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科学、技术的互动及其对经济发展的影响

【关键词:理学】 
近年来发达国家的经验表明,科学技术与经济融合的趋势越来越明显,科技进步是经济发达的不竭动力,经济需要又从根本上促进了科技进步,满足社会需要是科技发展的目的。然而,科学技术与经济相结合需要社会诸要素发展的综合协调,实践显示,科学、技术与经济的结合不是自然发生的。科学技术的进步与经济振兴之间,并不存在简单的线性函数关系,即使科学与技术之间也不存在简单的因果关系。据统计,2002年我国被国际三大论文检索系统收录的国际论文数量跃居第5位,与很多发展中国家相比,我国科技发展总体水平很多方面大大领先于他们。然而,我们的经济发展水平却比他们低得多(人均国民生产总值低于其他国家)。

如今科技进步已成为经济增长的主要源泉。从现在到2020年,我国处于人均GDP从1000美元向3000美元发展的一个非常关键的阶段。经验表明,处于这一时期的国家和地区可能出现两种发展前景,一种是重视引进、消化、吸收上积累自身科学研究和技术开发能力,最终实现自主技术创新,实现经济的高速增长和社会进步,顺利实现工业化和现代化,如韩国、台湾;一种是满足于技术引进的短平快、拼资源、拼劳力和资本依赖,不重视技术能力的开发,导致经济徘徊不前,甚至社会动荡不安,如南美一些国家。在这样的环境下,通过实证的方法研究中国的基础科学研究、技术进步以及经济发展之间的关系,并提出相应的对策建议,具有一定的意义。

1 科技与经济发展

科学技术对社会和经济发展的作用可以追溯到李斯特[1] 的研究:“每个国家的现在是建立在以前的发现、发明的改进、完善和应用基础之上的,这些构成了现在社会人类可资利用的智力资产,而每个国家现在的生产率和它能够获得和使用的智力资产以及增加这些智力资产的能力密切相关”;“不存在与物理、机械、化学、数学、工业设计等科学无关的工业;在科学研究中也没有任何发现、发明和过程不会对工业和生产产生任何作用,因此在制造业发达的国家里,自然科学和社会科学一般也很普及。”

纵观发达国家的发展轨迹,不难发现英国的崛起依靠的是纺织、炼铁、航运以及水力等工业部门生产技术的革命,美国的发展则是依靠石油、钢铁和电力等主导产业部门生产技术的进步,德国19世纪末化学工业部门的发展则是第一个以科学研究为基础实现追赶的工业部门[2]。Narin等的研究表明,近年美国的公共科学研究和产业发展之间的联系不断增强,最近OECD的一份报告也指出“在知识社会中,产业发展和科技进步之间的关系在不断强化”[3]。

创新是连接科技与经济的重要因素,对于20世纪末的后来者来说,他们没有机会在新的产业中进行重大创新追赶甚至超越发达国家,而只能沿着发达国家的技术路径进行模仿和学习。Dosi[4] 等通过对比研究韩国、台湾与巴西、墨西哥的追赶过程发现,60年代的韩国、台湾还落后于巴西和墨西哥,然而90年代他们成功的追上了发达国家,而后者却仍停留在发展中国家的行列。Rapini研究发现韩国和台湾的发展中存在以下明显的特征:科学产出和技术产出之间高度相关,其科学水平和技术能力是同步增强的;同时经济增长和科技产出之间也存在高度的相关性。他们并不是如逆向的线性模型(注:指一些学者推断发展中国家的科技与经济发展有别于发达国家“基础科学资源配置—技术进步—经济发展”的模式,而是呈现“经济发展—技术进步—基础科学发展”的逆线性模式。) 所说,等到经济发展了才去增加科技的投入,在他们追赶的最初阶段就已经非常重视科技资源的分配。

对于发展中国家来说,Bell和Pavitt[5] 的研究指出,考虑到技术创造和变革中的知识需求,现代社会生产能力和技术能力之间的差距无法自动逾越,因此单纯依靠外来的技术建立大规模的工厂并不能提高技术引进国的技术能力,积极的学习对于克服后发劣势非常重要,起步阶段模仿的作用非常大。Cimoli和Dosi[6] 指出,把技术引进和学习结合起来后,从模仿到创新只是一个过程的两个方面。模仿的效果和内在的技术能力有关,起步阶段和追赶过程中都需要一个较强的技术吸收能力。

2 基础科学研究与技术开发

中国的传统文化里有技术而无科学,中国古代的发明大多为技术而非科学,真正的科学观念没有深入人心,而我们常说的科技一词很容易使人们忽视科学与技术的区别。严格来讲,科学和技术是两个不同的研究主体。按照国家创新系统的理论,一般来说大学和研究机构负责科学研究,而企业专注于技术开发。区分科学与技术对我们研究发展中国家特别是中国的问题有很大帮助,因为在发达国家中科学与技术之间的相互作用较好,在成为科学强国的同时也成为技术开发的强国和经济强国,这种情况在发展中国家却不成立。由于起步阶段科学技术非常落后,急欲发展经济的发展中国家大多数对技术相当的重视,基础科学研究则更多的是和关系国家经济军事安全的学科联系在一起,对和产业技术开发密切相关的基础科学研究支持不足。

Pavitt[7] 在研究“为何基础研究对于经济发展很重要”时指出,基础研究越来越重要不仅是因为它是技术进步的直接来源,而且它是对科技人员的一种很好的科学训练,可以提高其科研技能,同时科学成果也常会有很多意想不到的应用。Rosenberg[8] 在讨论企业缘何从事基础研究时指出,基础研究是进入信息网络的“入场券”,正如Cohen和Levinthal[9] 讨论研发的两面性(创新和学习)时所说的这是一种开发吸收能力的有效方式。对于发展中国家来说,在发展的最初阶段科学研究的主要作用在于创新过程中的学习,随着一个国家的发展和进步,R&D过程中学习和创新的程度会有所变化。

除了增强技术吸收能力以外,科学研究在经济发展过程中还扮演了另外几个重要角色:

(1)科学研究相当于一个“探测仪”,外围的科学研究可以探测国外科学研究的进展以及可资利用的科技资源,可以检测到对本国经济发展可能有用的新技术。因此,即使在暂时无法介入的行业中保持一定科学研究也是非常必要的。(2)国家的科研能力的提高是产业发展的支持和保证,它为进入和发展关键产业提供必要的知识。Perez和Soete[10] 指出,公共的科学研究降低了新兴行业的进入门槛,是抓住机会窗口进行追赶的必要条件。(3)科学知识和增长之间还存在更加微妙和复杂的关系,如科学进展改善了国民的健康状况。(4)现在的技术创新主要产生在发达国家,发展中国家的引进和模仿必须考虑技术在新的环境中(国家发展阶段、居民收入和消费水平、人口结构等)的适应性而进行改进,在一个技术发展越来越依靠科学的时代,这个技术改进过程包含了更多的科学内涵。

对于科学和技术的关系,不同的学者得出不同的结论。Rosenberg认为科学是外生的,技术领先于科学;Klevorick等则指出,基础科学研究为产业的技术创新提供了“技术机会”。因此,企业非常重视追踪大学和科学机构的研究进展。当然对于不同的工业部门来说,基础研究提高技术创新能力的重要性是不同的。事实上在知识经济社会中,技术发展越来越依赖于科学的发展,技术范式的变革由科学推动的作用更加明显。而技术的发展对于促进科学研究的作用也日益显著。Nelson和Rosenberg认为科学和技术之间存在强烈的相互作用,科学研究既是技术发展的“先导”,同时又是技术发展的“追随者”。科学的技术化和技术的科学化发展趋势,使科学进步与技术进步互为前提,互相推动,促进了科学技术连续体的形成。

科学和技术的相互作用非常重要,但其在发展中国家和发达国家具有不同的特征。对发展中国家来说,停滞和低速发展的一个重要原因可能就是科学和技术之间不能协调发展。Bernardes和Albuquerque[11] 对120国家的实证研究表明,经济水平越发达,科学向技术转化的转化效率越高。

3 实证研究

国内外学者的研究成果都表明科学技术对经济发展贡献显著,而众多国家的实践经验也很好的验证了这个结论。然而在我国到底科学技术在多大程度上促进了经济的发展?这种促进作用的潜力还有多大,我们通过何种方式可以更大的挖掘这种潜力促进经济社会的进一步发展?这是我们感兴趣的问题。从前人的理论研究可以看出,科学和技术进步对经济发展起着非常重要的作用,但是这种促进作用又不是一种简单的确定性函数关系,而且我国人口众多,各地区发展水平差异很大。我们希望通过对我国30个省(市、自治区)连续的样本数据进行分析,发现隐含在数据背后的统计关系。

3. 1 数据收集和处理

我们选择了中国除香港、台湾、澳门、重庆(在所选时间段内,行政划分有所变动,造成各项数据统计口径的不一致,故没有入选)外的30个省(市、自治区)1992-2002年间发表的人均国际科技论文数量(以后简称人均论文,用PP表示)、人均国内授权专利数量(以后简称人均专利,用PT表示)以及人均GDP(用GDP表示)数据进行实证研究(注:由于笔者数据搜集的条件所限,这里的数据为1992-1994,1997和1999,2000-2002三个时间段共8个年份的数据。数据来源为各年的《中国统计年鉴》和《中国科技统计年鉴》。)。国际科技论文(EI,SCI,ISTP三大检索系统收录)用来衡量基础科学研究水平,科技论文是一个最为常用的表征基础科学研究水平的指标,然而由于国内发表的科技论文水平和质量参差不齐,我们选择国外三大检索收录的科技论文数作为衡量指标,它代表了该地区高水平的科学产出,是众多衡量指标中较为满意的一个。某一地区的技术水平用人均专利产出来衡量,这也是衡量产业技术能力的一个最常用指标[12]。人均GDP则是衡量经济发展水平的一个最为方便的指标,考虑到通货膨胀和价格变动的影响,我们用工业品出厂指数(1985=100)对人均GDP数据进行了平减。当然,科学、技术与经济发展之间的关系错综复杂,这三个指标无法反映出三者关系的全貌,但作为科学研究的探索,无疑可以为我们提供非常有益的参考。

3. 2 基于panel data的固定效应模型

本文的研究范围为中国30个省(市、自治区)的科学、技术和经济发展水平,因此是基于“省份-时间”的数据组合,建立固定效应影响的模型进行估计。30个省的资料基本上反映了中国科学、技术与经济问题的全貌,然而不同省之间由于经济、科技实力又存在着区域差异,固定效应模型可以较好地反映这种差异。此模型与单独的截面数据模型或时间序列模型相比,不但可以描述某一时期样本数据的规律,还可以观察随着时间产生的变化,更好的捕捉科学和技术交互作用的影响。基于以上数据,我们用最小二乘虚拟变量模型(LSDV)建立了下面这个一般的线性panel data模型:

GDP[,it]=eα[,i]+β[,1]PP[,it]+β[,2]PT[,it]+μ[,it]

i=1,2…30,t=1,2…8

其中GDP[,it],PP[,it]和PT[,it]是第i个省在1992-2002年间第t年的人均GDP,人均国际科技论文和人均国内授权专利观测值向量;μ[,it]是随机干扰项8×1向量;e是8×1单位向量,α[,i]是待估计参数,它反映了不同省份之间的个体影响。在应用EVIEWS3.0软件的分析中,我们采用了White一致性标准差和协方差以减少由于截面数据造成的异方差影响,回归结果见表1。

表1 无交叉项的回归结果    自变量                            因变量GDP

Coefficient    Std. Error   t-Statistic  Prob.

PP            0.016352      0.006262      2.611031    0.0095

PT            0.134681      0.019732      6.825603    0.0000

PP×PT Fixed

effect(略)

R-squared       0.888487       Mean         0.234298

Adjusted                    dependent var

R-squared       0.871867       S. D.        0.164200

S. E. of                    dependent var

regression      0.058777     Sum squared    0.718575

resid

F-statistic     1657.250      Durbin-       1.642963

Watson stat

Prob        0.000000

(F-statistic)

从回归结果可以看出,调整后的R[2]等于0.8885,表明模型的拟合效果较好,DW值为1.6429,根据判定法残差序列基本不存在自相关,从整体上讲该模型的效果不错。

从回归结果来分析,科学水平和技术水平的提高均会显著地促进该地区的经济发展水平,然而基础科学研究和技术进步对于经济发展的贡献存在很大的差异。人均科学论文每增加1个百分点,地区的人均GDP可上升0.016个百分点;人均拥有的授权专利每增加一个百分点,该地区的人均GDP可上升0.134个百分点,由此可见技术进步对经济发展的贡献要远远大于基础科学研究对经济发展的贡献。分析原因,主要是改革开放以来中国经济的发展很大程度上是通过技术引进和二次创新获得成功的,基础科学研究能力还很薄弱,由基础科学研究开始进行技术创新进而产业化的源头重大创新能力在大部分领域中还不具备。另一个可能的原因是虽然科学和技术是两个紧密联系的主体,但基础科学研究和产业技术能力二者是不同的主体完成的,基础科学研究水平到技术能力的建立不是自动发生的。国外的经验表明科学和技术水平相互促进和提高,科学和技术的良好互动可以进一步促进经济水平的提高;反之,很可能会阻碍经济的健康发展,这种情况在科技实力较低的发展中国家中较为常见。因此我们对模型进行了修正,考虑了科学和技术相互作用对经济发展的影响,修正后的模型为:

GDP[,it]=eα[,i]+β[,1]PP[,it]+β[,2]PT[,it]+β[,3]PP[,it]×PT[,it]+μ[,it]

i=1,2…30 t=1,2…8

其中PP[,it]×PT[,it]反映了科学和技术的相互作用对经济发展的影响,其他各项含义同模型1。回归结果见表2。

表2 有交叉项的回归结果    自变量                              因变量GDP

Coefficient     Std. Error     t-Statistic    Prob.

PP            0.069491       0.011837         5.870763    0.0000

PT            0.135956       0.017232         7.889929    0.0000

PP×PT        -0.012114       0.002327        -5.205433    0.0000

Fixed effect

(略)

R-squared       0.912233         Mean           0.234298

Adjusted                     dependent var

R-squared       0.898665         S. D.          0.164200

S. E. of                     dependent var

regression      0.052270      Sum squared       0.565559

resid

F-statistic     1075.756        Durbin-         2.092203

Watson stat

Prob          0.000000

(F-statistic)

从回归结果可以看出,修正后的模型调整后的R[2]为0.8986,表明模型的拟合效果优于模型1;DW值为2.0922,根据判定法残差序列不存在自相关。各方面来看,模型2都更好地反映了数据间的关系。

对比两个模型的回归结果我们发现,在模型2中考虑了交叉项的影响之后,回归的结果和模型1产生了很大的变化。技术进步对经济发展的影响有所增强,人均授权专利的系数从0.1347上升到0.1359,即人均拥有的授权专利每增加一个百分点,该地区的人均GDP可上升0.1359个百分点。人均科技论文的系数变化很大,从0.0164变为0.0695,新增交叉项的系数为-0.012,这说明在模型1中由于没有考虑科学和技术的相互作用影响,明显的低估了基础科学研究对经济发展的促进作用。产生这个结果的原因是,在我国科学和技术的相互作用机制不够健全,在一定的技术水平下,基础科学研究水平的提高反而影响了经济水平的进步。

以上的实证结果表明,中国科学与技术的相互作用对经济发展的贡献与经典的理论不符,与国外发达国家的经验亦不一致。造成这个现象的一个重要原因就是我国的基础科学研究以高校和政府的研究机构为主体,财政拨款始终是基础科学研究资金的主要来源,科学资源分配制度也不尽完善,造成长期以来基础科学研究与产业技术发展脱节,与经济发展脱节。因此,基础科学研究的提高消耗了社会的科技资源,却没有对社会的经济发展产生相应的贡献。改进这一状况,从短期来讲就要促进企业和科研机构之间的交流合作,促进基础科学和产业技术的相互作用关系;从长期来看,则要继续推进科技管理体制的完善。

此外从实践上来看,我国企业的规模较小、技术水平较低,大多数企业是依靠引进-模仿的方式建立最初的技术能力。虽然经过了近年来的迅速发展,大多数企业仍不具备自主研究开发核心技术的能力;我国的工业尤其是制造业总体基础较弱,不可能采取一步到位的发展路子。我国近几年的成功实践也是由于成功地实现了适合我国国情的“引进——改进——创新”的二次创新过程,更注重硬件设备和生产线的引进,长期不能形成自主的知识产权和核心技术,而只能完成技术含量相对较低的组装、制造等环节。中国的企业虽然已经进入产业链条,但是处于低附加值的环节。但是那些成功实现追赶和跨越的国家经验之一就是,他们更注重引进专利、技术许可证等软技术,较少引进生产线等硬件设施;注重引进国外处于研究开发阶段后期、尚未商业化的技术,这样能使他们快速形成有自主知识产权的技术,走上自主创新之路。在日益开放的国际环境下,我们有更多的途径和方式学习借鉴国外先进科技成果。但是,仅仅依靠引进技术是无法满足我国自身发展对科技的需求的。实践一再证明,核心技术是买不来的,技术创新能力是买不来的。中国科技进步必须牢牢建立在自主创新的基础之上,充分利用全球科技资源,提高自主创新能力。

4 结论和建议

从上述研究可以看出,总体上来说我国各省(市、自治区)的科学、技术促进了经济的发展,技术进步对经济发展的促进作用远远大于基础科学研究所起的作用。基础科学研究有待于和产业技术发展进而和经济发展更紧密地结合起来,而技术进步需要和基础科学研究相结合,完成从二次创新到一次创新地转变,形成自主创新能力。具体分析30省市的数据可知多数省市的科学研究、技术能力以及经济发展还停留在一个比较初级的阶段,三者的和谐发展将有助于我国科学技术和经济实力的进一步提高。从理论分析的角度看,较为理想的情形是基础科学和技术进步紧密的结合起来,二者对经济发展起到直接的促进作用,同时二者的相互作用对经济发展也起到非常重要的正面影响。面对现状,我们可以从以下方面进行改变:

(1)在保证科技财政投入总量的基础上,建立合理的科技管理决策机制,完善科技资源分配制度,改革科技成果评价制度。我国科技管理体制改革进展较慢,一个重要原因就是科学技术的生产和转化有其自身的特点,科学技术的基础性和公益性决定了科学研究机构不能像企业那样成为自负盈亏的主体。因此探索构建适合我国的科技发展战略、政策及其组织结构和运行机制成为一个关系科技和经济发展的关键问题。

(2)加强产学研合作,建立以中介机构为纽带的科技服务体系,促进科学成果向产业技术的转化。探索基础科学研究成果向产业技术有效转化的模式和途径,在提高基础科学研究成果的使用效果的同时,帮助企业开发拥有自主知识产权的产品,逐步建立核心技术能力。在经济和科技较发达的省市,可以借鉴台湾工业技术研究院的做法,建立非营利性的产业技术应用研究机构。充分发挥科研机构的骨干和引领作用,并以此建立开放性的平台来联系大学、企业和国外的先进科技成果,充分发挥企业在技术创新中的主体作用和大学的基础和生力军作用。

(3)突出企业的创新主体地位,实现二次创新向自主创新的转变,促进企业技术能力的提升。企业是创新链条上的关键一环,也是我们最为薄弱的环节,我国很多企业都以起步晚,资金、技术实力薄弱为由满足于不断引进国外技术。在很多制造业产业部门,尤其是传统产业部门出现的一个情况就是谁得到了最先进的设备,谁就可以获得低成本基础上的竞争优势。然而,我们赖以竞争的低成本优势正在被不断侵蚀,面对日益崛起的中国制造业,发达国家的技术转让条件也越来越苛刻。因此激活企业的创新机能,使之真正成为具有创新意识和创新能力、有自主知识产权的强者,才能使我国从世界制造车间变为有自主创新能力的世界制造中心。

众多国内外学者的研究表明,科技进步对于经济发展有着非常重要的作用,对于处在经济发展关键时期的中国来说,必须持之不懈地进行科技投入,促进科技发展。在这个过程中,要处理好科学、技术之间及其二者与经济发展之间的关系,不断增强科技对全面建设小康社会的支撑能力,促进国家科技实力和经济水平的同步提高。

本文对科学、技术与经济发展在中国的情况进行了简单的实证研究,得出了具有一定借鉴意义的结论,然而在研究方法和指标选择上都存在一定的局限性。首先,指标选择的适用性。虽然所选的三个指标在国外同类研究中广为接受,然而对于中国来说以此来衡量科学、技术和经济发展可能有所偏颇。其次,科学、技术和经济发展是三个非常宏观的概念,仅以一个指标来代表显然有以偏概全之嫌。一个更为科学的做法是对于每一个方面构建一个合适的指标体系,设计一套科学的方法进行处理,再对处理的结果进行分析。第三,对于研究结果显示的科学、技术之间协调欠佳的问题,我们无法从研究本身得出可行的建议,需要对三者的协调机制、或者说国家创新系统建设进行更进一步的研究。因此如何全面合理地衡量三者的关系,如何促进三者的协调发展,如何在更大程度上发挥科学技术的作用,有待国内学者进一步的研究和探讨。
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