科学网 自然基金(中华自然科学网是哪里办的)居然可以这样
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原文来源:Albert G.Z. Hu,Public funding and the ascent of Chinese science: Evidence from the National Natural Sci
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原文来源:Albert G.Z. Hu,Public funding and the ascent of Chinese science: Evidence from the National Natural Science Foundation of China,Research Policy,Volume 49, Issue 5,2020.
图片来源:https://timgsa.baidu.com摘要我们通过研究2011年国家自然科学基金资助计划的重大升级所产生的影响,来研究公共资助在中国科学快速崛起中的作用使用研究资助水平数据和双重差分法,我们发现,更多的资助可以带来更高的科研产出,具体取决于出版物的数量,被引文加权的出版物的数量,经过期刊影响因子调整的出版物的数量以及最大的期刊影响因子。
这隐含了研究人员特征对资助变化的影响的显著差异:1)地位较低的研究人员可从资助升级中受益更多;2)在经济上更可能受到限制的科学领域受益更多;3)来自知名度较低的研究机构的研究人员更有效地利用了额外资助最后,我们发现,资助的提升导致知名度较低的科研机构与来自国外顶尖科研院所的合作有所增加。
一、引言根据美国国家科学基金会(NSF)的数据,中国的科学出版物总数首次超过美国(国家科学委员会,2018年)尽管出版物总数只是粗略衡量和夸大了中国在基础科学研究方面的实力,但在被引用最多的1%的科学出版物中,中国所占比例一直高于其在全部出版物中的份额,这清楚地表明了中国基础科学研究的质量正在迅速改善。
人们越来越关心是什么推动了中国的基础科学进步,因为中国的下一阶段技术变革可以说比以往更加需要科学为基础各种分析人士提出了中国科学快速进步的原因:在其他地方的科学技术经费受到更严格的审查,可用性较低的情况下,对科学技术的慷慨资助,一支庞大的科技队伍,他们与各自领域前沿的顶尖科学家的合作日益增多,这种高度竞争的文化正在中国学术界和科学研究机构及其为激励在顶级科学期刊上发表而采取的奖励计划,以至于在提供制衡机制以遏制此类行为的机构尚未到位的情况下,这就为学术腐败和学术欺诈创造了诱因。
我们关注公共资助在中国科学增长中的作用可以说,科研经费的快速增长加速了中国科技队伍的扩张;科研经费的竞争是一项重要的评价指标,它促进了中国科学的竞争文化中国的科研经费分配制度在经费分配方式上一直存在争议。
中国两位顶尖科学家ShiandRao(2010)在一篇广为宣传的科学论文中认为,偏袒而非科学功绩决定了“大项目拨款”的分配,这是通过一种自上而下的方法来实现的,政府资助机构确定“国家需求”,这仅仅是作为一种方式,让他们青睐的和更成熟的科学家得到支持。
然而,中国的科学基金领域也有亮点史和饶写道,“科学成就是小规模科研项目获得成功的关键,比如中国国家自然科学基金会的资助”我们将重点分析通过国家自然科学基金管理的最大项目“开放应用项目”(面上项目)这是一个运作方式非常类似美国国家科学基金会的项目:每年都会发出一份申请拨款的申请书,以征求研究人员自创项目的建议;它对所有中国研究人员开放,但须遵守最低管理要求;还应公布预期的资助规模;提交的提案在做出资助决定之前要经过同行评审。
在2011年的申请征集中,国家自然科学基金委员会宣布对开放应用项目的资助进行重大升级,大幅增加了资助金额和期限我们将此视为外生资助冲击,并据此制定我们的经验策略确定实证设计的前提是研究人员遵循不同的、交错的研究资助申请周期——在前一轮申请中获得资助的研究人员不太可能再次申请,即使今年有更大的资助。
利用国家自然科学基金资助的项目和相关出版物的数据,我们调查这种更慷慨的资助是否导致了更多更好的研究,对我们的出版物和期刊的广泛引用影响更大然而,这掩盖了资助对中国科学影响的显著异质性不太成熟的科学家和需要更多资助的科学领域,由于获得了更多的资助,他们的研究的数量和质量都有了显著的提高。
二、文献评估公共资助对基础科学研究的影响具有重大的政策意义和学术意义公共资助机构不断面临压力,要求其为科学研究支出,并由此产生的社会经济影响进行辩护尽管这项任务很困难,经济学家们一直试图量化基础研究的效果,从Griliches(1958)的开创性工作开始,他估算了美国杂交玉米基础研究的公共和私人投资的社会回报。
在随后的一项研究中,Jaffe(1989)利用美国各州的数据来估计大学研发对企业创新的影响,以此来证实基础研究对更广泛经济的溢出效应最近的研究集中在使用更直接但更适度的方法来衡量基础研究的产出Averch(1989)通过将每美元NSF资助的引文数与研究人员及其所在机构的各种特征以及研究人员可获得的资源相联系,调查了基础研究公共资助的效率。
他的数据包括美国国家科学基金会化学部颁发的93项资助他发现,研究人员的研究生培训质量和他们的经验是资助效率的更重要的决定因素,这些决定因素只起补充作用另一篇主要是描述性的文献研究了中国科学的快速发展Zhou和Leydesdorff(2006)在早期(1997-2001年)使用科学网的书目数据,注意到来自中国的科学出版物数量迅速增加,并且在收到的引文方面质量相对较低。
有学者全面描述了中国科学的崛起,并讨论了中国面临的挑战:中国政府扮演的巨大角色,这可能导致科研经费分配不当,以及科学腐败和欺诈他们提出的一个有趣的统计数字是,中国科学的崛起在各个科学领域并不一致,例如,中国在物理科学方面与美国的差距已大为缩小,但在生物科学方面则少得多。
Freeman和Huang(2015)认为,人和思想的全球流动是中国科技“大跃进”的幕后推手特别是与世界科技领头羊美国的学术交流与合作,已经并将继续为中国走向世界科技前沿发挥重要作用我们利用研究资助水平数据,首次对中国基础科学研究经费主要来源的效果进行了系统评估,为文献提供了素材。
我们的识别策略也将我们与其他作者区分开来:虽然我们没有关于不成功的资助申请的信息,但是我们利用了一个外生的资助政策变化和资助接受者的资助历史,这使得我们的差异估计量具有可信性三、国家自然科学基金:公开申请基金
国家自然科学基金是国家科学技术部下属的常务理事单位中国它创建于1986年,现已成为中国基础科学研究的主要资助者之一国家自然科学基金2016年预算268亿元(当时39亿美元),占中国基础研究经费的近三分之一,是中国最具声望和竞争力的基础科学研究资助项目。
国家自然科学基金管理着几个资助项目,分为两类:一类是国家自然科学基金指定的研究方向和重点,另一类是公开发表申请并支持研究人员发起的研究后一类的两个主要项目是青年科学基金和公开申请基金(面上项目)这两个基金的运作机制与美国国家科学基金会类似。
这两个项目也是国家自然科学基金最大的两个项目2017年,公开申请基金项目1.8万多个,青年科学基金项目1.7万多个,资助金额分别为107亿元和40亿元,占当年国家自然科学基金资助总额的近60%(国家自然科学基金,2017年)。
青年科学基金只对35岁以下(女性40岁)的研究人员开放,每个研究人员一生只能获得一笔资助我们选择关注开放式申请基金,因为它的规模和可及性公开申请基金每年都会进行申请平均预期拨款规模也在电话中公布开放申请基金资助了八个主要领域的研究:数学与物理、化学、生命科学、地质科学、工程与材料科学、信息科学、管理科学和医学科学。
2011年,平均拨款规模和拨款期限均大幅增加(2012年开始的拨款)补助规模一直在缓慢增长,但2011年的增长比前几年有了显著的飞跃以化学为例,平均资助从35万元增加到60多万元开放式申请基金拨款规模的另一个显著特点是,它在科学领域的差异不大。
2010年的平均资助规模从27万元(管理科学)到47万元(地质科学)例如,生命科学领域的研究人员只比管理科学领域的研究人员多获得了6万元的资助这似乎意味着国家自然科学基金将研究经费分散到不同的领域我们将在后面的分析中回到开放式基金的这一特点。
资助期限统一从三年延长到四年更慷慨的资助并没有导致资助申请和接受率的异常增长2012年之前,开放式申请基金的申请以两位数的速度增长例如,2011年国家自然科学基金收到申请76062件,比上年增长16.8%。
虽然这比2010年的增长(13%)大,但与2009年的增长(16.7%)相似总体接受率稳定2011年为20.15%,略高于上年的20%四、识别策略、数据我们从国家自然科学基金网站上获得了所有开放申请项目的数据,网站只提供了成功的申请信息。
我们都有以下信息:主要研究者的姓名,所属的机构,项目名称,科研领域、资助起止日期、资助金额、资助编号、申请年份我们的目标是评估2011年国家自然科学基金资助政策变化的影响与任何类型的项目评估一样,挑战在于解决选择问题。
也就是说,在我们的案例中,更慷慨的资助政策可能会邀请更好的研究人员申请资助我们的关键识别假设是,研究人员遵循不同的、交错的资助申请周期,因此,当宣布2011年申请资助的呼吁时,那些在上一轮获得资助的研究人员无法利用更慷慨的资助机会。
我们认为这是一个合理的假设国家自然科学基金的资助具有很强的竞争力和声望,尽管资助规模相对较小,但资助期限至少为三年因此,对于一个研究者来说,很难提出一个连续和重叠的理由这些然后帮助建立一个交错的资助领取模式:一些研究人员将在第t年领取资助,而其他研究人员则在第t-1年领取资助,因此他们处于不同的3年或4年周期。
我们随后的分析将表明,大多数国家自然科学基金资助的研究人员确实没有收到连续资助4.1 识别策略、数据国家自然科学基金资助项目的另一个特点是,国家自然科学基金是唯一一个每年发布“资助项目指南”的主要资助机构,该指南通常在12月,针对次年3月到期的资助申请。
除了公布当年资助计划的其他细节外,还公布了公开申请项目拨款的预期平均规模也就是说,原则上,申请者无法预期基金的融资强度超出本轮公布的水平我们将在后面的章节中描述的不同群体的受资助者的概况是相似的,这证实了这一特征的真实性。
这使得我们能够采用DID来确定2011年新的融资政策的影响在项目评估文献中,我们将2011年获得国家自然科学基金资助者作为控制组,2010年获得者作为对照组也就是说,我们将利用2010年和2011年研究人员之间的绩效差异来确定更慷慨的研究经费的影响。
4.2 2010年和2011年的人群结构与比较我们从2010年和2011年获得的全部国家自然科学基金资助开始,在2.5万个资助对象中,有一部分是连续几年获得的例如,在2010年和2011年,共有757名资助者获得了资助,代表了所有科学领域。
他们往往比我们2011年研究样本中典型的资助持有者更年轻、更有效率,但同样可能来自顶尖院校,并获得了类似规模的资助这些连续的资助持有者2011年的资助产生了比2010年更大的产出,非连续资助持有者的情况也是如此。
由于绝大多数中国研究人员无法连续几年获得资助,我们从我们分析的样本中剔除了连续获得资助者
其余的主要研究者属于两个相互排斥的群组,2010年和2011年的赠款获得者此外,他们还可以进一步分为多受赠人——分别是在2010年和2011年确定的群组之前获得国家自然科学基金资助的人,以及首次获得国家自然科学基金资助的研究人员。
我们的实证策略旨在利用多个受赠人样本进行识别2011年基金政策的变化只是平均拨款规模、期限和奖励总数总的来说,两组主要研究者具有可比性,2011年研究组的资助升级相当显著4.3 科学基金资助项目与网络科学数据库的匹配
我们使用基金资助产生的出版物来衡量科学基金资助的绩效为此,我们从科学网(WOS)检索书目信息,然后使用WOS出版记录的授权号和确认字段,将WOS的出版记录与我们的科学基金资助信息进行匹配我们根据授予的出版物数量构建了四个资助绩效指标:。
(1)发表数量;(2)期刊影响因子加权出版数量,本质上是发表论文的期刊的期刊影响因素总和;(3)总引用次数,资助刊物引文总数;(4)期刊之最大影响因子指标(1)是衡量原始产出的指标,(2)是经质量调整的产出,适应了发表研究的数量和质量之间的替代。
总引文量是另一种质量调整后的产出指标最后,我们使用最大期刊影响因子作为一个单独的衡量由资助的研究的质量
我们在表2中列出了四个赠款绩效指标的汇总统计数据第1小组集中讨论两个群组在各自的群组年份中获得的资助的表现,其中的差异是我们感兴趣的2011年的团队表现总是好于2010年的团队例如,2011年第一批获得的平均资助产生了8.73份出版物,比2010年第一批学生获得的资助多1.66份。
对于多个受赠人,差额超过两个出版物2011年群体的最大期刊影响因子也高于2010年队列两个群组的总前引次数是不可比较的,因为前引次数被截断,2010年群组的论文可能比2011年的群组论文要老(一年)在随后的回归分析中,我们将通过控制出版物的年龄和年龄平方来说明知识衰退和扩散的影响。
比较第一次受资助者与多受赠者,我们发现后者的资助比前者更有成效,为主要研究者获得的资助数量提供了可信性,以此作为衡量其经验或成就的标准最后,仅使用群组年度资助样本(与表2第1小组的样本相对应),我们对2011年群组模型的绩效指标进行回归分析,同时控制科学领域和研究人员从属关系的固定效应,还控制出版物的平均年龄和年龄平方归因于资助。
结果见表32011年队列的绩效溢价很大,对多受赠者和首次受赠者都具有统计学意义因此,两组研究人员的绩效差异显然不是由于学科和隶属关系的特定因素造成的
五、2011年国家自然科学基金资助政策变化影响评价:差异估计5.1 研究模型我们提出的两个群组的资助绩效差异并不能对2011年国家自然科学基金资助政策变化的影响做出估计这两个群组之间可能存在我们没有观察到的差异,但与研究者的表现相关。
为了解决选择问题,我们提出了DID估计量来评估2011年资助政策变化的影响双重差分法允许因果推断,同时考虑控制组和对照组之间的内在差异以下等式定义了我们的框架:
其中,因变量yit是t期内给予接受者i的资助的产出,用我们前面讨论过的四个资助绩效指标之一衡量Cohort2011是一个二分法变量:1表示属于2011年群组的资助,0表示属于2010年群组,即对照组数据的时间维度是根据研究人员获得的资助的时间顺序来定义的,属于-3到0的范围:他们最近的一次是2010年,对照组是2010年,控制组是2011年,最后一次拨款之前的拨款日期是-1,以此类推。
时间集合Dt使用刚刚定义的时间变量进行定义D0是控制前后的指标:2010年群组(2011年群组)研究人员在2010年(2011年)获得的资助为1,以前的资助为0因此,其他D是“引线”,用于测试预处理的常见情况趋势。
在Xit我们收集对他们的研究业绩有影响的其他研究员特征,包括科学研究领域、研究人员的隶属关系和拨款滞后,作为研究的代理经验那个后两者共同帮助控制个体研究人员的能力所有这些特征都以固定效应的形式进入回归对于总引文回归,我们包括出版物的平均年龄和年龄平方,用于解释知识扩散和衰退的过程,这可能会推动出版物的引用。
我们首先根据时间变量绘制并比较两个群组的表现图3显示,这两个群组在各自的群组年之前的资助表现是相似的他们在控制年份的表现存在显著差异,2011年的研究者群组在控制期间为他们的资助出版了更多的出版物,无论出版数量是否按期刊影响因子加权。
2011年的研究群体似乎也在研究质量方面取得了优势,这是以期刊影响因子最大值来衡量的,尽管这种差异似乎比发表数量的差异要小5.2 研究结果
表4中报告的估计结果表明,2011年国家自然科学基金资助的增加对出版物数量的影响很大,但对资助的研究质量影响较小对代表控制效果的D0•Cohort2011系数的估计表明,得益于资助和赠款期限的大幅增加,2011年的研究群体平均比2010年的同行多发表了2.5篇论文,期刊影响因子增加了8个单位,这可以通过发表更多相同或更低质量的论文来实现。
2011年的群组研究还产生了大约52篇前瞻性引文,而控制变量年龄和年龄平方都带有预期的标志——论文越老,它可能吸引的引文越多,但速度在下降这些影响是巨大的例如,2010年获得的2010年群组奖助金产生的平均出版物数量为10.69。
对于原始出版物,我们得到的双重差异估计值为2.45,增加了23%,而对于远期引文,则增加了31%在研究质量方面,只有轻微的改善:最大期刊影响因子的差异是积极的,并且在数量和统计显著性方面都有轻微的显著性。
变量d2•Cohort2011和d1•Cohort2011均未显示出统计上的显著性,证实了平行趋势假设图4描绘了处理系数和前导变量的系数,以及为四个绩效指标中的每一个设置它们的95%置信区间,也呈现了对共同趋势假设的直观肯定。
对时间固定效应的估计表明,无论是在研究的数量还是质量上,研究人员的生产率都在不断提高,所有四个产出指标都呈现出强劲的上升趋势这表明,中国科学的迅速崛起不仅仅是由更慷慨的公共资助推动的我们之前讨论过的中国科学机构的变化,如更具竞争力和更注重成果的奖励计划,以及国际合作的日益频繁,也可能发挥重要作用。
5.3 资助政策变化的异质性影响5.3.1 研究人员经验和成就上述证据表明,中国科学家受到资助短缺的制约有了更慷慨的研究经费,他们能够进行更多的研究这就提出了一个问题,即并非所有的研究人员都受到同样程度的资源限制。
正如默顿(1968)所指出的,科学价值往往会积累到资深和明星科学家身上,而不太成熟的研究人员的贡献却得不到充分的承认,从而导致“马太效应”在科学资助方面,这可能意味着更多的知名科学家更容易获得资助支持,使他们不受资源的限制来执行他们的想法。
这在当前的背景下尤其重要,因为科学基金不是科学研究的唯一资助来源明星科学家有更多的资助机会我们没有样本中研究人员年龄和声誉的数据取而代之的是,我们用一个研究人员获得的国家自然科学基金资助的数量作为一个研究者的经验和声誉的代理,假设那些以前获得更多的科学基金资助的人更成熟,因此不太可能在更慷慨的自然科学基金资助下提高业绩。
如表1所示,研究人员曾获得过一、二、三次国家自然科学基金的资助因此,我们将样本分成这三组研究人员,并考察2011年资助政策变化的影响是否因研究人员之前获得的研究资助数量而不同结果如表5所示,它们与我们之前获得的和在4中报告的相似。
最大的研究群体是那些只有一个先前的资助,因此给我们每个研究人员总共两个资助进行分析它们占赠款/项目总样本的一半以上如表5顶部面板所示,与2010年群体相比,2011年群体的研究绩效从资助升级中获得了巨大提升。
研究的数量和质量都得到了提高这与表4的基线结果形成鲜明对比,表4是我们使用全样本获得的结果,显示数量显著增加,但质量改善不太显著显然,大量不太成熟的研究人员从资助升级中受益由于只有两项资助,我们无法测试这个案例的平行趋势假设。
综上所述,这些结果表明,资助政策变化的影响因研究人员而异:较不知名的研究人员从更慷慨的资助政策中获益更多,而较成熟的研究人员在研究绩效方面没有任何改善这与我们的推测是一致的,即较不成熟的研究人员在追求其研究议程时更可能因缺乏资助而受到限制,而这一点与我们的推测一致。
我们的研究结果将支持这样一个论点,即国家自然科学基金可以通过向不太成熟的研究人员提供更多的支持来提高其绩效5.3.2 科学领域对资助的需求因科学领域而异实验室和医学实验的运行成本可能很高,而以纯数学为例,则不需要如此昂贵的投资。
2015年,美国联邦基础研究和应用研究的全部联邦资助中有近一半用于生命科学(国家科学委员会,2018年),这表明各科学领域的资助需求是如何变化的从图1可以看出,在2011年政策调整之前,各科学领域的科学基金资助规模相当均衡,从20万元到30万元不等。
资助的相对规模也随着时间的推移而保持稳定,地质科学总是获得最大的资助有点令人惊讶的是,数学和物理资助一直排在第二位国家自然科学基金委员会的目的可能是为了支持某些在其他地方难以获得资助支持的领域然而,从政策评估的角度来看,了解这些促进科学领域资助公平的政策对效率的影响是有益的。
我们先前的研究结果表明,更多的资深科学家不太可能受到更慷慨的自然科学基金资助对他们研究的数量和质量产生任何实质性的影响在表7的第1组中,数学家的一组结果再次证实了这些发现然而,生物医学科学的研究结果表明,即使是老牌的生物医学研究人员也在一定程度上受益于更大的资助支持——他们的出版物增加了,尽管只是略有增加,并且在最大期刊影响因子方面的研究质量显著提高。
六、总结中国作为基础科学研究的主要参与者的迅速崛起备受关注现有的文献(主要是宏观层面的研究)建议更多的公共资助投入作为主要解释没有使用微观数据进行严格的经验研究来检验公共资助对中国科学绩效的影响现有的这种性质的研究主要集中在美国,并且在公共资助是否能促进科学研究方面产生了不同的结论。
据我们所知,我们进行了第一项使用基础科学最重要的公共赞助商之一的国家自然科学基金的研究拨款水平数据的研究,以研究公共资助在中国科学快速崛起中的作用我们集中研究了2011年重大资助升级,我们希望这项资助的增加能够导致更多更好的研究。
使用双重差分法,我们发现总体而言,就出版物而言,资助升级(期限更长,资助更多)导致了更多的研究这项一般性发现掩盖了研究人员在资助增加的影响方面的显着差异我们发现,根据获得的资助多少来衡量的规模较小的研究人员更有可能有效利用额外的资助。
自科基金的一个显著特征是资助金额不会因科学领域而显著变化这使我们推测,那些资金更加密集的科学领域更有可能从资助增加中受益将数学与物理学和生物医学作为两个相反的案例,我们发现了证实这一推测的结果最后,我们还探讨了机构偏爱(是否将中国的公共资源分配高度偏向某些顶尖机构)以及是否会在政策变化的影响上造成差异。
我们的结果表明,由于资助支持更多,来自知名度较低的机构的研究人员更有可能提高产出然后,我们探索了资助升级可能改变研究组织的方式,从而改变了研究的绩效这两个机制是研究团队的规模和国际合作我们没有发现证据表明研究人员由于获得了更大的资助而组建了更大的研究团队。
但是,我们确实发现,由于资助升级,国际合作的可能性更高,尽管这仅适用于并非来自顶级机构的研究人员我们的研究为评估科研公共资助影响的文献做出了贡献,我们的发现还丰富了我们对中国科学飞速发展背后原因的理解我们发现,通过转移更多的资源来满足落后的科学家和资助密集型科学领域的资助需求,可以使中国科学资助体系更加有效。
本文欢迎个人点击在看和转发朋友圈公众号转载请联系后台申请白名单并标明出处推文译者:路保力,中南财经政法大学公共管理学院硕士研究生,研究方向为公共政策评估。本文排版:张王咏欣检查审核:黄露媛
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