王明明，張恩瑞，張文一

（北京化工大學經(jīng)濟管理學院，北京 100029）

我國基礎研究投入格局
——基于熵測度法的研究

王明明，張恩瑞，張文一

（北京化工大學經(jīng)濟管理學院，北京 100029）

基礎研究對一國創(chuàng)新能力的提升具有不可估量的作用，研究我國基礎研究投入規(guī)模及投入格局的發(fā)展態(tài)勢對進一步完善和發(fā)展我國基礎研究具有重要的參考價值。本文在調(diào)研我國基礎研究投入相關(guān)政策和數(shù)據(jù)的基礎上，嘗試運用熵測度法分析我國基礎研究投入格局，同時給出了基礎研究投入的七種模式。文章重點將申農(nóng)指數(shù)與基礎研究（BR）投入強度和研究與開發(fā)（R&D）投入強度進行對比，分析三者之間的聯(lián)系，具有很強的理論及政策指導作用。

基礎研究；投入格局；熵測度法

我國正處在增強自主創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型國家的重要發(fā)展階段，基礎研究自身的特點客觀上要求中央政府承擔主要的投入。因此，研究我國中央政府資助基礎研究的總體狀況，了解我國基礎研究投入格局發(fā)展的新趨勢、新特點，對我國政府科技工作者制定未來基礎研究發(fā)展規(guī)劃及相關(guān)政策，推動我國基礎研究發(fā)展具有重要的意義。

1 我國基礎研究投入現(xiàn)狀

目前，國際上對基礎研究投入的考查，通用的兩個指標分別是基礎研究（BR）投入強度和研究與開發(fā)（R&D）投入強度，前者是指當年該國或地區(qū)基礎研究經(jīng)費在其R&D總經(jīng)費中所占的比重，即BR/R&D；后者是指一國或地區(qū)年度R&D總支出與其當年國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）之比，即 R&D/GDP［1］。

國際上通常以研究與開發(fā)（R&D）投入強度來衡量一國對科技的重視程度和科技水平，以基礎研究（BR）投入強度來衡量一國對基礎研究的重視程度。我國基礎研究投入強度長期維持在5%的水平（見圖1）。

由圖1得出，我國研究與開發(fā)（R&D）投入強度可分為兩個發(fā)展階段：一是1987—1994年起步階段，R&D投入強度維持在6‰～8‰之間，強度較低；二是1994—2008年穩(wěn)步提升階段，R&D投入強度由 1994年的 6.4‰穩(wěn)步提升至 2008年的 15.4‰?；A研究（BR）投入強度經(jīng)過初期階段（1987—1991年）的起伏后，基本維持在5%的水平。

對比我國基礎研究（BR）投入強度和研究與開發(fā)（R&D）投入強度我們可以發(fā)現(xiàn)：1994—1997年是我國基礎研究（BR）投入強度與研究與開發(fā)（R&D）投入強度的協(xié)調(diào)發(fā)展時期；1998—2004年，基礎研究（BR）投入強度穩(wěn)定在5%，而研究與開發(fā)（R&D）投入強度則由 1998年的 6.9‰穩(wěn)步攀升至 2004年的 12.3‰；2004—2008年，研究與開發(fā)（R&D）投入強度持續(xù)攀升，到2008年達到 15.4‰，而這段時期基礎研究（BR）投入強度則有小幅下降趨勢，2008年僅為 4.8%。

綜上所述，我國基礎研究（BR）投入強度較低，僅為5%（這一強度與發(fā)達國家的20%水平相去甚遠［2］，與印度等發(fā)展中國家 15%的水平［3］也有很大差距）。更值得注意的是，我國基礎研究（BR）投入強度和研究與開發(fā)（R&D）投入強度并不協(xié)調(diào)，只有4年（1994—1997年）短暫的協(xié)調(diào)發(fā)展時期。

2 我國基礎研究投入格局

目前，各國對基礎研究的投入均以項目為主。以美國為例，基礎研究的經(jīng)費投入遵循“項目－計劃－計劃組合－組織－系統(tǒng)”的模式［4］，但沒有統(tǒng)一的國家基礎研究計劃。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展以及國家對基礎研究的日益重視，我國建立了以資助基礎研究為主的國家自然科學基金委員會，啟動了“國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）”、“基礎研究重大項目前期研究專項”、“國家重點實驗室建設計劃”、“科技基礎性工作專項”等一系列與基礎研究有關(guān)的計劃。目前，我國中央政府對基礎研究的投入主要由教育部、科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院和其他行業(yè)部委來完成，采取人才資助、項目資助和環(huán)境條件資助為主的資助形式，初步形成了“五縱三橫”基礎研究投入格局（見圖2）。

當前我國中央政府基礎研究投入經(jīng)費主要來自教育部、科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院和其他行業(yè)部委，我國基礎研究投入已經(jīng)初具多元化特征，但是僅有定性的分析還不足以說明我國基礎研究投入就屬于多元化投入類型。本文將在詳細搜集這五個投入渠道的數(shù)據(jù)基礎上，通過量化分析來詳細說明我國基礎研究投入格局的類型及其特點。

3 數(shù)據(jù)處理與分析

3.1 基本數(shù)據(jù)

根據(jù)中國科技統(tǒng)計年鑒（1991—2008）、高等學?？萍冀y(tǒng)計資料匯編（1994—2008）以及中國科學院統(tǒng)計年鑒（1992—2009）對我國基礎研究投入經(jīng)費進行了詳盡的統(tǒng)計（科技部投入經(jīng)費包括“基礎研究重大項目前期研究專項”、“973計劃”、“國家重點實驗室計劃”及“科技基礎性工作專項”）（見表1）。

3.2 多元化熵測度法

熵指的是體系的混亂程度，它在控制論、概率論、數(shù)論以及天體物理等領域都有著廣泛的應用，在不同的學科中也有著不同的應用。熵的概念最早來自于熱力學，是物質(zhì)系統(tǒng)混亂程度的函數(shù)。1948年申農(nóng)發(fā)表的《通訊的數(shù)學理論》，為確立信息與熵的聯(lián)系奠定了基礎。在進行多元化程度測度時，國際上通用的方法是熵測度法，它能夠較好地保持信息的完整性和準確性，在多元化研究中的應用是比較廣泛的，也是比較成熟的。熵測度法不僅能夠反映多元化水平的持續(xù)可變性，并且在多元化回歸分析過程中還能夠有效解決可能存在的多重共線性問題。鑒于以往對基礎研究投入格局的研究更多是運用定性分析以及對比分析的方法，而對我國基礎研究投入相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)掘和分析還不夠深入，不能夠更好地說明我國基礎研究投入格局發(fā)展規(guī)律及趨勢。因而本文擬采用熵測度法對我國基礎研究投入格局進行定量分析和處理，深入發(fā)掘數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律及特點，以此有效分析我國基礎研究投入格局發(fā)展的趨勢及規(guī)律。下面給出多元化熵測度指數(shù)。

設E（Y）為第i類的稀有性測度，則：

Gini－Simpson 指數(shù)也簡稱 G－S 指數(shù)，數(shù)據(jù)分布越集中，ΣP2的值越大，Gini－Simpson指數(shù)越小，表明數(shù)據(jù)離散程度越小，也即多元化程度低，反之亦然；申農(nóng)指數(shù)最小值為0，表示完美的專業(yè)化，最大值為ln（N），意味著最大程度的多元化。

在本文中，N代表我國基礎研究投入渠道的數(shù)量，其數(shù)值為5，具體指教育部、科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院以及其他行業(yè)部委；Pi(0≤Pi＜1)代表第 i個投入部門投入經(jīng)費占我國基礎研究投入總經(jīng)費的比重。

綜合上述的概念并結(jié)合多元化熵測度法，本文對我國基礎研究投入格局做出如下界定：（1）當 Pi＞90%時，基礎研究投入格局為單一化投入格局；（2）當 60%＜Pi≤90%且Δ0≤0.5時，基礎研究投入格局為主導型低度多元化投入格局；（3）當 60%＜Pi≤90%且 0.5＜Δ0≤1 時，基礎研究投入格局為主導型中度多元化投入格局；（4）當60%＜Pi≤90%且Δ0＞1時，基礎研究投入模式為主導型高度多元化投入格局；（5）當Pi≤60%且Δ0≤0.5時，基礎研究投入格局為多元型低度多元化投入格局；（6）當 Pi≤60%且 0.5＜Δ0≤1 時，基礎研究投入格局為多元型中度多元化投入格局；（7）當Pi≤60%且Δ0＞1時，基礎研究投入格局為多元型高度多元化投入格局。據(jù)此，基礎研究投入格局共分為七種模式，其中后六種為多元化模式（見表2）。

3.3 數(shù)據(jù)測算

根據(jù)以上概念和定義，結(jié)合我國基礎研究投入的具體數(shù)據(jù)（表1），測算我國基礎研究投入具體指標結(jié)果（見表3），繪制 Gini－Simpson指數(shù)與申農(nóng)指數(shù)變化曲線（見圖3）。

4 結(jié)果分析

（1）由表3 可知，我國基礎研究各投入部門投入比例均在60%以下，其中國家自然科學基金委員會、中國科學院以及其他行業(yè)部委基礎研究投入經(jīng)費所占比例較高，是我國基礎研究投入的主要渠道；申農(nóng)指數(shù)大于1，結(jié)合表2可知，我國基礎研究投入格局為多元型高度多元化投入格局。

（2）由圖3可以看出我國基礎研究投入的Gini－Simpson指數(shù)在0.6以上，申農(nóng)指數(shù)在 1.0以上，這說明我國基礎研究投入的多元化程度較高。并且由Gini－Simpson指數(shù)與申農(nóng)指數(shù)歷年的變化趨勢我們可以發(fā)現(xiàn)，我國基礎研究投入的多元化程度雖有曲折但總體上朝著多元化程度加強的方向發(fā)展。自1987—2007年的21年間，我國基礎研究投入的多元化程度在不斷增大，具體表現(xiàn)在：國家自然科學基金委員會作為我國基礎研究的主要投入部門，對基礎研究的投入力度保持穩(wěn)定，維持在30%上下；中國科學院的投入力度有所下降，但其他投入渠道的投入力度在不斷加強、重要性日益顯現(xiàn)，各投入渠道之間的差距在不斷縮小。

（3）將申農(nóng)指數(shù)曲線與基礎研究（BR）投入強度曲線、研究與開發(fā)（R&D）投入強度曲線進行對比我們可以發(fā)現(xiàn)：在1994—1997年期間，當我國基礎研究（BR）投入強度和研究與開發(fā)（R&D）投入強度協(xié)調(diào)發(fā)展（兩者曲線變化一致）時，申農(nóng)指數(shù)曲線斜率最大，說明此時我國基礎研究投入多元化發(fā)展最快；在1992—1994年期間，當基礎研究（BR）投入強度逐漸加大而研究與開發(fā)（R&D）投入強度逐年下降時，申農(nóng)指數(shù)曲線趨于平穩(wěn)且有下降趨勢，說明此時我國基礎研究投入多元化程度在降低。

（4）基礎研究的特點就是獲得成果的周期長、風險高。我國基礎研究投入格局正在朝著多元化方向發(fā)展，采取多元化的發(fā)展策略能夠有效地規(guī)避基礎研究投入過程中所存在的高風險，提高基礎研究經(jīng)費的利用效率。但同時應該注意到，在多元化發(fā)展的過程當中，由于各行業(yè)部委更多是以自身的應用需求為導向，這容易破壞基礎研究鼓勵自由探索的初衷，需要引起必要的重視。

5 結(jié)語

本文對我國基礎研究多元化投入格局的分析實際上描述的是我國中央政府各投入渠道的投入經(jīng)費在數(shù)量上的差異性。因此，考慮引入多元化熵測度法，運用Gini-Simpson指數(shù)與申農(nóng)指數(shù)分析我國基礎研究投入多元化程度，并給出了基礎研究投入的七種模式。

對我國基礎研究投入格局的分析并結(jié)合1987-2007年的數(shù)據(jù)研究表明，我國基礎研究投入格局為多元型高度多元化格局。自改革開放以來我國中央政府資助基礎研究已逐漸形成以教育部、科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院和其他行業(yè)部委為主要投入渠道，人才資助、項目資助和環(huán)境條件資助為主要資助形式的“五縱三橫”式投入格局，并且我國中央政府資助基礎研究的投入格局的多元化程度在逐年加強。同時，本文將基礎研究（BR）投入強度曲線、研究與開發(fā)（R&D）投入強度曲線與申農(nóng)曲線進行對比發(fā)現(xiàn)，基礎研究（BR）投入強度、研究與開發(fā)（R&D）投入強度與我國基礎研究投入多元化程度有著密切的聯(lián)系。中央政府在加強研究與開發(fā)（R&D）投入力度的同時，應確?；A研究（BR）投入強度和研究與開發(fā)（R&D）投入強度協(xié)調(diào)一致，這樣才能保證我國中央政府資助基礎研究多元化投入格局持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

［1］Sternberg R.G..Government R&D expenditure and space:empirical evidence from five industrialized countries ［J］.Research Policy，1996，（25）:741-758.

［2］NSF，SRS.Science and Engineering Indictors 2006.USA:National Science Board，2006.

［3］Research and Development Statistics ［EB/OL］.Government of India Ministry of Science and Technology Department of Science and Technology，New Delhi-110016，2006/2010-02-04.

［4］Gardner R..Science indicators and the science of science policy ［EB/OL］.http://www.mbs ac uk/research/engineering-policy/documents/Rebecca Gardner ppt，2005-11-17/2010-02-04.

［5］國家統(tǒng)計局，科技部.中國科技統(tǒng)計年鑒（1991-2009）［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社.

［6］教育部科學技術(shù)司.1994-2009年高等學?？萍冀y(tǒng)計資料匯編［M］.北京:高等教育出版社.

［7］中國科學院計劃局.中國科學院統(tǒng)計年鑒（1992-2009）［M］.北京:科學出版社.

［8］ 張永安 高逸瓊.基于熵測度的多元化模式研究［J］.系統(tǒng)工程學報，2008，（5）:603-610.

（責任編輯 張九慶）

Pattern of Chinese Basic Research Investment——based on Entropy Measuring Method

Wang Mingming，Zhang Enrui，Zhang Wenyi
（College of Economics and Management，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029,China）

Basic research plays an invaluable role in the national innovation capacity.The research on its scale and trend of pattern is helpful to further improve Chinese basic research.Based on the investigation of related policies and data of Chinese basic research，the paper tries to analyze Chinese basic research with entropy measuring method and presents seven modes of basic research investment.In the paper，Shannon index and BR/R&D and R&D/GDP are compared and analyzed，which are useful for supporting theory and policy on basic research.

basic research;pattern of investment;entropy measuring method

C93

A

國家自然科學基金委員會“我國中央政府資助基礎研究總體狀況及多元化支持格局研究”項目（L0922107）。

2010-09-17

王明明（1951-），男，江蘇徐州人，教授；研究方向：科研管理、科技創(chuàng)新與科技政策。