科学技术发展论文范文

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科学技术发展论文

科学技术发展论文范文第1篇

关键词量子信息,量子纠缠,量子通信,量子计算

1引言

上世纪80年代,正当电子计算机按每18个月运行速度翻一番的摩尔定律而蓬勃发展之际,物理学家就杞人忧天地问:摩尔定律是否会终结?他们的研究结论是:摩尔定律必然会失效,而量子计算机可望成为后摩尔时代的新型计算工具.当时信息领域的科学家们对此并不予理会和关注,因为其时摩尔定律正处于辉煌的顶盛时期.然而,物理学家们仍然孜孜不倦地努力,终于诞生了量子信息这门新兴交叉学科.

1994年,Shor提出量子并行算法[1],并证明可用来实现大数因子分解,从而轻易地攻破目前广泛使用的RSA公开密码体系,这门新兴学科的巨大威力震惊了整个国际学术界,并引起政界、军界和商界的极大关注,从此量子信息科学便迎来迅猛发展的新时期,迄今方兴未艾!

我们在上世纪90年代量子信息刚刚在国际上悄然兴起之际就投入到这个新兴领域的研究行列之中,并于1997年和1998年先后在《Phys.Rev.Lett.》上提出“量子避错编码原理”和“量子概率克隆原理”,引起国际学术界的高度重视.1999年,中国科学院开始在我校创建国内第一个从事量子信息研究的量子信息重点实验室,这个极富有前瞻性的战略部署开辟了我校量子信息研究的新局面.在此之前,自我回国归来所组建的研究小组只有一台电脑,我们坐着冷板凳,默默耕耘了15年之久.2001年作为首席科学家单位,我校承担了科技部“国家重点基础研究发展计划”项目(“973”项目):“量子通信与量子信息技术”,这个由国内17个单位50多位学术骨干组成的研究团队不仅取得一系列重要成果,而且培养出许多杰出的年青学术骨干,在其后国家重点基础研究计划“量子调控”的实施中由此研究团队衍生出5位首席科学家.

本世纪初,我校以中国科学院百人计划从奥地利引进杰出的年青学术带头人潘建伟博士,他随后在“合肥微尺度国家实验室”建立“量子物理与信息”研究组,并在多光子纠缠方面不断地做出国际领先水平的成果.该研究组与中国科学院量子信息重点实验室共同推进了我国量子信息学科的发展,也成为我校物理学科色鲜明成果丰硕的新成长点.本文将简要介绍我校在量子信息领域中已取得的主要研究成果.

2首个量子信息领域的国家奖

2.1提出能有效抑制环境噪声的量子避错编码原理[2]

量子相干性在环境作用下会不可避免地消失,这种消相干效应是量子计算机和量子信息系统实际应用的主要障碍.量子编码是有效克服消相干的有效途径.国际学术界提出基于独立消相干的量子纠错编码.我们发现在集体消相干过程中存在有不会发生消相干的“相干保持态”(又称“无消相干子空间”,DFS),并基于此发现提出量子避错编码原理,成为迄今三种不同原理的量子编码之一.美国著名的LosAlamos和NIST实验室的三个研究组分别在光子、离子和原子核体系中证实了这个编码的正确性,三个实验均发表在《Science》上[3],我们的论文作为原始性工作被引用.

2.2提出能有效提取量子信息的概率克隆原理[4]

量子不可克隆定理为量子信息提取设置了不可逾越的障碍,于是学术界提出不精确克隆的量子普适克隆原理,其克隆效率为1,但保真度总是小于1.我们提出概率量子克隆原理,可以某种概率精确克隆量子信息,即克隆效率总小于1,但保真度为1.国际学术界称之为“段-郭量子克隆机”,最大克隆效率称为“段-郭界限”.我们还在实验上研制成功这两类量子克隆机,验证了理论预言的正确性[5],被国际学术界誉为“本领域最激动人心的最新进展之一”[6].

2.3提出能有效抑制腔损耗影响的腔量子电动力学(QED)量子处理器新方案[7]

腔QED是种理想的量子处理器,但腔的损耗引起量子信息的泄漏阻碍其实际运行,为此要求腔的Q值要很高,现有的技术难以达到.我们提出一种能抑制腔损耗影响的新方案,并证明现有技术可以实现.法国巴黎高师的著名学者、法兰西院士Haroche研究组很快在实验上证实这个方案的正确性[8].我们的论文成为该研究方向后续工作必引用原始的论文,迄今已被SCI他引260余次.

2003年上述成果以“量子信息技术的基础研究”为题目荣获了国家自然科学二等奖.

3量子密码

3.1实现从北京到天津125km商用光纤的量子密钥分配[9]

量子密码是量子信息领域中最可能得到实际应用的技术.美国人将“量子加密”称为“改变人类未来”的新技术.量子密码原理已在实验室内演示成功.目前国际学术界正在研究走向实用进程中的关键科学和技术问题.光纤量子密钥分配研究中最关键的问题是:现在广泛研制的不等臂MZ干涉仪虽然安全但稳定性很差,无法在商用光纤上运行,而改进后的返回式光学系统虽然解决了稳定性问题,但其安全性却出现了漏洞.我们解决了这个稳定性和安全性统一的难题.在实验上研究了光纤系统不稳定性的物理根源,在理论上给出稳定性条件,进而设计出满足稳定性条件的迈克逊-法拉第干涉仪,在实验室内实现150km的量子密钥分配,在北京与天津之间的125km商用光纤上实现了量子密钥分配和加密图像传送.这是迄今国际上报道的最远距离实用光纤量子密钥分配.

3.2局域量子保密通信网在北京测试成功

我们利用自己发明的量子网络路由器和单向传输、抗干扰的F-M量子密钥分配系统,于2007年3月份在北京完成了国际上第一个多(4个)节点、无中转、可同时、任意互通的量子保密通信网的测试性运行,取得了很好的通信效果.这次测试是在中国网通公司的商用通信光纤线路上实现的,节点间距离分别为43,32,40,32km,对应的误码率码率分别为7.7%,4.1%,6.6%,2.4%.测试显示,系统在没有人为干预的条件下,可以长期稳定运行.

3.3无共享参考系的量子通信的实验实现[10]

在1km的光纤中,利用偏振和时间两个模式均有纠缠的光子对实验,实现了BB84量子密钥传输的一种更抗干扰的改良方案.该量子密码不受光纤扭曲、旋转或者光纤本身缺陷的影响,通信双方也不需要精确的同步时间,从而大大降低了通信的复杂度.无论外部环境如何变化,光纤通信双方总有办法取得需要的密码.此外,我们还给出了量子通信方案的绝对安全的理论论证,避免了现有光纤量子通信的安全患.《Phys.Rev.Lett.》审稿人认为,该成果是“非常出色的”,“具有特殊的价值”.

4量子纠缠源的制备和操控

量子纠缠是量子信息领域中最重要的资源.当两个或多个粒子处于纠缠态时,对其中的一个粒子进行操作,其他的纠缠粒子不管位于何处,其量子态会立即发生相应的变化.因此,彼此纠缠的粒子之间便由这种基于量子非局域性的内禀通道构成一个量子网络,它可以实现量子通信(即传送量子信息),也可以实施分布式的量子计算.自从量子信息作为新兴学科诞生以来,量子纠缠便成为国际学术界研究的焦点.我校研制成功高亮度的光子纠缠源:连续纠缠光子源,每秒12.8对,对比度为95%;脉冲纠缠光子源,每秒1.4万对,对比度87%,在国际上处于领先水平.

4.1量子信息传输的奇特现象

两个纠缠的光子构成一条量子通道,通过对各个光子的操作,可实现许多新奇的信息传输功能.1997年,在实验上实现了所谓“量子隐形传态”,即将未知量子信息传送到远处的纠缠光子上而原先携带该量子信息的物理载体却留在原处不被传送.我们进一步研究了量子信息传输的许多有趣现象:(1)在实验上实现了单光子量子态的远程操纵,即局域地操作其中一个纠缠光子,可将远处的另一个纠缠光子制备在任意态上[11];(2)局域地对一个纠缠光子实施任意相位旋转操作,可将这个操作传送到远处,旋加在另一个光子态上[12];(3)在实验上演示了当纠缠通道被损坏时,可通过单光子局域操作来实现纠缠纯化,而不必通过非局域的操作[13].

4.2多光子物理学的研究进展[14]

多光子量子态具有许多重要性质,例如N个光子态的干涉所呈现的德布罗意波长减少到1/N,这可使相位测量达到海森伯极限的精度,用于光学刻蚀,其精度可提高到1/N.光子数越来越多的量子态,蕴含着越丰富的量子现象,但制备也更为困难.我们在理论上提出一种所谓“NOON态投影测量方法”,可用来制备和识别多光子量子态,在实验上演示了四光子和六光子德布罗意波长,并将著名的两光子洪-区-曼德尔(Hong-Qu-Mandel)干涉推广到多光子场合,在实验上证实了这种方法是多光子物理中重要而有效的实验方法.

4.3五光子纠缠态的实验实现[15]

首次在实验上实现了五光子纠缠态,并演示利用这个纠缠态可实现终端开放的量子隐形传态,即未知量子态被隐形传到终端的三个光子纠缠态上,然而按照三个粒子的合作可被制备在其中任一个粒子上.利用这个五光子纠缠态,在实验上还演示了量子纠缠浓缩和纠缠交换,为量子中继的实现研究迈开重要一步.

4.4六光子图态纠缠的实验实现[16]

该工作通过对多光子操纵技术的进一步发展,从实验上实现了基于光子比特“焊接”技术的量子计算机测试平台,成功地制备出国际上纠缠光子数量多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态.该项成果以封面标题形式发表在2007年2月1日出版的英国《Nature》杂志子刊《NaturePhysics》上,审稿人评价其是“光学量子计算领域至今最先进实验工作”和“一个出色的成就,为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路”.欧洲物理学会称赞该工作“为量子计算机的物理实现迈进了重要一步”.

5量子隐形传态的研究进展

5.1两个量子位复合系统量子量子态隐形传输的实验实现[17]

在国际上首次成功地实现了复合系统量子态隐形传输,首次成功地实现了六光子纠缠态的操纵,这为实用化的量子信息研究开创了新起点.对于容错量子计算、量子中继、普适量子纠错等重要研究方向具有极其深远的影响,《Nature》网站专门了“Pressreleases”,并在《Nature》杂志“研究亮点”栏目中对该工作进行专门报导,称赞该实验成果是在“在大尺度量子通信研究中取得长足进展”.该工作入选“2006年度中国十大科技进展新闻”.

5.2利用光子和原子量子比特的内嵌存储的量子隐形传输的实验实现[18]

内嵌存储的量子比特隐形传输是实现大尺度量子通信以及基于测量的量子计算的关键.尽管量子态的隐形传输以及量子比特的存储已经在原则上被证明,然而实现内嵌存储的量子比特的隐形传态在实验上仍旧很困难.

首次通过将光量子比特的态隐形传输至原子的比特上,从实验上实现了内嵌存储的量子比特隐形传输,在实验中,一个未知的极化光子态通过7m的距离隐形传输至一个原子比特,并成功地存储了8μs,该原子态可以被转换成光量子态,以用于进一步的量子信息处理.从光子态到原子态的隐形传输并且内嵌了可读存储的实现,使得有效的、可升级的量子网络有望在不久的将来被实现.

6量子信息处理器的研究进展

量子计算的最终实现取决于能否研制成功物理上可扩展的量子信息处理器,用它来有效地存储和处理量子信息.目前的研究水平离此目标还相差甚远,但科学家满怀着坚定信心正在向着这个目标步步逼进.我们在基于固态物理、量子光学和核磁共振量子计算物理实现的基础研究方面取得一系列理论和实验的重要进展.

6.1在理论上提出一种基于腔QED的新型量子信息处理器方案[19]

通过对腔的泄漏光子进行单光子探测,来实现不同腔中原子之间的纠缠,该方案具有制备效率高、抗噪能力强、易于寻址等优点.《Phys.Rev.Lett.》的审稿人赞道:“在寻求随心所欲的产生量子态的方案中,这可能是一篇里程碑的文章”.另外,利用高Q腔单个原子与腔外部单个原子的相互作用,设计了一种可行性很强的基于光子的量子计算方案,它以原子作为中介来实现光子与光子之间的受控相位门操作,该方案按目前的技术水平和抗噪能力是可以实现的,学术界对此予以很高评价.

6.2提出固态容错量子计算新方案[20]

固态量子计算被国际学术界认为是最有希望研究成功的途径之一,固态中量子比特之间的固有耦合是其易于扩展集成的优势根源,但在量子计算过程中往往要求断开量子比特间的这种固有耦合,这是固态量子计算遇到的新难题.我们提出“无相互作用子空间(IFS)”的新概念,利用编码方法可以实现逻辑比特之间的消耦合,同时证实,在实际固态模型中实施逻辑比特的任意操作和受控操作是可行的.进一步,将学术界业已认可的无消相干子空间(DFS)与IFS相结合,提出固态容错量子计算新方案,并在实际的固态模型中证明了其可行性.这开辟了固态量子计算的新研究方向.

6.3实验上实现量子受控非门的隐形传送[21]

基于量子光学系统的量子计算物理实现是另一种有希望途径,其优点是量子相干性好.但这类方案的不足之处是物理可扩展性差.分布量子计算方案是克服这个缺点的有效方法,即以只含少数量子比特的系统作为节点,采用纠缠通道将这些节点连成量子网络,便可实现量子计算.该方案的可行性取决于在相距甚远的节点之间能否实现两比特的量子受控门操作这一关键问题.特别是,在光子与节点量子比特之间非强耦合的条件下能否实现确定性的受控非门操作更是至关重要的问题.我们运用纠缠光子对在实验上将某个节点的两比特受控门操作经由纠缠量子通道隐形传送到远处的另一个节点上,实现了两个节点之间的确定性受控门操作,这个操作的平均保真度达到0.84.《Phys.Rev.Lett.》的审稿人认为“这是向分布量子计算的实现迈出的重要一步”.

6.4实验上实现独立光子间的量子逻辑门[22]

光子之间的相互作用非常微弱,在实验上要实现两个独立光子之间的受控非门操作是相当困难的.利用五光子纠缠技术,首次实现了非破坏性可升级的独立光子之间的量子逻辑门,这是线性光学量子计算研究中最基本和重要的一步.作为这种量子逻辑门的一个重要应用例子,还进一步在实验上用它来实现完全的量子隐形传态.

6.5混合态量子几何相的实验研究[23]

几何相是量子理论的重要概念,但什么是量子混态的几何相却尚未搞清楚.我们利用核磁共振(NMR)实验技术完成具备不同噪声的量子混态的制备,观测到了任意量子态的几何相.该工作受到国际学术界的高度关注.

6.6利用光子比特实现Shor量子分解算法[24]

我们在国际上首次用光子比特设计了一套线性光学网络,实验演示了15=3×5这个质数因子分解,并且确认了量子计算中多体纯纠缠的存在,验证了量子加速的根源问题.该工作获得了国际学术界的关注和认可.麻省理工学院教授SethLloyd评价该实验是“迈向光学量子计算的必要一步”.美国物理学会以“量子计算的重大突破”为题新闻稿,称赞“这一富有创造性的工作将有助于进一步应用于物理化学建模和超快搜索”.英国科技新闻杂志《NewScientist》以《量子计算威胁我们的机密数据》为题对实验做了长篇报道,称“出现能运行Shor算法的量子计算机具有极为深远的意义:这意味着未来量子计算机能够轻松地破解我们银行帐号,商业和电子商务数据使用的密码.”此外,美国的《ScienceNews》、德国的《InnovationsReport》等其他多家科学期刊和网站也纷纷报道了该工作.

6.7首次证明“量子开关”可被局域识别,为量子信息处理提供了一个实用方法[25]

此前,物理学家们证明了量子门操作可以被准确地识别,但该方法需要量子纠缠作为基本资源,而量子纠缠在现阶段实验中获取、保存与传输都有很大难度,因此实验实现的难度巨大.

我们利用幺正变换的基本性质,证明了量子门的识别过程中可以不需要耗费纠缠资源,仅使用局部操作和传统手段就可以完成识别功能,这一成果为量子信息处理过程的量子门操作识别和量子通信信通的识别提供的一个很好的工具.审稿人评价“对我们理解量子操作具有重要贡献”.

7量子信息应用研究的进展

7.1利用纠缠光子对在实验上检验了Kochen-Specker理论[26]

在量子物理学中,隐变量理论一直在挑战着量子力学的完备性.Bell不等式在实验上的违背证实了这种隐变量是不存在的,量子力学是完备的.但这个结论仅适合于类空事件的场合.Kochen-Specker理论更深刻揭示出与环境无关的隐变量(NCHV)与量子力学的不相容性,但以往只有两个对NCHV进行统计性检验的实验.我们完成了一个“全有或全无”类型的对NCHV的非统计性的实验检验,实验结果有力地说明了量子力学的正确性.

7.2首次利用核磁共振实现了量子博弈实验[27]

实验上验证了在量子博弈中,如果两个参与人都选择了量子策略,他们将获得双赢的结果,而在经典博弈中,任何一个理性的参与人都不可能获胜.这个有趣的研究成果,在国际学术媒体中引起广泛的兴趣,美国和英国物理学会发表了许多报道和评价.

7.3实验上实现高精度量子相位测量[28]

应用双模光子数态和自己独创的多光子投影测量方法,实验测得的相位精度超过相应的标准量子极限.该方法最有希望逼近海森伯极限.著名的美国物理学科网站以《测量精度冲破了标准量子极限》为题做了专文报道.

7.4实验上研制成功“量子机”[29]

这是宏观上展示量子力学反常行为的奇妙机器,其功能可抑制“庄家”的欺骗,在未来的量子信息产业中可能成为一种必备的商用机器.该文章发表后,《Nature》在其“研究亮点”栏目专文中作了报导,美国物理学科网站也以《物理学家建立量子机》为题予以长篇报道.

8结束语

量子信息技术已经成为各国战略竞争的焦点之一,我们有幸在起跑线上加入到这场关系到国家重大利益的竞争之中,就必须义无反顾地担负起这份历史责任,在这个新兴领域中为我国争得重要的一席之地.面对着这个巨大的挑战和难得的机遇,我们将以量子通信网络和量子计算机为研究目标,艰苦奋斗,永不放弃.雄关漫道真如铁,无限风光在险峰!

参考文献

[1]ShorPW.Proceedingsofthe35thIEEESymposiumonFoundationsofComputerScience.1994,20

[2]DuanLM,GuoGC.Phys.RevLett.,1997,79:1953;Phys.Rev.,1998,57:737;1998,57:2399

[3]KwiatPGetal.Science,2000,290:498;KielpinskiDetal.Science,2001,291:1013;ViolaLetal.Science,2001,293:2059

[4]DuanLM,GuoGC.Phys.RevLett.,1998,80:4999

[5]HuangYF,LiWL,LiCFetal.Phys.Rev.A,2001,64:032305

[6]CheflesA.Contemp.Phys.,2000,41:404

[7]ZhengSB,GuoGC.Phys.RevLett.,2003,85:2392

[8]OsnaghiSetal.Phys.Rev.Lett.,2001,87:037902

[9]HanZF,MoXF,GuiYZetal.Appl.Rev.A,2005,86:221103;MoXF,ZhuB,HanZFetal.Opt.Lett.,2005,30:2632

[10]ChenTY,ZhangJ,BoileauJCetal.Phys.RevLett.,2006,96:150504

[11]XiangGY,LiJ,YuBetal.Phys.Rev.A,2005,72:012315

[12]XiangGY,LiJN,GuoGC.Phys.Rev.A,2005,71:044304

[13]WangZW,ZhouXF,HuangYFetal.Phys.RevLett.,2006,96:220505

[14]XiangGY,HuangYF,SunFWetal.Phys.RevLett.,2006,97:023604

[15]ZhaoZ,ChenYA,ZhangANetal.Nature,2004,430(54—58):02643;ZhaoZ,YangT,ChenYAetal.Phys.RevLett.,2003,90:207901

[16]LuCY,ZhouXQ,GühneOetal.NaturePhysics,2007,3:91

[17]ZhangQ,GoebelA,WagenknechtCetal.NaturePhysics,2006,2:678

[18]ChenYA,ChenS,YuanZSetal.NaturePhysics,2008,4:103

[19]DuanLM,KimbleHJ.Phys.RevLett.,2003,90:253601

[20]ZhouXX,ZhouZW,GuoGCetal.Phys.RevLett.,2002,89:197903;ZhouZW,YuB,ZhouXXetal.Phys.RevLett.,2004,93:010501

[21]HuangYF,RenXF,ZhangYSetal.Phys.RevLett.,2004,93:240502

[22]BaoXH,ChenTY,ZhangQetal.Phys.RevLett.,2007,98:170502

[23]DuJ,ZouP,ShiMetal.Phys.RevLett.,2003,91:100403

[24]LuCY,BrowneDE,YangTetal.Phys.RevLett.,2007,99:250504

[25]ZhouXF,ZhangYS,GuoGC.Phys.RevLett.,2007,99:170401

[26]HuangYF,LiCF,ZhangYSetal.Phys.RevLett.,2003,90:250401

[27]DuJ,LiH,XuXetal.Phys.RevLett.,2002,88:137902

[28]SunFW,LiuBH,GongYXetal.Europhy6sicsLetters,2008,82:24001

科学技术发展论文范文第2篇

阅读本作,感到有以下特点:

1 研究视角新

科学计量学研究专著,在中国从上世纪80年代中期赵红州的《科学能力学》第二篇,到90年代初,谷兴荣先生《科学技术发展的计量研究》出版发行,至今已有相当一批科学计量学学术成果。但绝大多数专著都是运用文献计量学的方法进行研究。谷先生对它的整体结构功能规律进行探讨,采用的是计量经济学与数理经济学的研究方法。谷兴荣认为:用文献计量学研究科学计量学主要是研究科学技术的文献资料的分布结构和结构变化规律,这只是科学计量学研究内容中的一部分。另外还有科技机构、科技人员、科研经费的分布结构和演变规律问题,社会环境、科技经费、科技人才与科技成果的数量、质量之间的因果关系,科技发展对经济社会的影响关系,这些内容的研究是文献计量学方法不能解决的,只有计量经济学方法能解决。反过来,计量经济学、数理经济学的方法可以研究科技文献与科技成果的分布问题。而且,年轻一代的管理学者,运用经济数学与管理数学方法写了不少科学学与科技管理的计量研究论文。可见这是一个大的发展方向,谷先生在本作中概括出一个庞大而系统的论著是有重要意义的。

2 观点新,创新程度大

此专著运用计量经济学方法,对科学学与科技管理的结构、功能、发展规律等提出了一系列的理论观点,并用数学方法给予表述。在第34页把全书的基本论点的来源列了一张表。从表中可见,全书共有61个论点,其中,由本书作者在过去首次提出,并且先后以论文形式发表过的有42个论点,占68.8%;吸收其他学者的论文论点有19个,占31.2%。由此说明本书作者对科学学与科技管理计量研究的理论创新程度是相当大的。而且,多数论点都是有理论与实际意义的基本理论问题。比如:科学技术区际结构三大发展规律(两极分化、梯度转移、中心转移规律)的统一性原理等等,提法新颖,论证清晰, 很有意义。

3 内容广泛,涉及到科学学与科技管理领域多方面的基本理论问题

任何学科都是讨论研究对象的结构,外在表现形式和自身活动的方式,活动功能、演变和发展规律三个问题,此专著对科学技术体系各方面的结构和结构演变规律都作了详尽的定量探讨,如科技研发的要素结构及其演变机制,科学技术的门类结构、学科结构、知识结构、区际结构及这些结构的演变规律,以及这些结构的内在各部分的弹性替代关系等。这部分内容将近30万字,是目前科技结构研究中最广泛最详细的研究成果之一。

关于科学技术的运作方式、运作机制和经济社会功能与研究效益问题,从五个方面写了近15万字。包括科学技术发展的三大动力机制,科学技术与经济的链锁关系与替代关系,科学技术的社会经济功能及作用规律的定量研究,科学技术的社会经济功能及作用规律的定量研究,科学技术研发效益的历史变化规律等,都进行了系统的量化分析。

在科学技术的传播、渗透、转化发展及其评价方面, 分为五个方面写有20多万字。包括科技传播与渗透效应的几个问题研究, 科技发展与科技转化的质量指标和质量诊断问题, 科学技术发展历史规律与新陈代谢机制的定量研究; 科学技术活动的三大基本法则与行为边界的定量研究; 科学技术评价的四大指标与四大环节, 四大指标即数量指标, 质量指标, 效益指标和综合指标。四大环节即指标的选取与选取标准环节, 指标分类环节, 指标的组合建模环节, 指标的测算与检验环节等, 都作了全面的量化研究。

由此可见, 本作是科学学与科技管理领域中涉及面较广的大部头基础研究成果之一。

4 内容的系统性与逻辑性强,全书结构有科学性和合理性

由于研究时间较长,内容较多,相互之间已经构成了完善的理论体系。从编的层次看,第一编是讨论科学技术结构及其演变规律,是科学技术的横向结构,以及横向结构在科学技术发展中的变化。第二编讨论科学技术运行发展的机制和社会功能,前者是横向的,后者是纵向的。但都是指科学技术体系内在各部分之间的空间结构和各部分之间的时间依存关系和变化关系。第三编讨论科学技术传播发展与评价理论,这是科学技术体系的整体性发展规律,科技发展状态和科技活动结果的测评,与第一、二编相对应。每一编的各章之间,每一章的各节之间等都具有互为联系的系统性,相互间有较强的逻辑性。

5 计量分析的普及面较广,定量分析的程度较高

在科学计量学领域的学术论著,有不少是定性定量参半,当中的不少论点是没有定量分析的定性讨论。而本书所有章节的论点都采取了定量分析方法。在定量分析的程度上,我们可以把科技和经济分析的计量程度分为四个层次:第一层次是只有统计数据和统计图表;第二层次是在统计数据的基础上有简单的数字公式概括,但没有测算测评;第三层次是在统计数据基础上有简单的运用数学模型进行相关的测算测评和因果性分析,因果性分析包括回归分析,方差分析,主成份分析等等;第四层次是在第三层次的基础上,使研究的多数内究都用数学语言表达,有关的科学发展原理都用数学推理的方式表达出来。本书基本上处于第三层次的程度,在科学学与科技管理的定量研究成果中,能够较为全面地达到第三层次的水平实属不易,在同类著作中也处于先进水平。

科学技术发展论文范文第3篇

关键词:科技论文 写作一、一般概念

1 论文的概念及分类

(1) 论文的概念

科技论文是创造性科学技术研究工作成果的科学论述,是理论性、实验性或观察性新知识的科学记录,是已知原理应用于实际中取得新进展、新成功的科学总结。

科技论文是进行科学技术交流的主要载体,是获得科技信息、促进科学技术发展的重要途径。

(2) 论文的分类

科学——从理论上解释自然现象(规律)“是什幺”和“为什幺”,提供新的事实、理论和概念,为技术的发展开拓新的途径。

技术——在科学理论指导下,回答“做什幺”和“怎幺做”。

根据科学与技术的区别,以及论文表达的内容,科技论文分为学术(科学)论文和技术论文两大类:

①学术论文:理论性论文、实验性论文。

②技术论文:创新性技术(产品、设计)论文、新技术应用性论文、试验性论文。

2 论文的特点

科技论文是对创造性的科学技术研究成果进行理论分析和总结的科技写作文体。因此,科技论文既具有一般议论文的特点,论点、论证、结论构成,又具有与一般议论文不同的特点:

a) 科学性和准确性。

b) 学术性或理论性。

c) 创新性与独创性。

d) 规范性与人工语言符号(图表、照片、公式、化学等)的应用。

二、论文写作的意义

科技论文的写作是科技研究工作的组成部分

科技论文的写作有利于促进科学技术的发展(是科技成果的重要标志)

科技论文的写作有利于提高科技人员的素质(是科学技术研究的一种重要手段)

科技论文的写作有利于进行学术交流和人才的发现

著名物理、化学家法拉第的名言“科学研究有三个阶段,首先是开拓,其次是完成,第三是发表”。科技论文写作是一切科技交流(研究成果、技术发明、科技信息)的基础,不论是对国家、单位还是个人来说,其意义都是现实而有益的。

三、论文的格式和要求

基本要求:学术性、真实性、逻辑性、规范性

格式:科技论文的组成部分和排列次序(格式)为:

标 题

作者姓名

(工作单位名称地址)

摘要

关键词

① 引言

② 正文论述正文部分

③ 结论

④ 致谢(必要时)

⑤ 参考文献

1 题名

即标题、题目、命题等,是文章的重要组成部分,也是文摘、索引或提录等情报资料的重要组成部分。

拟定题名的要求:简明、准确、恰当、完整。应注意:

(1) 准确性。恰如其分地反映研究的范围和深度。

常见的毛病有:

一是大题名,小内容。如:“……地区降水量特征研究”

二是不注意分寸,有意无意地拔高。如”……对……的作用机理(影响)”

三是标题一般化,没有特点。如:“……水文站水位~流量关系分析(探讨)”——“……河流水情特性分析”

(2) 简洁性。即在能够准确反映、清楚表达“最主要的特定内容”的前提下,题名字数越少越好,便以记忆与应用。 ——锚杆档墙的设计与施工

(3) 题名应具有鲜明性。即要一目了然。

科学技术发展论文范文第4篇

关键词 库恩理论 计算机科学与技术 跨越式发展

中图分类号:TP3 文献标识码:A

0 引言

随着计算机及信息技术的不断发展,对于计算机科学与技术的进步程度及速度的衡量方法的研究越来越受到相关工作及研究人员的关注。库恩提出的科学革命模式就是一种以模式的形式将计算机科学与技术的发展趋势表现出来的一种方法。①此论文基于库恩理论对计算机科学与技术的跨越式发展进行了较为系统的研究。

1 库恩理论概述

库恩理论主要是对科学的动态发展状况进行了一个较为系统的论述。该理论冲破了古典经验论,指出科学之所以能够成为科学或称之为科学就是因为范式的形成的理念。库恩理论诞生之后,不仅被广泛应用于科学技术发展的各个领域,而且有效地促使相关工作人员在范式的指导下从事科技工作。所以,从这个角度上来说科恩理论的提出具有十分重要的理论与实践意义。其实,库恩提出的理论主要包括:前范式科学理论,常规科学理论及科学革命理论,其中科学革命理论也称为新常规科学理论。而科学革命实质上就是新的范式来替代旧的范式的一个过程,新旧范式之间是不可以通约的。②

2 基于库恩理论的计算机科学与技术的发展历程分析

基于库恩理论的计算机科学与技术的发展历程可以分为三个时期,即计算机科学与技术前科学时期、计算机科学与技术常规科学时期、计算机科学与技术革命时期。

首先,对于第一个时期来说,也可以大致归纳于三个阶段——计算工具的发展阶段、机械式计算机的发展阶段、继电器式计算机发展阶段。由此也可以看出,计算机科学与技术前科学时期的时间跨度比较大,而且各种思想和学派比较繁杂。不论是计算工具阶段、机械式计算机阶段还是继电器式计算机发展阶段都没有系统的结构,也没有相关的指导理论,所以整个的发展来看,方向非常地模糊,发展进度的衡量标准也不明确。而这些都是库恩的前科学时期的典型特点。虽然,计算机科学与技术的前发展阶段存在很多突出的问题,但是这个阶段的一些基本原理和基本思想是现代常规科学时期的电子计算机发展的基础。

其次,计算机科学与技术常规科学时期。在这个时期人类历史上真正的第一台电子计算机诞生,而且理想计算机理论和计算机体系结构的提出,为计算机的发展提供了一定的理论标准,计算机科学与技术的发展形成了一个相对稳定的范式,这个范式的形成,有效地促进了计算机的快速发展。在这个时期计算机的演变经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代、大规模集成电路时代、智能计算机等阶段。③

第三,计算机科学与技术的革命时期。这个时期虽然计算机的发展非常地迅速,而且功能也在不断地完善。但是计算机科学与技术的发展与摩尔定律密切相关。有相关专家在回顾40年来半导体芯片行业的发展中提出在今后的几年里摩尔定律可能还可以适用。但是,如果晶体管电路的性能接近极限的话摩尔定律将走到尽头并有可能完全失效。所以,很多专家预言,一旦摩尔定律走到尽头,电子计算机科学与技术发展的革命必然到来。

3 基于库恩理论计算机科学与技术跨越式发展的可能性分析

通过上面的分析可以看出范式其实是一种相对稳定的模式,一般来说一种范式要被彻底地必须有一个长期积累的过程。必须要一定的量变才会引起最终的质变,一种旧的范式才能被一种新的范式替代。而单个的事实或单个事件通常不能证实或一种范式。所以,对于计算机科学与技术来说,只有当旧的范式不能满足实际需求的时候,而且有更好地范式代替旧的范式时,才会出现新旧范式的更替。所以,从这个意义上来说科学革命的实质就是新旧范式的转化、过渡或者更替。

同时,计算机科学与技术的发展存在很大的潜在威胁性,所以很多相关工作者及科技研究人员,都在致力于研究一些新材料和新技术。如果这些新材料和新技术的研究能够在危机出现之前研究出成果的话,就可以有效地避免危险的出现。这样就可以有效地实现计算机科学与技术的跨越式发展,计算机科学与技术就可以从以电子计算机为标志的常规科学阶段,直接进入新的常规科学阶段,而这必将加速计算机科学与技术的发展。现阶段人们正在着力研究的新领域包括:光子计算机、量子计算机、DNA计算机等。

4 结语

通过论文的分析可以看出,库恩理论的提出揭示了计算机科学与技术发展的内在规律,基于库恩理论的计算机科学与技术的发展历程可以分为前科学时期、常规科学时期以及科学与技术革命时期三个时期,而且基于库恩理论计算机科学与技术跨越式发展的可能性很大。最后,希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。

注释

① 杨玉成.拉卡托斯的研究纲领和经济学方法论[J].自然辩证法研究,2011,(2).

② 陈红.科学哲学的演变和信息系统认识论[J].系统辩证法学报,2012,(4).

科学技术发展论文范文第5篇

数学的发展就像一棵苍劲大树的生长过程,实际应用的沃土使它的根基扎实、树干变粗、枝叶繁茂。它总是把新的成就融入到已形成的领域中,形成新的方向,升到新的高度,产生综合性、交叉性、边缘性以及前沿性的学科,并且彼此互相渗透。比如二十世纪人类最伟大的成就电子计算机,它是自从瓦特在1768年制造出蒸汽机以来最伟大的科学成果,也是数学发展中最杰出的成就之一,充分展现和表达了数学的应用和拓展。数学的发展是以数和形两个概念作为主干的,数学概念的提炼、演变、发展及其在各个领域的应用也是通过这两个概念进行的。恩格斯曾对此做出精妙的总结,他说:“纯数学的对象是现实世界的空间形式和数量关系,所以是非常现实的材料。”[2]35他还明确地说:“数学是数量的科学,它从数量这个概念出发。”[3]235这就概括了数学本质的定义和确切的研究内容。社会的发展和生产技术的不断提高,为数学提供了充分的源泉和新颖的课题,使数和形的概念不断深化,并因此推动了数学的发展。然而,数和形的概念并不是互相割裂的,它们既是一个统一的整体,又要促进对方的发展,而且借助对方的发展而发展。它们相互作用的结果,正像当今计算机软件和硬件的相互作用一样,相互促进,相得益彰。在数学发展的萌芽时期,人们就通过长度、面积和体积的计算把数和形结合起来,使对空间形式的研究转化为比较容易解决的数字关系的研究,即使在近代数学中,这个方法也一直被广泛应用。值得注意的是,社会条件和政治环境影响着数学的发展。几何在古希腊经济繁荣时期的辉煌,代数在意大利文艺复兴时期的突起,数学分析在英国产业革命后的发展,数学在法国资产阶级革命时代的大面积丰收,数学在苏联十月革命后的成果,我国数学在新中国成立后的进展,都体现和说明了社会的进步、经济的繁荣能够极大地推动数学的发展。而在中世纪黑暗的欧洲,在统治下的旧中国,数学却停滞不前。以我国为例,旧中国发表过数学论文的人数总共有74人,而新中国成立后短短十年时间就涌现出342名作者,现在有成千上万的人,数量增加了,而且质量也大大提高了。解放前总共652篇,而从1949年到1958年就发表了1193篇。现在每年有几千篇,其中很多达到世界先进水平,而且研究范围也非常广泛。为了适应科学技术发展的形势,我国在1950年成立了中国科学院数学研究所,1955年成立了中国科学院数学部。1951年创办了《数学学报》,1955年创办了《数学进展》,代表我国最高数学水平。我们坚信,在“坚冰已经打破,航向已经开通,道路已经指明”的大好形势下,通过全体科学家的努力,我国必将成为二十一世纪的数学大国,乃至科学大国,我们必将实现诺贝尔奖和菲尔兹奖零的突破。

国外是如何重视数学和抓数学教育的

美国数学家M•克莱因指出:“数学不仅是一种方法,一门艺术或一门语言,它更重要的是一门有着丰富内容的知识体系,其内容对于自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家十分有用,同时影响着政治家和神学家的学说,满足了人们探索宇宙的好奇心和对美妙音乐的冥想,有时甚至可能以难以觉察的方式影响着现代历史的进程。”[4]4这是对数学作用精妙的总结,说明数学成就是一个国家理性思维力和科学发展水平的一个代表和主要标志。美国总统布什认为,为保持在世界经济中的领先地位,美国决不能自满,学生应该打下坚实的数学和科学基础,加大基础学科的学习和科技创新力度,这样才不会输给中国、印度等新兴的竞争对手。在美国,统计学是最受重视的学科之一,统计学发展的如何是衡量一个大学水平的重要尺度。这种认识和要求正好符合联合国的建议精神,那就是一个能立足于现代国际社会的政府,必须有能力提供1600项国情统计数据。因此,对学生的要求是要学好数学,必须首先学好统计学。在当今日本人的心目中,数学的作用尤为重要,他们认为数学的能力就等于个人的竞争力,加起来就等于整个国家的国力。目前日本的数学已经跻身于世界先进水平之列,并努力赶超美国和俄罗斯。第二次世界大战后,小平邦彦获得1954年菲尔兹奖,就是日本数学显著提高的佐证。印度人把数学看成是逻辑思考的原动力,与印度的宗教和哲学同等重要,学生如果把数学学好了,就容易跨入信息技术的大门。为此,政府在教育方面投入了大量的人力和财力,教育部门要求小学数学中背诵的不是我国小学中的九九乘法口诀表,而是22×22的乘法表。对于大学中的所有学生,无论文科还是理科,都要学习必要的、具有一定分量的数学知识,并且进行数学能力考试。印度政府的重视使学生具备了良好的数学知识,并且在信息技术领域取得了一定成就。对此,印度的“软件之父”科利说:“印度虽穷,没有资本做硬件,但我们有最优秀的数学头脑,绝对可以做出最好的软件。”20世纪90年代以来,韩国中学的课程加大了数学的分量,安排了具有一定难度的选修课,鼓励学生进行科研发明和创新,并对具有突出数学才能的学生进行重点培养,使他们具有科技人才的基本素质。为了体现数学的重要性和促进数学的发展,1932年加拿大数学家菲尔兹提议设立,并于1936年开始颁发数学上的最高奖———菲尔兹奖,随着4年召开一次的数学大会而颁发,奖励对数学发展有突出贡献的2-3名36岁以下的精英。另外,虽然在诺贝尔奖中并无数学奖,但1968年由瑞典银行增设的诺贝尔经济学奖,却使很多数学家获奖受益,如苏联的数学家康脱洛维奇,他在研究国民经济计划上提出和使用了线性规划的方法,因而获得了1975年诺贝尔经济学奖。

数学对科学技术发展的影响

(1)数学的超越是科学上根本的超越科学技术发展史表明,一个强大的民族,必须在科学技术上强大,而在科学技术上强大,必须实现在数学上的强大和超越,如果在数学上实现了超越,则其他科学随之发展迅速,无往而不胜,民族的自信心也随之大大提高。解析几何的创始人、法国数学家笛卡儿曾游历欧洲,遍访科学家,悉心研究、切磋数学和物理学问题,形成了深厚的科学功底。他曾说:“如果世界上有伟大的科学家的话,那么他必定在欧洲。”[5]112显然,这句话是十分傲慢的,是唯我独尊和只有欧洲先进的诳语,但的确道破了当时东西方民族的思维以及在数学和科学水平上存在着极大的差距。其实,在巴比伦、埃及、希腊和罗马盛极一时的年代里,欧洲除了意大利外,只有原始的文明,数学方面的知识十分贫乏,重要的原因是中世纪占统治地位的基督教对研究现实世界缺乏兴趣。他们认为研究数学、探索自然的工作是卑下的、微不足道的。因此,从五世纪到十二世纪七百多年的时间里,欧洲在数学上几乎没有多大进展。在这漫长的时期中,主要的数学家是意大利的斐波那契和帕奇欧里,主要著作为《计算之术》和《算术集成》。直到十六世纪,当意大利数学家塔塔利亚、卡丹和费拉里能够将一元三次方程、一元四次方程用代数方法求解,找到了求根公式,使欧洲的数学第一次超越了东方数学,并使欧洲人从此真正树立起超越东方人的信心。此后,欧洲数学的发展如雨后春笋、气势磅礴,极大地推进了科学技术的发展和人类历史的进程。法国在资产阶级大革命后,拿破仑政府为了使得在科学技术上超过英国,非常重视科学技术和数学的发展,他提携和网络了一大批数学人才,如拉格朗日、拉普拉斯、勒让德等,这些人勤勉不怠,成就显赫。而且,在他们的引领下,法国形成了一个人才梯队,如后来的柯西、泊松、傅里叶等大数学家,都是成就卓著。在他们的努力下,法国终于成为世界科学技术中心,科研量占全世界科研总量近一半以上。(2)数学的落后会导致科学上的落后牛顿和莱布尼兹都是微积分的发明人,但不幸的是,历史上曾发生过优先权的争论,从而使数学家分裂成两大派。以瑞士数学家雅可比•伯努利和约翰•伯努利为首的欧洲大陆的数学家支持莱布尼兹,而英国的数学家则捍卫牛顿,两派激烈争吵,甚至互相敌对和嘲骂。特别是英国以泰勒和马克劳林为首的数学家,认为牛顿是至高无上的权威,因而把争夺优先权的战火由德国扩大到了整个欧洲,并同欧洲大陆的数学家停止了思想和信息的交流。他们忘记了科学家有祖国,但科学成果无国界,绝不能故步自封,保守不前。牛顿在《自然哲学的数学原理》中使用的是几何法,英国人在差不多一百年中照旧以几何作为工具,而欧洲大陆的数学家则使用莱布尼兹的分析法,并且使微积分更加完善。最后的结果是,英国人甚至连大陆通用的微积分符号都不认识,英伦三岛的科学技术比欧洲大陆落后一百多年,世界科学技术中心也因此从英国转移到了法国。再看俄国,当英国和法国相继成为世界科学技术中心、德国逐渐兴盛之时,俄国沙皇政府也加快了科学发展的力度。从沙皇喀德林一世和叶卡琳娜二世聘请瑞士大数学家丹尼尔•伯努利和欧拉开始,俄国政府和科学家一直作着最大的努力,先后产生了物理学家楞次、波波夫,化学家罗蒙诺索夫、门捷列夫,数学家车比雪夫、马尔可夫、李雅普洛夫、茹可夫斯基、罗巴切夫斯基等,他们在各自研究的领域中都做出了巨大的贡献,并且形成了彼得堡学派,但一直不能成为世界科学技术中心,甚至研究的领域和成果都不被欧洲其他国家认可。究其原因,应该是在数学的发展上缺少一位引领世界潮流的人物。(3)数学的发展能够决定科学技术研究的进程和科学技术中心所在1543年,哥白尼的《天体运行论》出版,从此他和开普勒领导的天文学革命从神学中解放出来,从1609年到1619年,开普勒得到行星运动的三大定律,彻底摧毁了亚里士多德的地心说和托勒密体系。开普勒得到第一、第二定律比较容易,但得到第三定律却用了近十年的时间。在得到第三定律后,他欣喜若狂,得意地说道:“大事告成,书也写出来了,可能当代有人读,可能后世有人读,甚至等一个世纪后才有读者,就像上帝等了六千年才有信奉者一样,这我就不管了。”可见探索之艰难。为何如此?原因是和开普勒同时代的研究和推广对数的英国数学家纳白尔的成果还未投入使用。法国数学家和天文学家拉普拉斯曾给予对数以极高的评价,说它延长了天文学家的寿命。考察和研究科学技术发展的历史,可以认识到它在世界范围内是不平衡的,这种不平衡性的宏观表现是存在着世界科学技术中心,而这样的中心有三大特点。第一是以数学为主流,所以科学技术中心至少是数学中心;第二是存在着科学的领军人物、科学团队以及影响和带动科学技术发展的领域;第三是并不总是停留在一个国家,它会随着时代的发展,从一个国家转移到另外一个国家。可以肯定的是,在科学技术竞争日益激烈的今天,作为科学技术中心或数学中心的国家,它还能够带动其他国家成为数学中心或数学大国。目前,世界科学技术中心在美国,数学中心也在美国,而俄罗斯紧随其后,日本、波兰正迎头赶上,都已成为数学大国。纵观十六世纪以来的科学技术发展过程,在社会生产、时代变革、思想解放等因素的影响和作用下,世界科学技术中心曾在以下国家停留过,并产生了大量的数学成就,。

科学技术发展论文范文第6篇

近期,“南宁东盟人才活动月”在广西南宁市全面展开,作为“南宁东盟人才活动月”一部分的“广西南宁市第二届学术年会”和“企业科技人才队伍建设研讨会”由广西南宁市委、市政府分别在邕举办。9月26日,“南宁市第二届学术年会”在南宁市启动。该届年会由南宁市委、市政府主办,南宁市科协和南宁市气象局承办。广西科协副主席方芳、南宁市政府副市长眭国华出席了开幕式。广西南宁市委组织部、市科协、市气象局、市疾病预防控制中心、市水利局、市环保局等单位领导以及市属各学会、协会会员,教师,科研院所科技人员300多人参加了开幕式。

广西南宁市政府副市长眭国华在开幕式上致辞,她说:在推动科技进步和创新、促进人才成长、成才的过程中,学术交流是重要环节,南宁市第二届学术年会的举办,是深入贯彻落实总书记关于大力实施科教兴国战略和人才强国战略,全面落实国家中长期科学和技术发展规划纲要,为全面建成小康社会进而建设世界科技强国奠定坚实基础的重要讲话精神的具体行动;是组织学术交流,营造创新氛围、努力造就一流科学家和科技领军人才、培养一线创新人才的重要举措之一。她希望,能以本次年会的召开为契机,广纳真知灼见,广聚科技资源,广交科技英才,把促进学科繁荣、提高科技创新能力作为转变经济发展方式、增强经济实力的着眼点和着力点,使更多先进的科学理念、科学知识、科学技术、科学精神、科学方法在南宁落地生根,开花结果,为全面协调可持续发展提供持久动力,推动各项事业迈上新的台阶,以优异的成绩迎接党的十的胜利召开。

广西南宁市第二届学术年会开幕式邀请了来自马来西亚的东盟工程科技院院士黄汉腾、温国亮和中国气象局北京城市气象研究所研究员苗世光,广西区气候中心高级工程师苏志等专家学者做特邀报告,与大家共同分享他们的最新科研成果与成功经验,交流探讨科学技术的发展状况与应用前景。

本次学术年会分设5个分会场,共有1000多位科技工作者参加。经南宁市论文评审领导小组审核,择优推荐到各分会场参加交流的学术论文共38篇,论文分别围绕学科技术发展和经济社会发展中的热点问题,对“城市气象与水利”、“城市气象与大气环境”、“城市气象与人体健康”、“气象科技创新与综合风险管理”、“气象预报与农业生产”等进行了深入的探讨。这些论文集中关注当前社会环境保护和人类身体健康,以及各行各业不同领域的前沿高新技术的发展态势,在一定程度上体现了南宁市科技工作者的科技创新实力和科技创新热情。

广西南宁市科协在南宁市第二届学术年会还汇集出版了《气候变化与城市可持续发展》等论文集,邀请了香港和澳门两地的工程师协会的理事会成员来邕相互探讨创新科技知识和国际学术交流等问题,取得了很好的效果。

科学技术发展论文范文第7篇

如今科技进步已成为经济增长的主要源泉。从现在到2020年,我国处于人均gdp从1000美元向3000美元发展的一个非常关键的阶段。经验表明,处于这一时期的国家和地区可能出现两种发展前景,一种是重视引进、消化、吸收上积累自身科学研究和技术开发能力,最终实现自主技术创新,实现经济的高速增长和社会进步,顺利实现工业化和现代化,如韩国、台湾;一种是满足于技术引进的短平快、拼资源、拼劳力和资本依赖,不重视技术能力的开发,导致经济徘徊不前,甚至社会动荡不安,如南美一些国家。在这样的环境下,通过实证的方法研究中国的基础科学研究、技术进步以及经济发展之间的关系,并提出相应的对策建议,具有一定的意义。

1 科技与经济发展

科学技术对社会和经济发展的作用可以追溯到李斯特[1] 的研究:“每个国家的现在是建立在以前的发现、发明的改进、完善和应用基础之上的,这些构成了现在社会人类可资利用的智力资产,而每个国家现在的生产率和它能够获得和使用的智力资产以及增加这些智力资产的能力密切相关”;“不存在与物理、机械、化学、数学、工业设计等科学无关的工业;在科学研究中也没有任何发现、发明和过程不会对工业和生产产生任何作用,因此在制造业发达的国家里,自然科学和社会科学一般也很普及。”

纵观发达国家的发展轨迹,不难发现英国的崛起依靠的是纺织、炼铁、航运以及水力等工业部门生产技术的革命,美国的发展则是依靠石油、钢铁和电力等主导产业部门生产技术的进步,德国19世纪末化学工业部门的发展则是第一个以科学研究为基础实现追赶的工业部门[2]。narin等的研究表明,近年美国的公共科学研究和产业发展之间的联系不断增强,最近oecd的一份报告也指出“在知识社会中,产业发展和科技进步之间的关系在不断强化”[3]。

创新是连接科技与经济的重要因素,对于20世纪末的后来者来说,他们没有机会在新的产业中进行重大创新追赶甚至超越发达国家,而只能沿着发达国家的技术路径进行模仿和学习。dosi[4] 等通过对比研究韩国、台湾与巴西、墨西哥的追赶过程发现,60年代的韩国、台湾还落后于巴西和墨西哥,然而90年代他们成功的追上了发达国家,而后者却仍停留在发展中国家的行列。rapini研究发现韩国和台湾的发展中存在以下明显的特征:科学产出和技术产出之间高度相关,其科学水平和技术能力是同步增强的;同时经济增长和科技产出之间也存在高度的相关性。他们并不是如逆向的线性模型(注:指一些学者推断发展中国家的科技与经济发展有别于发达国家“基础科学资源配置—技术进步—经济发展”的模式,而是呈现“经济发展—技术进步—基础科学发展”的逆线性模式。) 所说,等到经济发展了才去增加科技的投入,在他们追赶的最初阶段就已经非常重视科技资源的分配。

对于发展中国家来说,bell和pavitt[5] 的研究指出,考虑到技术创造和变革中的知识需求,现代社会生产能力和技术能力之间的差距无法自动逾越,因此单纯依靠外来的技术建立大规模的工厂并不能提高技术引进国的技术能力,积极的学习对于克服后发劣势非常重要,起步阶段模仿的作用非常大。cimoli和dosi[6] 指出,把技术引进和学习结合起来后,从模仿到创新只是一个过程的两个方面。模仿的效果和内在的技术能力有关,起步阶段和追赶过程中都需要一个较强的技术吸收能力。

2 基础科学研究与技术开发

中国的传统文化里有技术而无科学,中国古代的发明大多为技术而非科学,真正的科学观念没有深入人心,而我们常说的科技一词很容易使人们忽视科学与技术的区别。严格来讲,科学和技术是两个不同的研究主体。按照国家创新系统的理论,一般来说大学和研究机构负责科学研究,而企业专注于技术开发。区分科学与技术对我们研究发展中国家特别是中国的问题有很大帮助,因为在发达国家中科学与技术之间的相互作用较好,在成为科学强国的同时也成为技术开发的强国和经济强国,这种情况在发展中国家却不成立。由于起步阶段科学技术非常落后,急欲发展经济的发展中国家大多数对技术相当的重视,基础科学研究则更多的是和关系国家经济军事安全的学科联系在一起,对和产业技术开发密切相关的基础科学研究支持不足。

pavitt[7] 在研究“为何基础研究对于经济发展很重要”时指出,基础研究越来越重要不仅是因为它是技术进步的直接来源,而且它是对科技人员的一种很好的科学训练,可以提高其科研技能,同时科学成果也常会有很多意想不到的应用。rosenberg[8] 在讨论企业缘何从事基础研究时指出,基础研究是进入信息网络的“入场券”,正如cohen和levinthal[9] 讨论研发的两面性(创新和学习)时所说的这是一种开发吸收能力的有效方式。对于发展中国家来说,在发展的最初阶段科学研究的主要作用在于创新过程中的学习,随着一个国家的发展和进步,r&d过程中学习和创新的程度会有所变化。

除了增强技术吸收能力以外,科学研究在经济发展过程中还扮演了另外几个重要角色:

(1)科学研究相当于一个“探测仪”,的科学研究可以探测国外科学研究的进展以及可资利用的科技资源,可以检测到对本国经济发展可能有用的新技术。因此,即使在暂时无法介入的行业中保持一定科学研究也是非常必要的。(2)国家的科研能力的提高是产业发展的支持和保证,它为进入和发展关键产业提供必要的知识。perez和soete[10] 指出,公共的科学研究降低了新兴行业的进入门槛,是抓住机会窗口进行追赶的必要条件。(3)科学知识和增长之间还存在更加微妙和复杂的关系,如科学进展改善了国民的健康状况。(4)现在的技术创新主要产生在发达国家,发展中国家的引进和模仿必须考虑技术在新的环境中(国家发展阶段、居民收入和消费水平、人口结构等)的适应性而进行改进,在一个技术发展越来越依靠科学的时代,这个技术改进过程包含了更多的科学内涵。

对于科学和技术的关系,不同的学者得出不同的结论。rosenberg认为科学是外生的,技术领先于科学;klevorick等则指出,基础科学研究为产业的技术创新提供了“技术机会”。因此,企业非常重视追踪大学和科学机构的研究进展。当然对于不同的工业部门来说,基础研究提高技术创新能力的重要性是不同的。事实上在知识经济社会中,技术发展越来越依赖于科学的发展,技术范式的变革由科学推动的作用更加明显。而技术的发展对于促进科学研究的作用也日益显著。nelson和rosenberg认为科学和技术之间存在强烈的相互作用,科学研究既是技术发展的“先导”,同时又是技术发展的“追随者”。科学的技术化和技术的科学化发展趋势,使科学进步与技术进步互为前提,互相推动,促进了科学技术连续体的形成。

科学和技术的相互作用非常重要,但其在发展中国家和发达国家具有不同的特征。对发展中国家来说,停滞和低速发展的一个重要原因可能就是科学和技术之间不能协调发展。bernardes和albuquerque[11] 对120国家的实证研究表明,经济水平越发达,科学向技术转化的转化效率越高。

3 实证研究

国内外学者的研究成果都表明科学技术对经济发展贡献显著,而众多国家的实践经验也很好的验证了这个结论。然而在我国到底科学技术在多大程度上促进了经济的发展?这种促进作用的潜力还有多大,我们通过何种方式可以更大的挖掘这种潜力促进经济社会的进一步发展?这是我们感兴趣的问题。从前人的理论研究可以看出,科学和技术进步对经济发展起着非常重要的作用,但是这种促进作用又不是一种简单的确定性函数关系,而且我国人口众多,各地区发展水平差异很大。我们希望通过对我国30个省(市、自治区)连续的样本数据进行分析,发现隐含在数据背后的统计关系。

3. 1 数据收集和处理

我们选择了中国除香港、台湾、澳门、重庆(在所选时间段内,行政划分有所变动,造成各项数据统计口径的不一致,故没有入选)外的30个省(市、自治区)1992-2002年间发表的人均国际科技论文数量(以后简称人均论文,用pp表示)、人均国内授权专利数量(以后简称人均专利,用pt表示)以及人均gdp(用gdp表示)数据进行实证研究(注:由于笔者数据搜集的条件所限,这里的数据为1992-1994,1997和1999,2000-2002三个时间段共8个年份的数据。数据来源为各年的《中国统计年鉴》和《中国科技统计年鉴》。)。国际科技论文(ei,sci,istp三大检索系统收录)用来衡量基础科学研究水平,科技论文是一个最为常用的表征基础科学研究水平的指标,然而由于国内发表的科技论文水平和质量参差不齐,我们选择国外三大检索收录的科技论文数作为衡量指标,它代表了该地区高水平的科学产出,是众多衡量指标中较为满意的一个。某一地区的技术水平用人均专利产出来衡量,这也是衡量产业技术能力的一个最常用指标[12]。人均gdp则是衡量经济发展水平的一个最为方便的指标,考虑到通货膨胀和价格变动的影响,我们用工业品出厂指数(1985=100)对人均gdp数据进行了平减。当然,科学、技术与经济发展之间的关系错综复杂,这三个指标无法反映出三者关系的全貌,但作为科学研究的探索,无疑可以为我们提供非常有益的参考。

3. 2 基于panel data的固定效应模型

本文的研究范围为中国30个省(市、自治区)的科学、技术和经济发展水平,因此是基于“省份-时间”的数据组合,建立固定效应影响的模型进行估计。30个省的资料基本上反映了中国科学、技术与经济问题的全貌,然而不同省之间由于经济、科技实力又存在着区域差异,固定效应模型可以较好地反映这种差异。此模型与单独的截面数据模型或时间序列模型相比,不但可以描述某一时期样本数据的规律,还可以观察随着时间产生的变化,更好的捕捉科学和技术交互作用的影响。基于以上数据,我们用最小二乘虚拟变量模型(lsdv)建立了下面这个一般的线性panel data模型:

gdp[,it]=eα[,i]+β[,1]pp[,it]+β[,2]pt[,it]+μ[,it]

i=1,2…30,t=1,2…8

其中gdp[,it],pp[,it]和pt[,it]是第i个省在1992-2002年间第t年的人均gdp,人均国际科技论文和人均国内授权专利观测值向量;μ[,it]是随机干扰项8×1向量;e是8×1单位向量,α[,i]是待估计参数,它反映了不同省份之间的个体影响。在应用eviews3.0软件的分析中,我们采用了white一致性标准差和协方差以减少由于截面数据造成的异方差影响,回归结果见表1。

表1 无交叉项的回归结果 自变量 因变量gdp

coefficient std. error t-statistic prob.

pp 0.016352 0.006262 2.611031 0.0095

pt 0.134681 0.019732 6.825603 0.0000

pp×pt fixed

effect(略)

r-squared 0.888487 mean 0.234298

adjusted dependent var

r-squared 0.871867 s. d. 0.164200

s. e. of dependent var

regression 0.058777 sum squared 0.718575

resid

f-statistic 1657.250 durbin- 1.642963

watson stat

prob 0.000000

(f-statistic)

从回归结果可以看出,调整后的r[2]等于0.8885,表明模型的拟合效果较好,dw值为1.6429,根据判定法残差序列基本不存在自相关,从整体上讲该模型的效果不错。

从回归结果来分析,科学水平和技术水平的提高均会显著地促进该地区的经济发展水平,然而基础科学研究和技术进步对于经济发展的贡献存在很大的差异。人均科学论文每增加1个百分点,地区的人均gdp可上升0.016个百分点;人均拥有的授权专利每增加一个百分点,该地区的人均gdp可上升0.134个百分点,由此可见技术进步对经济发展的贡献要远远大于基础科学研究对经济发展的贡献。分析原因,主要是改革开放以来中国经济的发展很大程度上是通过技术引进和二次创新获得成功的,基础科学研究能力还很薄弱,由基础科学研究开始进行技术创新进而产业化的源头重大创新能力在大部分领域中还不具备。另一个可能的原因是虽然科学和技术是两个紧密联系的主体,但基础科学研究和产业技术能力二者是不同的主体完成的,基础科学研究水平到技术能力的建立不是自动发生的。国外的经验表明科学和技术水平相互促进和提高,科学和技术的良好互动可以进一步促进经济水平的提高;反之,很可能会阻碍经济的健康发展,这种情况在科技实力较低的发展中国家中较为常见。因此我们对模型进行了修正,考虑了科学和技术相互作用对经济发展的影响,修正后的模型为:

gdp[,it]=eα[,i]+β[,1]pp[,it]+β[,2]pt[,it]+β[,3]pp[,it]×pt[,it]+μ[,it]

i=1,2…30 t=1,2…8

其中pp[,it]×pt[,it]反映了科学和技术的相互作用对经济发展的影响,其他各项含义同模型1。回归结果见表2。 表2 有交叉项的回归结果 自变量 因变量gdp

coefficient std. error t-statistic prob.

pp 0.069491 0.011837 5.870763 0.0000

pt 0.135956 0.017232 7.889929 0.0000

pp×pt -0.012114 0.002327 -5.205433 0.0000

fixed effect

(略)

r-squared 0.912233 mean 0.234298

adjusted dependent var

r-squared 0.898665 s. d. 0.164200

s. e. of dependent var

regression 0.052270 sum squared 0.565559

resid

f-statistic 1075.756 durbin- 2.092203

watson stat

prob 0.000000

(f-statistic)

从回归结果可以看出,修正后的模型调整后的r[2]为0.8986,表明模型的拟合效果优于模型1;dw值为2.0922,根据判定法残差序列不存在自相关。各方面来看,模型2都更好地反映了数据间的关系。

对比两个模型的回归结果我们发现,在模型2中考虑了交叉项的影响之后,回归的结果和模型1产生了很大的变化。技术进步对经济发展的影响有所增强,人均授权专利的系数从0.1347上升到0.1359,即人均拥有的授权专利每增加一个百分点,该地区的人均gdp可上升0.1359个百分点。人均科技论文的系数变化很大,从0.0164变为0.0695,新增交叉项的系数为-0.012,这说明在模型1中由于没有考虑科学和技术的相互作用影响,明显的低估了基础科学研究对经济发展的促进作用。产生这个结果的原因是,在我国科学和技术的相互作用机制不够健全,在一定的技术水平下,基础科学研究水平的提高反而影响了经济水平的进步。

以上的实证结果表明,中国科学与技术的相互作用对经济发展的贡献与经典的理论不符,与国外发达国家的经验亦不一致。造成这个现象的一个重要原因就是我国的基础科学研究以高校和政府的研究机构为主体,财政拨款始终是基础科学研究资金的主要来源,科学资源分配制度也不尽完善,造成长期以来基础科学研究与产业技术发展脱节,与经济发展脱节。因此,基础科学研究的提高消耗了社会的科技资源,却没有对社会的经济发展产生相应的贡献。改进这一状况,从短期来讲就要促进企业和科研机构之间的交流合作,促进基础科学和产业技术的相互作用关系;从长期来看,则要继续推进科技管理体制的完善。

此外从实践上来看,我国企业的规模较小、技术水平较低,大多数企业是依靠引进-模仿的方式建立最初的技术能力。虽然经过了近年来的迅速发展,大多数企业仍不具备自主研究开发核心技术的能力;我国的工业尤其是制造业总体基础较弱,不可能采取一步到位的发展路子。我国近几年的成功实践也是由于成功地实现了适合我国国情的“引进——改进——创新”的二次创新过程,更注重硬件设备和生产线的引进,长期不能形成自主的知识产权和核心技术,而只能完成技术含量相对较低的组装、制造等环节。中国的企业虽然已经进入产业链条,但是处于低附加值的环节。但是那些成功实现追赶和跨越的国家经验之一就是,他们更注重引进专利、技术许可证等软技术,较少引进生产线等硬件设施;注重引进国外处于研究开发阶段后期、尚未商业化的技术,这样能使他们快速形成有自主知识产权的技术,走上自主创新之路。在日益开放的国际环境下,我们有更多的途径和方式学习借鉴国外先进科技成果。但是,仅仅依靠引进技术是无法满足我国自身发展对科技的需求的。实践一再证明,核心技术是买不来的,技术创新能力是买不来的。中国科技进步必须牢牢建立在自主创新的基础之上,充分利用全球科技资源,提高自主创新能力。

4 结论和建议

从上述研究可以看出,总体上来说我国各省(市、自治区)的科学、技术促进了经济的发展,技术进步对经济发展的促进作用远远大于基础科学研究所起的作用。基础科学研究有待于和产业技术发展进而和经济发展更紧密地结合起来,而技术进步需要和基础科学研究相结合,完成从二次创新到一次创新地转变,形成自主创新能力。具体分析30省市的数据可知多数省市的科学研究、技术能力以及经济发展还停留在一个比较初级的阶段,三者的和谐发展将有助于我国科学技术和经济实力的进一步提高。从理论分析的角度看,较为理想的情形是基础科学和技术进步紧密的结合起来,二者对经济发展起到直接的促进作用,同时二者的相互作用对经济发展也起到非常重要的正面影响。面对现状,我们可以从以下方面进行改变:

(1)在保证科技财政投入总量的基础上,建立合理的科技管理决策机制,完善科技资源分配制度,改革科技成果评价制度。我国科技管理体制改革进展较慢,一个重要原因就是科学技术的生产和转化有其自身的特点,科学技术的基础性和公益性决定了科学研究机构不能像企业那样成为自负盈亏的主体。因此探索构建适合我国的科技发展战略、政策及其组织结构和运行机制成为一个关系科技和经济发展的关键问题。

(2)加强产学研合作,建立以中介机构为纽带的科技服务体系,促进科学成果向产业技术的转化。探索基础科学研究成果向产业技术有效转化的模式和途径,在提高基础科学研究成果的使用效果的同时,帮助企业开发拥有自主知识产权的产品,逐步建立核心技术能力。在经济和科技较发达的省市,可以借鉴台湾工业技术研究院的做法,建立非营利性的产业技术应用研究机构。充分发挥科研机构的骨干和引领作用,并以此建立开放性的平台来联系大学、企业和国外的先进科技成果,充分发挥企业在技术创新中的主体作用和大学的基础和生力军作用。

科学技术发展论文范文第8篇

关键词:科学论文引证;申请主体;中药技术;专利价值;产学结合;社会管理药学

中图分类号:R95 文献标志码:C 文章编号:1001-8255(2016)04-0501-06

21世纪以来,我国将建设创新型国家作为基本国策,而包括知识创新、技术创新、区域服务创新的创新体系建设也被提升到战略高度,知识创新因其在创新体系中的基石地位而备受关注,知识自身的创新及其对技术创新、区域服务创新的引领作用成为学术讨论的热点。一般而言,科学知识的积累对技术有着巨大的影响,药品专利更是如此,大多通过对科学知识的吸收与整合产生新技术。近年来,我国科学量及被SCI收载量均有了突飞猛进的进展,中国科技信息研究所公布2014年我国机构作者为第一作者的SCI论文23.51万篇,排在世界第2位,10年来被引用次数排世界第4位,我国科研水平有了稳步提高[1]。但科学研究的最终目的之一是希望通过科学知识的增量带动技术的进步,助推国家经济增长。近年来,传统中药因毒副作用小、疗效显著逐步得到世界各国的认可,但中药如何与现代科学技术融合,使其惠及更多群体一直是中药技术发展的症结所在。因此,探寻中药技术与现代科学的融合程度,以及现代科学研究对中药专利技术的影响就凸显出现实意义,而专利文献中的科学论文引证为研究此类问题提供了可行性路径,目前对我国中药产业的相关研究尚付阙如,因此本文以我国中药产业专利数据为样本,探索现代科学研究对中药专利技术的影响。国外以专利科学引文为路径探究科学对技术影响的研究起步较早,20世纪80年代,Narin带领美国CHI研究公司率先将科学引文的分析方法运用到专利分析中,创建了专利技术科学关联度这一指标,科学关联度是指一家公司(也可以是一个区域或一个人)所拥有的专利平均引用科学论文或研究报告的篇数,用其评估该公司专利技术的科学前沿程度。该指标数值越大,表明该企业的研发活动和技术创新越是紧跟最新科技的发展,越接近研究前沿[2]。通过对美国的大量专利数据分析表明,科学研究在技术创新中的作用逐年增长,不同领域有不同的科学依赖性,其中药品、化学、电子是科学依赖性最强的领域[3]。专利引证从引证内容的角度来看包括专利文献引证和非专利文献引证,Harhoff等认为并不是所有的非专利参考文献都是科学性的,大多数是对技术领域中行业杂志、公司出版物或行业标准的引用,因此要区分开不同类别文献所发挥的作用;并证明在制药与化学技术中科学论文的引证对专利被引次数有正向作用[4]。Tijssen研究认为虽然不是科学作为源头导致了技术的产生,但二者之间确有相互作用[5]。Sorenson和Fleming认为科学论文引证会使专利拥有更多的被引次数[6]。大多数研究结果均显示科学研究对专利技术有正向影响。

1文献综述

我国关于科学引文研究文献并不多,大多为理论分析。国内结合实证分析论证科学引文对技术发展影响的研究主要集中在纳米领域。其中卞雅莉运用德温特专利数据库中纳米材料产业的585件美国企业专利数据为样本,运用负二项回归模型分析,结果显示企业专利引用科学论文会显著提高专利质量(被引次数)[7];后来卞雅莉以2332项美国纳米材料产业专利数据为样本,采用负二项回归模型,发现专利科学引文的数量对专利质量(被引次数)有显著正向影响[8];裴云龙等也使用负二项回归模型,基于纳米领域的WIPO的专利,研究了纳米科学对纳米技术的影响,回归结果显示在纳米技术领域,专利对科学论文的引用与专利价值(被引次数)显著正相关[9]。赵志耘等以中国在美国专利商标局申请的生物技术领域专利为研究对象,发现生物技术对基础研究的依赖程度较高,引用美国科学文献较多[10]。殷媛媛结合立体显示产业运用专利引用论文和论文引用专利揭示法,分别研究专利对论文的引用以及论文对专利的引用在时间、空间和种类等方面的分布[11]。高霞等运用1995~2004年我国在美国专利商标局授权的专利,用科学期刊网络分析探究了我国技术创新的科学基础。结果表明,PNAS、Science和Nature为我国技术创新提供了重要的科学基础,一些化学类期刊也是我国专利技术主要的科学引用源[12]。如上所述,限于长期以来我国专利引证数据获取的困难,我国学者对此类问题的研究基本基于美国专利,且大多集中在纳米行业,结论一般认为科学文献的引证对专利价值有显著正向影响,但是笔者认为基于美国专利数据的研究,会有较大地域性限制,不能真实反应我国的科学研究对专利技术价值的影响。

2数据来源与处理

本文数据样本来自国家知识产权局专利信息服务平台,鉴于发明专利创新性最强,审查员出于经济与技术的考量会更加慎重的引用专利与非专利文献,本文以1985~2010年公开的中药行业发明专利作为基础数据,共计21996件。国外研究科学论文引证通常会选择运用SCI的期刊文献,但鉴于我国专利极少引用SCI文献,大部分是引证本土文献(地域性),所以本文选择非专利文献引证中的期刊文献作为科学论文引证数据,清洗数据时发现有一部分期刊来源难以确定,为了更准确说明现代科学研究对中药专利价值的影响,将挑选出的期刊与中国知网进行比对,将在中国知网查询不到的期刊作删除处理。由于专利信息服务平台的非专利文献引证内容有大量重复文献,综合专利检索与分析、专利查询数据库,对部分专利的科学论文引证进行去重处理。运用上述方法,对21996件中药专利逐一核对,筛选出具有科学论文引证的专利10023件,并用人工一一对应检索方式梳理出它们引证的科学论文,共34961篇。科学研究对中药专利技术影响的最重要体现是对专利价值的影响,一般而言,专利价值包括法律价值、技术价值和经济价值,本文选取专利年龄、被引次数和专利运营来表征专利价值。被引次数来自对21996件中药专利与专利检索与分析数据库的一一比对及统计,专利年龄数据和专利运营信息来自Soopat数据库。由于被引次数具有时滞性,本文以国际上普遍认可的5年时间窗口截断,数据搜集时间为2015年底,所以数据截止到2010年年底前公开的中药专利。

3中药专利科学论文引证数据描述

图1是对21996件中药专利中含有科学论文引证的专利的百分比和科学关联度按申请时间发展趋势的统计。结果显示,具有科学论文引证专利的百分比与平均每件专利所引证的科学论文整体走势大体一致,整体而言,我国中药专利与现代科学的结合呈逐步上升趋势,近年发展尤为迅速。大致可分为3个阶段(1985年共授权8件专利,其中有一件专利引证3篇科学文献,所以起点偏高。数据截止到2010年公开,2008及2009年申请的专利有相当一部分只是处于公开阶段没有授权,所以后两年数据仅供参考),1985~1994年为缓慢上升期,这期间平均每件专利引证科学文献0.58篇,当时我国的科研水平整体不高,科研人员对专利制度也不是很了解,专利的科学关联度很低。1995~1999年为平稳过度期,平均每件专利引证科学论文0.65篇。2000~2009年为快速发展期,进入21世纪以来,吸收现代科学研究的中药专利技术不断增多,中药技术与现代科学的联系日益紧密,平均引证科学文献1.80篇。但是整体来看科学关联度依然很小,有54%的专利没有引证科学论文。40003000200010000234567891011121314151617181920为了进一步了解中药专利科学关联度的相关信息,本文对21996件专利的申请主体进行统计分析,如表1所示,个人占比达到66.2%,但是整体科学关联度最低;研究机构(包括高校和科研院所)占比10.8%,科学关联度最强,平均每件专利引证2.52篇科学论文。这也充分体现了高校科研院所为我国科学研究的先锋,更注重科学知识的吸收,有较强的理论基础,专利技术含量较高。

4现代科学研究对中药专利价值的影响

从以上分析可以看出,中药专利与现代科学技术的融合在不断加深,但量变有没有带来质变?有没有对中药专利的价值产生影响?前期研究多是运用专利被引次数作为专利价值指标讨论科学引文对专利价值的影响,本文从专利的法律价值、技术价值和经济价值三方面来分析现代科学技术对中药专利价值的影响,希冀更为全面地探讨中药专利科学关联度与其价值的关系。数据统计分析运用软件IBMSPSSStatistics21。

4.1科学论文引证与中药专利法律价值的关系

专利技术的独占权是法律赋予专利权人最重要的权利,独占期间专利权人需要缴纳维持费用,未缴纳维持费用专利技术即会进入公知领域,立法者希冀通过这一制度设计督促权利人尽早放弃价值不大的专利,以保证专利技术实现最大的效用。因此,一般而言,专利维持大多有其背后的商业价值的考量,专利权人会选择维持那些能够为自己带来经济利益的专利,而随着维持年限的增加维持费用也就越来越高,专利权人这种投入与产出回报的顾虑会越发加强,因此Griliches认为专利的生命周期为专利价值的分布提供了有价值的信息[13]。计算方法是从专利的申请日起到终止的存活时间,因此本文用专利年龄作为中药专利法律价值的替代指标。图2是我国中药行业专利年龄分布图,数据大多数集中在左侧。由于专利年龄是从申请日起算,在我国专利从申请到18个月后的公开,再经过实质审查到授权这一过程大致需要3年,所以部分专利年龄会有被高估的趋势。一般认为,只有那些被维持了10年以上的专利,才是高价值的专利,我国中药专利维持10年以上的共计5811件,占总数的26.4%。表2显示了中药科学论文引证与专利年龄的关系,统计显示在0.01显著水平上Kendall中科学论文引证与专利年龄相关系数为-0.058,Spearman相关性统计中科学论文引证与专利年龄的相关系数为-0.075,结果显示科学论文引证与专利年龄相关度极低,因此可以认为二者之间基本不相关。

4.2科学论文引证与中药专利技术价值的关系

专利的被引次数是观测专利被后续专利引用的一种现象[14]。被引次数不受维持时间的限制,只要专利文件被公开,就可以被引用。被引次数也反映此专利在后续研究中的重要性,本文用其表征专利的技术价值。一项专利如果被引次数为0,一方面可能是由于该领域不具有再开发的价值,所以无人问津;另一方面也可能说明此专利在该技术领域发展中可有可无,其他人不必绕过它即可产生新技术。因此处于核心的专利技术会有较高的被引次数。多年来专利的被引次数成为最常用的专利价值指标,Carpenter等研究了被引次数和获得工业设计大奖专利之间的关系,显示高被引专利在技术上也是重要的[15]。由图3可见我国中药专利整体技术价值分布很不平衡,有很长的右尾。这也与国外研究结果相一致,高价值的专利往往只是少部分,中药领域专利的被引次数大部分集中在5次以下,占78.5%,其中有5206件专利被引次数为0,占总体的23.7%,被引10次以上的专利共1869件,占总数的8.5%。本研究没有排除自引,如果把这一部分考虑进来,数据右尾分布会更加明显。表3是科学论文引证与被引次数的相关性分析,可以看出在0.01显著水平上Kendall中科学论文引证与被引次数相关系数为-0.050。Spearman相关性统计中科学论文引证与专利被引次数的相关系数为-0.063,结果显示科学论文引证与专利被引次数相关度极低,因此可以认为二者之间基本不相关。

4.3科学论文引证与中药专利经济价值的关系

专利的经济价值是专利作为一种商品属性的最直接体现,专利申请人的身份在授权后转变为了专利权人,从法律上来讲获得了独占权,具有排他性。专利权人获得授权以后对其有收益、处分的权利,最常见的就是质押、许可和转移,统称为专利运营。专利的质押是一种融资手段;许可是通过许可他人实施此项专利技术来获得收益;转移依据发生的时间顺序分为专利申请权的转移和专利权的转移,申请权的转移发生在专利授权以前,专利权的转移则发生在专利授权后;无论是哪种活动方式,背后都有其相应的经济利益,因此本文选择专利运营作为专利经济价值指标。样本中发生运营的专利共3565件,未发生运营的共18431件,运用双样本T检验发现运营与非运营的专利在科学论文引证上确有差别,发生运营的平均引证1.83篇科学论文,未发生运营的专利平均引证1.54篇论文,发生运营的要高于未发生运营的专利,只是这种差别很小,因此也说明现代科学研究对中药专利经济价值影响不大。4.4较高科学论文引证的中药专利与专利价值的关系为了深度分析科学研究与中药专利价值的关系,本文对科学论文引证排名前10%的2200个中药专利进行进一步分析,如表3、表4所示,专利年龄在10年以上的为17.1%,专利被引数量在10次以上的为6.5%。因此,无论从专利的法律价值还是技术价值层面,现代科学研究对中药专利价值均无影响。表5进一步对2200个中药专利从申请主体维度进行分析,发现占绝大多数的个人专利在技术价值、经济价值和法律价值均处于较低水平,研究机构的专利年龄均值也只有7.68年,但是产学结合的中药专利技术科学关联度高,专利的技术价值、经济价值和法律价值均较高。

5结果与讨论

5.1提升中药专利科学技术含量

研究表明,我国中药专利虽然与现代科学融合度在不断加强,但是至少到目前为止还没有达到可以影响其价值的作用。对国外在我国授权的中药专利统计发现,平均每件专利引证科学论文5.1篇,专利的平均年龄也高达12.5年,专利被引平均数量为3,虽然从数据上看出国外的专利还没有在技术上对我国有一定的影响,但专利年龄维持之久也足以说明其可以带来经济收益,由此可以看出国外专利更注重与科学研究的结合,科学技术含量比我们高很多。未来应加大中药技术与现代科学的融合程度,运用现代科学技术的优势让中药适应国外的行业标准,走向国际市场。

5.2发展产学合作的科研模式

我国现代科学研究与中药专利技术无影响的原因,一方面由于我国中药基础理论研究较为薄弱,另一方面由于我国中药科学研究不能完全适应市场需求,难以对中药技术价值产生影响。据国家科技部统计,2013年国内数量51.32万篇,其中中医论文20232篇,占比3.9%;同年国外SCI收录我国科技论文192697篇,其中中医学共1014篇,可以看出真正得到国外认可的还是凤毛麟角[16]。这些论文大多产自高校科研院所,2013年高校作为卖方的技术合同数量有6.4万,占全国技术交易的21.8%,但交易金额却只占全部的4%[17]。分到中药的更是少之又少,高校作为科研力量的主体,没有在市场经济中体现出自身的价值。学者的研究多停留在理论阶段,行业需要什么,技术如何发展,产业如何推动,学者们通常并不知晓。未来应加大产学合作,发挥企业了解市场、研究机构了解技术知识的优势,扩大符合市场行业发展的科研活动,提高中药技术影响力。

5.3充分挖掘个人专利价值

个人专利价值偏低一直是我国中药专利整体价值不高的重要原因,其实并不是个人专利技术含量低,引证科学文献排名前10%专利中个人专利占到53.7%。只是个人力量有限,不像企业有自己的经营场所可以实施。因此,建立更多的知识产权运营机构,挖掘有价值的专利技术,发挥互联网+知识产权的优势,帮助个人和高校科研院所充分发挥其专利的价值,让中国从知识产权增长的助推者变为有影响力的技术创新大国。本文研究结果只是对中药技术领域而言,并且专利价值指标被引次数并没有把自引排除在外。对于那些现在还处于有效期当中的专利,暂且用2015年与它们的申请年份做差来计算专利年龄,因此对那些在近几年授权还处于有效状态下的专利是不公平的,其中部分专利的价值显然被低估了。国家对于专利转移和质押要求必须去国家知识产权局登记,而对于专利的实施许可并不要求必须备案,因此有相当一部分已经实施的专利并没有公示。科学论文的引证也只是考虑了期刊,没有包括学位论文、会议论文和研究报告。希望未来可以对多领域进行深入的研究和比较,对数据做更细致的研究与处理。

科学技术发展论文范文第9篇

科学技术哲学博士学位论文产出的基本情况

以学科专业名称=“科学技术哲学”或“科学与技术哲学”或“科技哲学”或“科学哲学与认知哲学”为检索条件,在中国博士学位论文全文数据库、万方学位论文数据库、中国国家图书馆,CALIS学位论文中心进行检索,共检索到相关文献1448篇,文献在各数据库中的具体分布情况如图1所示。对检索数据进行标准化处理,去重后得到有效学位论文634篇,文献分布时间为1987年到2011年(检索时间2012年3月)。其中,1987年的博士学位论文为吉林大学张之沧的《科学观新论》,由舒炜光教授指导。张之沧成为我国第一位科学技术哲学博士。1989-1995年期间科学技术哲学专业博士学位论文产出较少,平均每年不足3篇。自2002年开始,科学技术哲学博士学位论文产出呈现明显递增趋势,具体文献分布情况如图2所示。在检索的文献中,按学位授予单位进行统计,排名前十五位的学位授权单位如图3所示。其中,吉林大学以152篇位居首位,东北大学以129篇居于第二位,中国人民大学以58篇居于第三位,北京大学56篇居于第四位,山西大学与复旦大学以39篇居于第五位,文献产出量居于前五位的上述高校占了全部文献的74.6%。从文献分布与科学技术哲学博士学位点分布状况可以看出,我国科学技术哲学专业的研究生机构仍然以北方为主,且博士培养单位较为集中。

科学技术哲学博士学位论文研究主题分析

对检索的文献数据进行关键词共现网络分析,通过科学知识图谱可以直观展现我国科学技术哲学博士学位论文研究的基本主题。科学知识图谱是当前科学计量学和文献计量学领域的一种重要研究方法和工具。它以科学知识为计量研究对象,显示科学知识的发展进程与结构关系,属于科学计量学的研究范畴〔3〕。科学知识图谱通过直观的动态图像信息,对学科领域的演进脉络和研究前沿进行探索和预测,从而获得较为详尽的前沿科学信息分析结果〔4〕〔5〕。本文分析使用陈超美博士开发的CiteSpace信息可视化软件,它是近年来国际科学计量学和信息可视化分析技术研究最具有特色和影响力的软件工具之一〔6〕〔7〕。1)博士学位论文高频共现关键词分析通过CiteSpace信息可视化软件系统绘制科学技术哲学博士学位论文的关键词共现网络知识图谱(图4)。从网络图谱的整体来看,关键词共现网络中形成了以“科学哲学”、“技术哲学”、“技术创新”、“技术”、“认知与心理”、“可持续发展”、“生态哲学”等为核心的关键词共现网络群组,尤其是以“科学哲学”和“技术哲学”为核心的两个研究群组是整个关键词共现网络的核心群组,构成了科学技术哲学博士学位论文研究的传统知识基础。根据CiteSpace软件系统的运行结果,统计出科学技术哲学博士学位论文各个节点的计量指标。表2列出关键词共现频次在5次以上的全部节点信息。表中频次的大小是指关键词在博士学位论文中共现的频次大小。突现率代表着某一时期内该关键词出现频次的陡增情况,突现率越大,意味着该词在某一时期博士学位论文研究中使用次数增多的程度越明显。其中,“技术哲学”、“技术创新”、“科学技术哲学”、“技术”等关键词在近年来的博士学位论文研究中“突现”,这也折射出,我国科学技术哲学领域中近年来研究前沿的“技术”转向。在博士学位论文关键词共现网络知识图谱中,共现频次较大的节点主要有“科学哲学”、“技术创新”、“技术”、“技术哲学”、“可持续发展”等,共现频次最多的“科学哲学”一词的共现频次达32次,共现比率达到5%,这表明了传统科学哲学的研究在科学技术哲学学科的博士学位论文研究中占有重要的基础地位。而“技术创新”一词的共现频次也达31余次,共现比率达4.9%,这表明技术哲学延伸出的技术创新相关问题研究是近年来科学技术哲学研究的主攻方向之一。“价值”、“意义”、“科学”等关键词也保持了较高的共现频次,表明了传统科学哲学中的“意义问题”、“价值问题”仍然是科学技术哲学领域研究的重要方向。另一方面,在关键词共现网络图谱中,中介中心度的指标通常反映节点关键词在网络图谱中“中介”的重要作用,一般是连接网络中不同群组的关键节点。在选定的阈值下,科学技术哲学博士学位论文关键词共现网络图谱中,共有两个关键节点词(中介中心度大于0.1),“科学哲学(0.16)”、“科学技术哲学(0.1)”,这也再次表明了传统的科学哲学与技术哲学的研究在科学技术哲学学科领域研究中的重要地位。2)博士学位论文选题的主题结构在关键词共现网络基础上,进行聚类分析,以展现我国科学技术哲学博士学位论文研究的主体知识结构,关键词共现网络形成聚类161个,可见博士学位论文的创新性较高很多。按照聚类大小和研究的相关度,整理出10项关键词聚类群组(表略)进行分析。结合TF*IDF算法抽取的标识词〔8〕,总结当前我国科学技术哲学博士学位论文研究关注的热点问题,并在关键词共现网络知识图谱(图略)中予以标注。从关键词共现网络的聚类结果分析,当前国内科学技术哲学专业博士学位论文关注的热点问题主要集中在以下方面:传统科学哲学的相关研究;传统技术哲学的研究;企业与企业技术创新的相关研究;人的全面发展的研究;科学技术的伦理学思考;心理学与认知科学的研究;可持续发展与生态环境问题研究;科学技术政策与管理;科技史与科技思想史的研究等。其中,从关键词共现的时间角度来看,人的全面发展的研究和科学技术政策与管理相关问题研究是近年来研究的前沿问题。在25年的科学技术哲学博士培养和教育中,科学技术哲学学科快速发展,研究的方向迅速呈现多元化,既延续传统的科学哲学与技术哲学的研究,也出现了顺应世界科学技术的发展,并结合我国现代化建设实践的“本土化”特色研究趋向。例如技术的和谐性研究,基于知识管理的新兴技术与产业政策研究等。在《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》下发后,国内学者也迅速展开了基于中国国情的战略性新兴产业与相关政策、战略性新兴技术等的研究,这些研究问题也将成为贯穿未来几年科学技术哲学研究的重要方向。上述是从对博士学位论文关键词的计量和信息可视化的视角进行的分析,具体的论文文献中包含了大量的具体的研究问题和方向,以科学技术的伦理学思考为例,出现了工程决策的伦理规约研究〔9〕;现代基因技术的伦理学思考等〔10〕。这些都大大丰富和不断推进我国科学技术哲学学科向纵向深远的方向发展。科学技术哲学的博士研究生教育在中国的发展历程已经超过25年,科学技术哲学博士学位论文的研究也得到了快速的发展,研究深度不断加深,广度不断扩宽,研究方向也迅速的多元化。研究主题从20世纪80-90年代初集中于自然辩证法以及传统自然观等问题的研究到90年代中期—2000年基于西方科学哲学、技术哲学和科学知识社会学等最新研究成果评价的基础上的量子力学哲学、生命科学哲学、生态哲学、信息哲学等与科学技术紧密联系的哲学反思,再到21世纪从讨论具体问题的研究转向基于科学技术发展的本质性理论研究,这一演化进程也与我国部分学者对科学技术哲学学术研究方向的描述基本吻合〔1〕。值得注意的是围绕国家宏观科学技术政策相关的选题一直是科学技术哲学学科博士学位论文选题的重要方向。

对我国未来博士学位论文选题的建议

科学技术发展论文范文第10篇

《上海电力大学学报》(CN:31-2175/TM)是一本有较高学术价值的大型双月刊,自创刊以来,选题新奇而不失报道广度,服务大众而不失理论高度。紧密围绕能源电力行业的学术期刊,其发展依托于上海电力大学在清洁发电、智能电网和智慧能源等领域的三大优势学科群。该期刊的主要目标是发表电力工程、动力工程、环境工程、信息科学、控制科学与工程、电子与通信等方面的最新研究成果。

作为一家以促进大学发展和科学技术发展为宗旨的期刊,它立足于学校,面向全社会,坚持开放式的办刊理念。这意味着该期刊拥有较高的学术开放性,欢迎并鼓励来自全国电力系统及其他高校相关学科的学术论文投稿。通过择优选择,将优秀的在期刊上,旨在促进学术研究的交流与合作,推动电力系统和相关领域的科学技术进步。

该杂志在发展过程中紧密围绕能源电力行业的需求,关注清洁发电、智能电网和智慧能源等前沿领域的研究。期刊的发表内容涵盖了电力工程、动力工程、环境工程、信息科学、控制科学与工程、电子与通信等多个学科领域。这些领域的最新研究成果可以为能源电力行业提供技术支持和创新思路,促进行业的可持续发展。

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