第一篇 基本概念、方法和理论

第2章 若干基本概念及其内涵

2.1 研究与发展（R&D）：定义及维度

2.1.1 定义

科学是一种认识自然的活动，属于“知”的范畴；技术是一种控制和改造自然的活动，属于“行”的范畴。默顿（R.K.Merton）把科学和技术作为“社会制度”（social institutions）来研究。科学和技术也可以看做是两种不同的“社会组织”（social organizations）。作为一种社会组织，科学视其产出为公共物品；而技术视其产出为私人物品。“做科学”（doing science）和“做技术”（doing technology）具有功能上的差异，但这种差异在19世纪就开始逐步瓦解了；在科学的进展与技术的进展日益紧密地交织在一起的当代，“做科学”与“做技术”在功能上的区别就更加模糊了（Ruttan,2001, pp.535-536）。比如，在美国制造原子弹的曼哈顿工程中，在中国的“两弹一星”研制中，科学家和工程师这两个角色很难区分开来。在当代生物技术和纳米技术领域，科学和技术更是难以区分。这种难以区分性，也反映在对研究与发展的分类之中。

科学技术研究，通常用“研究与发展”来指代。“研究与发展”（Research and Development，简称R&D。一译：研究与试验发展，或研究与开发，简称“研发”）有国际通行的标准定义，反映在《弗拉斯卡蒂手册》中。《弗拉斯卡蒂手册》是收集和使用研究与发展统计数据的国际标准方法体系，由经济合作与发展组织（OECD）、联合国教科文组织（UNISCO）、欧盟和许多区域性组织共同发起，已成为世界范围内进行R&D调查的标准。我国科技统计指标与《弗拉斯卡蒂手册》中的标准是“国际接轨”的。现根据《中国科技统计年鉴》（国家统计局、科学技术部，2009,375页），对研究与发展及相关概念作出定义及解释。

科技活动：是指在自然科学、农业科学、医药科学、工程与技术科学、人文与社会科学领域（简称科学技术领域）中，与科技知识的产生、发展、传播和应用密切相关的有组织的活动。

研究与发展（R&D）：是指在科学技术领域，为增加知识总量以及运用这些知识去创造新的应用进行的系统的创造性的活动，包括基础研究、应用研究、试验发展三类活动。

基础研究：是指为了获得关于现象和可观察事实的基本原理的新知识（揭示客观事物的本质、运动规律，获得新发现、新学说）而进行的实验性或理论性研究，它不以任何专门或特定的应用或使用为目的。其成果以科学论文和科学著作为主要形式。

应用研究：是指为获得新知识而进行的创造性研究，主要针对某一特定的目的或目标。应用研究是为了确定基础研究成果可能的用途，或是为达到预定的目标探索应采取的新方法（原理性）或新途径。其成果形式以科学论文、专著、原理性模型或发明专利为主。

试验发展：是指利用从基础研究、应用研究和实际经验所获得的现有知识，为产生新的产品、材料和装置，建立新的工艺、系统和服务，以及对已产生和建立的上述各项作实质性的改进而进行的系统性工作。其成果形式主要是专利、专有技术、具有新产品基本特征的产品原型或具有新装置基本特征的原始样机等。在社会科学领域，试验发展是指把通过基础研究、应用研究获得的知识转变成可以实施的计划（包括为进行检验和评估实施示范项目）的过程。人文科学领域没有对应的试验发展活动。

2.1.2 R&D维度

对一个国家R&D的结构进行多维度分析，是科技政策研究中的一个重要内容，是一种“基本功”。对R&D的分析，主要有三个基本维度，分别是：R&D经费的来源结构；R&D的执行结构；以及R&D的类型分析。

研究与发展经费，即R&D经费，是指R&D活动实际支出的全部费用。R&D总经费（GERD）是指在一个国家境内开展R&D活动的经费支出总和。R&D总经费是测度国家R&D活动规模、评价国家科技实力和创新能力的重要指标（科学技术部，2009,38页）。

R&D投入强度指的是R&D经费与GDP的比值（R&D/GDP）。①GERD/GDP，可以衡量一个国家技术进步的程度，以及对知识创造重视程度。②行业R&D支出占销售收入的比例（BERD/GDP），可以用来衡量行业高技术活动的特征（法格博格等，2009,153页；Fagerberg et al.,2005, p.153）。

近年来，我国R&D经费及R&D投入强度的变化，如图2.1所示。

部分国家R&D经费占GDP的比例，如图2.2所示。

R&D经费来源分为四类，政府资金，企业资金、国外资金和其他资金；R&D经费的执行部门主要分为三类，即研究机构、企业、高等院校。2007年我国R&D经费的来源及流向，如图2.3所示。

R&D经费按活动类型分为三类，即基础研究、应用研究和试验发展。我国与部分国家R&D经费按活动类型分布的比较，如表2.1所示。

从表2.1可以看出，与发达国家和其他国家相比，我国基础研究经费占R&D经费的比例过于低下。近十二年来，科学共同体和科技政策研究共同体一直呼吁提高我国基础研究经费占R&D经费的比例。

R&D经费按支出类型分为劳务费、其他日常支出费、仪器设备购置费、土地和建筑物费。我国与部分国家R&D经费按支出类型分布比较，如表2.2所示。

从表2.2可以看出，一个显著的特点是，我国R&D经费支出中劳务费的比例，跟很多国家相比过低。

2.2 科学技术研究分类象限论

虽然R&D及相关概念有国际标准定义，但是在实践中，科学界和政策界关于研究与发展的说法众说纷纭。有人统计，1972年关于研究与发展的说法，计有45种之多。其中关于基础研究有5种变形的说法，如纯研究（pure research）、基础科学（basic science）、基本研究（fundamental research）、纯粹基础研究（pure basic research）、绝对纯粹研究（absolutely pure research）。关于应用研究有32种变形的说法。

以研究目的或意图来划分基础研究、应用研究的做法，很早就遭到了一些学者的批评。例如，1951年，美国NSF的董事会主席康南特（James B Conant）提出，基础研究和应用研究之间没有明确的界限。他认为求知的目标与应用的目标之间存在着交叉。

在科技统计中，一些组织和国家建立了自己的分类体系。比如，美国国防部将R&D分为三类，即研究、探索性发展（exploratory development）、高级发展（Advanced development）和工程发展（engineering development）。美国会计总署的分类很简练，将R&D分为两类：基本研究（fundamental）和目标导向的应用研究（mission targeted applied）。

另有学者认为，基础研究不仅包括好奇心驱动的研究、战略研究，还包括“大科学”。

2.2.1 司托克斯科技研究分类象限论

司托克斯（1999）对传统的R&D三分类提出质疑，他根据科学研究是否“追求基本认识”和是否有“应用考虑”，把科学研究划分为四个象限，如图2.4所示。

玻尔指的是在认知需求的引导下的且无实际应用考虑的研究，是“纯基础研究”。玻尔对原子结构的探索，是这种研究的典型代表。这类研究故称玻尔象限。玻尔是丹麦伟大的物理学家，他原子结构的模型探索，是由纯粹的好奇心驱动的基础研究。

巴斯德象限的研究既有扩展知识的目标，又有应用目的，可称之为“应用激发的基础研究”。法国巴斯德对发酵的基础研究，是为了解决在利用甜菜制造酒精过程中的问题。他发现了导致发酵现象的微生物及其制造酒精的机理。巴斯德开发出了接种牛痘疫苗，既解决了实际问题，也扩展了科学知识。巴斯德的研究工作是“应用激发的基础研究”的典型，所以这类研究被称为巴斯德象限。凯恩斯的经济学研究、通用电气实验室科学家朗缪尔对表面化学的研究、曼哈顿计划中的基本研究，都在巴斯德象限之内。

爱迪生象限是只追求应用目标，而不管“所以然”的研究，这是纯应用研究，爱迪生是这种研究的典型代表。爱迪生在其创立的工业研究实验室里主要从事商业技术的开发，他一生做出了许多重大的技术发明，但是他对科学知识的贡献甚微。

最后一类的研究既不以追求基本认识为目标，又不以追求应用价值为目的。那些对某种特殊现象的系统性研究，如研究昆虫的标记，属于此类。司托克斯没有找出一个适当的名称来指代这类研究。

2.2.2 鲁坦科技研究分类象限论

鲁坦（Ruttan,2001）在司托克斯对科学研究“四分类”的基础上，提出了新的四分类法，如图2.5所示。

右下方象限是好奇心驱动的基础研究，仍称之为玻尔象限。

右上方是应用激发的基础研究，即巴斯德象限。

左上方是应用研究和工业资助的技术开发，称之为爱迪生象限。对这类研究的支持，几乎完全来自产业部门。

左下方是政府发起的应用研究和技术开发，被称之为瑞克欧尔（Rickover）象限。瑞克欧尔是美国海军上将，曾领导原子能委员会橡树岭（Oak Ridge）国家实验室、洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）实验室和利沃莫（Livermore）实验室，以及西屋公司和通用电气公司的实验室，开发核潜艇。美国联邦和州政府资助的农业研究、公共部门资助的材料科技研究均属于瑞克欧尔象限。

考虑到上述司托克斯和鲁坦分类体系中瑞克欧尔不为国人所知道，笔者将之改称为钱学森象限。钱学森为组织领导我国火箭、导弹和航天器的研究发展工作发挥了重要作用，被授予“国家杰出科学家”和“人民科学家”荣誉称号。这些具有明确的国防、社会经济应用目标，并且得到了国家财政的支持。我国“两弹一星”工程以及载人航天工程都属于这一象限的研究。

2.3 创新的概念和类型

2.3.1 创新的定义

创新（innovation）概念，首先是由经济学家熊彼特（J.A.Schumpeter）提出来的。熊彼特所说的创新（起初他用的概念是“发展”），指的是把生产要素的新组合引入到经济中，即建立一种新的生产函数。熊彼特提出了五种创新类型：①引入新产品；②采用新技术；③开辟新市场；④控制原材料新的供应来源；⑤实现工业的新组织。（熊彼特，1997,73-74页）

后来的学者们提出了种种关于创新的定义，从狭义和广义的角度来理解创新。（李正风，曾国屏，1999,1-29页）本书采用广义的创新定义，即：创新是新事物（包括新产品、新技术、新工艺、新制度、新体制、新机制、新组织、新服务等）在经济和社会中的首次应用。

需指出，发明不等于创新，只有当发明付诸于应用后，才成其为创新。从发明到创新有一个时间差，这在很大程度上因为发明的商业化应用是需要条件和时机的。发明和创新都是持续性的累积性的过程，需要不断的改进和发展。

2.3.2 创新分类：概述

学者们从不同的维度提出了种种关于创新的分类（李正风，曾国屏，1999,20-29页），概括起来有：

从创新的对象上看，创新的类型有：技术创新（包括产品创新、过程即工艺、流程创新）、制度创新、体制创新、机制创新、组织创新、知识创新。

从创新发生的国别和环境看，某一新技术等第一次出现在世界上的某个国家，无疑是创新。该创新后来扩散到其他国家，可称之为模仿或模仿创新（法格博格等，2009,9页）。前者为世界层次上（new-to-the-world）的创新，后者为国家层次上（new-to-the-country）的创新。

从新技术相对于已有技术的差异程度上看，创新划分为渐进创新、激进（或根本）创新。这种分类对新制度、新体制、新机制、新组织、新服务也是适用的。这种分类来自英国科技政策研究所（SPRU）对创新的四分类，该分类在学术界和政策界具有广泛的影响力，下面我们详细地阐述SPRU创新四分类。

2.3.3 SPRU创新四分类

SPRU对创新进行了大量的实证研究，在此基础上提出了创新四分类，即：渐进创新、激进创新、技术系统的变革以及技术-经济范式的变革（Freeman和Perez, 1988, pp.45-47；多西等，1988,58-60页；柳卸林，1993,6-7页）。

1．渐进创新（incremental innovation）

这类创新是对现有产品、工艺或技术连续性地进行小改革，相当于我国常说的技术革新。这类创新在所有的产业部门或服务业中都会或多或少连续地发生，在不同的产业和不同的国家都会不断出现，但是发生的速率有别，这取决于需求压力、社会-文化因素、技术机会以及技术轨道等。

渐进创新主要来自一线工程师和工人从事的小发明和改进工作，或者来自用户的建议，而不是来自于刻意的研究与开发活动。也就是说，渐进创新来自于“做中学”（learning by doing）和“用中学”（learning by using）。大量经验研究证明，渐进创新对于提高企业的生产效率非常重要。渐进创新通常伴随着工厂和设备规模的扩大，伴随着产品和服务质量的提升。渐进创新的累积性和综合性效果对于生产率的提高极其重要，但是单一的渐进创新几乎不会产生显著的效益，而且往往被人们忽略。随着大量渐进创新日积月累，它们对企业生产效率的提高就会显现出来。

2．激进创新（radical innovation）

激进创新是断续性的事件，通常是企业、大学、公共科研机构精心从事研究与开发活动的结果。试想，尼龙无论如何都不可能从杜邦公司对人造纤维或毛纺生产线的改进活动中诞生出来；核电站也绝无可能从对火电站的技术改革中涌现出来。激进创新在不同的产业部门或时间段的分布是不均匀的。有学者提出，激进创新通常集中性地出现在经济衰退时期，以应对市场的崩溃或暴跌。虽然有人不赞同这个观点，但是人们普遍认为，激进创新一旦出现，就会成为新市场增长和新一轮投资增长的潜在跳板，对于经济的复苏至关重要。激进创新通常会引起产品、工艺和组织等方面的一系列创新。激进创新持续10年或更长时间后，激进创新（如尼龙或避孕药）会带来显著的效应，比如导致生产或市场发生结构性变化，不过，就总体经济影响来看，它们的效果可能还不大，从影响范围上来看，可能是局部地区性的。但是，如果新兴产业中激进创新集群性地涌现出来，那效果就非同一般了，就如在合成材料产业和半导体产业中发生的情况那样。

3．技术系统的变革（changes of‘technology systems'）

技术系统的变革将对技术带来深远的变革，它不仅影响到经济中的若干部门，而且会导致崭新产业的出现。技术系统的变革建立在一系列激进创新和渐进创新的基础之上。比如，20世纪20年代、30年代、40年代和50年代，出现了合成材料创新、石化创新、注模和挤压机械创新以及无计其数的创新，就是说，出现了创新集群，导致技术系统发生深刻的变革。技术系统的变革还同时伴随着组织创新和管理创新，其影响面不是一家企业，而是若干家企业。

4．技术-经济范式的变革（changes of‘techno-economic systems'）

技术-经济范式的变革又称技术革命（technological revolution）。有些技术系统的变革产生的效果是如此深远，以致于对整个经济的行为产生了重大的影响。这种变革包含着许许多多激进创新和渐进创新，甚至包含着若干新的技术系统的变革。这类技术变迁的一个突出特点是它对整个经济具有弥漫效应（pervasive effects），就是说，技术-经济范式的变革不仅导致一系列新产品、新服务、新技术系统和新产业的出现，而且直接地或间接地影响几乎所有经济部门。新的技术-经济范式一旦确立起来，就会形成新的“技术体制”（technological regime），将持续几十年不变。熊彼特所谓的经济长波和“创造性毁灭的旋风”，其实就是一系列的技术-经济范式变革。

2.3.4 创新分类象限论

对创新的分类学研究，是创新研究中的一个重要问题。许多学者从不同的维度提出了创新的分类（柳卸林，2008,19-21页）。这里介绍阿伯纳斯-克拉克（Abernathy-Clark）的创新四分类。阿伯纳斯和克拉克（Abernathy和Clark,1985）在《创新：绘制创造性毁灭之狂风》一文从创新在技术变化的维度和对市场变化影响的维度，提出了四类创新，分别是：结构性创新（structural），利基性创新（niche creation），常规性创新（regular）和革命性创新（revolutionary），如图2.6所示。

现对各类创新的特点加以说明，并举例，如表2.3。

阿伯纳斯-克拉克的创新分类象限论丰富和发展了熊彼特创新理论特别是关于“创造性毁灭”的思想，丰富和发展了弗里曼关于创新分类的思想。