如何评估国际科技创新中心——概念框架与指标体系初探

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摘要：建设国际科技创新中心是落实创新驱动发展战略的重要举措，是提升创新资源集聚度和全球影响力的关键抉择。研究从创新中心的历史路径、演化趋势与特征出发，界定国际科技创新中心的概念与内涵；基于科学研究、创新经济、创新生态三个维度，建构国际科技创新中心的评估指标体系。从评估结果看，美国城市在科学研究能力与创新生态得分上突出，中国城市在创新高地指标优势显著，如人工智能、信息技术、通讯服务等新兴产业发展迅速，风险投资极具活力。

0 引言

科技创新能力是国家竞争力的核心。当前，新一轮科技革命正在重塑世界经济结构和大国竞争格局，国家间的核心竞争能力将更多地表现为科技创新能力、创新体系的竞争。由于创新资源具有高度流动性，同时创新活动具有空间集聚性，创新的范式也不断演化，科技创新链条更加灵巧，具有全球影响力的国际科技创新中心能够最大程度汇集全球创新要素、引领创新经济发展，从而成为大国竞争的重要力量。从历史经验看，国际科技创新中心的兴起、更替及多极化，本质上是由科技革命、制度创新、经济长波等因素的历史性演变所决定的，也是时间与空间要素相互交织的结果。已有研究指出，中国已经具备孕育世界级科技创新中心的潜力和条件。但如何定义和测度国际科技创新中心、如何对标不同国家和经济体的创新集聚程度，还需要进一步回答。

建设国际科技创新中心也是我国创新驱动发展战略的重要举措。2016年5月，国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》提出“推动北京、上海等优势地区建成具有全球影响力的科技创新中心”，标志着我国以建成国际科技创新中心为着力点的创新型国家建设进入新的阶段。2020年10月，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》指出“布局建设综合性国家科学中心和区域性创新高地，支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心”。建设国际科技创新中心具有多重战略意义：一方面，国际科技创新中心是增强国家创新能力和完善国家创新体系的重要抓手，将对我国下一阶段转变经济增长方式产生重要影响；另一方面，国际竞争的实质是科技实力的竞争，面对第四次工业革命与国际技术封锁叠加的复杂情境，充分发挥科技创新中心的驱动与引领作用，统筹利用全球科技创新资源，对产业体系升级、创新经济发展、巩固世界大国地位都极为关键。

科学合理的评估体系是建设国际科技创新中心的参照系。对于中国重点城市或城市群正在开展的科技创新实践，无论是全球战略层面还是区域经济发展、产业转型的层面，都亟需一套具有全球视野、客观性、前瞻性、科学性评估体系的引导。把握科技创新中心的基本概念、内涵和特征，准确刻画创新活动的中心集聚和地理扩散等演化趋势，是进行科技创新中心评估的理论基础。

基于此，本文拟从创新地理演化的角度出发，探索国际科技创新中心的内涵、特征和功能，结合国家创新体系、创新能力、创新网络等相关研究，剖析国际科技创新中心的内涵与特征；并在此基础上，对现有的创新中心评估模型进行比较分析，构建科学、合理、客观的国际科技创新中心评价体系，为建设具有全球影响力的国际科技创新中心提供参照系。

1 概念及内涵

国际科技创新中心是科技创新活动纵深发展和地理扩散后形成的枢纽城市，是全球创新网络上的关键节点。科技创新中心作为知识创造、成果转化和创新发展的高地，具有内向汇聚和外向辐射两方面的特征：既集聚各类创新资源和要素，又辐射和带动周边地区及全球的创新活动。本研究从创新地理演化的角度切入，厘清国际科技创新中心的概念及内涵。

1.1 科技创新中心的变迁与演化特征

科技创新中心在演化过程中呈现出多极化、不断更替的特征。世界科技创新中心先后从1540—1610年左右的意大利，转移到1660—1730年左右的英国，再到1770—1830年左右的法国、1810—1920年左右的德国，以及1920年至今的美国（表1）。

每次科技创新中心转移的相隔时间约为80年，被史学家称为“汤浅现象”、“红州现象”。首先，16世纪以文艺复兴为标志的思想启蒙运动为科学革命的到来提供思想沃土，推动意大利崛起成为近代世界科学中心。紧随其后，17世纪以天文学、物理学领域的重大突破和牛顿力学体系建立为标志的第一次技术革命，19世纪以电力和内燃机的广泛应用为主要标志的第二次技术革命，推动生产力水平的提高以及科学技术的广泛应用。技术革命反作用于科学技术与生产力水平，为新技术、新方法的应用提供了必要的场景和支撑，推动英、法、德成为近现代以来的世界科学中心、文化中心、经济中心。再次，20世纪以计算机和互联网为代表的第三次技术革命，推动世界科学中心从欧洲向美国转移，互联网经济迅速发展，科学与技术、制度协同演化，推动美国诸多城市、地区成为国际科技创新中心。

另一方面，科技创新中心的演化与变迁呈现出科学发现、技术进步、经济发展、制度建设交互共生的特征。具体来看，资本主义萌芽及其生产方式、工业基础为意大利、英国、德国科学中心发展提供经济支撑，技术应用与经济发展又提出新的创新需求，反哺科学研究，实现科学与技术的循环互动与进步。文艺复兴、启蒙运动促进了思想解放，激发了当时人们研究自然现象、探究自然界规律的兴趣，德国实用主义的文化以及对科学家的崇拜均推动了科学与技术的发展。技术发明的产权保护、科学研究建制化、工业实验室以及现代大学体系的发展，为法国、德国科学与技术的长期稳定发展提供制度支撑。硅谷、波士顿等国际科技创新中心的涌现，正是因为美国对基础研究的重视以及科学商业化的迅速发展。由此可见，科技创新中心的涌现与科学研究、技术进步、产业发展、制度建设紧密相关。当下，创新周期不断缩短，技术扩散效率加速提升，国际科技创新中心的发展与形成，必然不再是单维度的科学中心、技术中心，而是科学与技术、经济、制度融合发展的科技创新中心。

国际科技创新中心的演化过程一般具有如下几个特点：

首先，国际科技创新中心是科学知识创造的策源地，以科学发现为导向的科学知识生产体系是国际科技创新中心的必要条件。知识积累和知识创新是引起技术进步和经济发展的主要因素，当下科技创新链条更加灵巧，建立在知识创新基础上的科技创新可以导致技术进步路径的革命性变化，创新阶段也上延到发现新科学知识的基础研究阶段。科学知识的生产依赖于区域的科教资源，主要是以科学家、大学、科研机构等创新主体为核心要素。历史经验也表明创新中心一般发轫于大学和科研机构相对集中的地区。创新主体的空间集聚产生集聚效应，促进知识共享、思想碰撞与知识溢出，降低创新的风险和成本，能够产出一批进入国际前沿的基础研究和应用性研究成果，逐步形成区域科学中心、创新中心。

第二，具有竞争力的技术创新体系、产业创新体系是国际科技创新的充分条件。国际科技创新中心在新技术、新产业、新业态等重点领域占领世界科技和产业的制高点，能够在全球层面形成持续竞争力和竞争优势。竞争优势的积累和形成依赖于区域创新技术的长期生产和商业化能力，其关键在于将科学发现进行工程化、技术化转译，转化为现实生产力以推动技术革命。重大技术革命催生产业变革，形成新的创新产业集群并引领一个经济长波的演变。因此，掌握产业竞争优势的区域往往能够占据全球经济主导地位和科技创新领先地位。

第三，国际科技创新中心的成长也取决于创新生态系统。从创新生态的作用机制来看，良好的创新生态不仅仅能够充分地利用本地创新资源，而且能有效的吸引全球的技术、资金、企业家等创新资源，实现创新要素的有机聚集与聚合反应。另一方面，创新生态系统可以从区域和全球两个视角切入。区域创新生态的重点是处理好技术创新体系、知识创新体系间的有效衔接和协同，推动各种创新机构、服务机构和创新环境之间形成有机整体，如政产学研协作、开放包容的创新文化氛围以及良好的基础设施。从全球视角来看，国际科技创新中心在全球创新生态中发挥显著增值功能，并在全球创新网络中占据领导和支配地位，创新成果能够对全球形成较强的辐射和引领作用。

综上所述，国际科技创新中心发轫于区域科技创新中心，是指在全球科技和产业竞争中凭借科学研究和技术创新优势，发展形成引导全球创新要素流动方向、影响资源配置效率的枢纽性、节点性城市。具体而言，国际科技创新中心具有科学中心、创新高地和创新生态融合发展等三个主要特征。

1.2 概念模型

根据国际科技创新中心的演化特征，本文建立了国际科技创新中心评估的概念模型（见图1）。

科技创新中心的系统评估从科学中心、创新高地和创新生态三个方面展开。科学研究是创新能力的关键资产，创新高地是科学发现技术化、工程化的直接体现，创新生态则是支撑不同创新主体、创新要素流动的生态基础。

（1）国际科技创新中心首先是科学研究集聚的科学中心。科学家、大学、科研机构等创新主体以及科研基础设施是决定区域知识创造能力的基础要素，知识创造水平如重大科技成果创新则构成了科学中心的绩效指标。科技人力资源是从事科学研究、知识创造相关工作的科学家以及研发人员，是科学中心的核心要素；科研机构是组织要素，科学基础设施为从事科学研究活动提供物理支撑。知识创造水平的表现形式有科技论文、专著或专利技术及其带来的影响力等。

（2）国际科技创新中心是技术应用和新兴产业发展的创新高地。创新高地要素构成包括技术创新能力、创新企业、新兴产业和经济发展水平。技术创新能力体现企业支持技术创新应对市场竞争的知识存量和优势，一般通过拥有发明专利和输出专利的规模等指标来衡量。创新型企业作为创新的引领者和财富的创造者，不仅是国际科技创新中心的标志，更是其成长的发动机，其数量和规模能反映出城市创新能力和经济活力。新兴产业是以信息技术、新材料、生物科技等高技术为代表的新知识和新经济形态，推动传统工业经济向高质量、智慧化经济形态发展，其发展水平反映出城市经济发展的潜力和未来趋势，推动经济发展的良性循环。经济发展水平则是衡量城市竞争力和现代化的核心指标，也是技术创新能力先进性的重要体现。

（3）国际科技创新中心的持续成长和创新活动迭代取决于良好的创新生态。创新生态要素构成包括开放与合作、创业支持、公共服务和创新文化。开放与合作是城市参与创新活动所秉持的理念与态度，它有利于创造创新的环境，其深度及广度是构建创新生态的基础。创业支持是指创新和创业活动需要的经济社会、环境等组成的外部支持体系。公共服务是政府部门、服务机构为创新和创业活动提供的基础设施和便利条件。创新文化是创新活动实践过程中产生和留下的精神财富或物质财富，也是增强城市竞争力，实现城市长期繁荣的重要外部条件。

科学中心、创新高地、创新生态三个方面构成了国际科技创新中心的有机整体，三者相互促进：科学中心推动创新高地的形成，创新高地的形成影响科学中心的投入；科学中心和创新高地的持续发展有助于培育创新生态，优良的创新生态有助于促进科学中心的发展和巩固创新高地的位置。

2 评估体系构建

2.1 既有评估体系综述

如何对国际科技创新中心进行全面的评估和测度呢？既有的创新评估体系如全球创新指数、欧盟创新记分牌、硅谷指数等，从不同角度和层面对国家和地区的创新活动进行测度（见表2）。

此外，也有部分研究直接聚焦于科技创新中心的评估。赵峥等构建了全国科技创新中心的评价指标体系，主要包括科技创新竞争力、科技创新带动力、科技创新影响力三个一级指标。该指标体系包含部分定性指标，且纳入了创新环境相关指标，但由于融入了部分北京地区的特色指标，因此整个指标体系缺乏可比性。陈搏构建了创新资源、创新产业、创新投入、创新载体、创新成果、创新文化、创新创业和创业影响组成的全球科技创新中心评价指标体系，该指标体系的贡献在于融入了区域影响力、全国影响力以及国际影响力的指标，同时增加了自然环境和社会环境的文化因素。申静等基于投入—产出视角，构建了由制度环境、人力资本与研发、基础设施、市场成熟度、商业成熟度、知识和技术成果、创新性服务7个一级指标的国际大都市创新指数。该指标体系详尽且创新性的纳入了创新协作、创新性服务、数字经济产值等指标。邓丹青等基于熵权TOPSIS构建了创新资源、创新环境、创新成果3个一级指标的全球科技创新中心评价指标体系，但遗憾的是并未给出评估结果，且部分指标难以实现全球城市层级数据的搜集。全球科技创新中心综合评分、上海科技创新中心指数指标体系也都在考虑全球可比层面构建创新指数，但都突出了上海特色，在普遍性上稍显不足。

通过对比，各类评估指数具有部分共同点。无论是国别层面、城市层面还是区域层面，创新评估指标可以初步划分为“创新资源—创新产出—创新环境”三大类。创新资源包括科技人力资本、基础设施、创新载体等。创新产出或创新绩效，涉及的指标包括知识创造能力、知识和技术产出、创意产出、创新经济等。创新环境的测度相对较为宽泛，既包括人文社会环境、法制环境（如知识产权保护）、经济环境，也包括体现生态性的合作网络等指标。这些为国际科技创新指数的构建提供了一定的参考。

同时，不同的创新评估体系所依据的测度模型也有较大差异。典型的创新测度模型包括以下三类：

（1）投入—产出模型。该模型主要从科技创新投入与产出的角度反映创新的效率。创新投入主要可以分为“人”、“财”、“物”三个方面，分别体现针对创新的人力资本投入、经费投入、基础设施等投入。部分创新指数将创新主体所在区域的制度与政策也作为创新投入的一部分。创新产出主要包括知识产出、技术产出、创意产出、经济产出。目前应用投入—产出模型的典型创新指数如全球创新指数（global innovation index，GII），其利用产出次级指数得分与投入次级指数得分之比计算创新效率比，为各国家/地区提高创新效率提供参考。

（2）创新链模型。该模型基于创新生产的过程视角，呈现科学技术从基础创新到应用创新的全过程。创新链是从创新产生到产业化成功和市场价值实现的有序链式结构，其本质是揭示知识、技术在整个过程中的流动、转化和增值效应，也反映各创新主体在整个过程中的衔接、合作和价值传递。因此创新链模型有利于对科技创新的各个阶段进行分项评估，从而找出创新链中的薄弱环节，为提升创新能力的具体实践提供决策依据，因此在创新测度实践中得到广泛应用。目前基于创新链模型进行创新测度的指数有欧盟创新记分牌、国家创新指数及区域创新能力指标体系等。

（3）《奥斯陆手册》创新测度模型。该模型以企业为创新主体，将创新活动分为产品创新、工艺创新、营销创新、组织创新等四种形态，确定了创新测度的基本理论框架，从创新的投入产出、基础和制度框架、创新政策、市场需求等多个维度来系统评估创新活动。特点是重视各创新主体间的互动，着重于交互和合作内容的测量，如合作研发、开放信息获取等方面的评估。由于评估机构的权威性、评估内容的系统性和评估历史的悠久性，《奥斯陆手册》已成为国际认可的创新调查指南与测度创新必备的指导书。

总结而言，既有创新评估体系提供了十分有价值的理论和实践经验，但对于国际科技创新中心的评估而言存在一些不足：如缺少区域创新中心之间的网络型指标，忽视了全球创新网络的结构与权力等级，从而难以特定评估对象在全球创新网络的影响力和辐射力。二是对规模指标和存量指标的关注高于效率指标和增量指标，后者更能够反映国际科技创新中心的创新效率与发展潜力。当下正是创新驱动、经济转轨、产业革命的关键时期，国际科技创新中心是提升国际竞争力的新引擎。在此背景下，构建科学、客观的国际科技创新中心评估指标体系，具有十分重要的现实意义。

2.2 构建原则与流程

从创新理论到创新测度转化时，为保证评估体系的测量效度，首先应限定评估体系和指标选取的基本原则。综合指标研究的理论和实践经验来看，本研究将遵循以下原则：

（1）平衡指标体系的理论性与可操作性。指标体系应反映评估对象的概念内涵与评估方法之间的内在逻辑，并运用相对准确的指标来测度相应概念。基于“契合理论、国际可比、数据可得、方法透明”的原则，本文根据国际科技创新中心的概念内涵来选取指标，并充分考虑指标的简明、清晰和可操作性。

（2）兼顾指标体系评估现状和引领未来的功能。指标体系既要客观反映国际科技创新中心的历史积淀和创新实力，也要反映该城市在新兴技术和前沿领域的动态能力和未来趋势。因此，在选择具体指标时，既需要明确指标体系的类别与功能，区分监测指标和评价指标、反映性指标和导向性指标，防止指标过于“刚性”损害创新主体创新积极性。

（3）确保指标体系的独立性、稳定性和趋势性。指标体系应具有独立、客观和稳定的数据来源。同时，所选择的指标应能反映出评估对象的动态变化情况，反映国际科技创新中心的演变趋势，为持续开展评估、动态调整既有指标留下拓展空间。

（4）保持指标体系内在的逻辑一致性。例如，重复测度创新投入和产出，可能夸大特定创新主体如大学的贡献度。国际科技创新中心的关键特征是能对全球科学研究、创新经济发展产生影响，在全球创新网络中占据核心位置。考虑到创新投入的效率以及创新辐射的影响力差异，本文侧重评估城市的创新能力和绩效，而非创新投入。

此外，本文的指标体系的构建过程分为定性设计、定量筛选与反馈检验三个阶段。定性设计阶段，主要是在反映评估对象概念内涵的基础上，考虑评估逻辑，选取符合上述指标构建原则的指标进行分析研判。定量筛选阶段，研究团队对收集到的数据逐个分析指标的数据变异度和时间分布特征，剔除差异度较低（所有评估对象的得分十分接近）、时间敏感度过高或过低（随着时间变化过于活跃或几乎没有变化）的指标。反馈检验阶段，则是将综合评估结果与专家和普通人的直觉对比，检验评估结果是否违背直觉和常识且难以进行科学解释，进而对指标体系做出修正。

2.3 评估指标体系

基于前文的分析与讨论，发现现有的创新评估主要围绕创新资源、创新产出与创新环境。基于国际科技创新中心的演化特征与理论基础，借鉴诸多创新指数基本框架并结合数据可得性与创新性，本文建立了国际科技创新中心评估指数（global innovation hubs index，GIHI）。科学中心、创新高地和创新生态构成了GIHI的3个一级指标，各维度所包含的关键要素构成12个二级指标，具体如表3所示。

3 初步评估结果

城市级别的跨国比较面临数据可得性的困难。基于国际科技创新中心的内涵、城市空间体系演化的趋势以及保持评估对象指标评估口径的一致性考虑，GIHI指数对评估对象采用都市圈（metropolitan area，MA）的口径。研究团队初步遴选了30个全球城市（都市圈），通过数据标准化处理后进行试评估，得到结果如表4所示。该评估报告2020年9月在Nature网站中关村论坛面向全球发布，取得了广泛的传播和认可。

从评估样本总量上来看，所有评估对象人口虽仅占全球总人口的3.70%，但在科学研究、创新经济、创新生态领域表现突出，集聚全球顶尖创新资源与创新成果。科学研究方面，拥有近60所世界一流大学、近80家世界一流研究机构，吸引178位诺贝尔奖、图灵奖、菲尔兹奖等世界顶级科技奖项的获奖者就职。创新经济方面，以上30个城市（都市圈）2018年GDP总量约占全球GDP总量的17.15%，拥有54家全球百强创新企业，367家2019全球独角兽500强企业。创新生态方面，这30个城市（都市圈）是经济全球化的核心主导者，2019年OFDI绿地项目投资金额约占全球总额的34.48%。

从评估结果来看，美国依然保持着在国际科技创新网络中的强势优势，综合排名前十的城市（都市圈）里，美国占了7席。美国得益于其科学中心的地位以及良好的创新生态，在科学研究能力与创新生态得分上突出。我国在创新高地指标优势显著，在人工智能、信息技术、通讯服务等新兴产业发展迅速，风险投资极具活力。但与其他发达经济体相比，我国在科学研究、创新生态上仍有差距。从综合排名来看，北京排名第5，上海排名第17、香港排名第22、深圳排名第25。

4 结语

如何评价一个城市或一个地区是否成为国际科技创新中心，既需要有可接受的国际标准，也要有理论上的科学界定，还要结合指标数据的可得性，以确定客观的评价标准，精准指导实践。

本文基于创新演化理论，对国际科技创新中心进行了概念界定与内涵剖析，为国际科技创新中心评估建立了概念模型。在此基础上，结合诸多创新评估指数，综合考虑数据可得性、规范性与科学性的基础上，从科学中心、创新高地和创新生态三个维度，构建了国际科技创新中心评价指标体系，为国际科技创新中心建设提供参照系。

GIHI指数的创新点与贡献主要如下：

第一，GIHI首次建立全球级别城市层面科技创新中心评估指标体系与数据库。既有的国际创新评估中，受限于数据不可得、统计口径差异等原因，主要集中于城市层级。而鲜有的部分指数聚焦于全球层面城市级别的评估，往往是有所侧重如研发能力、投资环境等较为易测量的指标。GI-HI基于Nature Index相关数据库，首次构建了全球层面、城市级别横向可比的创新评估体系。

第二，GIHI率先使用网络性指标以刻画城市（都市圈）在全球创新网络中的位势与影响力。如何评估城市在全球创新网络中的位势与影响力是创新评估的挑战与难点。GIHI利用Gephi、UCI-NET等网络分析软件，创造性地使用社区发现（community detection）等算法，引入网络度数中心度（degree centrality）、特征向量中心性（eigenvector centrality）、H指数（H index）等多项指标，以专利联合申请为联结构建全球城市群人工智能技术合作网络，以论文合著发表为全球城市群学术合作网络。该类指标的引入克服了既往创新评估中孤立地衡量各个城市的创新产出、忽略城市创新汇聚和辐射能力的缺陷，能够清晰地刻画全球创新网络的整体结构、合作子群与权力等级，并可以针对性分析各国际创新中心在全球创新网络中的位势和发展潜力。

第三，GIHI尤其关注新兴技术与新兴产业，旨在刻画出创新潜力与发展方向，以期为未来创新体系竞争提供方向参考。创新是发展的动力，发展是创新的目的，创新评估的重要价值在于为科技进步、产业发展、经济跃迁提供方向性参考，以在未来科技竞争中建立优势，抢占未来发展制高点。GIHI聚焦于人工智能技术、数字基础设施、高新技术产业发展，力图刻画国际科技创新中心的技术创新能力与未来发展潜力与势能。

总体来说，本文构建的国际科技创新中心指数聚焦科技前沿、关键技术、数字经济以及创新生态，契合国家发展战略，精准引导创新实践，助力北京、上海、粤港澳大湾区建设建成国际创新枢纽，对于提升创新治理绩效，明确创新发展方向具有重要意义。另一方面，GIHI探索建立了部分网络性指标与国际层面数据库，部分指标也是首次应用于创新评估中，对于全球层面的创新评估与创新相关研究提供了参考与借鉴价值。

当前，国际科技创新中心建设的理论研究和实践仍处于探索阶段，随着理论和实践的进展，相关的创新评估研究及指标体系也将进一步完善。

作者：陈玲1,2、李鑫1*、孙君1、汪佳慧2

1 清华大学公共管理学院

2 清华大学产业发展与环境治理研究中心

本文原载于《科学学与科学技术管理》2023年第7期

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