对于科研资源的掌握及运用程度，包括国内外合作者、与政府及实业界的关系等。

基于此，完成国家重点实验室运行动力因子的设计（见表1）。

表1 我国国家重点实验室运行驱动力因子表

4.2 利用专家评分法确定驱动力因子数值

对于我国国家重点实验室运行的动力因子数值确定采用专家评分法。专家评分法是一种将定性描述转换为量化数据的方法，在建立起对评价对象的若干个评价指标后，依据评价指标制订出评分标准，而后各领域专家凭借丰富的经验按该标准给出相应的分数。为保证评分的客观准确，专家的选取将在全国高校科研处、科技部基础研究司、国家重点实验室、科技类企业等机构中选择。把已经制定好的评分标准和调查问卷发给专家，请专家代表对影响我国国家重点实验室运行的动力因子评分，动力因子按照作用强度设定为五个取值区间（见表2），即很强、较强、中等、较弱、很弱，分别对应的分数区间即80 ＜X ＜100，60 ＜X ＜80，40 ＜X ＜60，20 ＜X ＜40，0 ＜X ＜20。

表2 动力因子专家评分标准表

根据我国国家重点实验室运行的动力因子表设计调查问卷（见表3），然后对我国国家重点实验室运行的动力大小给出合理的分值。专家需要根据对动力因子作用程度的理解，根据动力因子评分标准对其进行评分，根据需要邀请20 位专家进行评分，调查问卷发出20 份，收回20 份，有效问卷20 份。

表3 国家重点实验室运行驱动力因子调查问卷

4.3 利用主成分分析法计算驱动力因子贡献率

通过回收调查问卷然后进行整理，将20 名专家（A）的评分结果汇总成下表（见表4）。

表4 国家重点实验室运行驱动力因子得分表

然后利用SPSS Statistics 22.0 软件进行主成分分析，通过相关分析得出相关系数矩阵、解释的总方差矩阵及成分矩阵（见图5）。

表5 相关系数矩阵表

从表6 可知，前6 个主成分对应的特征根＞1，提取前6 个主成分的累计方差贡献率达到80.937%且已超过80%。因此前6 个主成分基本可以反映全部指标的信息，可以代替原来的12 个指标。

表6 解释的总方差矩阵

从表7 可知第一至第六主成分对应指标的载荷数，利用已知的载荷数及主成分特征根，计算线性组合中的系数，进而通过主成分的方差求得各指标权重，最后对指标权重进行归一化处理，结果如下（见表8）。

表7 成分矩阵

表8 我国国家重点实验室运行驱动力因子权重表

根据动力因子权重得分表，可以进一步计算，我国国家重点实验室运行中，政府推动力、创新带动力、市场拉动力及科学家影响力对实验室驱动的贡献率。其中，排在第一位的是政府推动力，贡献率是28.81%，创新带动力排在第二位，贡献率是27.52%，市场拉动力排在第三位，贡献率是23.59%，科学家影响力相较而言贡献率最小为20.08%。这一计算结果与我国国家重点实验室发展的现状基本一致，说明目前实验室发展阶段主要靠政府及创新力驱动，科学家及市场的带动作用还没有完全发挥。

5 结论及建议

研究分析了我国国家重点实验室运行的四种动力源，即政府推动力、创新带动力、市场拉动力和科学家影响力，这四种动力源在实验室发展运行过程中的力量不同，对于实验室运行发展有着不同程度的贡献。从测算结果来看，国家重点实验室运行发展的主要驱动力是政府推动力和创新带动力，未来也希望在市场拉动力及科学家影响力方面发挥更重要的作用。基于以上研究结果，提出以下建议：

（1）发挥政府在国家重点实验室建设中的顶层设计作用。强化政府战略规划，推动国家重点实验室参与重大专项计划。我国在近些年先后发布了“国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）”“2021—2035 年国家中长期科技发展规划”及“十四五科技创新规划”，力争在芯片、纳米科学、量子通讯、脑科学、生物种业方面等方面进行重点聚焦，以国家重大专项或科技计划形式统筹社会创新资源，推动实验室基础研究及技术转移发展。国家重点实验室在结合自身科研资源及优势研究领域的前提下，积极承担国家中长期科技规划任务，主动跟进国家科技需求，力争在国防军工、地质勘探、太空发现等方面给予国家社会经济发展更多的支持。

（2）顺应科技发展趋势，发挥国家重点实验在学科交叉创新方面的优势。我国国家重点实验室的一大特点就是依托众多“双一流”高校管理建设，要充分发挥依托高校在建设国家重点实验室方面的优势，不断创新发展学科体系。世界一流高校在其学科建设方面都具有许多成功经验，主要是依据人才培养和科学研究的需求积极构建综合性交叉性研究领域，结合时代发展和科技进步不断调整内容布局，以重点建设领域为突破建设特色鲜明的优势方向。依托我国“双一流”高校建设的国家重点实验室是由国家组织的高水平基础研究和应用基础研究的重要基地，聚集和培养了许多优秀的科技人才，在学科发展前沿和国民经济、社会发展及国家安全的重要科技领域和方向，有助于开展教学与科研的同步性工作。

（3）以市场拉动需求，发挥龙头企业与国家重点实验室的联合建设。支持龙头企业整合重点高校、国家重点实验室等科研力量，建立创新联合体。创新联合体主要以市场化方式组建、运行，更多支撑的是产业链上关联企业、高校院所等协同发展。大力吸引“大院、大所、大企”共建高层次研发机构。各个参与主体以资金、人才、技术、基础设施等方式都要有一定的投入，通过股权分配和共享机制形成互利共赢的合作机制，在研发阶段共同出资，或建立实体机构、成立合作研发实体平台，通过合同或其他约定的方式购买或共享研发成果，并与面向国家战略布局的高校国家重点实验室加强合作，在国家创新体系建设中发挥积极作用。

（4）大力吸引顶尖人才，加强实验室国际化品牌建设。建立首席科学家制度，大力吸引顶尖人才。借鉴以色列颇为成功的“首席科学家”制度，利用高校科研活动的灵活性和隐秘性，设立一批院士（科学家）工作站（室），为首席科学家提供具有国际竞争力的薪酬待遇，并配备充裕的科研经费支持。同时，充分赋予首席科学家开展工作所需的人权、事权、财权，支持其自主组建团队、自主制定发展规划、自主设计具体科研计划、自主分配科研经费，集聚一批具有前瞻性和国际眼光的战略科学家群体。发挥科学家的影响力，与国际组织、重要学术组织和知名高校建立长效合作机制，逐渐提升实验室的国际声誉和影响力。