基于隐性知识的潜在颠覆性技术评估方法研究

刘志辉，张均胜，林 毅，牛贝贝，王莉军

（中国科学技术信息研究所，北京 100038）

1 引 言

“颠覆性技术”这一术语最早是由美国学者Bower 和 Christensen 于 1995 年提出的[1]，用来描述另辟蹊径且对现有传统或主流技术产生颠覆性影响的新技术[2]。尽管当时是一个新术语，但却与此前熊彼特创新理论所描述的“创造性破坏”[3]具有类似的理念基础，创新是不断地从内部破坏旧的经济结构、创造新的经济结构的过程[4]。众多研究表明，颠覆性技术不遵循传统技术的发展思维和技术路线，具有强大的创造性破坏力，能打破长期平稳发展的社会技术体系，深刻地改变人类的生活和工作方式。颠覆性技术的发展对于抢占新科技变革的战略主动权，奠定国家在世界竞争格局中的优势地位具有重要意义。因此，及时发现并部署推动颠覆性技术创新是占领当今全球化竞争发展先机的关键。这对具有潜在颠覆性的技术分析与识别提出了巨大的挑战，使其成为技术情报领域研究的一个热点话题。

潜在颠覆性技术评估与预测是一项难题，其中人的隐性知识挖掘与利用是潜在颠覆性技术评估的关键。然而，隐性知识的挖掘与利用更多的是存在于专家和大众预测判断的人脑思考环节，难以直接在潜在颠覆性技术评估支撑系统之中显性化，但专家或大众提交的概率预测结果可以反映隐性知识的作用。为了汇聚专家和大众智慧进行潜在颠覆性技术评估，提高评估预测的准确性、及时性和全面性，需要进行方法和机制方面的研究。

本文针对潜在颠覆性技术的评估，探索一种基于隐性知识的分析方法，即如何通过预测市场这种新的预测分析工具将专家与大众的隐性知识融合到一起，从而克服已有颠覆性技术评估方法的不足，提高评估过程的效度与信度。本文在前期预测市场方法、技术与运行机制的研究上，结合颠覆性技术发展特征与预测需求，重点对基于预测市场的潜在颠覆性技术评估展开应用研究。

2 相关研究

根据研究内容，本文从功能目标（颠覆性技术评估）与方法应用（预测市场研究）两个维度展开相关研究的分析与归纳。

2.1 颠覆性技术特征分析与评估

目前，对颠覆性技术的分析与识别主要是从概念研究入手，通过其核心特征来分析或评估颠覆性技术，主要包括技术、市场与效果三个维度。

1）技术维度

技术维度下的颠覆性技术研究，主要是从技术发展路线或轨迹的视角，通过技术间的替代来进行分析。例如，美国国防研究与工程署认为，颠覆性技术是从既定的系统和技术体系中衍生、进化出新的主导性技术，取代已有技术，使军事力量结构、基础以及能力平衡发生根本性变革[5]。美国国防高级研究计划局认为，颠覆性技术是可改变游戏规则的前沿技术，聚焦于原始概念创新[6]。孙永福等[7]认为，颠覆性技术以取得重大突破为基础和前提。刘安蓉等[8]认为，颠覆性技术是通过创新原理、创新组合和创新应用开辟新的技术轨道并产生决定性影响的战略性创新技术。周洋等[9]认为，高端颠覆性创新依托于技术突破，经历脱离主流技术轨道、进入高端颠覆性技术轨道的技术演进轨迹。

2）市场维度

市场维度下的颠覆性技术研究，则是从市场替代的视角来分析技术-性能-产品间的双重关系。黄鲁成等[10]认为，颠覆性技术遵循自下而上的性能轨道，通过改变技术或产品属性集的方式进入低端市场，在技术推动机制下提升技术性能，在市场拉动机制下逐步进入主流市场，最终以新技术属性集为依据引入新竞争平台，从而替代现有技术轨道、颠覆已有技术性能标准和产业技术基础、改变企业竞争范式。苏敬勤等[11]认为，颠覆性技术在发展之初往往不入流，会暂时遭到主流客户的拒绝，而首先被少量边缘性客户采纳，但随着技术性能的不断提升，最终会逐渐演变成主导市场的颠覆性技术。周洋等[9]认为，高端颠覆性创新大幅提升当前市场所重视的产品性能，同时在逐渐被市场所需求的新产品性能方面具有重大突破。

3）效果维度

在效果维度的分析中，是以影响为焦点来分析技术产出的，可以看作一种综合维度的分析。美国国防高级研究计划局认为“颠覆性技术通过原始概念创新，引领武器装备发展，在未来战争中创造决定性的颠覆效果”[6]。王志勇等[12]认为，颠覆性技术或者能大幅提升现有武器装备作战效能，或者能催生新型武器装备、形成新的作战能力，甚至可以开辟一个全新军事应用领域。王安等[13]认为，颠覆性技术能够提高生产效率并推动生产方式变革。孙永福等[7]认为，颠覆性技术能够催生多种变革。苏鹏等[14]认为，颠覆性技术是一种受到其他领域影响，并可以引发产业格局巨变的技术创新过程。

对潜在颠覆性技术的评估则更多的是在相关理论假说的基础上，通过识别相关维度的特征来进行研究。例如，基于专利引用分析技术演化路径，从而判断可能潜在的颠覆性技术[15]，利用地平线扫描技术针对市场特征的分析[16]。除了此类专门工具外，鉴于颠覆性技术评估的复杂性，也有相关研究从机制与方法框架的角度展开评估研究，如面向新兴技术与颠覆性技术识别的方法框架[17]等。从信源的角度来看，目前潜在颠覆性技术评估方法研究尽管也有领域专家的参与，但仍然主要是通过挖掘文献中的显性知识来进行分析。而从潜在颠覆性技术评估的逻辑来看，显性知识对未来情景的分析是存在局限性的，需要将专家、公众的洞见，即隐性知识纳入进来，而这一点是方法框架研究的重点，也是本文引入预测市场的原因所在。

2.2 预测市场

1）预测市场及其研究

预测市场是通过一种信息市场的机制，将大众对未来判断的隐性知识聚合成一种对未来预测的方法[18]。预测市场作为一种预测方法最早应用于政策研究领域，后来随着该方法基于众智预测的优势得到认同，其应用范围从政策（特别是选举预测），拓展到科学研究、体育等领域，同时作为一种隐性知识挖掘工具也开始应用到企业内部预测中[19]。最早的预测市场是在1988 年由美国爱荷华大学创建的“爱荷华大学政治股票预测市场”，当时的预测结果表明，爱荷华电子市场的预测准确率并不比盖洛普等民意调查机构得出的结果差。目前，对预测市场的研究主要集中在交易机制与激励机制的设计中，特别是针对不同应用场景的激励机制设计更是众多应用研究的关注重点。国内针对预测市场的相关研究大多停留在介绍和文献计量阶段，鲜有实际应用[20]。曾有基于区块链的预测市场“天算”出现，但目前已停止运营。中国科学技术信息研究所研究团队曾于2012 年开展预测市场方法和平台建设的研究，并应用于国家自然科学基金申请数量预测，取得了较准确的结果。

2）预测市场的应用

预测市场作为一种汇聚众智、实时动态交互的预测方法，已被广泛应用于预测选举结果、运动比赛、电影票房、经济指标等领域，并取得了良好的效果。奥地利、澳大利亚、加拿大、德国、荷兰、美国及中国台湾等曾有选举预测市场。美国国防部曾经计划通过预测市场机制来汇聚情报部门对地缘政治风险的预测。国际著名新闻媒体也曾设立了公开的预测市场网站，如CNN（Cable News Network）、《金融时报》和《华尔街日报》等开发的政治市场。美国企业如惠普、雅虎、微软以及谷歌等，利用企业内部的预测市场进行与财务、营销、策略有关的预测，预测范围包括产品研发、销售预测和财务状况等。此外，预测市场也用于文体娱乐预测。好莱坞股票交易所以电影票房作为预测标的，预测不同电影在票房上的表现。Tradesports 是以运动比赛结果为主要预测目标的运动交易市场，主要预测棒球、高尔夫球、赛车、美式足球、网球、足球等运动赛事的比赛结果。上述预测市场基本以虚拟货币来进行交易。Intrade 预测市场成立于2001 年，是少数几个使用真实货币来进行交易的预测市场，预测范围涵盖气候、娱乐、金融、政治、科学、科技、社会、运输以及法律等。目前，国外仍在运行的规模较大的预测市场平台还有PredictIt、The Good Judgment Project 和Metaculus 等，预测内容主要集中于政治领域。

从预测市场应用研究来看，目前应用的领域主要是公众关注的话题领域，而对于专业领域，上海大学李国秋等[20-21]曾将预测市场应用于技术预测，但未公开运行预测市场系统。文献调研中发现，将预测市场具体应用于颠覆性技术的预测尚无更多相关研究。

3 面向潜在颠覆性评估的预测市场应用研究

3.1 典型的预测市场方法机制

预测市场是一种交易特定合同的市场，主要功能是揭示价格和促进信息的发现改进预测。预测市场的交易对象是各种判断或观念，并且以交易合同的方式出现。预测市场合同基于不确定的未来事件的结果并以此确定盈亏，可被用于预测范围宽泛的事件。合同的设计需要清楚、易于预测者了解且能够验证。预测市场的理论基础主要有三个方面：①价格体系。是一种交流信息或沟通信息的机制。②有效市场理论。根据市场有效性假设，市场的价格反映了所有市场参与者所搜集到的总的信息。③理性预期理论。可有效解释市场参与者如何在相互作用过程中的行为，市场收集和汇聚信息的功能。因此，预测市场的理论基础可简要概括为市场机制。

预测市场交易者类型分为自我选择和被选择两种方式[21]。自我选择类型交易者可以是愿意参与交易的任何人，被选择方式则通常适用于组织内部运行的市场。预测市场的组织者由预测市场的所有者承担，任何有兴趣的人员可自愿参加进行特定合同买卖，交易周期可灵活设置，市场交易具有连续性，预测结果以合同成交价格直观体现。预测市场前期设计实施需要成本，而预测市场运行后的预见成本较小，可避免人工组织方式所需的成本。预测市场的优点包括：群体智慧、市场机制、直观、有效、实施成本较低、更具有创新性。预测市场的缺点是存在市场监管问题，只能在一个组织内运行，而不能成为一个公开的交易市场。

3.2 颠覆性技术评估预测市场的应用研究

自2019 年以来，中国科学技术信息研究所在执行颠覆性技术预判国家重点研发计划项目过程中，对预测市场相关理论基础、运行机制、应用范围等方面进行研究，构建了颠覆性技术预测市场，以期汇集大众智慧为我国颠覆性技术预测提供参考。针对颠覆性技术预测难度高、参与人数少等特征，为提升预测市场的有效性，本文在事件合约、交易机制和激励机制等方面进行了改进。

（1）面向潜在颠覆性预测的组织机制设计。本文将面向专家的按计划预测形式与面向大众的市场机制形式相结合，利用人的智慧进行颠覆性技术预判需要考虑预判结果的准确性和全面性。通常行业领域专家预判的准确率高，但也存在专家认知偏见及思维定势等风险；大众参与预判有助于增加技术多样性和新颖性，也有助于加强预判结果的全面性。为此，需要设计包括颠覆性技术预判专家辅助系统和颠覆性技术事件交易平台（即预测市场）的颠覆性技术预判系统，综合考虑颠覆性技术识别的准确性及全面性。

（2）市场交易参与者的遴选机制设计。对参与颠覆性技术预测专家的多样性进行改进，促进多领域、多视角观点的激发、碰撞与融合。专家遴选对于预判结果准确性来说至关重要，针对特定技术或者技术群，遴选专家时需涵盖技术、产业、投资、社会等不同领域专家作为利益相关者代表共同形成颠覆性技术预判专家组。

（3） 面向潜在颠覆性技术预测的交易机制设计。探索在颠覆性技术事件发生时间预测上的可行性问题，具体包括可面向颠覆性技术预测的核心交易撮合机制、事件合约设计（如颠覆性技术及时间段的合约类型）等基本问题。根据颠覆性技术预判系统用户的兴趣和具体的预判任务，从多源科技信息中选出相关性、及时性和可信性高的信息进行推荐，对用户的判断具有重要的影响。

（4）预测市场参与者的激励机制设计。利用大众颠覆性技术预测市场平台实现颠覆性技术预测的过程中，用户积极参与并根据信息及时更新颠覆性技术预判事件交易，对于最终预判结果的准确率有重要影响。因此，如何设计奖励机制以保证利益相关者的广泛、积极参与，关系到预测市场效果的关键问题。本文在研究的过程中根据参与度、准确度等不同维度的指标，构建市场参与者的评价机制，同时结合专业领域科学研究的特点设计了相应的激励机制。

通过上述改进优化后，与传统预测方法相比，预测市场具有了多方面的优势。例如，“多类型”——技术预测类型多样，技术领域覆盖范围广泛，预判任务设置灵活；“反馈快”——在线实时反馈技术进度和结果，提高技术预测时效性；“汇众智”——可综合专家与大众智慧，提高预测的广度、深度和准确度；“降成本”——不受地域限制，可大规模在线协同预测，降低预测成本。

4 潜在颠覆性技术评估支撑系统

为了实现上述整个方法框架，本研究还设计开发了相应的系统平台作为支撑，实现了对专家和大众两方面多维度的评估预测结果的融合。

4.1 系统设计

潜在颠覆性技术评估支撑系统由潜在颠覆性技术评估辅助系统和潜在颠覆性技术预测市场两大功能模块组成。

1）潜在颠覆性技术评估辅助系统

潜在颠覆性技术评估辅助系统主要面向专家，以德尔菲法[22]框架为基础支撑评估预测工作。根据技术领域构建专家库，遴选专家时可以通过行业协会推荐、然后进行同行评审的方法选出，同时要参考基于专家的科研成果的定量分析结果，通过定性和定量相结合的方式保证专家库质量[23]。颠覆性技术由于其特殊性，出现非共识技术的可能性非常大。因此，在潜在颠覆性技术评估过程中需基于颠覆性技术非常规评价体系，综合利用德尔菲法、场景模拟法与技术路线图等方法挖掘专家群体智慧，并参考文献分析法、技术定义法和问卷调查等多种方法的分析结果，构建潜在颠覆性技术评估辅助系统，将其应用于“过滤漏斗”模型的每个阶段，通过不断迭代反馈，优化完善系统。

2）潜在颠覆性技术预测市场

潜在颠覆性技术预测市场主要面向大众，是一种基于信息市场的预测工具，可以聚合私人信息，在市场参与者之间产生和传播共识，并为信息获取提供激励。具体地，针对颠覆性技术预测难度高、参与人数少等特征，为提升预测市场的有效性，本研究在事件合约、交易机制和激励机制等方面进行了改进。根据系统功能模块，结合业务场景分析可将颠覆性技术评估工作分为四个阶段：待评估潜在颠覆性技术遴选与征集；潜在颠覆性技术评估任务准备；潜在颠覆性技术评估执行；汇聚专家和大众智慧的综合分析。潜在的颠覆性技术评估可以看作“在某时间/时间段，某项技术成为颠覆性技术”这一事件可能性的预测。尽管预测市场被认为有可能为科学研究实践提供有价值的功能，但是在科学研究的背景下开发预测市场的潜在应用方面所做的工作相对较少。科学研究是获取信息，整合和传播知识，并产生可靠的预测的活动。科学研究也是一个深刻的社会过程，其中有动态变化的规则、实践和激励结构，并在科研社区内不断协商。科学研究的社会动态可能导致科学研究的目标与激励个体研究人员以有效、公正和不扭曲的方式获取和传播研究成果的动机之间存在差异。因此，建立有助于确保科学研究的激励措施和目标保持一致的机制非常重要。

两大功能模块之间协同能够促进潜在颠覆性技术的评估与预测。颠覆性技术由于其特殊性，出现非共识技术的可能性非常大，预测市场预测结果既可以用于增强颠覆性技术的全面性，又可考虑预测市场预测的及时性和灵活性，可以选取部分新颖性和重要性的候选技术作为面向专家的颠覆性技术评估辅助系统提供预判任务。颠覆性技术评估辅助系统则通过汇聚专家智慧对颠覆性技术进行更加专业的评估与论证。

4.2 潜在颠覆性技术评估支撑系统开发

中国科学技术信息研究所研究团队设计了颠覆性技术预判专家辅助系统和颠覆性技术事件交易平台（即预测市场）的在颠覆性技术评估支撑系统，如图1 所示，综合考虑颠覆性技术识别的准确性及全面性。其中，颠覆性预判专家辅助系统设计、开发与专家库的构建、专家遴选、专家集体预判流程以及颠覆性技术指标等研究紧密相关。颠覆性预测市场系统则涉及颠覆性技术实现事件的合约、交易机制、定价策略，以及鼓励用户积极、有效地参与颠覆性技术预判过程的激励机制。

图1 潜在颠覆性技术评估支撑系统设计

鉴于颠覆性技术预测市场的预测内容是判断某项技术是否具有成为颠覆性技术的潜质，故合约类型选用的是非型事件合约。预测市场的交易机制有做市商和自由竞价两种方案，分别应对参与人数较少和较多两种状况。交易采用虚拟货币进行结算，预测市场的虚拟币有多种获取方式，为了吸引用户积极参与，设计为注册时获取和虚拟交易盈利获取两种方式。同时，为了激励大众参与预测，设计了一套激励机制，预测准确率较高的参与者可以进入专家库。依照参与率和成功率的乘积来测算参与者总成绩，并择优奖励积分，参与者可以用积分来兑换实物。

近期已初步开发完成面向专家的颠覆性技术预判辅助系统和面向大众的颠覆性技术预测市场系统，为下一步颠覆性技术预判系统运行奠定了扎实基础。面向专家的颠覆性技术预判辅助系统和面向大众的颠覆性技术预测市场系统的系统界面及系统功能设计如图2 与图3 所示。

图2 面向专家的颠覆性技术预判辅助系统截图

图3 面向大众的颠覆性技术预测市场系统截图

5 总结与展望

汇聚专家和大众智慧进行潜在颠覆性技术评估是颠覆性技术预测的发展趋势。通常行业领域专家预判颠覆性技术的准确率较高，但也存在由于专家认知偏见及思维定势等原因而导致颠覆性技术预判不准确或遗漏的风险。大众参与预判有助于增加技术的多样性和新颖性，也有助于加强预判结果的全面性。为汇聚专家与大众智慧预判潜在颠覆性技术，本文对预测市场用于颠覆性技术预测进行方法机制改进研究，对汇聚专家和大众智慧的潜在颠覆性技术评估支撑系统进行设计与研发，及早预测和发现颠覆性技术以支撑科技管理决策。针对隐性知识的挖掘与利用更多的是存在于专家和大众预测判断的人脑思考环节，难以直接在潜在颠覆性技术评估支撑系统之中显性化问题，本文通过专家评估打分和大众在预测市场的价格交易显性反映出隐性知识利用结果。隐性知识的显性化需要通过评估专家或大众之间讨论交流形成文字记录，可用于对日后其他颠覆性技术的评估预测提供参考。

汇聚专家和大众智慧进行潜在颠覆性技术评估工作，特别是将预测市场引入颠覆性技术预测是一种方法探索，今后需要不断深化隐性知识理论在评估潜在颠覆性技术过程中的作用机理研究，同时，在实际应用中有以下几个重点问题仍需探索和解决。

（1）专家遴选是专家评估工作的关键问题。构建颠覆性技术评估预判专家库是面向专家的颠覆性技术评估预判的基础。专家在潜在颠覆性技术评估中起到关键作用，专家可以发现颠覆性技术的弱信号，从大量的待评估颠覆性技术中筛选出最有可能的颠覆性技术集合。颠覆性预判专家对推荐内容负责，并进行必要的解释。专家遴选对颠覆性技术评估起决定性的影响，需要广泛吸收科学界、产业界，特别是企业人士的参与，其中对新技术敏感的一线青年人才必不可少。专家画像则是遴选专家组成颠覆性技术评估预判工作的基础。此外，评估专家工作绩效亦需从准确性、全面性和公正性等方面评估，作为后续遴选专家的依据。

（2）交易机制和激励机制是预测市场成败的关键问题。预测市场应用于颠覆性技术是早期应用尝试，少有经验可以借鉴，因此，需要先在小范围试用，积累经验并不断优化。交易机制是颠覆性技术预测市场运行的关键问题。预测市场具有不同的交易机制，如做市商和自由竞价等，采用何种方式更有效需要进行不同规模下的测试与优化。激励机制是关乎颠覆性技术预测结果的关键问题。如何通过设计激励机制，如积分和荣誉奖励等，来吸引大众参与预测，需进一步实验，并配备相应的制度条件保障。

（3）潜在颠覆性技术预测结果评估有待深入研究。对潜在颠覆性技术预测结果的评估也是一个重要难题。颠覆性技术预测研究目前主要是回顾式案例分析，预测结果中的潜在颠覆性技术是否能够真正成为颠覆性技术尚未可知。潜在颠覆性技术预测结果的评估将作为反馈信号，推动评估辅助系统和预测市场的功能改进和优化，充分挖掘专家和大众隐性智慧，促进颠覆性技术预测准确性和及时性的提升。潜在颠覆性技术评估支撑系统的效力效率评测则需从参与评估的专家和大众的用户体验等角度入手，与颠覆性技术预测评估结果的准确率和召回率有所不同。潜在颠覆性技术评估支撑系统主要功能是促进专家和大众智慧的汇聚进行颠覆性技术的思考与预测。