董金陽，劉鐵忠，董 平，魯云蒙

(1.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟學(xué)院，北京 100081；2.北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 商學(xué)院，廣東 珠海 519088)

0 引言

基礎(chǔ)研究是對科學(xué)原理的深度探索，具有學(xué)科交叉、問題復(fù)雜、突破難度大、績效考核難等特點。當前我國面臨的科技發(fā)展“卡脖子”問題，很大程度上是因為基礎(chǔ)研究無法實現(xiàn)突破而難以形成顛覆性原始創(chuàng)新所致。因此，深入探討基礎(chǔ)研究導(dǎo)向和驅(qū)動機制，堅決改革、創(chuàng)新和完善其管理模式，切實提升基礎(chǔ)研究效果、效率和績效，既是實現(xiàn)科技強國的必然路徑，也是當務(wù)之急。

習(xí)近平總書記指出：“持之以恒加強基礎(chǔ)研究。我國面臨的很多“卡脖子”技術(shù)問題，根子是基礎(chǔ)理論研究跟不上，源頭和底層的東西沒有搞清楚?！毕鄬τ诎l(fā)展速度和“兩個一百年”發(fā)展目標，我國基礎(chǔ)研究是不足且滯后的。不足首先體現(xiàn)在因發(fā)展初期底子薄、基礎(chǔ)差而產(chǎn)生的投入不足，雖然現(xiàn)在這已經(jīng)不再是突出問題，但又由此衍生出成果不足問題，也可稱為滯后問題。滯后不但表現(xiàn)在基礎(chǔ)研究突破及由此產(chǎn)生的顛覆性創(chuàng)新與發(fā)展相比滯后，也表現(xiàn)在解決投入不足問題后，與投入相比的產(chǎn)出成果不足和滯后。與不足問題相比，解決滯后問題更具復(fù)雜性、綜合性和科學(xué)性。面對“卡脖子”問題，當務(wù)之急在于基礎(chǔ)研究管理轉(zhuǎn)型[1]。只有依靠轉(zhuǎn)型找到合適的管理模式，提高科研合作深度和廣度，才能實現(xiàn)資源互補，促進知識整合與傳播，實現(xiàn)信息獲取、交流[2]，為基礎(chǔ)研究創(chuàng)造更好的科研生態(tài)，從而解決我國基礎(chǔ)研究能力不足和滯后問題。

20世紀80年代，日本處于高速發(fā)展期，也曾面臨基礎(chǔ)研究與經(jīng)濟發(fā)展不適應(yīng)的問題。為此，日本政府通過提升國家需求對基礎(chǔ)研究的導(dǎo)向作用，實現(xiàn)管理方式轉(zhuǎn)型。美國作為當今世界最大的基礎(chǔ)研究強國，主要通過支持實驗室自由探索與制定國家科技計劃進行需求引導(dǎo)相結(jié)合的方式支持和推動基礎(chǔ)研究?？蒲袑嵙π酆竦牡聡饕烧鲗?dǎo)并通過咨詢委員會調(diào)配經(jīng)費投入，重點支持科研機構(gòu)、大科學(xué)工程和大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展基礎(chǔ)研究[3]。上述國家基礎(chǔ)研究管理模式雖然因國情不同存在一些差異，但都可以歸納為基于機構(gòu)設(shè)施的自由探索和國家需求引導(dǎo)兩個方面，這對我國基礎(chǔ)研究管理轉(zhuǎn)型具有重大借鑒意義。

我國基礎(chǔ)研究管理轉(zhuǎn)型必須立足于自身國情現(xiàn)狀和發(fā)展需求，走中國特色自主創(chuàng)新道路。本文從我國現(xiàn)行基礎(chǔ)研究相關(guān)政策和管理辦法出發(fā)，基于國內(nèi)、國際相關(guān)理論與實踐經(jīng)驗，探討并界定自由探索與需求攻關(guān)兩種基礎(chǔ)研究管理模式，并基于CNKI國家自然科學(xué)基金和“973計劃”發(fā)文數(shù)據(jù)，從宏觀網(wǎng)絡(luò)整體、中觀網(wǎng)絡(luò)成分和微觀網(wǎng)絡(luò)基元3個尺度，對科研合作網(wǎng)絡(luò)的度分布、最短路徑、集聚系數(shù)、重要節(jié)點、成分特征以及網(wǎng)絡(luò)模體Z-score與濃度進行分析，從而完善中國基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)單點型、流線型、平衡型和核心型4種科研合作模式，最后提出管理建議。以期為解決我國基礎(chǔ)研究“卡脖子”問題、促進基礎(chǔ)研究管理模式完善與轉(zhuǎn)型提供新的思路。

1 研究基礎(chǔ)、研究思路與數(shù)據(jù)來源

1.1 概念界定

1.1.1 基礎(chǔ)研究管理模式

根據(jù)國家統(tǒng)計局《全國科技經(jīng)費投入統(tǒng)計公報》的定義，基礎(chǔ)研究是指為了獲得關(guān)于現(xiàn)象和可觀察事實基本原理的新知識(揭示客觀事物本質(zhì)、運動規(guī)律，獲得新發(fā)展、新學(xué)說)而進行的實驗性或理論性研究，不以任何專門或特定應(yīng)用或使用為目的?！秶鴦?wù)院關(guān)于國家財政科技資金分配與使用情況的報告》指出，國家自然科學(xué)基金和國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“973計劃”)是我國最主要的兩項旨在發(fā)展基礎(chǔ)研究的科技計劃。2016年科學(xué)計劃改革后，“973計劃”整合為國家重點研發(fā)計劃的一部分。但鑒于兩者管理理念相似，且“973計劃”較剛開始運行的國家重點研發(fā)計劃更為成熟，因此仍選取“973計劃”作為本文典型研究對象。深入分析上述兩項科技計劃管理辦法發(fā)現(xiàn)，其主要差異在于選題來源與人才隊伍選拔機制。國家自然科學(xué)基金僅要求申請人有基礎(chǔ)研究經(jīng)驗、高級職稱或博士學(xué)位以及合格的依托單位，組織管理模式較為松散，在資助原則上更傾向于支持科研人員自由探索和自主選題，注重課題的學(xué)科覆蓋程度，是對科學(xué)原理廣度的探索，人才選拔機制是自薦申請制，可以將其界定為自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式?！?73計劃”旨在解決國家發(fā)展需求，由科技部征求各部門重大需求，并結(jié)合專家咨詢建議，提出項目指南，選題來源于有關(guān)部門和專家提出的需求，優(yōu)先支持國家重點研究基地及優(yōu)秀研究團隊。在實際執(zhí)行中，具有優(yōu)勢力量邀請制和自薦申請制兩種人才隊伍選拔機制，參研門檻高，注重科研團隊及其依托單位實力，是集國內(nèi)頂尖人力物力“集中力量辦大事”的體現(xiàn)，可以將其界定為需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式。本文基于上述界定，深入研究自由探索型和需求攻關(guān)型管理模式的完善與轉(zhuǎn)型。

1.1.2 基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)

基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)屬于科研合作網(wǎng)絡(luò)的子集?？蒲泻献骶W(wǎng)絡(luò)的概念和分析方法由Newman[4-5]首次提出，其認為通過訪談方法構(gòu)建的社會網(wǎng)絡(luò)，易受訪問對象主觀偏見影響，只有相互熟悉的學(xué)者才會合作論文，論文合著網(wǎng)絡(luò)可以反映學(xué)者之間真實科研合作關(guān)系。基于此，其通過構(gòu)建論文合著網(wǎng)絡(luò)并應(yīng)用社會網(wǎng)絡(luò)方法分析對比生物醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和計算機3個領(lǐng)域，指出上述網(wǎng)絡(luò)都服從冪律分布且具有較短的最短路徑，但不同學(xué)科的合著網(wǎng)絡(luò)之間具有顯著差異。因此，本研究從科研合作網(wǎng)絡(luò)角度分析基礎(chǔ)研究，也即分析基礎(chǔ)研究中的科研合作網(wǎng)絡(luò)問題，更為客觀反映基礎(chǔ)研究項目自由探索和需求攻關(guān)雙重特征下的真實合作關(guān)系，并將研究成果進一步應(yīng)用于國家重大科研項目合作機制與組織管理模式中，實現(xiàn)從一般科研合作網(wǎng)絡(luò)到基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，再到國家重大項目科研合作網(wǎng)絡(luò)的遞遷。

1.2 研究思路與邏輯框架

目前關(guān)于基礎(chǔ)研究管理的研究主要集中在經(jīng)驗總結(jié)、績效影響因素、基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究對比以及產(chǎn)學(xué)研成果轉(zhuǎn)化等方面[6-9]，但主要停留在定性的政策探討、經(jīng)驗總結(jié)和管理建議階段，缺乏對我國基礎(chǔ)研究管理模式及其中科研合作模式的系統(tǒng)梳理，也缺乏對我國現(xiàn)有不同基礎(chǔ)研究科技計劃之間的對比分析。

科研合作不僅對學(xué)者個體，對整個社會的科學(xué)進步也有著積極作用。目前學(xué)術(shù)界普遍認為科研合作可以帶來更高的學(xué)術(shù)生產(chǎn)力，這從科研合作和論文成果數(shù)量增長兩個方面都得到證實[1]。對于學(xué)者個體而言，科研合作有利于實現(xiàn)其科學(xué)理念[10]，合作論文通常更容易在高層次期刊刊登，可能產(chǎn)生更多被引，具有的影響力也更大[11]，科研合作可以給學(xué)者帶來更好的職業(yè)發(fā)展，如終身教職、個人聲譽等[12-13]?？蒲泻献饔兄趥€人、機構(gòu)、學(xué)科和社會等各層次科學(xué)進步。

科研合作網(wǎng)絡(luò)是挖掘多層次科研合作關(guān)系的有力工具，可以分為網(wǎng)絡(luò)整體、網(wǎng)絡(luò)成分、網(wǎng)絡(luò)模體等多個層次[14]。在宏觀層次上，目前相關(guān)研究主要集中于論文合著關(guān)系構(gòu)建的科研合作網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中通常采用作者[4-5]、機構(gòu)[15]、地域[16]等不同主體作為節(jié)點，分析多層次、多角度的科研合作特征。在中觀層次上，網(wǎng)絡(luò)成分是從網(wǎng)絡(luò)連通性角度探討網(wǎng)絡(luò)組成，通常將網(wǎng)絡(luò)中最大關(guān)聯(lián)子圖定義為成分，成分內(nèi)部各點之間相連，而成分與成分之間不相連，從有無角度體現(xiàn)學(xué)者間的聯(lián)系，兩點屬于不同成分就意味著兩個學(xué)者之間從未產(chǎn)生過任何科研合作關(guān)系，是廣義的科研合作團體。在微觀層次上，網(wǎng)絡(luò)模體是解讀科研合作關(guān)系的重要工具，Milo等[17]最早提出模體概念并將其定義為網(wǎng)絡(luò)中反復(fù)出現(xiàn)且相互作用的基本模式，這些基本模式在真實網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)頻率遠高于同等規(guī)模的隨機網(wǎng)絡(luò)。模體從局部刻畫給定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點相互連接的特定模式，對自下而上研究網(wǎng)絡(luò)全局構(gòu)成具有重要作用，被譽為真實網(wǎng)絡(luò)的基元[18]。在關(guān)于網(wǎng)絡(luò)模體的研究中，學(xué)者普遍認為3節(jié)點和4節(jié)點子圖對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能的揭示尤為重要，這與學(xué)術(shù)合作的一般規(guī)模相一致[19]。模體的發(fā)現(xiàn)可采用軟件實現(xiàn)，如fanmod軟件使用Rand-ESU算法[20]，運算速度很快。

綜上可知，我國對基礎(chǔ)研究管理模式本身的探討還不夠深入，尤其是對不同科技計劃之間的對比分析相對較少。根據(jù)上文所述，本文基于我國基礎(chǔ)研究典型科技計劃，總結(jié)基礎(chǔ)研究類型并深入不同類型中探究自然形成的科研合作關(guān)系，從宏觀、中觀和微觀3個尺度,采用拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)成分和網(wǎng)絡(luò)模體3種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)定量分析方法，挖掘我國基礎(chǔ)研究的科研合作模式，對比分析我國基礎(chǔ)研究典型管理模式的優(yōu)缺點。研究思路與邏輯如圖1所示。

圖1 研究框架

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究基于CNKI數(shù)據(jù)庫，選擇支持基金為國家自然科學(xué)基金和“973計劃”的論文，文獻分類為基礎(chǔ)科學(xué)項下的流體力學(xué)，發(fā)表時間為2014—2018年。流體力學(xué)在航空航天等前沿領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，航空航天領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究代表著我國科學(xué)研究頂尖水平。本文選取在航空航天領(lǐng)域具有代表性的流體力學(xué)學(xué)科作為樣本，得到國家自然科學(xué)基金支持論文3 401篇和“973計劃”支持論文293篇。

構(gòu)建研究者之間的科研合作網(wǎng)絡(luò)G，節(jié)點代表學(xué)者，連邊代表學(xué)者之間的關(guān)系。

G={V,E}，V={v1,v2,…,vm}，E={e1,e2,…,en}

(1)

其中，V為學(xué)者節(jié)點的集合，m為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包含的學(xué)者數(shù)量，E為網(wǎng)絡(luò)中邊的集合，n為網(wǎng)絡(luò)中存在的科研合作關(guān)系數(shù)量。采用CiteSpace軟件，以累積的方式處理論文合作關(guān)系[21]，分別構(gòu)建無權(quán)無向的國家自然科學(xué)基金和“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，最終得到包含844個節(jié)點2 612條邊的“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，以及包含8 220個節(jié)點26 017條邊的國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，并通過Pajek與MATLAB軟件對網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)進行計算和可視化。

2 分析與討論

2.1 宏觀網(wǎng)絡(luò)整體分析

2.1.1 度分布分析

網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點連接邊的數(shù)目，稱為節(jié)點度，科研合作網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的度表示與該節(jié)點有過合作的人數(shù)。度分布衡量的是網(wǎng)絡(luò)中度的彌散程度，用概率分布函數(shù)P(k)表示，代表隨機從網(wǎng)絡(luò)中選取一個節(jié)點，其度為k的概率。網(wǎng)絡(luò)的無標度特征由Barabasi等[22]發(fā)現(xiàn)，是指度分布呈冪函數(shù)形式衰減。網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點度都較小，度特別大的節(jié)點很少，體現(xiàn)出極強的網(wǎng)絡(luò)異質(zhì)性。

如圖2所示，根據(jù)Pajek網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度計算，得出國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)平均度為19.83，將節(jié)點的度分布進行冪函數(shù)曲線回歸得到P(k)～6.713*k(-2.459)?？梢园l(fā)現(xiàn)，國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)服從的冪律度分布指數(shù)在2～3附近，具有顯著的無標度網(wǎng)絡(luò)特征。如圖3所示，“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)平均度為9.43，將其度分布進行冪函數(shù)曲線回歸，得到擬合優(yōu)度為0.588。結(jié)合觀察可發(fā)現(xiàn)，“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)也具有無標度網(wǎng)絡(luò)特征，且兩種科技計劃基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)都存在富者愈富的“馬太效應(yīng)”，即少數(shù)學(xué)者有著大量科研合作，大多數(shù)學(xué)者僅有少量或沒有科研合作，且因為無標度結(jié)構(gòu),依然傾向于與合作者較多的學(xué)者合作。

圖2 國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)度分布 圖3 “973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)的度分布

2.1.2 最短路徑分析

網(wǎng)絡(luò)平均最短路徑長度為網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點對之間距離的平均值，即:

(2)

其中，dij為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點vi與vj之間的距離，N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)量。平均最短路徑長度描述網(wǎng)絡(luò)傳輸性能與效率，在科研合作網(wǎng)絡(luò)中可以表征學(xué)者間的合作溝通效率。計算得出國家自然科學(xué)基金和“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)平均最短路徑分別為3.2和1.2，兩者最短路徑都較短，說明學(xué)者聯(lián)系密切，但“973計劃”中學(xué)者聯(lián)系相較國家自然科學(xué)基金更為緊密。

2.1.3 集聚系數(shù)分析

集聚系數(shù)用于衡量網(wǎng)絡(luò)集團化程度，較高的集聚系數(shù)可以增強學(xué)者之間的信任，促進其協(xié)作、資源共享和風(fēng)險共擔(dān)。如果學(xué)者vi與vj有合作，學(xué)者vj與vk有合作，則節(jié)點(vi,vj,vk)為一個三元組，那么學(xué)者vi與vk很可能也有合作。如果學(xué)者vi與vk存在合作，則稱節(jié)點(vi,vj,vk)為一個閉環(huán)三元組。網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)為所有三元組中閉環(huán)三元組數(shù)目，即：

(3)

由Pajek計算得出國家自然科學(xué)基金和“973計劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)分別為0.33和0.45，說明“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者三元組之間存在閉環(huán)的概率大于國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)，“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者集團化程度更加顯著。

小世界特征由Watts&Strogatz[23]提出，該特征能夠促進知識和信息流動，提高網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力。結(jié)合最短路徑與集聚系數(shù)特征分析可知，兩類科技計劃基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)都具有小世界特性，可以有效推動科研創(chuàng)新。兩類科技計劃基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中進行科研合作的學(xué)者之間都有較親近的社會關(guān)系，跨越性科研合作較少。相較于國家自然科學(xué)基金，“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者更傾向于進行科研合作，集團化程度顯著且與合作對象的社會關(guān)系更親密、直接。

2.1.4 重要節(jié)點分析

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點評價指標主要分為兩類：一類從社會網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā)，包括中心性等指標；另一類從魯棒性角度出發(fā)，通過刪除網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點衡量網(wǎng)絡(luò)變化，包括網(wǎng)絡(luò)分離子圖數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)效率變化、最大子圖節(jié)點數(shù)等指標。對于科研合作網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點的識別，以保持網(wǎng)絡(luò)完整性的中心性指標為主[24-27]。

節(jié)點度即與該節(jié)點相連的邊數(shù)，直接體現(xiàn)與某點直接相連點的數(shù)量，點度中心性是點的度與其最大可能度的比值，衡量節(jié)點在其鄰居節(jié)點當中的中心程度。點的介數(shù)是網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過該點數(shù)量的比例，反映節(jié)點或邊在整個網(wǎng)絡(luò)中連接兩個子圖或社團的作用和影響力，介數(shù)中心性即是對這種中介作用的衡量。接近度是測量節(jié)點通過最短路徑與其它節(jié)點的接近程度，刻畫網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)到達其它節(jié)點的難易程度，反映節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)對其它節(jié)點施加影響的能力，也反映節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中居于中心位置的程度。

表1列出了根據(jù)中心性識別得出國家自然科學(xué)基金和“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中的重要學(xué)者，其中僅薛創(chuàng)和李明兩位學(xué)者在兩個網(wǎng)絡(luò)中同時出現(xiàn)，說明兩類科技計劃中科研主干力量有很大不同，在有限精力下，學(xué)者傾向于僅全力參與一類重大科技項目研究工作。從論文發(fā)表數(shù)和學(xué)者數(shù)量看，參加國家自然科學(xué)基金的學(xué)者多于“973計劃”，兩者人均論文發(fā)表數(shù)相差不大，國家自然科學(xué)基金僅較“973計劃”高出0.6篇/人。進一步檢索重要學(xué)者所屬單位發(fā)現(xiàn)，兩類科技計劃中重要學(xué)者絕大多數(shù)來自北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所和中國工程物理研究院兩家單位，同時“973計劃”重要學(xué)者中還有較多來自中國空氣動力研究與發(fā)展中心。總體看，兩類科技計劃重要學(xué)者隸屬單位以科研機構(gòu)為主，其中國家自然科學(xué)基金參與單位更為多樣，包含更多高等院校。

表1 基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)重要學(xué)者

2.2 中觀網(wǎng)絡(luò)成分分析

成分是網(wǎng)絡(luò)中最大關(guān)聯(lián)子圖，從有無角度反映科研團體合作特征。如圖4所示，根據(jù)成分分析將國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)分為1 091個成分，其中以學(xué)者張永輝為代表的最大成分含有2 567個節(jié)點，其規(guī)模占所有節(jié)點的31.23%，最小為46個單個學(xué)者構(gòu)成的成分，占所有成分的4.2%，3人以上構(gòu)成的成分為863個，占所有成分的79%?！?73計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)如圖5所示，可以分為163個成分，其中以學(xué)者張順玉為代表的最大成分包含39個節(jié)點，其規(guī)模占所有節(jié)點的4.6%，最小為4個單個節(jié)點構(gòu)成的成分，占所有成分的2.5%，3人以上構(gòu)成的成分為135個，占所有成分的82.8%。對比分析發(fā)現(xiàn)，“973計劃”基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中成分分布較為均勻，更有組織性，游離于群體之外的單個節(jié)點相對較少，學(xué)者更傾向于進行科研合作；國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)合作關(guān)系則呈現(xiàn)兩級分化態(tài)勢，傾向于合作的學(xué)者組成大規(guī)模圈子，傾向于獨自探索的學(xué)者也占較大比例，同時還存在一定比例的小型團隊。

圖4 國家自然科學(xué)基金科研合作網(wǎng)絡(luò)

圖5 “973計劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)

2.3 微觀基元模體分析

模體從局部刻畫給定網(wǎng)絡(luò)相互連接的特定模式，是微觀基元合作模式的反映。模體的重要性主要有Z-score和濃度兩個度量指數(shù)。其中，Z-score反映模體在真實網(wǎng)絡(luò)和隨機網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)頻率的差距，計算方法為：

(4)

其中，Nreali為實際網(wǎng)絡(luò)中模體i出現(xiàn)的頻率，Nrandi表示生成的隨機網(wǎng)絡(luò)中模體i出現(xiàn)的頻率，〈Nrandi〉為Nrandi的平均值，σrandi為Nrandi的標準差。

模體濃度的定義基于子圖濃度。擁有N個節(jié)點的第i種子圖濃度為實際出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)中第i種子圖數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)中所有N個節(jié)點子圖總數(shù)量之比，計算方法為：

(5)

其中，Ni為第i種子圖數(shù)量。本研究采用fanmod和MATLAB軟件構(gòu)建1 000個隨機網(wǎng)絡(luò)，得出顯著性水平p<0.05的3節(jié)點與4節(jié)點子圖，然后對“973計劃”和國家自然科學(xué)基金科研合作網(wǎng)絡(luò)進行模體濃度與Z-score計算，結(jié)果如表2所示?！?73計劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)模體中具有更多完備子圖型模體(1-3-1、1-4-1)，且濃度均為70%以上，顯示出更強的科研合作緊密度，項目中學(xué)者平等地與其他學(xué)者合作，呈現(xiàn)出強烈的強強聯(lián)合態(tài)勢，但核心學(xué)者的地位不突出。與之相對，國家自然科學(xué)基金科研合作網(wǎng)絡(luò)模體中也存在完備子圖型模體(1-3-1、1-4-1)，但濃度僅為36.53%和9.05%，在4節(jié)點模體中，突出核心學(xué)者作用的2-4-1模體濃度最大為38.76%,表明強強聯(lián)合現(xiàn)象相對較少，核心學(xué)者的地位更為突出。

表2 網(wǎng)絡(luò)模體形式

2.4 科研合作模式

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定網(wǎng)絡(luò)中學(xué)者知識共享與交流模式，根據(jù)上述多層次分析可以發(fā)現(xiàn)，中國基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)中主要科研合作模式有單點型、流線型、平衡型、核心型4種。

(1)單點型：學(xué)者獨立科研并發(fā)表文章，人才吸收能力更強，科研合作程度較低。單點型科研合作模式在國家自然科學(xué)基金和“973計劃”科研合作網(wǎng)絡(luò)中都有所體現(xiàn)，但在前者中占比更高。說明獨立學(xué)者更傾向于參與自由探索型基礎(chǔ)研究項目，自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式在吸收人才力量方面表現(xiàn)更佳，能給小型團隊帶來更多資助機會，但小型團隊被吸收進項目體系后，仍然缺少建立科研合作的途徑，科研合作程度不高。相比之下，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理對于人才的吸納作用較弱，但科研合作程度更高。

單點型科研合作模式在兩種管理模式中的占比差異是人才隊伍選拔機制不同所致。自由探索型基礎(chǔ)研究主要是自下而上的申請審核制，而需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理則包含自上而下的優(yōu)勢力量邀請制和自下而上的自薦申請制兩種，并且由于其舉全國之力的性質(zhì)及任務(wù)時效性限制，注重參研團隊實力，因而更傾向于優(yōu)勢力量邀請制。以獨立學(xué)者為代表的小型團隊通常沒有廣泛的知名度，也達不到被項目機構(gòu)邀請的條件，是在原始性創(chuàng)新中容易被忽略的重要力量，這也導(dǎo)致需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理對人才的吸納作用不足。

(2)流線型：各節(jié)點一個接一個呈線形結(jié)構(gòu)(見圖6)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不利于知識交流與共享，是科研合作程度不高的重要體現(xiàn)。當前項目科研活動中，存在項目申請書與結(jié)題報告合作的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為各方共同申請項目、撰寫申請書，實際任務(wù)卻單干、毫無交流，結(jié)題時將報告匯在一起完成項目合作，這種表層的科研合作缺少科學(xué)靈感之間的相互碰撞，自然無法體現(xiàn)出科研合作對基礎(chǔ)研究與科學(xué)發(fā)展的促進作用。流線型科研合作模式在兩種基礎(chǔ)研究管理模式中都有所體現(xiàn)且占比相當，均存在科研合作程度不高的問題。

圖6 流線型科研合作模式

(3)平衡型：子圖中不存在核心作者，或核心學(xué)者地位不突出，如圖7所示。平衡型合作模式體現(xiàn)人才強強聯(lián)合，魯棒性較高，科研合作穩(wěn)定深入，有利于多方交流合作，不易因個別人才流失導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)瓦解。平衡型合作模式是“973計劃”學(xué)者普遍采用的合作模式，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)中，人才合作更平衡，網(wǎng)絡(luò)魯棒性也更強，這與需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究“集中力量辦大事”的特點密切相關(guān)，其人才隊伍選拔方式?jīng)Q定了參與人員科研能力更受普遍認可，從而易于產(chǎn)生強強聯(lián)合的合作局面。相較需求攻關(guān)型，自由探索型基礎(chǔ)研究管理中平衡型科研合作模式較少，應(yīng)加強合作引導(dǎo)，從管理角度出發(fā)，幫助團隊發(fā)掘潛在科研合作對象，以達成更多平衡型科研合作。

圖7 平衡型科研合作模式

(4)核心型：子圖中包含核心學(xué)者，非核心學(xué)者傾向于與核心學(xué)者開展合作，非核心學(xué)者之間合作較少，如圖8所示。核心型科研合作模式中，交流合作主要依賴于核心學(xué)者，魯棒性較低，但該模式屬于典型的導(dǎo)師-學(xué)生模式，具有較強的人才培養(yǎng)作用。核心型科研合作模式是國家自然科學(xué)基金中學(xué)者主要的合作模式，而“973計劃”中則較少。對比發(fā)現(xiàn)，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)科研合作網(wǎng)絡(luò)魯棒性更高，而自由探索型基礎(chǔ)研究科研合作更重視核心學(xué)者地位，自由探索型基礎(chǔ)研究在現(xiàn)實科研生活中也是高校團隊的首選，具有更強的人才培養(yǎng)作用。

圖8 核心型科研合作模式

3 結(jié)論與啟示

3.1 研究結(jié)論

根據(jù)選題來源和人才隊伍選拔機制可以將我國基礎(chǔ)研究分為需求攻關(guān)型與自由探索型兩種管理模式。從基礎(chǔ)研究科研合作網(wǎng)絡(luò)整體層次看，兩種基礎(chǔ)研究管理模式下的科研主干力量具有很大不同，學(xué)者傾向于僅全力參與一類重大科技項目研究工作，重要學(xué)者多數(shù)隸屬于科研院所。其中，自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式參研人員更多，重要學(xué)者隸屬于高校的比重更大，人均發(fā)文數(shù)略高于需求攻關(guān)型。兩類基礎(chǔ)研究管理模式下的科研合作網(wǎng)絡(luò)均具有無標度和小世界特征，有助于推動科研創(chuàng)新，但需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理下的科研合作網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)者聯(lián)系相較自由探索型基礎(chǔ)研究管理更為緊密，合作傾向更強，集團化程度更高。從中觀網(wǎng)絡(luò)成分層次看，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式下的科研合作團體規(guī)模更均勻、更有組織性；自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式下，科研合作團體規(guī)模分布則呈現(xiàn)兩級分化態(tài)勢，傾向于合作的學(xué)者組成大規(guī)模圈子，傾向于獨自探索和組成小型團體的學(xué)者也占較大比例。在微觀基元層次，需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式下的科研合作關(guān)系更多呈現(xiàn)強強聯(lián)合，而自由探索型則更加突出核心學(xué)者的作用。

具體而言，我國基礎(chǔ)研究科研合作模式主要可以分為單點型、流線型、平衡型和核心型4種。自由探索型基礎(chǔ)研究管理更多的是單點型、流線型和核心型科研合作，更突出核心學(xué)者地位且注重人才的吸收培養(yǎng)。需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理則以平衡型和流線型科研合作模式為主，科研合作更平衡、魯棒性更高，體現(xiàn)人才強強聯(lián)合，不易因個別人才流失造成合作交流瓦解，但吸納與培養(yǎng)人才的作用略顯不足。此外，兩種科研管理模式都存在流線型科研合作模式，體現(xiàn)出科研合作廣度和深度不夠，仍然具有較大提升空間。

3.2 理論貢獻

本研究界定了自由探索與需求攻關(guān)型兩種基礎(chǔ)研究管理模式，發(fā)掘兩種不同基礎(chǔ)研究管理模式下自主形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)中蘊含4種科研合作模式，并對比兩類基礎(chǔ)研究管理模式在促進科研合作方面的優(yōu)缺點。結(jié)論對科研管理和基礎(chǔ)研究管理理論具有一定補充意義，有助于科研人員對我國基礎(chǔ)研究管理模式和科研合作模式進行系統(tǒng)性了解，也有助于相關(guān)管理部門理清我國基礎(chǔ)研究管理和科研合作現(xiàn)狀，對解決我國基礎(chǔ)研究“卡脖子”問題，完成管理轉(zhuǎn)型，走出中國特色自主創(chuàng)新道路具有一定指導(dǎo)意義。

3.3 管理啟示

需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究管理模式形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)，魯棒性強、合作緊密、集團化程度高、組織均勻、合作平衡，集中了頂尖的人力物力，具有更嚴格的組織管理，在國家重大需求下集中突破核心科學(xué)問題，是中國速度在科研領(lǐng)域的體現(xiàn)，也是應(yīng)對當前科技發(fā)展困局的短期解決方案。但該模式依賴于有關(guān)部門和專家的眼界判斷，課題覆蓋程度較低，難以應(yīng)對未來發(fā)展的復(fù)雜變化。

自由探索型基礎(chǔ)研究管理模式形成的科研合作網(wǎng)絡(luò)，核心學(xué)者地位突出、整體結(jié)構(gòu)松散、小型團隊多，有助于廣泛吸納和培養(yǎng)人才，科學(xué)家好奇心驅(qū)動的自由選題也可以增加課題覆蓋廣度，從人才儲備和課題覆蓋兩方面降低不確定性影響，從而保障我國基礎(chǔ)研究能力的可持續(xù)發(fā)展，是應(yīng)對當前科技發(fā)展困局的長期解決方案。但由于當前基礎(chǔ)研究“卡脖子”問題存在明確的短板與需求，自由探索型基礎(chǔ)研究缺乏針對性，無法快速補足弱項，因此一定時期內(nèi)我國經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展仍會受制于人。

基于此，以長期方案為基礎(chǔ)，短期方案為補充，兩者相結(jié)合才能走出中國特色自主創(chuàng)新道路，解決基礎(chǔ)研究“卡脖子”問題。在管理辦法轉(zhuǎn)型上，應(yīng)更加突出自由探索型基礎(chǔ)研究管理的人才培養(yǎng)作用，一方面，豐富基礎(chǔ)研究資助層次，降低申請門檻，創(chuàng)造條件引導(dǎo)學(xué)者進行基礎(chǔ)研究；另一方面，在項目層面突出同行交流合作和專家的作用，提倡通過交流解決科學(xué)問題，提升學(xué)者研究水平。而對于需求攻關(guān)型基礎(chǔ)研究，則應(yīng)該更加突出其集中頂尖人才解決重大問題的特點，給予頂尖人才充分的科研空間，提供科研條件與設(shè)施保障，優(yōu)化績效考評指標，以代表作而非發(fā)文量等不符合基礎(chǔ)研究客觀規(guī)律的量化指標評價科研進展與成果。同時，兩種基礎(chǔ)研究管理模式都要提升科研合作深度與廣度，相關(guān)管理單位和依托單位應(yīng)為參研學(xué)者提供更多跨學(xué)科交流、國際合作機會，注重運用里程碑節(jié)點控制等手段促進實打?qū)嵉目蒲泻献?，從體制機制角度提升基礎(chǔ)研究科研水平，促進我國基礎(chǔ)研究成果迸發(fā)。