全球科技创新中心是全球创新网络的重要枢纽，代表着所在国家在世界分工体系中所能达到的最大能级。当前，世界百年变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入发展不断推进，中美“崛起大国”与“守成大国”之间的战略博弈持续加剧，科技创新成为国际战略博弈的主战场。积极谋划建设全球科技创新中心已经成为各国应对新一轮科技革命挑战和增强国家竞争力的重要举措。经过改革开放40多年的发展，中国经济总量已跃居世界第2位，科技实力也实现历史性跃升，基础研究和原始创新不断加强，已进入创新型国家行列。 统筹推进国际科技创新中心、区域科技创新中心建设，优化配置创新资源、提升国家创新体系整体效能，既是我国加快实施创新驱动发展战略的内在要求，也是建设世界科技强国的必然选择。本文在界定全球科技创新中心内涵的基础上，从创新要素全球集聚力、科学研究全球引领力、技术创新全球策源力、产业变革全球驱动力和创新环境全球支撑力5个维度，对全球45个国家的140个城市的科技创新发展水平进行评估，以客观刻画全球科技创新中心发展的基本格局，并从比较的视野客观揭示中国科技创新中心建设具有的优势及存在的短板，从而针对性地提出优化对策。
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全球科技创新中心内涵及发展评价
1.1 全球科技创新中心的内涵界定
“全球科技创新中心”作为近10年才兴起的新生概念，其内涵缘起最早可追溯至1959年英国学者贝尔纳在《历史上的科学》中首次提出了“世界科学活动中心”。之后在日本学者汤浅光朝1962年提出的“世界科学中心”、美国《连线》杂志2000年提出的“全球技术创新中心”等概念的辅助演化下，国际研发中心或国际产业研发中心、科技创新城市或科技创新中心、国际科技创新枢纽等诸多相关相近的概念被先后提出和使用，引起了学界的广泛讨论。
2014年，杜德斌率先在业界提出了“全球科技创新中心”的完整概念，将其定义为全球科技创新中心是全球科技创新资源密集、科技创新活动集中、科技创新实力雄厚、科技成果辐射范围广大，从而在全球价值网格中发挥显著增值功能并占据领导和支配地位的城市或地区；并在此基础上，杜德斌等建构了全球科技创新中心发展的“三（层次）四（功能）三（维度）”理论框架，即全球科技创新中心是由创新人才、创新主体和创新环境3个层次要素构成的顶级城市或区域创新生态系统。科学研究、技术创新是全球科技创新中心的两大基本功能，产业驱动、文化引领是两大派生功能。此外，全球科技创新中心发展路径可从驱动力、创新机构来源和产业结构3个维度来解析。从全球科技创新中心的构成要素和核心功能来看，全球科技创新中心具有以下5个本质特征。
（1）全球科技创新中心是创新资源的配置中枢，具有创新要素全球集聚力。 配置全球创新资源是全球科技创新中心的基础优势，也是体现全球科技创新中心影响力和控制力的基本面。全球科技创新中心作为全球创新网络的核心枢纽，其典型特征就是具有强大的全球创新资源配置能力，各类型高层次科技创新人才、多渠道大规模创新投资和风险资本在此汇聚。
（2）全球科技创新中心是基础研究的前沿阵地，具有科学研究全球引领力。 科学研究是全球科技创新中心的基本功能。全球科技创新中心作为世界科学研究的主阵地，其典型特征就是拥有一批聚焦开展前沿科学基础研究的世界一流大学和科研机构，从而引领科技或学科的发展，并不断衍生新的学科领域或方向。
（3）全球科技创新中心是前沿科技的生产源地，具有技术创新全球策源力。 技术创新是全球科技创新中心成长的关键动力。全球科技创新中心集聚了大量世界顶级的科技企业和企业研发中心，持续涌现大批具有全球影响力的科技成果，是世界新技术、新产品的发源地。
（4）全球科技创新中心是产业创新的战略高地，具有产业变革全球驱动力。 全球科技创新中心的技术先进性决定了其产业形态“高端化”和产业结构“高新化”的特征。全球科技创新中心作为世界产业变革的主导地，其典型特征就是不断涌现新的企业、新兴产业和新型业态，以及传统产业的产品结构、技术结构、组织结构等不断转型升级。它既是世界新产业的发源地，也是世界传统产业转型升级的样本地。
（5）全球科技创新中心是创新生态的示范中心，具有创新环境全球支撑力。 完善的创新环境支撑是全球科技创新中心形成的基础条件。作为时代先进生产范式的代表，全球科技创新中心对世界创新生态的形成有着引领、示范和塑造的作用，其成长基础要求城市具有雄厚的经济实力基础、优越创新文化环境和高端科学交流平台等。
1.2 全球科技创新中心发展水平评价体系建构
除了全球科技创新中心内涵在学界引起广泛讨论外，全球科技创新中心发展水平测度或城市科技创新能力评价也掀起一波研究热浪。众多科研机构或咨询公司投入大量人力、物力、财力，通过建构评价指标体系，对全球，或某一区域，或某一国家内部城市创新能力进行测度，从而对全球创新体系、区域创新体系、国家创新体系进行解析（表1）。但这些评价体系均存在一定缺陷，指标设计未能充分反映全球科技创新中心的内涵和功能特征。
表1 相关城市科技创新能力评价报告及其评价体系
对此，本文基于上述国际科技创新中心的5个本质特征，从创新要素全球集聚力、科学研究全球引领力、技术创新全球策源力、产业变革全球驱动力和创新环境全球支撑力5个维度构建了一套覆盖33个指标的全球科技创新中心评价指标体系（以下简称“五力模型”），以确保监测结果全面、客观、准确反映全球科技创新中心发展的真实现状和未来趋势（表2）。
表2 全球科技创新中心评价的“五力模型”及其具体测度指标
*前100、100—200、200—300名分别被赋予了5、3、1的权重
1.3 全球科技创新中心发展水平的测度结果
基于“五力模型”及各城市2022年数据，本文以来自美国、中国、德国、英国、日本、韩国等45个国家的140个城市为评价对象，采用德尔菲法确定各指标权重；在对各指标数据标准化处理的基础上，通过层次分析法对上述140个城市的科技创新发展水平进行评估。评价结果显示，旧金山-圣何塞是全球最为顶尖的科技创新中心，不仅综合排名全球第1位，而且在创新要素全球集聚力、技术创新全球策源力、产业变革全球驱动力3个维度上也是全球第1位。北京在科学研究全球引领力维度位居全球第1位，而伦敦则在创新环境全球支撑力维度上位居全球第1位（表3和图1）。
表3 基于“五力模型”的2023年全球科技创新中心发展水平前100强名单
图1 基于“五力模型”的2023年全球科技创新中心各维度前30强
（a）创新要素全球集聚力；（b）科学研究全球引领力；（c）技术创新全球策源力；（d）产业变革全球驱动力；（e）创新环境全球支撑力
综合来看，全球前100强科技创新中心中，美国独占26席，其中12个城市进入前30强。中国有23个城市（含港澳台地区）进入前100强，其中有5个城市进入前30强，北京和上海更是进入前10强。这一评价结果与当前国内外关于城市科技创新能力评价主要榜单的结果较为一致，从侧面也印证了本文评价体系建构的合理性和评价结果的科学性（表4）。
表4 基于“五力模型”的全球科技创新中心评价结果与国内外主要评价榜单的对比
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全球科技创新中心的空间分布格局
2.1 全球创新版图呈现显著的“欧洲-北美-亚太”三足鼎立格局
全球综合排名前100科技创新中心有33个在欧洲、30个在北美洲（以下简称“北美”）、32个在亚洲太平洋沿岸地区（以下简称“亚太”），充分表征了全球科技创新中心高度集聚在欧洲、北美和亚太这三大区域的宏观格局（图2）。当然，在这一宏观特征下，也存在中观和微观尺度的差异性。
图2 基于“五力模型”的2023年全球科技创新中心前100强的空间分布特征
（1）高等级科技创新中心依然主要分布于北美和亚太。 综合排名前30强的全球科技创新中心，北美和亚太分别有13个和9个，且这2个地区皆有4个进入前10强。虽然欧洲进入综合排名前100强的数量最多，但仅有2个进入前10强，这说明作为老牌发达区域，欧洲科技创新发展已表现出后劲不足的态势。
（2）全球科技创新中心因所处区域不同表现出差异化的发展模式。 北美的科技创新中心在集聚全球创新要素、引领全球科学研究、策源全球技术创新、支撑全球创新环境上皆表现最佳，在驱动全球产业变革上也具有较强竞争力；欧洲的科技创新中心在引领全球科学研究、策源全球技术创新、支撑全球创新环境3个单项排名上具有较高竞争力，但在集聚全球创新要素、驱动全球产业变革上表现较弱；亚太的科技创新中心在引领全球科学研究上表现最佳，在集聚全球创新要素、策源全球技术创新也具有较高竞争力，但在驱动全球产业变革、支撑全球创新环境上表现最弱。
（3）美国领跑全球科技创新中心建设。 综合排名前100强科技创新中心，美国独占26席，更有12个进入前30强；旧金山-圣何塞是全球最为顶尖的科技创新中心，不仅综合排名全球第1位，在创新要素全球集聚力、技术创新全球策源力、产业变革全球驱动力这3个单项排名上也是全球第1位。
（4）中国科技创新中心快速崛起。 中国有23个城市进入全球综合前100强，有5个城市进入前30强，均仅次于美国。北京和上海更是进入前10强，跻身全球科技创新中心第一方阵。中国也是除美国外，另一个在第一方阵中拥有2个及以上中心的国家。同时，在科学研究全球引领力上，北京更是位居全球第1位。
2.2 全球创新要素高度集中在美国，亚太地区全球科技创新中心也展现强劲竞争力
创新要素全球集聚力前30强科技创新中心，美国占据12个席位，前10强中更是占据6个席位，旧金山-圣何塞、波士顿、纽约位列前三甲，这既展现了美国科技创新中心在吸引和培养全球顶尖创新人才、集聚全球创新资金上的绝对实力，也展现了全球创新要素汇聚在美国的真实图景。亚太科技创新中心在集聚全球创新要素上也展现出强劲的竞争力，有9个进入前30强，且有2个进入前10强——东京、北京分别位列第7、第8位。
（1）美欧科技创新中心在集聚顶尖创新人才方面优势显著。 在集聚全球创新人才前30强中，美国全球科技创新中心占据11席，其中有5个位列前10强；欧洲在前30强中占据了13席，其中有4个位列前10强；中国仅北京、杭州、香港3个中心上榜前10强。与综合排名相比，中国城市的顶尖创新人才数量排名相对落后，尤其在顶尖科技奖获得者人数上与欧美国家科技创新中心具有量级上的差距。
（2）美国和中国汇聚了大量全球创新资金。 美国全球科技创新中心在集聚全球创新资金的前30强中占据13个席位，其中旧金山-圣何塞、波士顿、纽约和洛杉矶跻身前5位。中国全球科技创新中心则占据6个席位，其中上海、深圳跻身前10强，中国成为亚洲地区创新资金集聚高地。
2.3 美国引领全球科学研究，但中国科技创新中心也展现出较强竞争力
依托大批全球顶尖的高校和科研机构，美国产出了众多的权威科学成果，并引领国际科学合作。科学研究全球引领力前30强科技创新中心，有10个位于美国，前10强更是有6个位于美国，这突出表明美国全球科技创新中心在引领全球科学研究上也具有压倒性优势。值得注意的是，北京凭借集聚众多高水平大学和科研机构，以及位居前列的科学论文国际合作量，在科学研究全球引领力这一维度上以微弱的优势领先旧金山-圣何塞，位列全球第1位。
（1）中国北京和美国华盛顿集聚了众多顶尖科研机构。 北京集聚了众多高水平大学和科研机构，拥有10所世界高水平大学（2022年软科世界大学学术排名前300名）和8家世界高水平研究机构（2022年Nature Index世界研究机构前300名），数量位居全球首位。美国华盛顿和日本东京分别位列第2和第3位。此外，排名靠前的还包括法国巴黎、英国伦敦、韩国首尔等城市。
（2）美国全球科技创新中心在权威科研产出方面遥遥领先，中国全球科技创新中心进步显著。 波士顿凭借757篇国际权威论文和1726篇高被引论文稳居第1位，纽约凭借513篇国际权威论文和1415篇高被引论文紧随其后。近年来，中国学者在科研领域取得了越来越多备受瞩目的成果，中国的全球科技创新中心在科学研究领域的地位持续上升。其中，北京、上海、杭州、南京、深圳和广州等6座中国城市入围了权威科研产出前30强，数量上仅次于美国，表现令人瞩目。
（3）美国科技创新中心主导国际科学合作，中国全球科技创新中心也展现强劲竞争力。 波士顿、旧金山-圣何塞和北京分别位列国际科学合作领域的前3名，前10名中有5个全球科技创新中心位于美国，优势较为明显。中国城市的国际科学合作主要集中在北京和上海，而其他城市的国际合作尚有进一步的发展空间。北京在科学论文国际合作量方面达到了40590篇，位居全球第2位；上海的国际合作论文达到21956篇，与华盛顿水平相当。
2.4 美国在策源全球技术创新上依然领先，但东亚在崛起
技术创新全球策源力前30强科技创新中心，有12个位于美国，但仅有3个位于前10强。相较于在其他方面的压倒性优势，美国虽然在策源全球技术创新上依然领先，但优势并不显著。东亚作为全球技术创新策源中心的地位正在崛起，日本、中国和韩国3个国家共有8个城市进入前30强，其中东京、北京和首尔3个东亚城市分别排名全球第2、第4和第5位，深圳和大阪也跻身全球前10强。欧洲有9个城市进入前30强，但仅英国伦敦和法国巴黎进入前10强，表明欧洲城市在技术创新策源方面竞争力明显弱于北美和东亚。
（1）创新引擎企业集中分布在旧金山-圣何塞。 该地区集聚了全球15%的研发百强企业，其中包括苹果（Apple）、字母表（Alphabet）、脸书（Facebook）、惠普（HP）等享誉全球的科技创新龙头企业。全球最具创新性企业前50强中也有7家坐落于此。
（2）东亚创新引擎企业快速崛起。 东京集聚了8家全球研发百强企业，其中索尼（Sony）和三菱（Mitsubishi）进入全球最具创新性企业50强；首尔以LG、现代（Hyundai）和三星（Samsung）等创新引擎企业为代表；深圳培育出了华为、腾讯等全球领先的创新引擎企业；北京拥有8家全球研发百强企业。
（3）东亚前沿科技产出规模较大。 在PCT专利公布量上，东亚科技创新中心超群出众，东京以超3万件高居榜首，深圳以20143件排在其后，首尔、大阪和北京分别以13753件、10971件和8487件排名第3—5位。在技术出口额方面，东京以297亿美元的绝对优势位居第1名，是第2名旧金山-圣何塞167亿美元的近2倍。在科技企业销售额中，北京以15630亿美元排名榜首，东京和首尔分别以14783亿和7228亿美元的销售额排名第2和第3位。
2.5 美国和中国的全球科技创新中心持续驱动全球产业变革
美国虽然在驱动全球产业变革上依然领先，但优势并不显著。美国进入前30强的城市数量虽然多达9个，但前10强只有3个。实体经济支撑下的中国，有6个城市进入前30强，有3个城市进入前10强，北京、上海和深圳分别位居全球第2、第7和第9位。
（1）前沿产业知名企业高度集聚于旧金山-圣何塞。 从前沿产业知名企业数量来看，旧金山-圣何塞以56家企业高居榜首，远超其他科技创新中心。在前沿产业知名企业的贸易额方面，旧金山-圣何塞同样位居全球首位，总贸易额是排名第2位东京的2.9倍。
（2）东亚全球科技创新中心在传统产业转型上占据主导。 传统产业知名企业数量排在前3位的城市分别为东京、北京和大阪。传统产业知名企业销售额位居前3位的分别是北京、长春和宁波，其中北京传统产业贸易额远高于东京，是东京的2.2倍、首尔的5倍。
（3）美国和中国的全球科技创新中心展现出强劲的创新创业活力。 从全球独角兽公司300强的国家分布来看，美国和中国是最为集中的国家，创新创业活力前10强全球科技创新中心中有8个位于美国和中国。美国旧金山-圣何塞有67家企业跻身全球独角兽企业300强。纽约位列全球第2位，有21家独角兽企业300强。中国北京有12家企业进入全球独角兽企业300强，其中10家跻身全球独角兽企业前200强，数量上位列全球第4位。
2.6 美国全球科技创新中心的创新环境普遍优于欧亚地区
创新环境全球支撑力前30强城市中，美国城市有15个，占据一半；前10强中，美国城市占据6席——纽约、旧金山-圣何塞、波士顿、华盛顿、洛杉矶和芝加哥分别位列第2、第3、第6、第7、第8和第10位，这表明美国全球科技创新中心的创新环境较完善。欧洲有9个城市进入前30强，亚洲仅有4个城市进入前30强，中国仅北京位列第25位。
（1）美国全球科技创新中心均以强大的经济实力为基础。 经济实力前30强全球科技创新中心，美国占据13席，其中5个更是位居前10位。排名前10位的城市分别是纽约、旧金山-圣何塞、东京、巴黎、伦敦、芝加哥、首尔、洛杉矶、新加坡和波士顿。中国城市无一进入前10位，北京位于第16位，上海位于第18位。
（2）欧美的全球科技创新中心社会文化环境普遍较优。 欧洲和北美的全球科技创新中心几乎全揽社会文化环境前30强，并平分秋色，其中14个位于欧洲，14个位于北美。而亚洲仅有新加坡入围，位列第8位。
（3）欧美在学术交流平台建设上实力超群。 学术交流平台排名前30强的全球科技创新中心，北美和欧洲均有13个，而亚太仅有4个。在全球顶尖期刊方面，欧美国家也占据绝对数量优势。美国华盛顿和英国伦敦分别以19种和17种高居世界榜首，荷兰阿姆斯特丹和美国纽约分别凭10种和7种紧跟其后。在国际科学组织总部数量方面，比利时布鲁塞尔以175家遥遥领先，英国伦敦和法国巴黎并驾齐驱，各自拥有67家。从举办国际权威学术会议数量来看，美国圣迭戈稳居第1位，新加坡和美国旧金山-圣何塞并列第2位。北京位于第10位，南京、成都、西安也进入前30强，这表明中国城市正在为打造优质学术交流平台，提升科研学术创新水平奋楫笃行。
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结论与启示
基于全球科技创新中心的内涵和功能特征，本文从创新要素全球集聚力、科学研究全球引领力、技术创新全球策源力、产业变革全球驱动力和创新环境全球支撑力5个维度，构建了一套覆盖33个指标的全球科技创新中心评价指标体系，并以此对全球45个国家的140个城市的科技创新发展水平进行了评估。评价结果显示：全球科技创新中心发展呈现“北美-欧洲-亚太”三足鼎立格局，但美国在全球科技创新中心发展中处于领导地位，而中国全球科技创新中心强势崛起。
通过测评，中国有23个城市跻身全球科技创新中心前100强，北京和上海更是跻身全球科技创新中心第一方阵。但相较于欧美科技强国，中国科技创新中心在科技创新人才集聚和培养、科技创新主体培育，以及创新环境建设上短板明显。另外，受大国科技博弈和全球疫情的双重影响，中国全球科技创新中心创新环境建设面临严峻挑战。为进一步提升全球科技创新中心创新能级和增强科技创新策源功能，中国应坚持问题导向，着力补短板、拉长板，在建设世界重要人才中心、强化国家战略科技力量、优化科技创新支撑环境等方面持续加大力度。 一是深入实施人才强国战略，加快建设世界重要人才中心和创新高地。二是着力打造一批具有世界影响力的创新主体，强化国家战略科技力量。三是要优化科技创新支撑环境，促进高价值创新成果涌现。
作者：杜德斌1、段德忠2*
1 华东师范大学全球创新与发展研究院
2 华东师范大学地理科学学院
本文转载自微信公众号中关村全球高端智库联盟，原载于《中国科学院院刊》2024年09期
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