王 超，馬 銘，王海燕，夏 冬，許海云

（1. 山東理工大學(xué)管理學(xué)院，淄博 255000；2. 齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）情報研究所，濟南 250014；3. 齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）科技發(fā)展戰(zhàn)略研究所，濟南 250014；4. 中國科學(xué)技術(shù)信息研究所，北京 100038；5. 中國科學(xué)院成都文獻情報中心，成都 610041）

1 引 言

在“打造新科技革命軟環(huán)境，厚植顛覆性創(chuàng)新土壤，培育創(chuàng)新試驗田”的目標下，科技部提出緊扣“顛覆性”特征，著力突破傳統(tǒng)科研理念和范式，探索建立符合顛覆性技術(shù)創(chuàng)新特點和規(guī)律的項目發(fā)現(xiàn)、遴選和資助機制[1]。技術(shù)擴散在技術(shù)進步過程中起著至關(guān)重要的作用。一項新技術(shù)能夠?qū)ι鐣徒?jīng)濟產(chǎn)生效益的前提在于技術(shù)的大規(guī)模擴散并得到社會的廣泛接受及應(yīng)用[2]，否則它將難以影響經(jīng)濟和社會發(fā)展。顛覆性技術(shù)作為區(qū)別于常規(guī)的技術(shù)創(chuàng)新，其擴散會對經(jīng)濟和社會產(chǎn)生顛覆性的變革，其擴散實質(zhì)上是新技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展、商業(yè)化及被大眾廣泛應(yīng)用的過程[3]。因此，研究顛覆性技術(shù)擴散特點不僅可以探究技術(shù)自身的擴散規(guī)律，識別不同技術(shù)擴散特征，還對識別潛在顛覆性技術(shù)具有重要意義。當前，關(guān)于技術(shù)擴散的研究已有諸多成果，但較少涉及顛覆性技術(shù)的擴散研究。鑒于此，本文嘗試在E.M.羅杰斯提出的技術(shù)擴散概念的基礎(chǔ)上，利用其提出的技術(shù)擴散四個要素——技術(shù)、時間、擴散渠道和社會體系[4]，構(gòu)建生命周期視角下顛覆性技術(shù)的擴散研究框架，探索顛覆性技術(shù)在全生命周期內(nèi)，通過基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、社會媒體等渠道，在以政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界（大學(xué)和科研院所）、社會大眾為代表的社會體系成員中的傳播特征，以期為探索顛覆性技術(shù)特征和規(guī)律以及潛在顛覆性技術(shù)的遴選提供新的思路。

2 相關(guān)研究

2.1 相關(guān)技術(shù)內(nèi)涵的辨析

顛覆性技術(shù)（disruptive technology）由美國哈佛大學(xué)商學(xué)院克萊頓·克里斯坦森（Clayton Chris‐tensen）教授提出，其將技術(shù)分為顛覆性技術(shù)和漸進性技術(shù)，前者是具有新功能、能夠替代現(xiàn)有主流技術(shù)、對現(xiàn)有市場或產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生顛覆性影響的一類技術(shù)[5]，后者是沿已有技術(shù)路線演化軌跡持續(xù)增量改進的一類技術(shù)[6]?！邦嵏残约夹g(shù)”這一概念自提出以來得到了來自學(xué)術(shù)界、政府、產(chǎn)業(yè)界的廣泛研究[7-11]。社會各界對于顛覆性技術(shù)內(nèi)涵的解讀雖然有一定的差異，但始終離不開“技術(shù)性能有別于主流技術(shù)，會替代現(xiàn)有主流技術(shù)，且會產(chǎn)生變革性影響力”等幾個特征。在此基礎(chǔ)上，本文將顛覆性技術(shù)界定為：具有區(qū)別于主流技術(shù)的性能，能夠改變已有技術(shù)發(fā)展軌跡，會對社會產(chǎn)生巨大影響的一類變革性技術(shù)。

本文所界定的一般性應(yīng)用技術(shù)是一類常見的具有大眾性、應(yīng)用性、適用性的普通技術(shù)。通常將新技術(shù)的出現(xiàn)到最終被另一種技術(shù)取代視為一個循環(huán)過程，這個過程發(fā)生在一個時間內(nèi)，期間會涉及革命性的技術(shù)突破[12]，顛覆性技術(shù)取代主流技術(shù)后也會逐漸成為一般性的應(yīng)用技術(shù)。共性技術(shù)是能夠共享應(yīng)用于不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、行業(yè)或不同區(qū)域，對社會經(jīng)濟產(chǎn)生普遍推動作用的技術(shù)[13]，產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)屬于競爭前技術(shù)，具有明顯的公共性，從這一點來看，共性技術(shù)與顛覆性技術(shù)有著明顯的區(qū)別。新興技術(shù)是新近或正在發(fā)展、對社會經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響的高技術(shù)，比一般技術(shù)具有更高復(fù)雜性和不確定性[14]。新興技術(shù)既可以是漸進性的創(chuàng)新，也可以是非漸進性的創(chuàng)新[15]，從這個角度來看，新興技術(shù)和顛覆性技術(shù)存在一定的交叉。

2.2 相關(guān)技術(shù)的擴散研究

通過對現(xiàn)有文獻的系統(tǒng)梳理發(fā)現(xiàn)，鮮有研究聚焦于顛覆性技術(shù)的擴散特征，較多文獻圍繞顛覆性技術(shù)特征及識別預(yù)測方法展開研究[16-18]。當前技術(shù)擴散的研究主要涉及一般應(yīng)用技術(shù)、共性技術(shù)、新興技術(shù)三種技術(shù)類型的擴散。

1）一般應(yīng)用技術(shù)

從生命周期的視角來看，技術(shù)擴散是一種由技術(shù)發(fā)明到技術(shù)推廣，再到受到社會廣泛接納，之后被先進技術(shù)替代而消亡的過程[19]。技術(shù)擴散的過程可以分為三個階段：不穩(wěn)定階段，指新技術(shù)產(chǎn)生并開始在企業(yè)內(nèi)部擴散；過渡階段，指技術(shù)向企業(yè)外部擴散；穩(wěn)定階段，指技術(shù)擴散頻率降低，技術(shù)生命周期逐漸結(jié)束[20]。以專利文獻為載體的技術(shù)擴散是當前研究的主流，如基于專利的技術(shù)擴散速度研究[21]、地理空間的技術(shù)擴散[22]和基于專利引證關(guān)系的技術(shù)擴散[23-24]等。

2）共性技術(shù)的擴散研究

產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)擴散是共性技術(shù)從產(chǎn)生、供給、擴散，到商業(yè)化、市場化收益的一系列過程[25]。這種過程體現(xiàn)的是共性技術(shù)受企業(yè)采納與否的決策行為，在這個過程中政府補貼和知識技術(shù)對于共性技術(shù)的擴散有著積極推動作用[26]。產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)在不同的擴散階段具有不同技術(shù)屬性，具體按純公共品、準公共品、市場品的過程發(fā)展[27]。附隨擴散是進入市場階段的商業(yè)化擴散[28]，政府在整個共性技術(shù)擴散的階段中持續(xù)發(fā)揮作用[29]。

3）新興技術(shù)的擴散研究

新興技術(shù)擴散是新興技術(shù)在產(chǎn)生之初受到技術(shù)勢差和經(jīng)濟利益的驅(qū)動而發(fā)生的擴散過程。新興技術(shù)在產(chǎn)生之初會因其新的技術(shù)價值與其他技術(shù)產(chǎn)生“位勢差”，這種差異會促使技術(shù)向外產(chǎn)生一種擴散動能，以便消除新技術(shù)帶來的差異[30]。新興技術(shù)擴散的關(guān)鍵驅(qū)動因素在于創(chuàng)新能力以及技術(shù)的市場需求規(guī)模[31]。新興技術(shù)的不確定性、模糊性、復(fù)雜性的特點使新興技術(shù)的擴散存在較強的隨機性，傳統(tǒng)的技術(shù)擴散模型對于新興技術(shù)的適用性較差，同時新興技術(shù)的創(chuàng)新周期縮短，技術(shù)廣度及寬度擴大，技術(shù)寬領(lǐng)域擴散現(xiàn)象明顯[32]。

通過對已有研究的系統(tǒng)梳理發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外學(xué)者對一般應(yīng)用技術(shù)、新興技術(shù)、共性技術(shù)等各類技術(shù)擴散的研究成果豐富，特別是對各類技術(shù)的擴散過程、機理及模型進行了系統(tǒng)研究。但是這些研究對于顛覆性技術(shù)擴散研究的適用性較低。結(jié)合顛覆性技術(shù)的內(nèi)涵，本文認為顛覆性技術(shù)擴散至少要凸顯兩個方面特點：一個是體現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的演化軌跡，另一個是體現(xiàn)技術(shù)社會影響力的擴散。已有研究表明[33]，S 形生命周期曲線可以揭示技術(shù)的一般演變過程，能夠適用于各種技術(shù)領(lǐng)域，可以用來發(fā)現(xiàn)技術(shù)的突破，這為顛覆性技術(shù)的擴散提供了借鑒之處。但是從顛覆性技術(shù)與其他技術(shù)的比較來看，顛覆性技術(shù)擴散具有特殊性，現(xiàn)有的擴散研究不能很好地滿足顛覆性技術(shù)的擴散研究，尤其是技術(shù)社會影響力的擴散。鑒于此，本文提出生命周期視角下顛覆性技術(shù)的擴散特點研究框架，提出顛覆性技術(shù)擴散特點的分析步驟及方法。

3 研究方法

E. M. Rogers（埃弗雷特·羅杰斯，又譯E.M.羅杰斯）的技術(shù)擴散理論是在眾多漸進性創(chuàng)新或顛覆性創(chuàng)新案例中提煉出來的，將技術(shù)擴散定義為技術(shù)在某段時間內(nèi)通過特定渠道在社會體系成員里傳播的過程[4]，技術(shù)、時間、擴散渠道和社會體系構(gòu)成了技術(shù)擴散的四個基本要素，這一擴散理論體系隨后得到廣泛應(yīng)用，成功解釋或預(yù)測了許多新技術(shù)的擴散及過程，具有很強的適用性[34]。顛覆性技術(shù)作為一種“可改變游戲規(guī)則的”新的變革性技術(shù)[8]，適用于該理論認定的新技術(shù)范疇。因此，本文在E.M.羅杰斯提出的技術(shù)擴散概念的基礎(chǔ)上，利用其提出的技術(shù)擴散四個要素——技術(shù)、時間、擴散渠道和社會體系，構(gòu)建了生命周期視角下顛覆性技術(shù)的擴散研究框架（圖1）。

1）技術(shù)要素

本文研究目的是探究顛覆性技術(shù)的擴散特點，顛覆性技術(shù)是本文的主要研究對象。自“顛覆性技術(shù)”的概念提出以來，國內(nèi)外的政府、產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)機構(gòu)基于自身需求提出或確認了一系列具體的顛覆性技術(shù)領(lǐng)域。源于提出或確認機構(gòu)類型的差異，各個機構(gòu)提出的顛覆性技術(shù)領(lǐng)域也存在差異。同樣，各機構(gòu)提出的顛覆技術(shù)領(lǐng)域也會存在重合，尤其是會存在政府、產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)三類機構(gòu)公認的顛覆技術(shù)領(lǐng)域。本文研究的顛覆性技術(shù)就是這些受到政府、產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)界共同認定的顛覆性技術(shù)領(lǐng)域。

2）擴散渠道

從線性創(chuàng)新范式來看，技術(shù)擴散活動涉及上游、中游、下游三個環(huán)節(jié)[35-36]，上游主要涉及圍繞科學(xué)問題而展開的基礎(chǔ)研究，中游主要涉及技術(shù)應(yīng)用研究，下游主要涉及技術(shù)價值的實現(xiàn)。同樣，本文也從這一角度出發(fā)，選用三類技術(shù)擴散渠道——基礎(chǔ)研究渠道、應(yīng)用研究渠道和社會媒體渠道，其中通過社會媒體可以反映技術(shù)所具有的社會影響力。

3）社會體系

社會體系是面臨共同問題或具有共同目標的一組相互聯(lián)系的單位[4]，技術(shù)的擴散發(fā)生在一個社會體系中，而社會體系限定了技術(shù)擴散的范圍。顛覆性技術(shù)確認機構(gòu)，以及技術(shù)擴散渠道涵蓋了顛覆性技術(shù)在社會體系成員中的傳播過程。

4）時間要素

時間是顛覆技術(shù)擴散的要素之一，引入時間維度能夠衡量顛覆性技術(shù)擴散的效果和特征[4]。本文采用生命周期視角下顛覆性技術(shù)擴散研究，其原因在于一項新的技術(shù)源于科學(xué)見解或發(fā)明的先驅(qū)研究，從而會進入一個技術(shù)指數(shù)增長期，然后隨著該技術(shù)的發(fā)展和完善，技術(shù)進步速度會減慢并逐漸接近極限[37]。大多數(shù)研究認識到技術(shù)的擴散遵循近似S 形增長曲線的軌跡[38]，同時生命周期曲線也被廣泛應(yīng)用于模擬擴散過程[39-41]。

在生命周期視角下顛覆性技術(shù)的擴散特點研究框架的基礎(chǔ)上，本文提出了顛覆性技術(shù)擴散特點的分析步驟及方法，具體闡述如下。

3.1 研究對象的確定

本文采用大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)調(diào)研方式，對國內(nèi)外政府官網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)站、學(xué)術(shù)機構(gòu)網(wǎng)站、科技報告、學(xué)術(shù)專著、科技論文等信息來源進行調(diào)研，分別獲取政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界確認的顛覆性技術(shù)名單。最后，將獲得三方共同認可的顛覆性技術(shù)名單，作為本文的研究對象。

3.2 顛覆性技術(shù)的分類

顛覆性創(chuàng)新技術(shù)雖然存在技術(shù)共性，但是不同技術(shù)領(lǐng)域也會存在一定差別，尤其是技術(shù)擴散的特點存在不同，所以需要對顛覆性技術(shù)的類型進行分類，在此基礎(chǔ)上探究不同類別的擴散特征。當前，國家將高新技術(shù)分為八大領(lǐng)域：電子信息、生物與新醫(yī)藥、航空航天、新材料、高新技術(shù)服務(wù)、新能源與節(jié)能、資源與環(huán)境、先進制造與自動化[42]，本文采用該分類方法對獲取的顛覆技術(shù)進行分類。

3.3 數(shù)據(jù)指標及來源

技術(shù)擴散渠道是構(gòu)成技術(shù)擴散的要素之一。本文選用三類技術(shù)擴散渠道——基礎(chǔ)研究渠道、應(yīng)用研究渠道和社會媒體渠道。相應(yīng)地，針對這三類擴散渠道，本文提出相應(yīng)的擴散量計量指標及數(shù)據(jù)來源，具體如表1 所示。其中，科技論文承載的是科學(xué)知識內(nèi)容，是對基礎(chǔ)研究活動內(nèi)容的反映[43]；專利文獻承載的是技術(shù)知識，是對應(yīng)用研究活動內(nèi)容的反映[44]；社會媒體在科學(xué)技術(shù)成果傳播擴散中起著重要作用[45]，在一定程度上是技術(shù)社會影響力擴散的反映。在Altmetrics 與顛覆性技術(shù)的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)[46]，Twitter、News、Policy、Wikipedia、Pat‐ent 這5 個指標與顛覆性技術(shù)存在較為顯著的關(guān)系，同時這些指標分別屬于社交媒體、新聞、政策、在線百科、專利5 類指標，本文將其作為表征社會媒體中技術(shù)擴散量的指標。

表1 技術(shù)擴散的數(shù)據(jù)指標及來源

3.4 生命周期視角下的技術(shù)擴散分析

按照Foster[47]對S 曲線峰值K的劃分，將S 曲線分為4 個部分，相應(yīng)地，技術(shù)擴散曲線可以分為4個階段，具體如表2 所示。

表2 顛覆性技術(shù)擴散階段的劃分

本文采用基于Logistic 的S 曲線模型來分析顛覆性技術(shù)擴散特點，具體公式為其中，Yt是具體擴散指標值在時間點t的累計值；K是S 形擴散曲線漸進的最大值，即累計量的最大極限值，或為無限接近飽和的擴散量；tb為擴散曲線的拐點，即達到最大極限值的一半（2/K）的時間；r為擴散曲線的速率或陡度，r值越大，表示擴散速率越快，計算公式為

其中，Δt表示擴散過程持續(xù)時間的特征時間尺度[41]，是擴散量從K的10%生長到90%所持續(xù)的時間。

由于不同的擴散渠道采用的擴散指標具有不同的單位，并且擴散量的最大極限值差異非常大，因此，本文中所有擴散指標值都被歸一化，使取值范圍處于[0, 1]。然后在基于Logistic 的S 曲線的基礎(chǔ)上，進一步從擴散周期、擴散速率、擴散滯后性、擴散無序性、擴散主導(dǎo)性5 個方面展開生命周期視角下的技術(shù)擴散分析（圖2）。

圖2 基于生命周期的顛覆性技術(shù)擴散分析內(nèi)容

1）技術(shù)擴散周期分析

技術(shù)擴散周期分析是顛覆性技術(shù)在各個擴散渠道中完成擴散所需的時間，可以比較同一顛覆性技術(shù)在不同擴散渠道或者不同顛覆性技術(shù)在同一擴散渠道完成技術(shù)擴散所花費的時間，代表的是顛覆性技術(shù)在擴散渠道中的擴散持續(xù)性，計算公式為

其中，l表示具體擴散渠道的擴散量指標；T0為技術(shù)擴散的初始時間，T99%為技術(shù)擴散達到最大極限值K的99%的時間節(jié)點。S 曲線函數(shù)的特點決定了S 曲線會無限接近最大極限值K，但無法達到K值，因此無法獲得曲線到達K值的時間節(jié)點，所以本文取峰值K的99%的時間節(jié)點作為顛覆性技術(shù)擴散完成的臨界點。

2）技術(shù)擴散速率分析

技術(shù)擴散速率分析是利用公式(2)計算的擴散曲線速率指標r，比較不同技術(shù)在不同擴散渠道中的擴散速率。r計算的特征時間尺度是擴散量極值K的10%生長至90%所持續(xù)的時間，而這段時間恰好涵蓋快速擴散階段（10%~50%） 和擴散穩(wěn)定階段（50%~90%），反映的是技術(shù)快速擴散的主要階段。r值越大，在S 曲線中這段曲線的斜率越陡，說明技術(shù)擴散速率越快。

3）技術(shù)擴散滯后性分析

技術(shù)擴散滯后性分析是對各擴散渠道中擴散過程之間的時滯性進行量化分析，根據(jù)已有研究[41]，可以利用擬合的S 擴散曲線的拐點tb來實現(xiàn)對不同擴散渠道時滯的比較分析。tb是擴散曲線達到極大值一半的時間，是反映擴散過程的時間指標，將其作為相對時間的指標，可以把握不同擴散曲線擴散過程的順序及彼此之間的時間滯后，其計算方式為

其中，Δtij b表示擴散渠道i與擴散渠道j之間的擴散時間差；分別為擴散渠道i、j的拐點。

4）技術(shù)擴散無序性分析

熵是衡量系統(tǒng)內(nèi)部無序性的重要指標，熵值越大，表示能量越集中，系統(tǒng)越有序；熵值越小，表示能量越分散，系統(tǒng)越無序。熵的變化廣泛應(yīng)用于開放系統(tǒng)的演化研究中[48]。科學(xué)技術(shù)的相關(guān)研究活動會在有序與無序狀態(tài)中連續(xù)循環(huán)[49-50]，顛覆性技術(shù)的擴散過程也會在無序和有序的狀態(tài)中轉(zhuǎn)換。擴散無序性表現(xiàn)為技術(shù)擴散呈分散趨勢，擴散有序性表現(xiàn)為技術(shù)擴散呈集中趨勢。為了探究顛覆性技術(shù)在多種擴散渠道中擴散的秩序狀態(tài)，本文利用熵的時序變化來探究技術(shù)擴散中有序或無序狀態(tài)的變化，計算公式為其中，Ht為顛覆性技術(shù)在時間點t時多種擴散渠道i中擴散量的熵。熵值越大，擴散越無序，技術(shù)在越多渠道分散擴散；熵值越小，擴散越有序，技術(shù)在越少渠道集中擴散。

5）技術(shù)擴散主導(dǎo)性分析

技術(shù)擴散主導(dǎo)性是分析某一顛覆性技術(shù)的擴散周期中哪種擴散渠道為主導(dǎo)。顛覆性技術(shù)在多種擴散渠道的擴散并非逐一進行，而是以多種渠道并發(fā)進行，也可能不同的時期內(nèi)主要擴散渠道不同。為了把握技術(shù)擴散的這種特點，本文以不同擴散渠道的擴散速度作為衡量某時期內(nèi)技術(shù)擴散主導(dǎo)性的標準，即同時期內(nèi)擴散速度最大的擴散渠道占據(jù)著該階段的技術(shù)擴散的主導(dǎo)。技術(shù)擴散速度的計算主要是對S 曲線函數(shù)進行一階求導(dǎo)，即

其中，vt為時間點t時的擴散速度。

4 實證研究

4.1 技術(shù)名單獲取及分類

本文對政府官網(wǎng)、公司官網(wǎng)、科技報告、學(xué)術(shù)專著和科技論文等信息來源進行調(diào)研，共獲取372項顛覆性技術(shù)，這些顛覆性技術(shù)來自115 個機構(gòu)，提出時間為2003—2020 年。其中，從中國、俄羅斯、美國、日本等26 個國家的政府機構(gòu)獲得125 項確認的顛覆性技術(shù)，從麥肯錫、高盛、洛克希德?馬丁等17 家公司獲得154 項確認的顛覆性技術(shù)，從中國工程院、中國科學(xué)院、韓國科學(xué)技術(shù)企劃評價院、美國戰(zhàn)略與國際問題研究中心等72 家學(xué)術(shù)機構(gòu)獲得141 項確認的顛覆性技術(shù)。

本文進一步將政府、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界確認的顛覆性技術(shù)名單進行交集處理，獲得12 項三方共同認定的顛覆性技術(shù)，即再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、合成生物、石墨烯、超材料、增材制造、無人駕駛、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能。按照國家對高新技術(shù)領(lǐng)域的劃分，這12項技術(shù)總體上分為電子信息、生物與新醫(yī)藥、新材料和先進制造與自動化4 個領(lǐng)域，具體如表3 所示。

表3 顛覆性技術(shù)的分類

4.2 技術(shù)擴散周期分析

1）技術(shù)擴散周期

從擴散渠道來看，各渠道中各技術(shù)的擴散周期差異很大，其標準差取值都在21 以上（圖3）。在Paper 中，技術(shù)擴散的平均周期最長，在60 年以上；News 中，技術(shù)擴散的平均周期最短，在50 年以下。

電子信息領(lǐng)域中，各技術(shù)的擴散周期處于15~93 年，差異較大。其中，人工智能在各擴散渠道的擴散生命周期均值最大，擴散周期在90 年以上；但是人工智能在各擴散渠道中的技術(shù)擴散周期存在不小的差異，尤其從圖3 可以看出，Paper、Patent-M、Patent 三個渠道的擴散周期較長，可以反映人工智能領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究創(chuàng)新活動、應(yīng)用創(chuàng)新活動，以及其基礎(chǔ)研究成果在應(yīng)用研究中的擴散會維持一個較長的時期。

生物與新醫(yī)藥領(lǐng)域中，各技術(shù)的擴散周期都比較長，尤其是合成生物和再生醫(yī)學(xué)，其生命周期僅次于人工智能，都在80 年以上；但是這兩個技術(shù)各個渠道的擴散周期差異也很大。新材料領(lǐng)域中，各技術(shù)的擴散周期都較低，擴散周期不足35 年；先進制造與自動化領(lǐng)域的各技術(shù)擴散周期都在60年以上。

2）各階段的平均擴散時長

從擴散渠道來看（圖4），擴散遲緩階段（P1）的技術(shù)擴散需要花費最長的時間，此階段各渠道的技術(shù)擴散時間均值都在33 年以上，是其他三個階段擴散時間的2~9 倍，說明顛覆性技術(shù)的前期擴散需要較長時間的積累；在快速擴散階段（P2）、擴散穩(wěn)定階段（P3）和擴散衰退階段（P4），每個擴散渠道技術(shù)擴散花費的時間相差不大，較P1 階段花費時間較短，且三個階段之間的時間差距少于0.3 年。

圖4 不同技術(shù)領(lǐng)域及擴散渠道在各個階段的平均擴散時長(彩圖請見https://qbxb.istic.ac.cn/CN/volumn/home.shtml)

從技術(shù)領(lǐng)域來看，4 個領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)在P1階段的擴散所需要的時間最長；在P2、P3、P4 階段，每個領(lǐng)域技術(shù)擴散需要花費的時間相差不大，且較P1 階段花費時間較短。但是，生物與新醫(yī)藥、先進制造與自動化兩個領(lǐng)域的P1 階段的擴散時間約為50 年，新材料領(lǐng)域僅需要約14 年，這說明新材料的技術(shù)被采納的周期更短，新材料易于被快速接納。

4.3 技術(shù)擴散速率分析

從擴散渠道來看（圖5），News 中的技術(shù)擴散速率最快，平均擴散速率為0.66，說明顛覆性技術(shù)會在主流新聞媒體中擴散迅速，間接地反映顛覆性技術(shù)容易被主流社會或主流階層采納；其次為Twit‐ter、Wikipedia、Policy，平均擴散速率分別為0.53、0.48、0.46；而Paper、Patent、Patent-M 中的擴散速率最低，分別為0.29、0.38、0.44，說明顛覆性技術(shù)在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究，以及基礎(chǔ)研究成果在應(yīng)用研究中的擴散速率較慢。

圖5 各技術(shù)在擴散渠道中的擴散速率分析(彩圖請見https://qbxb.istic.ac.cn/CN/volumn/home.shtml)

從技術(shù)領(lǐng)域來看，電子信息領(lǐng)域中的技術(shù)擴散速率最快，平均擴散速率為0.54，尤其是區(qū)塊鏈，技術(shù)擴散迅速。除人工智能技術(shù)外，News 是電子信息領(lǐng)域中其他技術(shù)擴散速率最快的渠道。新材料領(lǐng)域的平均擴散速率為0.46，News 和Paper 分別是該領(lǐng)域最快和最慢的渠道。先進制造與自動化領(lǐng)域的平均擴散速率為0.43，Wikipedia 和Paper 分別是該領(lǐng)域最快和最慢的渠道。生物與新醫(yī)藥領(lǐng)域的平均擴散速率為0.27，News 和Paper 分別是該領(lǐng)域最快和最慢的渠道。

4.4 技術(shù)擴散滯后性分析

圖6為各技術(shù)在擴散渠道間的滯后時間分布。Paper 是具有較為明顯擴散滯后性的渠道，其中在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、增材制造和無人駕駛5 項技術(shù)中，Paper 的滯后性最為明顯，其擴散時間明顯滯后于其他擴散渠道；在云計算、再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、超材料、石墨烯4 項技術(shù)中，Paper 的滯后性較為明顯，其擴散時間僅領(lǐng)先于1 種擴散渠道；在大數(shù)據(jù)、合成生物2 項技術(shù)中，Paper 的滯后性相對明顯，其擴散時間滯后于4 種擴散渠道。

圖6 各技術(shù)在擴散渠道間的滯后時間分析

從擴散渠道的滯后順來看，Paper 在絕大多數(shù)顛覆性技術(shù)中的擴散渠道滯后順序靠后。另外，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、合成生物、石墨烯、超材料6 項技術(shù)中，Wikipedia 在擴散渠道的滯后順序排在第2 位，其擴散滯后性明顯弱于其他擴散渠道。生物與新醫(yī)藥領(lǐng)域中，Twitter 和News 間的滯后時間都為0，同時在Patent 中的擴散滯后于Paper。

4.5 技術(shù)擴散無序性分析

從圖7 可以看出，電子信息等4 個領(lǐng)域中的顛覆性技術(shù)在多種擴散渠道擴散過程中的熵呈現(xiàn)上升趨勢。同時，各技術(shù)在多種擴散渠道擴散過程中的熵值變化呈現(xiàn)出階梯狀演化的特點，即一段時間內(nèi)熵值變化不大，相對平穩(wěn)，隨后熵值陡增。進一步看，物聯(lián)網(wǎng)和超材料呈現(xiàn)出初期熵值陡增，而其他技術(shù)總體上呈現(xiàn)出初期平穩(wěn)的特點。從當前時期的熵值變化特點來看，所有技術(shù)當前總體上處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)。

圖7 各技術(shù)在擴散過程中的無序性分析(彩圖請見https://qbxb.istic.ac.cn/CN/volumn/home.shtml)

4.6 技術(shù)擴散主導(dǎo)性分析

通過計算技術(shù)擴散速度，可以獲得各個擴散渠道的擴散速度曲線。圖8 所示為區(qū)塊鏈技術(shù)中各個擴散渠道的擴散速度曲線分布圖，圖中的7 個擴散渠道的擴散速度曲線呈鐘形分布，各擴散渠道的不同擴散速度形成了類似此起彼伏的波浪形分布。進一步地，本文獲得同時期內(nèi)擴散速度最大的擴散渠道分布（圖9），以此分析某時期內(nèi)的技術(shù)擴散主導(dǎo)性。

圖8 區(qū)塊鏈技術(shù)的擴散速度曲線(彩圖請見https://qbxb.is‐tic.ac.cn/CN/volumn/home.shtml)

從主導(dǎo)擴散渠道來看，Paper 在11 項技術(shù)（除大數(shù)據(jù)外）的擴散過程中起過主導(dǎo)作用，其中石墨烯、無人駕駛、再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、合成生物、移動互聯(lián)網(wǎng)5 個技術(shù)的初始擴散階段以Paper 中的擴散為主，超材料、增材制造、無人駕駛、再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、合成生物、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能8 個技術(shù)的最終擴散階段以Paper 中的擴散為主。無人駕駛、再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、合成生物、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能中Paper 發(fā)揮過2 次主導(dǎo)作用。

News 在11 項技術(shù)（除物聯(lián)網(wǎng)外）的擴散過程中起過主導(dǎo)作用，其發(fā)揮主導(dǎo)作用的時間主要集中在擴散過程的中間階段。具體而言，無人駕駛、再生醫(yī)學(xué)（干細胞）、合成生物、人工智能4 項技術(shù)中，呈現(xiàn)擴散過程的兩頭以Paper 為主導(dǎo)，中間過程News 會發(fā)揮主導(dǎo)。

從主導(dǎo)作用的持續(xù)時間來看，有7 項技術(shù)的Pa‐per 持續(xù)時間最長，尤其是先進制造與自動化、生物與新醫(yī)藥兩個領(lǐng)域，其技術(shù)中Paper 持續(xù)時間最長。電子信息領(lǐng)域中，2/3 的技術(shù)中Paper 持續(xù)時間最長。新材料領(lǐng)域中Twitter 為主導(dǎo)的持續(xù)時間最長，都在12 年以上。

在圖9 的基礎(chǔ)上，可以進一步深入挖掘顛覆性技術(shù)擴散主導(dǎo)渠道的交替模式，本文以網(wǎng)絡(luò)的形式將技術(shù)擴散主導(dǎo)渠道的交替模式進行展現(xiàn)（圖10）。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點為主導(dǎo)擴散渠道，節(jié)點間的有向邊為主導(dǎo)擴散渠道之間的前后相鄰關(guān)系，邊的權(quán)重為同種相鄰關(guān)系的頻次。從圖10 可以發(fā)現(xiàn)，83%的技術(shù)中News 和Twitter 總是相鄰出現(xiàn)，58%的技術(shù)中Paper和Patent-M 相鄰出現(xiàn)，50%的技術(shù)中Policy 和Paper之間相鄰出現(xiàn)；25%的技術(shù)呈現(xiàn)Wikipedia→Patent-M→Paper→Policy→News→Twitter 的交替特點，25%的技術(shù)呈現(xiàn)Policy→Paper→Patent-M 的交替特點。同時，本文也發(fā)現(xiàn)，擴散主導(dǎo)渠道的交替不會出現(xiàn)Patent→News、News→Paper、Policy→Twitter、Twit‐ter→Paper/Patent-M、 Patent→Twitter→Paper， Patent不會與Policy 相鄰出現(xiàn)，Wikepedia 與其他渠道都可能相鄰出現(xiàn)。

圖9 各技術(shù)在擴散過程中主導(dǎo)擴散渠道的分析(彩圖請見https://qbxb.istic.ac.cn/CN/volumn/home.shtml)

圖10 顛覆性技術(shù)擴散主導(dǎo)渠道的交替模式

5 總 結(jié)

本文在E.M.羅杰斯提出的技術(shù)擴散概念的基礎(chǔ)上，利用其提出的技術(shù)擴散四個要素——技術(shù)、時間、擴散渠道和社會體系，構(gòu)建了生命周期視角下顛覆性技術(shù)的擴散研究框架。通過利用大規(guī)模調(diào)研的方式，獲取當前政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界（科研院所、大學(xué)）一致公認的顛覆性技術(shù)，利用文獻計量和替代計量的分析方法，探究技術(shù)生命周期視角下的顛覆性技術(shù)的擴散特點。通過實證分析歸納總結(jié)了顛覆性技術(shù)在擴散周期、擴散速率、擴散滯后性、擴散無序性、擴散主導(dǎo)性5 個方面各個領(lǐng)域技術(shù)擴散的具體特點以及所有技術(shù)的共性特點。一般技術(shù)、共性技術(shù)、新興技術(shù)的相關(guān)擴散研究尚未提及不同渠道的擴散特點，尤其是技術(shù)社會影響力在社會媒體上的擴散特點；而本文通過研究發(fā)現(xiàn)了顛覆性技術(shù)在不同擴散渠道中呈現(xiàn)的一系列特點。

5.1 技術(shù)擴散特點

1）各領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的擴散特點

通過實證分析發(fā)現(xiàn)，各領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)存在由定量化的指標所表現(xiàn)出的具體特點，如表4所示。

表4 各領(lǐng)域顛覆性技術(shù)擴散的具體特征

2）顛覆性技術(shù)擴散的共性特點

雖然各個領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)的擴散具有各自的特點，但是這些技術(shù)也具有作為顛覆性技術(shù)的共性特點，具體如下。

（1）技術(shù)擴散周期特征。首先，顛覆性技術(shù)在基礎(chǔ)研究階段的擴散周期最長，顛覆性技術(shù)需要以基礎(chǔ)研究為創(chuàng)新源頭；其次，顛覆性技術(shù)的前期積累階段較長，往往需要花費數(shù)倍于其他階段的擴散時間，而其他階段的擴散周期相對均衡，時間差距較小；最后，顛覆性技術(shù)的社會影響力可在相對較短的周期內(nèi)擴散到主流社會（階層），并被其采納或接受。

（2）技術(shù)擴散速率的特征。首先，顛覆性技術(shù)在技術(shù)創(chuàng)新活動上游、中游端的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究中呈現(xiàn)非平穩(wěn)、非快速式的擴散特點，知識和技術(shù)的漸進式積累在很大程度上影響顛覆性技術(shù)在這兩類擴散渠道中的擴散速率；其次，作為技術(shù)活動下游端的社會媒體類擴散渠道對顛覆性技術(shù)較為敏感，這類擴散渠道會以較快的擴散速率將顛覆性技術(shù)擴散到社會體系中。

（3）技術(shù)擴散的滯后性特征。各技術(shù)擴散的滯后性差異性較為明顯，能夠體現(xiàn)技術(shù)擴散滯后性的共性特征不明顯。

（4）技術(shù)擴散的無序性特征。首先，顛覆性技術(shù)在多渠道中的擴散過程中呈現(xiàn)有序向無序的趨勢發(fā)展，擴散渠道由單一化向多樣化發(fā)展，即初始階段的擴散集中在少數(shù)擴散渠道，之后技術(shù)擴散會逐漸蔓延到多種擴散渠道；其次，顛覆性技術(shù)在多渠道中由有序向無序的擴散變化不是單調(diào)變化，而是有一段時間內(nèi)會維持一定的狀態(tài)，即無序性變化趨勢中存在階段性的狀態(tài)穩(wěn)定性；最后，顛覆性技術(shù)擴散會以一種急速轉(zhuǎn)換的過程來實現(xiàn)有序向無序的改變。

（5）技術(shù)擴散的主導(dǎo)性特征。首先，顛覆性技術(shù)在生命周期內(nèi)的主導(dǎo)性擴散渠道呈現(xiàn)此起彼伏的交替變化的特點；其次，基礎(chǔ)研究仍然是顛覆性技術(shù)的主要擴散渠道，顛覆性技術(shù)離不開基礎(chǔ)研究的引領(lǐng)和支撐，顛覆性技術(shù)擴散中會得到主流新聞媒體的持續(xù)關(guān)注，尤其是一段時間內(nèi)在主流社會（階層）會引領(lǐng)顛覆性技術(shù)的擴散；再次，顛覆性技術(shù)在主流社會（階層）和社會大眾層面的主導(dǎo)性擴散相互交替，通過這種主導(dǎo)性的交替實現(xiàn)顛覆性技術(shù)在整個社會階層的擴散；最后，顛覆性技術(shù)在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、政府層面的主導(dǎo)擴散與社會階層的主導(dǎo)擴散往往存在著一定的時間間隔。

5.2 科技管理啟示

（1）對于政府來說，顛覆性技術(shù)基礎(chǔ)研究前期積累的長周期這一特點，需要保證對基礎(chǔ)研究投入和支持的長久性和持續(xù)性；政府在完善顛覆性技術(shù)遴選及發(fā)現(xiàn)的相關(guān)機制的過程中，應(yīng)該重視那些能夠被社會媒體集中關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域，重視社會媒體所代表的社會大眾對于顛覆性技術(shù)這類變革性創(chuàng)新的關(guān)注，尤其是被主流新聞媒體；政府需要重點加強生物醫(yī)藥領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)的科技戰(zhàn)略規(guī)劃和布局，更好地應(yīng)對生物技術(shù)時代科技給經(jīng)濟社會帶來的變革性影響。

（2）對于企業(yè)來說，應(yīng)積極參與基礎(chǔ)研究，積極從基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)潛在顛覆性技術(shù)；要能夠順勢把握電子信息領(lǐng)域技術(shù)在時間較短的快速擴散階段中所帶來的技術(shù)紅利，技術(shù)擴散由有序向無序的急速轉(zhuǎn)換的時間點可能就是顛覆性技術(shù)開始對主流市場產(chǎn)生顯著變革性影響的時間節(jié)點；產(chǎn)業(yè)也需要重點加強生物醫(yī)藥領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)布局。

（3）對于學(xué)術(shù)界來說，顛覆性技術(shù)的創(chuàng)新仍需要學(xué)術(shù)界在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的知識引領(lǐng)和技術(shù)支撐；新材料領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)研發(fā)的周期要積極適應(yīng)該領(lǐng)域技術(shù)迭代升級周期短的特點；對于先進制造與自動化領(lǐng)域，需要注意大眾知識共享平臺/在線知識社區(qū)上擴散速率明顯的技術(shù)成為潛在顛覆性技術(shù)的可能性。

本文存在一定的不足和局限。受檢索方式和條件的限制，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)調(diào)研獲取的顛覆性技術(shù)名單可能會忽略一部分技術(shù)，未來可在本文的基礎(chǔ)上進一步拓展顛覆性技術(shù)對象的調(diào)研。另外，本文歸納總結(jié)的顛覆性技術(shù)擴散特點既有共性特點，也有體現(xiàn)各領(lǐng)域特點的個性化特點，既有定性的擴散特點，也有定量的擴散特點，當前尚未有研究能夠?qū)⑦@些特點統(tǒng)一到某個具體的顛覆性技術(shù)識別方法中，有效地將這些擴散特征有機統(tǒng)一地應(yīng)用于顛覆性技術(shù)識別中是未來需要進一步開展的工作。