综合性国家科学中心和区域性创新高地协同发展的理论框架

王帮娟 王涛 刘承良

摘 要：综合性国家科学中心和区域性创新高地布局建设的首要任务是明晰其理论发展逻辑。因此，本文从“系统—环境”视角构建了综合性国家科学中心和区域性创新高地协同创新体系的“要素—关系—结构—功能—演化”理论框架。在综合性国家科学中心和区域性创新高地协同布局建设中，不同要素之间通过创新行为发生关联形成全球地方创新网络，在关系网络演化过程中塑造并影响其时间、空间和等级结构及其知识生产、应用、扩散等功能，受自组织和他组织机制共同作用，其时空结构和功能不断演化，最终形成“要素—关系—结构—功能—演化”相互作用、互为反馈的协同创新闭环。

关键词：综合性国家科学中心;區域性创新高地;协同创新体系;要素—关系—结构—功能—演化

中图分类号：K902         文献标识码：A        文章编号：1005-5207（2022）08-0014-05

当前，新一轮科技创新浪潮方兴未艾，群体性技术革命变革正在加速重构全球创新版图和世界经济格局[1-2]。面对错综复杂的国际形势，我国基础研究和原始创新能力不足、关键技术领域竞争力不高的短板日益凸显，提升我国在交叉前沿领域源头创新能力，加快突破“卡脖子”核心技术瓶颈正变得刻不容缓[3]。2020年10月，“十四五”规划建议明确提出了布局建设综合性国家科学中心和区域性创新高地的发展方针和目标[4]，这对增强国家战略科技力量、加快建设创新型国家有重要意义。随着上海张江、北京怀柔、安徽合肥、粤港澳大湾区四大综合性国家科学中心的获批建设，一些学者在其内涵界定[5-6]、主要功能[6-7]、布局[8]、建设路径[9]和运行保障体系[6，10]等方面进行了探索性研究。但综合性国家科学中心和区域性创新高地作为一个新型复杂创新系统，由于提出时间较短，目前学术界和政策界对其内涵特征、要素配置、关系结构、功能演化、建设路径与运行机制的认识尚不明晰。作为国家重大战略部署[11]和建设创新型国家的重要支撑力量[3]，布局建设综合性国家科学中心和区域性创新高地亟待进行系统研究。其首要任务是明晰综合性国家科学中心和区域性创新高地的理论逻辑。为此，本文建构了“要素—关系—结构—功能—演化”五位一体的综合性国家科学中心和区域性创新高地协同创新理论体系和分析框架，以期为综合性国家科学中心和区域性创新高地的空间布局、功能定位及协同发展提供理论指导。

一、理论框架构建

运用国家（区域）创新体系、创新生态系统、复杂适应系统、关系和演化经济地理学等多学科理论，本文基于“系统—环境”视角，从构成要素、网络关系、组织结构、主要功能及演化机制五个维度，初步构建了综合性国家科学中心和区域性创新高地协同创新的“要素—关系—结构—功能—演化”理论框架（图1），以厘清两者在布局建设过程中的逻辑架构。

1.构成要素

根据科技创新活动的实施组织过程和投入产出特征，综合性国家科学中心和区域性创新高地的要素构成体系可统一归纳为主体要素、客体要素和环境支撑要素三大类别（图2）。其要素构成具有多样性和包容性特征，是支撑科学研究和技术创新的重要保障。综合性国家科学中心和区域性创新高地由于各自核心功能的不同，其主体、客体和环境支撑要素组成结构也存在一定分异。

综合性国家科学中心构成要素的“优势种”包括三个层面：以世界一流大学、顶尖科研院所和创新引擎企业等为主导的主体要素[11];以大科学装置集群、国家级创新平台、高层次科研人才和政府公共科技资金投入等为支撑的环境要素;以重大原始理论创新和关键核心技术突破为目的的客体要素。

区域性创新高地以应用层面的技术发明和产业发展为导向，决定了其要素“优势种”与国家科学中心略为不同。其主体要素以创新型企业、技术研发机构、产学研联盟为主;环境要素则以区域性创新平台、产业技术人才和风险投资等为主;客体要素则以技术发明和新兴产业为主。

开放的创新文化、规范的制度体系、健全的资本市场、完善的科技成果转化平台等软环境是综合性国家科学中心和区域性创新高地建设不可或缺的重要基础要素。[6]在两者的耦合互动和层级流动中，通过不断的遗传、变异、选择和迁入作用，其要素结构不断趋于优化，最终形成配置高效、功能有序的要素协同创新体系。

2.网络关系

综合性国家科学中心和区域性创新高地的协同关系表现为一种创新枢纽——网络组织（图3）。新时代科技创新活动具有高集聚、链条长和体系化的特征，不仅需要依靠大学、科研院所、企业、人才、大科学装置和科技基础设施等要素投入，还需要跨区域创新网络体系支撑以实现各要素自由流动。

作为不同功能和等级的科技创新枢纽，二者本质上是创新体系内不同空间位置上的创新节点。综合性国家科学中心之间、区域性创新高地之间、综合性国家科学中心与区域性创新高地之间在人才、科研、技术和产业等方面的交流互动，发育形成了以人才流动网络、科研合作网络、技术转移网络、技术贸易网络和技术投资网络等为载体的全球地方创新网络。

随着各种创新要素网络不断迭代优化，综合性国家科学中心和区域性创新高地逐渐形成功能分工明确、协同错位发展和多级互补联动的协同创新体系。两者基于“科学—技术—产业”创新链线性关系，形成不同类型的创新链网和链路，这种网络关系反过来又进一步放大或缩小了综合性国家科学中心和区域性创新高地之间的要素禀赋差异，推动要素的进化升级和功能分化。

3.组织结构

从结构主义视角，综合性国家科学中心和区域性创新高地的结构表现为三个维度：时间结构（相空间）、空间结构（实空间）和等级结构（序空间）[12]（图4）。

时间结构是指综合性国家科学中心和区域性创新高地在跨区域创新网络组织和要素流动作用下沿时间轴由无序向有序、由初级向高级、由简单到复杂的演化态势;空间结构是指创新主体、客体及环境等构成要素相互作用、共同影响所表现出的地域组织形式和空间配置关系。由于地方根植性及外部交互性共同作用，综合性国家科学中心和区域性创新高地的空间布局具有异质性和多样性，突出表现为空间不均衡性、集聚性及其多样性。如已获批的综合性国家科学中心——上海张江呈现组团式和集约型发展格局，而安徽合肥则发育典型的圈层结构（核心层、中间层、外围层、联动层）[13];等级结构是指创新要素及其网络组织呈现的等级层次性及其科层结构。一方面，由于自身规模及科学资源配置的差异性，综合性国家科学中心和区域性创新高地在空间统计上存在等级——规模分异;另一方面，随着创新要素流量及流向的变迁，综合性国家科学中心和区域性创新高地在网络组织中发育核心——边缘结构。在整个过程中，三者相互耦合、共同作用，构成一个复杂的时间—空间—等级复合结构。

4.主要功能

综合性国家科学中心和区域性创新高地的主导功能由其构成要素及其发展定位决定。前者以知识生产功能为主导，后者则强调知识应用功能引领，而知识扩散和文化引领则是它们共有的衍生功能（图5）。

（1）知识生产功能

主要由综合性国家科学中心承担，其知识生产功能主要集中于基础前沿科学领域及关键核心技术领域。面向国家重大科技需求，国家科学中心以重大科技基础设施、高层次人才为基础支撑，汇聚一流科研团队，发挥自身高水平创新要素密集、在创新网络中处于“塔尖”位置的优势，聚焦基础科学，瞄准人工智能、空天科技、生命健康等前沿领域[4]，开展战略性前沿基础科学研究，催生变革型的原始创新，突破关键核心技术、前沿交叉和共性技术的科学技术瓶颈。

（2）知识应用功能

主要由区域性创新高地承载，其知识应用功能表现在两方面。一是充分利用自身在区域范围内的创新资源要素优势，向上承接和汇聚综合性国家科学中心的知识溢出，聚焦知识成果转化、技术研发和应用以及产业化，实现“知识—研究—开发—中试—产业化”链条的互联互通。二是通过知识的吸收、转化和应用，促进新产品、新技术、新产业的孕育和外向扩散，带动区域范围内技术进步与产业发展，驱动区域高质量发展。

（3）知识扩散功能

根据国家对创新链与产业链融合发展的战略部署[10]，综合性国家科学中心和区域性创新高地以创新成果转化平台、中介机构、金融机构和咨询机构为媒介，分别通过知识流动和技术流动发挥知识扩散功能，促进前沿成果的转化、核心技术的孵化和新兴产业的孕育、传统产业的升级。

（4）文化引领功能

科学发展和技术进步的一个必然结果是综合性国家科学中心和区域性创新高地衍生出文化引领功能，科学知识的进步和重大技术的变革，不仅影响人的思想价值、科学精神，还塑造着他们的创新精神、商业理念和消费时尚。

5.演化机制

综合性国家科学中心和区域性创新高地的建设是一个长期过程，其发展过程受到自组织和他组织机制的耦合作用。一方面，受创新要素、科技资源配置及制度文化影响，“自下而上”呈现自组织过程;另一方面，受国家政策引导和资金支持，带有明显“自上而下”的人为干预，表现出他组织过程（图6）。

在自组织机制和他组织机制的共同作用下，两者的建设发展均经历形成、成长、成熟、衰退和再生的周期性演化规律。依据其形成过程可以分为政府扶持型、市场导向型和自我成长型三种类型[5]。

（1）政府扶持阶段

在综合性国家科学中心和区域性创新高地的建设初期阶段以国家扶持为主，自然形成为辅，具体表现为由国家部委批准，政府牵头在科学资源配置优越的地区进行布局建设和规划。如目前已获批的综合性国家科学中心上海张江、安徽合肥、北京怀柔以及粤港澳大湾区均由政府主导。

（2）市场导向阶段

在综合性国家科学中心和区域性创新高地的快速成长阶段，呈现国家扶持和自然形成双驱动。具体表现为部分区域由于国家创新战略规划直接获批进行建设，而一些区域由于自身发展具备科技资源配置条件而获得国家认可。

（3）自我成长阶段

在综合性国家科学中心和区域性创新高地的成熟阶段，以自然形成为主，国家扶持为辅。伴随着建设路径的成熟和完善，越来越多的区域会自发的集聚优化科学资源配置，以获得国家扶持和政策倾斜[5]。在此演化过程中，科学中心和创新高地的建设发展不断更新迭代，逐步形成优胜劣汰的竞争循环机制。因此，综合性国家科学中心和区域性创新高地的建设及其发展不仅要紧抓国家利好政策，而且更需要不断提升自身科技创新引领力和创新要素集聚力，以实现良性有序的长足发展。

总之，在二者的形成和演化过程中，其要素、关系、结构、功能及其演化机制相互作用，互为反馈，最终形成具有内在逻辑关联的协同互馈闭环。首先，在科技势差等机制作用下，创新要素的不均衡配置特征，赋予了综合性国家科学中心和区域性创新高地自组织演化的初始要素，也催生了不同要素之间通过创新行为发生关联形成创新网络。其次，综合性国家科学中心和区域性创新高地之间的创新网络关系演化影响并塑造其组织结构及其功能配置。随着时间推移，综合性国家科学中心和区域性创新高地表现出结构和功能相互转换和互相协同的动态关联过程，两者在创新网络中的功能及其能级得到重组和优化。最后，随着综合性国家科学中心和区域性创新高地的功能重组与演化，对其创新要素的组成结构提出新的要求，推动创新要素的配置发生变化，从而满足创新网络中功能重组优化后的要素需求，最终形成“要素—关系—结构—功能—演化”的理论闭环。

二、结论

综合性国家科学中心和区域性创新高地的理论框架，整体上可归纳为以构成要素（主体要素、客体要素和环境支撑要素）、关系网络（创新网络）、组织结构（时间结构、空间结构和等级结构）、主要功能（知识生产、知识应用、知识扩散、文化引领）、演化机制（自组织和他组织）五个维度为一体的协同创新体系架构，五者相互作用，互为反馈，最终形成具有内在逻辑关联的协同创新闭环。

参考文献：

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通信作者：刘承良