時間:2023-05-05 08:54:06
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發表網為您精選了8篇納米科學論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發您的創作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
――諾貝爾獎得主、日本作家大江健三郎談他給智障的兒子起名“光”的原因
在全世界發表的科學論文中,中國所占的份額已從1980 年的0.2%上升至2006 年的7.4%,首次超過了日本。但質量還不能與數量相匹配。科學論文按被引用程度計算的得分,世界平均數為1.0,中國則幾十年來一直停留在0.35。但從1995 年以來的十多年中,這個數字已經倍增至0.73,而在材料科學和納米技術中國兩大專業方面,得分數已接近1.0。
――《自然》雜志高級記者特克蘭?勃特勒談中國在奧運賽場之外的偉大競爭
如果將這比作一場奧林匹克賽,中國得分為9.8,而美國則為2.3。
――長期在中國工作的美國疾控中心官員伊普將中國震災后與美國卡特里納颶風災害后的應對措施作了比較后說
我猜測,圍棋應是外星人創造的。當然,對于這一說法,我也沒有證據。我只是覺得,圍棋太深奧了,人類不可能創造出來。
――棋圣聶衛平稱“圍棋是外星人發明的”,因為圍棋太難,很難想象是由四五千年前的人類創造
袁老就是有七八架私人小飛機也配!
――《袁隆平陪老伴逛車展》的配圖新聞熱爆網絡。與往常網絡中總是充滿仇富的討伐聲不同,對于袁隆平買車,網民卻一邊倒地支持
做公司要盡量培養“生人文化”,而不是“熟人文化”。中國企業不能令行禁止,就是因為大家都是熟人,制度沒法執行。西方在這一點上就比較好,都是“生人心態”,都按照制度辦事。
――中外公司文化的不同
容量縮水了,價格沒變,這不就是變相漲價嗎?
――可口可樂換了新包裝,容量由以前的355ml 變為330ml,雖然價格沒變,卻照樣引起了人們的不滿
本書匯集了2003年6月在墨西哥城舉行的“物理學中當前所研究的問題”專題討論會上所做的特邀演講。這次會議是為了慶祝R?J埃利奧特教授75歲生日而舉辦的。R?J?埃利奧特爵士曾長期擔任牛津大學理論物理系主任。作為一位科學家,他對理論物理學的發展作出了重要的貢獻。在數十年的時間內,他發表了許多被引頻次很高的科學論文。本書中的演講都是由R?J埃利奧特爵士的研究助理、以前的學生、博士以及同事撰寫的。他們之中的許多人象R?J埃利奧特爵士本人一樣已經是第一流的科學家。
本書對現代凝聚態物理學和統計物理學的各個關鍵領域提供了一個非常及時與全面的綜述。書中19篇原創性質的論文被分成了三個主要的領域,即無序與動態系統;結構與玻璃;電性質與磁性質。這些論文的作者中間就包括了像M?E?Fish-er,A?A?Maradudin,M?F?Thorpe,M?Balkansk,T?Fujiwara這樣著名的科學家。因此本書非常值得一讀。
本書的卷首是R?J埃利奧特教授的開幕式演講“物理學中的有序與無序”。其余的文章被分成了三個部分,共19章。第一部分無序與動態系統,包含第1-5章。1 對有趣但與愿望相違球面模型的反思;2 向量自旋玻璃的相位轉換;3 轉換、動態特性與無序從平衡到不平衡系統;4 3分量2維生長與競爭交互作用的混合;5 混沌邊緣玻璃狀的動態特性。第二部分結構與玻璃,包含第6-12章。6 生命分子中的柔性;7 碳納米管的點陣動態特性;8 由于運動約束的玻璃狀特性,從拓撲學泡沫到巴加門;9 玻璃轉變與急驟冷卻效應;10 介質損耗作用及為玻璃形成中的馳豫尋求簡單的模型;11 圖靈模式構成理論;12 雙八面癸基胺單分子層:非平衡相疇。第三部分電性質與磁性質,包括第13-19章。13 隨機粗糙金屬表面光反射二次諧波產生的多散射效應;14 大規模電子結構計算理論;15 對稱磁團簇;16 維半導體量子線中的光學與費米界異常;17 利用疇壁激發探測多分子層中的磁耦合;18 量子滲透問題中的電子狀態密度;19 熔化描述動力學作用構建中的功率項。
本書可供從事凝聚態物理及統計物理的物理學家及研究生閱讀借鑒。
胡光華,高級軟件工程師
——劉鵬飛
2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,1985年出生,2007年獲南開大學生命科學學院理學學士學位。同年赴美國貝勒醫學院留學,從事分子與人類遺傳學研究,2012年獲博士學位。讀博期間,在Cell、American Journal of Human Genetics、Nature Genetics等國際知名期刊10余篇。
劉暢
非常高興成為“自費生獎學金”獲得者。這一榮譽的取得是祖國對我留學生涯的肯定和鼓勵。同時,要感謝導師對我的指導,同事對我的幫助,以及家人對我的關愛和支持。
——劉暢
2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,1984年出生,2007年獲北京大學化學、經濟學雙學士學位,現就讀于加拿大不列顛哥倫比亞大學化學系。主要研究方向為新型樣品純化技術的研發,以及單分子和納米顆粒的超靈敏光學檢測。博士期間先后在Analytical Chemistry等本領域頂尖期刊10余篇。同時,擔任Electrophoresis等學術期刊以及葡萄牙科學技術委員會的特邀審稿人。曾先后獲得加拿大化學會Ryan-Harris研究生獎、美國化學會分析化學研究生獎學金等多項榮譽。
丁銘
雖然身在他鄉,但總能感受到祖國的關懷,這種關懷從來沒有因為時間和空間而停止過。“自費生獎學金”的獲得,對我來說是一份極大的鼓舞,讓我更加堅信只要付出,就會有回報,更感覺到了一份強烈的歸屬感。總有一天,我會帶著那份對自然最原始的好奇,對科學最虔誠的求知,對理想最純真的渴望和對祖國、對人類最無私的責任感,把我所學到的完完全全地奉獻給祖國,為祖國的建設貢獻自己的一點光和熱。
——丁銘
2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,1985年出生,2008年獲北京交通大學光信息科學與技術專業學士學位,2009年赴英國南安普敦大學光電子學研究中心攻讀博士學位,從事微/納米光纖方面的研究。目前已在領域內知名期刊Applied Physics Letters、IEEE Photonics、The Open Optics Journal、Optics Communications等發表科學論文30余篇。曾多次被邀請作會議報告。
李強
回首來時路,在忙于做試驗和寫論文的同時,我無時無刻不感受著祖國的脈搏,讓我雖身在異國他鄉而心有寄托。“誰言寸草心,報得三春暉”,雖身在海外,但祖國是我永遠的方向。近年來祖國的科研事業蒸蒸日上,讓我無比欣喜和自豪,無論是國家對科研的投入還是對科研人才的珍視都必將為祖國的科研事業插上騰飛的翅膀。青年懷壯志,報國正當時,我一定會把今天的成績化作明天的動力,加倍努力充實自己以期能隨時報效祖國。
科學技術發展的總體目標(到2020年):
? 自主創新能力顯著增強,科技促進經濟社會發展和保障國家安全的能力顯著增強,為全面建設小康社會提供強有力的支撐。
? 基礎科學和前沿技術研究綜合實力顯著增強,取得一批在世界具有重大影響的科學技術成果,進入創新型國家行列,為在本世紀中葉成為世界科技強國奠定基礎。
科技工作的指導方針:
? 自主創新,重點跨越,支撐發展,引領未來。
關鍵數字(到2020年):
? 全社會研究開發投入占GDP比重提高到 2.5%以上
? 科技進步貢獻率達到 60%以上
? 對外技術依存度降低到 30%以下
? 本國人發明專利年度授權量 進入世界前5位
? 國際科學論文被引用數 進入世界前5位
關鍵數字:15
綱要涉及的時間段,從2006年到2020年
解讀:科技部研究中心創業投資研究所所長 房漢廷
這個時間段是從“十一五”規劃的開始到“十三五”規劃的結束。其一,未來15年,人均GDP處于1000~3000美元區間,是社會各種矛盾的多發期、凸顯期,同時也是機遇期。如果順利通過這個時期,我國就能順利成為中等發達國家;如果不順利,就可能呈現出拉丁美洲國家的形態。其二,十六大報告中提到,到2020年實現人均GDP翻兩番,實現小康社會。科學技術的發展,能為全面建設小康社會提供強有力的支撐。其三,中國有望在2020年實現和平崛起。我國傳統的經濟增長方式已經走到盡頭,環境、資源等方面的壓力,人民對幸福生活的追求,這些都要求我們轉變經濟增長方式。要解決未來的可持續性發展問題,中國的經濟增長方式必須實現從要素驅動到技術/創新驅動的轉變。
關鍵數字:2.5%
綱要提到,“到2020年,全社會研究開發投入占國內生產總值的比重提高到2.5%以上。”
解讀:科技部研究中心創業投資研究所所長 房漢廷
研究開發投入是一個國家的戰略投資,具有超前性。從國際上來看,按照統計規律,一個創新型國家的研究開發投入增長速度高于國民生產總值的增長速度。另外,當一個國家的全社會研究開發投入占國民生產總值的比重達到2%時,這個國家才具備基本的創新能力。2%是個臨界點。芬蘭的這個比重是3.5%,韓國是3%。低于2%,則這個國家基本處于老系統的維持狀態,基本不具備創新能力。
在我國,這個比重目前是1.23%,有望在2006年實現一個跳躍式增長,然后進入穩定增長的狀態。2020年時,中國的資源將更緊張,對創新的要求也會更高。如果預期目標實現,中國將在2020年年基本成為創新型國家。2.5%是一個并不難實現的目標。我們看到,南方的很多民營企業已經在主動地加大企業的研發投入。
關鍵數字:60%
綱要提到,到2020年,“力爭科技進步貢獻率達到60%以上”。
解讀:科學技術部部長 徐冠華
我們現在要建設創新型國家,要自主創新,是由我們全面建設小康社會的目標所決定的。我們現在提出來到2020年要全面建設成小康社會,意味著從改革開放開始到2020年的40年里,中國的GDP平均增長率都要超過7%。經濟增長率有兩個很重要的決定性因素,一個是科技進步的貢獻率,還有一個是投資率。我們現在如果要達到全面建設小康社會的目標,就意味著從現在起,如果保持目前的科技進步貢獻率,也就是39%左右的水平,我們的投資率必須有大幅度的增加,至少要達到52%的高水平,而這幾乎是完全不可能做到的。即使我們的投資率保持在目前40%的水平,都已經算是很高的了。那么,我們只有把科技進步貢獻率從目前的40%左右提高到60%,才能夠達到2020年的發展目標。
關鍵數字:30%
綱要提到,到2020年,“對外技術依存度降低到30%以下”。
解讀:科學技術部高新技術和產業化司司長 廖小罕
科技競爭力排在我國前面的國家,他們的一個特點就是科技上的對外依存度都在30%以下,而我們國家目前的對外依存度是60%左右。
60%數字背后顯現出的是我國科技自主創新的不足,這樣的后果便是我國在經濟上、國家安全上、國際貿易上都要受制于那些科技實力高于我們的國家。所以,我國首先要自主創新戰略,力爭在國際競爭中掌握自動權。自主創新也分為原始性創新、集成創新和引進消化吸收后創新三種不同的方式,而不是一定要完全從頭開始研究。我們應該在全球范圍內主動利用科技資源,形成國際化研發體系,提升國際科技合作的層次和規模。只有對外依存度數值降低,我們才可以掌握核心技術和產業鏈上重要環節的制控權,并最終落實到推動我國的經濟發展和提高我國的國際競爭力上。
關鍵數字: 5
綱要指出,到2020年,本國人發明專利年度授權量進入世界前5位。
解讀:
創新產出高是創新型國家的基本特征之一。世界公認的20個創新型國家擁有的發明專利總數占到全世界的99%。和一些具有較強創新能力的國家相比,中國雖然已具備一些基本條件,但離創新型國家還有一定距離。據了解,2005年國家知識產權局一共受理了17.3萬項專利申請,其中本國人的申請達到53%左右。單就信息產業而言,本國人的專利授權量占總量的22%~30%。過去的三、四年是信息產業專利申請數猛增的一個階段。
國務委員陳至立曾經在中國科協2005年學術年會上指出,我們要抓住信息技術更新換代和新材料技術迅猛發展的難得機遇,掌握裝備制造業和信息產業核心技術的自主知識產權。充分表達了對自主知識產權的關注。
據業內人士分析,隨著時間發展,達到本國人專利授權量世界第五的目標是很有希望的,情況理想的話還可能達到第三或第四。到2020年,我國將成為創新型國家,成為世界最重要的知識和技術產出國之一。
關鍵數字:5
綱要指出,到2020年,國際科學論文被引用數進入世界前5位
解讀:中國科學技術信息研究所副所長 趙新力
目前,我國國際科技論文數量連續3年保持世界第5位,但論文的被引用數在世界排名剛剛從第18位上升到第14位。論文是展示科研成果的最快捷方式,也是國際上了解同行進展的主要渠道。“被引用數”則是最直接、最簡潔地體現國際學術界認可程度的指標。
十五期間,我國在國際上能夠被檢索收錄的論文總篇數(包括EI、SCI、STP、ISTP等)在整體上不斷向前推移。目前在科技論文發展的道路上,主要的問題是受語言的限制。學術界應該共同創造更好的英文發展環境,培養國際上認可的精品期刊,在國內更多地舉辦國際性學術會議,提高科研人員用英文發表文章的能力和驅動力。
說這個目標沒有挑戰是不對的,但是按照目前我國科技人員的努力程度、國家對科學技術的支持程度和目前工作的加速度,我們對實現這個目標還是充滿信心的。
信息產業作為國民經濟的基礎產業、先導產業和支柱產業,其在中國未來15年的科技發展中將扮演怎樣的重要角色?透過綱要的總體部署中的關鍵數字,我們看到信息產業的重要作用和位置凸顯出來:
重要性1:
11個重點領域中,信息產業及現代服務業為其中之一
重點領域的含義:是指在國民經濟、社會發展和國防安全中重點發展、亟待科技提供支撐的產業和行業。
重要性2:
68項優先主題中有7項屬于信息產業及現代服務業
優先主題含義:是指在重點領域中急需發展、任務明確、技術基礎較好、近期能夠突破的技術群。
確定優先主題的原則:一是有利于突破瓶頸制約,提高經濟持續發展能力;二是有利于掌握關鍵技術和共性技術,提高產業的核心競爭力;三是有利于解決重大公益性科技問題,提高公共服務能力;四是有利于發展軍民兩用技術,提高國家安全保障能力。
信息產業及現代服務業領域的7個優先主題:
1. 現代服務業信息支撐技術及大型應用軟件;
2. 下一代網絡關鍵技術與服務;
3. 高效能可信計算機;
4. 傳感器網絡及智能信息處理;
5. 數字媒體內容平臺;
6. 高清晰度大屏幕平板顯示;
7. 面向核心應用的信息安全。
圖1 信息產業在優先主題中的比重
重要性3:
16個重大專項中,4個與信息產業直接相關
重大專項含義:是為了實現國家目標,通過核心技術突破和資源集成,在一定時限內完成的重大戰略產品、關鍵共性技術和重大工程,是我國科技發展的重中之重。
與信息產業直接相關的4個重大專項:
1. 核心電子器件;
2. 高端通用芯片及基礎軟件;
3. 極大規模集成電路制造技術及成套工藝;
4. 新一代寬帶無線移動通信。
圖2 信息產業在重大專項中的比重
重要性4:
27項前沿技術中,有3項屬于信息技術
前沿技術的含義:是指高技術領域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術,是未來高技術更新換代和新興產業發展的重要基礎,是國家高技術創新能力的綜合體現。
信息技術領域的前沿技術:
1. 智能感知技術
重點研究基于生物特征、以自然語言和動態圖像的理解為基礎的“以人為中心”的智能信息處理和控制技術,中文信息處理;研究生物特征識別、智能交通等相關領域的系統技術。
2. 自組織網絡技術
重點研究自組織移動網、自組織計算網、自組織存儲網、自組織傳感器網等技術,低成本的實時信息處理系統、多傳感信息融合技術、個性化人機交互界面技術,以及高柔性免受攻擊的數據網絡和先進的信息安全系統;研究自組織智能系統和個人智能系統。
3. 虛擬現實技術
重點研究電子學、心理學、控制學、計算機圖形學、數據庫設計、實時分布系統和多媒體技術等多學科融合的技術,研究醫學、娛樂、藝術與教育、軍事及工業制造管理等多個相關領域的虛擬現實技術和系統。
圖3 信息技術在前沿技術中的比重
重要性5:
4個重大科學研究計劃中,其中之一與信息產業密切相關
重大科學研究計劃的含義:根據世界科學發展趨勢和我國重大戰略需求,選擇能引領未來發展,對科學和技術發展有很強帶動作用,可促進我國持續創新能力迅速提高,同時具有優秀創新團隊的研究方向,這些方向的突破,可顯著提升我國的國際競爭力,大力促進可持續發展,實現重點跨越。
4個重大科學研究計劃:其中的量子調控研究與信息產業密切相關
1. 蛋白質研究
2. 量子調控研究:以微電子為基礎的信息技術將達到物理極限,對信息科技發展提出了嚴峻的挑戰,人類必須尋求新出路,而以量子效應為基礎的新的信息手段初露端倪,并正在成為發達國家激烈競爭的焦點。量子調控就是探索新的量子現象,發展量子信息學、關聯電子學、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統,構建未來信息技術理論基礎,具有明顯的前瞻性,有可能在20~30年后對人類社會經濟發展產生難以估量的影響。
3. 納米研究
4. 發育與生殖研究
圖4 信息產業在重大科學研究機會中的比重
網友評論
網友一:首先我要說,我本人也是干機械的,看了這個帖我快要流淚了,看著工廠中一個個外國名牌我心痛啊。每當我看到外國車時,我的心里是愧疚,對不起大家的感覺,因為我是搞制造的,可我知道咱們祖國連汽車外殼的曲面精加工都困難,更甭提發動機了。快點懂事吧,醒醒吧,別再沉迷于GDP又增長了,你看看咱們制造的產品的質量,心痛啊!
網友二:愿望是好的,實現目標靠的是人才和管理技術,的方式已經不現實了。
網友三:請創造一個以創新為榮、抄襲盜版為恥的文化,一個獎勵創新、保護創新者權益的制度,一個公平透明的核查機制。
網友四:這是提高全民素質和綜合國力的最佳手段!擴大基礎設施投資拉動經濟的時代已過去,要為15年后勞動力資源下降提前做準備。
網友五:好!不過要有稅收政策的支持,要讓創新的企業有錢賺。
網友六:切不可花拳秀腿哦,要以實際為主,現在的大學生工程師數量那么多,可真正能派上用場的卻寥寥無幾,先思考一下這個問題再說吧,中國人什么時候能打破靠關系成功,就有希望了。
網友七:觀念很好,但應當出臺好的政策避免高級人才的外流,科技創新需要更多的人才。
網友八:方向是不錯,但怎么執行是問題,而且如何加強保密,保證成果不被他人竊取更成問題,國人的保密意識和措施一直都不怎么樣。
網友九:良好的制度比大力倡導更起作用,現在內外資不公平的待遇是一個方面,我想肯定還有其它對國民創造力的限制,我們當前要做的是去掉那些不公平的制度,否則無論如何倡導也白搭!
網友十:目標誠可貴,實干價更高;若要得實現,兩者須配合!
[關鍵詞]社會網絡分析專利
專利權人發明人
引文網絡合作網絡
[分類號]G350
社會網絡分析(social network analysis,SNA)是對社會關系結構及其屬性加以分析的一套規范和方法,在社會學研究中已經得到廣泛的應用,然而,將社會網絡分析方法引入專利分析的國內外研究工作相對較少。2008年,德國學者Sternitzke等指出,社會網絡分析方法才剛剛開始進入專利分析領域,應用前景廣闊:;Chang等指出,專利網絡分析是一種先進專利分析技術,由Yoon和Park在2004年正式提出。
1專利引用網絡研究進展
專利引用網絡中的“節點”即各件專利;“連接”即在專利引用網絡中各專利自引和他引的關系,包括引用連接和被引連接。Hsueh等指出,基于網絡分析的引用分析是專利引文分析的一種替代方法。基于專利文獻的引用關系,可以延伸出對專利權人和發明人之間的引用關系,以上專利文獻、專利權人和發明人等的引川都可歸類為“直接引用”網絡;此外,還可以構建專利文獻、專利權人、發明人等的共引、專利耦合網絡等。
1.1專利引文網絡
專利引文網絡是專利引用網絡研究的主體,可以用于研究不同學科主題之間的跨學科引用網絡或學科內部的引用網絡,包括隨著時間發展的演進網絡或知識流網絡。例如,Wartburg等通過多級專利引文分析方法對技術演進進行了研究;Gress通過對1963―2002年美國專利的引文分析發現,隨著時間的增長々利引用及專利數呈現出爆炸式增長,引文網絡出現塊狀(clumpy)特征,即一些引文網絡區域連線緊密,而有些區域則稀疏,其原因之一是由于不同學科類別之間存在引用關系,進而導致塊狀結構的形成。
目前針對專利文獻引文網絡中間中心性(betweeFt.ness)較高的節點的重要性研究還非常少見,直到近幾年,在網絡結構和演進層面的工作才逐步增多。Hung等在2008和2010年分別基于LCD和RFID專利,對專利引文網絡的小世界現象的研究發現,專利引文網絡確實可以成為小世界網絡,此外,專利引文網絡還具有冪律分布特征。
專利直接引文網絡是一種有向網絡,Smilkov等對美國專利引文有向網絡的rich-club和page-club系數的研究發現,核心專利更傾向于被其他核心專利所引用。Bommarito等指出,專利引文網絡是一種重要的無圈有向圖(acyclic djgraphs),對通過學術引用的思想傳播、創新傳播研究具有重要價值,他們利用距離測量(distance measure)和層次聚類算法(hierarchicalclustering algorithm)對美國專利動態引文網絡進行了分析。
1.2專利權人引用網絡
通過對專利權人的引用網絡進行分析,可以檢測核心專利權人、發現潛在競爭對手等。例如,Sternitzke等研究發現,LED領域專利權人引用網絡分析可以用于解釋專利權人的市場行為,如合作和專利侵權訴訟等。
通過專利權人耦合網絡的研究,可以發現引用相同專利的專利權人組合,進而對不同專利權人進行分類。例如,Huang等利用專利耦合方法對臺灣高技術公司的引用網絡分析發現,可以將臺灣高技術企業聚類成6大簇,包括半導體、計算機設備、掃描儀、筆記本/顯示器、系統和IC設計/封裝。
1.3專利引證絡
早在1995年,Narin等通過針對美國專利引證科學論文的研究發現,美國技術與公共科學之間的關聯越來越強;然而Meyer在2000年針對納米技術的研究卻發現,基于專利引文分析很難發現被引論文與引證專利之間的直接連接。但科學計量學界對此方面的研究熱情卻依舊不減,如Acosta等通過專利引證淪文對西班牙科學一技術流進行了研究。最近,有少量工作開始采用社會網絡分析方法對專利引證論文進行研究,如Gao等采用社會網絡分析方法,分析了美國專利數據庫中的中國專利所引用的中國科技期刊共引網絡。
1.4專利耦合網絡
文獻耦合研究最初用于論文研究,最早提出將文獻耦合思想用于專利計量分析的是Narin,有代表性的工作包括:Huang等利用專利耦合方法對臺灣高技術公司的引用網絡分析;Kuusi等利用專利耦合網絡對納米技術領域的技術預測研究。
與專利耦合研究原理相近,Weng等在專利引用網絡中引入了結構等價(structural equivalence)的概念,采用塊模型(blockmodel)對專利進行分組研究。所謂結構等價,即指在專利引用網絡中擁有相同位置的兩件專利擁有結構等價性,此時擁有結構等價性的兩件專利會被分到一個塊(block)中,一般情況下擁有結構等價性的兩件專利在技術上相近或擁有相近的知識基礎。
1.5專利引用分析用于研究知識流
知識流研究包括三個層面:國家層面的知識流(macro)、工業層面的知識流(meso)和企業層面的知識流(micro),目前研究較多的是macro和micro兩個層面,如Shih等基于專利引用分析了國家之間的技術分布及知識流情況,而對meso層面的研究較少。
理解工業間的知識流有助于構建知識簇和設計國家創新系統(national innovation system,NIS),知識流可以分為實體知識流(embodied knowledge flow)和無形知識流(disembodied knowledge flow),前者通過包含新技術的機器設備或元件的購買進行流動,后者則通過人員流動和研究溢出而產生。基于專利引文的知識流分析則屬于無形知識流的范疇,也是目前專利引文分析的一個重要研究領域,下面介紹兩個富有代表性的研究成果。
Hu等采用雙指數知識擴散模型研究東亞國家之間的知識流發現,在東亞7國或地區(中國大陸、香港、韓國、馬來西亞、新加坡、中國臺灣和泰國)中,中國臺灣已成為東亞經濟知識擴散的源頭,韓國和新加坡對臺灣專利的引用頻率比對美國專利的引用頻率更高,臺灣對韓國專利的引用高于對日本和美國專利的引用,中國和馬來西亞對臺灣和韓國專利的引用高于對日本和美國專利的引用。
Igami等對納米技術歐洲專利的引用演進網絡進行分析發現,不同納米技術子領域之間的知識流現象比較少,每個子領域的發展似乎更多地依賴本領域自身的推動。
1.6功能與作用辨析
盡管上述專利引用分析方法在一定程度上能反映
出專利文獻、專利權人或發明人的技術影響力、研發競爭行為等特征,但如果要借助這些信息直接對機構的技術影響力進行判斷,還需慎重。首先,盡管一些研究結果證明專利引用可以用于表征知識流,但也有針對專利引用分析作為專利分析指標的批評。其次,Alcacer和Gittelman強調,美國專利商標局和歐洲專利局的審查員在審查發明專利申請時的方法完全不同,從而對每件專利的相對引文數量產生了強烈的影響。而且,美國專利商標局與歐洲專利局所依據的不同法律也影響了專利引文的數量。Michel和Bettels指出,美國專利商標局的引用數量是歐洲專利局的3倍。最后,研究人員還發現,發明人更傾向于引用地理位置相對接近的發明人的專利,這也會影響到引用數據的變化。
2專利合作網絡研究進展
2.1專利權人合作網絡
度數相關性(degree correlation)是研究網絡結構的有效_[具之一,lnoue等對日本專利權人的合作網絡分析發現.專利權人合作網絡的節點度數之間呈現零相關;此外,節點度數分布滿足冪律分布特征,節點簇系數之間呈現負相關。
在研究網絡的節點度數分布特征時,通常情況下,研究人員采用最小二乘法用于擬合和估算冪律分布的斜率,該方法有兩個致命的瑕疵:①人們無法確定節點度數分布是否真正滿足冪律分布;②無法確定哪部分分布符合冪律分布特征。為此,Clauset等提出了一種將最大似然法和基于K-s檢驗的適合度測試方法整合在一起的方法,首次解決了上述兩個難題。
專利權人合作網絡具有無標度網絡的特征,在研究無標度網絡的增長模型時,Barab6si和Albert在1999年提出的偏好依附模型(preferential attachmentmodel)最為常用,新節點選擇現有節點進行連接的概率是n(k(mi)=k/∑=(mi)k(mi),其中k(mi),是節點的度數。基于此模型得到的節點分布函數滿足p(k)。ck(h3)。然而,該增長模型并未考慮連接的距離因素,為此,Inoue等在2010年又采用對偏好依附模型的改良增長模型(gTowlh model)對日本專利權人合作網絡的發展進行r研究。他們采用的算法是:從一個擁有m(mn)個節點的完整網絡出發不斷增JJIJ節點,增加m個連接,連接增加的概率公式為tl(k(mi),d(mij))。ck(mj)/d(mij),其中i代表新增節點,j代表已有節點,k(mi)是節點j的度數,d(mij)是節點i和j之問的地理距離,a和σ是常數。
2.2發明人合作網絡研究進展
發明人合作網絡的研究包括發明人在合作網絡中所處的位置研究、發明人合作網絡的小世界現象與創新的關系研究等。主要的研究方向包括以下幾個方面:
?發明人合作網絡的小世界現象。Fleming等采用多維分析方法研究發現,發明人之間合作網絡的小世界現象促進了科技創新。Chen等通過對1975-2006年16個國家的美國專利研究發現,主成分的規模越大將明顯增強國家的創新生產力,發明人合作網絡的小世界現象有助于國家創新,但這種正而作用儀限于一定范圍內,超過這個范圍則起到反作用.此時路徑長度與創新產出能力成反比。
?發明人合作網絡的地理空間分布差異性及關系研究。Wilhelmsson發現,發明人合作網絡的空間分布具有非均一性,其空間分布受就業密度和產業多樣性影響,在人口密集、產業多樣性豐富的區域更易形成發明人合作網絡。然而,市場規模卻對發明人合作網絡有負面影響,在大都市地區發明人合作網絡相對減弱,人口稠密區的研發人員不僅傾向于更多的合作,而且還會和空間距離更遠的合作者進行合作。
?有關發明人合作網絡的研究被用于分析不同簇的拓撲學特征。例如,He等對美國新澤西州和田納西州電信企業的發明人合作網絡的基本拓撲學結構和網絡演進情況的研究發現,地理區間簇的拓撲學特征直接決定了發明人合作網絡的特征;同時,發叫人合作網絡的結構特征也會隨著區域經濟和社會條件的改變而變化。Lobo等采用社會網絡分析方法對1977-2002年之間美國不同城市發明人之間的跨地區合作以及城市內發明人凝聚現象進行的研究發現,城市內發明人的凝聚現象對專利產出的貢獻要明顯強于發明人合作網絡的結構特征。同時還發現,孤立發明人的凝聚對專利產出有正面促進作用,而合作網絡的密度對專利產出起負面作用。
?在發明人合作網絡分析中,更多的關注點集中在針對網絡節點度數的研究上。特別是中心節點對知識傳播所起到的關鍵作用,如中心節點對新的弱連接產生的影響等;反過來也可以通過發明人合作網絡的社會網絡分析,發現中心節點,包括度數中心節點、鄰接中心性節點和中間中心性節點,位于中心節點位置的發明人多數都是優秀的工程師,他們位于內部交流網絡的核心位置。例如,有研究發現,位于不同發明人團隊之間或研發部門之間的中間發明人具有更高的々利產出數及被引頻次。說明處于不同研發背景團隊之間中介地位的發明人受益于團隊問信息流所帶米的益處,對其專利產出的數量和質量產生正面影響。同時發明人合作網絡的中心性節點也具有更高的被引頻次特征。Breschi等通過對科學家與發明人合作網絡的分析,也發現了那些鏈接科學家合作網絡與發明人合作網絡兩個簇的橋點在科技創新中的重要作用。
?基于發明人合作網絡的演進分析是當前訂的研究熱點之一。Fleming等以美國1975-2002年的發明專利數據為基礎,研究了硅谷和波士頓地區發明人合作網絡的演進情況,發現硅谷發明人合作網絡在1989年出現了急劇的聚集現象,而在波士頓地區的聚集現象則晚于硅谷,且聚集程度不如硅谷劇烈。通過與合作網絡中的關鍵發明人進行面談,發現硅谷新建公司間的持續人員流動促進了網絡的快速聚集現象。該項研究采用逆向時間序列方法,采取敲除每件專利來觀察成分的分裂指數(D),進而分析發明人合作網絡演進過程中起到決定性作用的專利。
2.3檢測合作網絡的轉型
Betteneourt等在對8個科學領域從產生到成熟的作者合作網絡進行演進分析時,引入了尺度指數(scaling exponent)的概念(edges=A(nodes),其中為尺度指數),用于評估合作網絡的轉型。雖然專利網絡與絡存在不同的特征,但將尺度指數引入專利合作網絡的研究仍具有實際意義,Chen等在對中國科學院院屬研究所的專利合作網絡進行演進分析時,引入了尺度指數,研究發現,與上述Bettencourt等分析的8個科學領域不同,中國科學院院屬研究所的
專利合作演進網絡擁有更大的a值。
3專利主題網絡研究進展
專利文獻的分類體系,如國際專利分類號(IPc)、美國專利分類號(USPC)、德溫特專利分類號(DPC)等是分析專利技術主題的主要切人點。
3.1專利主題詞網絡
Yoon等利用專利主題詞向量的歐幾里得距離計算專利文獻之間的距離,建立專利間的關聯關系,采用以下量化技術進行主題網絡分析:
?技術中心度指數(technology centrality index,TCI),用于發現整個網絡或簇水平的相對重要專利。TCI,=c(mi)/(n-1),(c(mi)=∑r,r指專利i的連接數,n指專利數目)。某專利的TCI值越高,說明該專利對其他專利的影響越大。
?技術周期指數(technology cycle time index,TCT),用于測定整個網絡的技術發展趨勢。TCT。:Median((mj)){IT(mi)-T(mj)l,(T(mi)和T(mj)分別指專利i和j的申請日期),TCT即兩件相關專利i和j申請時間差的中位數。
?密度指數(density index,DI),用于對不同的簇進行比較,發現每個簇的網絡連接特征。DI=T/[n。(n(mc)-1)],(T(mc)和n(mc)分別代表簇中連接和節點的數量),DI測量的是每個簇的內部連接性。簇的DI值越高,說明擁有越多的連接技術包,反之亦然。
Chang等利用該算法研究了碳納米管場發射顯示器(CNT-FED)領域的專利聚類和發現核心專利。
3.2主題相似度網絡
通過基于專利分類號的分布,可以計算不同經濟體、不同地區和不同專利權人的技術相似度。例如,Hu等采用非向心相關性(un.centered correlation)來研究東亞不同國家之間基于美國專利分類號的相關性。
此外,Dou等基于歐洲禽流感專利,研究了各種相關lPC小類之間的關聯強度。楊璧嘉等則基于IPC計算出專利之間的Pearson相關系數,再利用Paiek進行社會網絡可視化,結果用于技術路線圖研究。
4社會網絡分析在專利分析中應用前景展望
將社會網絡分析方法應用于專利分析中具有重要意義,根據本文的綜述,筆者試提出未來專利社會網絡分析的研究重點,供討論:
?用于鑒別關鍵發明人或專利權人、發掘競爭對手。通過專利合作、技術主題關聯和引用網絡分析,可以發現處于網絡重要位置的專利權人或發明人,這些重要的節點可以是中心(度數中心或中間性中心)節點,也可以是橋點。此外,高被引專利可以用來評價專利叢林,引文網絡中關系近的節點說明其技術相關,若在引文網絡中相連的兩個節點在合作網絡中沒有合作,說明二者存在高度競爭關系,若有合作則說明二者在聯合研發新技術。
?專利社會網絡分析在企業創新與管理研究中得到越來越多的關注,包括企業之間的競爭合作以及企業內部發明人之間的合作網絡結構對創新的影響等。例如Paruchuri等發現,公司內部發明人合作網絡中,發明人結構中心性與其對公司創新性的作用呈現倒“u”型關聯關系,這種關系同時又受到公司所處的合作網絡的中心性及結構洞的負調節。此外,su等采用專利家族的優先權專利網絡對公司的專利組合(patent portfolio)進行了分析,服務于企業技術保護與實現戰略目標。
?基于論文和專利之間的引用關系探討科學向技術的轉移仍將是一大研究熱點。現有研究大多數尚停留在計量和統計水平,而缺少在網絡結構和演進動力學水平考察科學向技術的知識轉移的研究,這將是社會網絡分忻在專利分析中的重要潛在應用領域之一。
?更多的專利數據來源將作為專利社會網絡分析的數據摹礎。現有有關專利網絡分析工作大多數都足基于美國專利商標局(USPTO)的專利數據開展的,基于歐洲專利、日本專利、中國專利以及德溫特專利的專利社會網絡分析工作還比較少,屬于待發掘領域。
?專利網絡動力學及演進分析將是今后發展的重點,特別是專利引用網絡以及專利權人合作網絡動力學:及演進分析將是今后的研究熱點之一。近期已經發表的兒篇文章中也正體現了這種趨勢,包括Barber6等基于專利引用網絡對技術演進(主路徑)進行的研究;Lee等基于ICT領域專利數據開展的協同進化研究;Kegler等對機構合作網絡演進的分析等。技術演進路徑識別的算法研究與應用也將是專利演進分析的一個熱點方向,如常見的搜尋路徑連接數目(sPLC)算法和搜尋路徑節點對數(SPNP)算法等,劉倩楠等利用SPNP(stochastic petri net package)算法對以太網技術演進路徑進行了研究。
依托專利文獻、專利權人、發明人等網絡節點,借助合作、引用、共現、主題關聯等關聯算法,研究專利演進網絡動力學特征的同時,開展網絡演變的預測研究,特別是整合了多種關聯因素來預測網絡演進趨勢的研究將是一種新挑戰。
“時代正停下腳步來思考我們未來的方向,只因我們正邁出這個星球歷史上卓越的一步:我們,人類,從今往后可以‘編寫’生命。就在實驗室中,就在當下。”策展人卡羅爾?克萊如是說。作為織物設計師的她,從學生時代起就著迷于人與自然的關系。這或許是跟她出身于法國的鄉村有關,親近自然的生活和對紡織工業生產流程的觀察促成了她20年前開始關注的問題:設計,作為一種與工業生產密不可分的行為,無論如何都對生產過程中帶來的環境問題負有責任,那如何才能讓設計成為調和工業生產與生態環境的媒介呢?
合成生物學對設計的啟發
20世紀以來的生物學將人們的目光引入顯微鏡下的微觀世界。從1911年“合成生物學”的概念出現在科學論文,到1995年大規模基因組測序技術來臨,建立在此技術和分析方法上的“合成生物學”趨于成熟。這是一門研究如何利用基因組的基本要素及其組合來設計、改造、重建或制造生物分子乃至整個生命活動的細胞和生物個體的學科。換言之,在實驗室中,人類不僅能讀懂一些物種的生命密碼和運行機制,更能通過編寫新密碼、組合新的運行機制,制造出符合特定需要的“新物種”。
面對這樣一項聽上去充滿前景,但面目稍顯可疑的技藝,如果我們先拋開倫理問題上的擔心,將它與人類處理其他材料的技藝平放在同一個平面上看,那么這些在實驗室里制造出生物分子、生物細胞甚至生命體的人,與在工作室里制作木器、鐵器或陶器的手工藝人在某種意義上是否相當?一群有著好奇心和敏感嗅覺的人,試圖利用這項關于“生物”的技藝去探索設計形態、制作流程和互動方式的新可能,這便是本次展覽中用“生物”做設計的參展者了。
在自然面前,我們是誰?
展覽五個俏皮的子主題――“抄襲者”、“新手工藝人”、“生物黑客”、“新煉金術士”、“者”――實際上分別對應了參展作品中面對自然的幾種不同方式,展覽的區塊也依此劃分。
“抄襲者”(the plagiairsts)以自然為師,用仿生學的方法論去嘗試和模仿自然界一些事物的運行機制。但他們所使用的材料并非是有生命的,而主要是來自工業化、數字化生產。比如展廳一層占據最大空間的一件作品《發光的土壤》(Radiant Soil),便是由成千上萬個微型的處理器支持的一件交互性裝置。定制的聚合體層、不銹鋼支架與玻璃容器共同組成了這個如熱帶植物般枝繁葉茂的空氣“濾網”。它的運行機制是利用傳動器將“不干凈的”空氣攪進濾網系統,去喂養玻璃容器中盛放的原始細胞(protocell,一種人造的模仿生物細胞運行機制的模型)。玻璃容器中還有一些有機電力細胞(organic power cell),它們能產生類似于人體神經系統反射那樣的微弱電流。另一些更小的玻璃容器中則盛放了鹽、糖和油類物質來保持周圍空氣的濕潤。這些部件構成了一套類似于生物“新陳代謝”行為的系統。當參觀者觸碰或靠近它時,葉子形的傳動裝置如含羞草般輕緩地展開或收攏,“枝條”上的白色LED燈也會變換亮度,如同《阿凡達》中的電影場景。
另一件有趣的作品《養珠》(Pearling),是一部可以讓人們在家中就能養出珍珠的機器。天然的珍珠是當異物進入蚌的體內而又無法被排出時,蚌分泌出碳酸鈣與珍珠母將異物層層包圍,以每層0.5微米的進度經過2~5年的時間長成的寶石。人工培養珍珠的方法之一,是將一顆圓核放入蚌體內,通過漫長的時間培育成寶石。在這件作品中,設計者埃米爾?德?維舍(Emile de Visscher)將各種形狀的“核”浸在電解液中,用物理方法讓液體中的碳酸鈣慢慢地附著到“核”的表面。有意思的是,盡管這件作品使用了機器和人工的手段去養珠,設計師卻無意加快“養”的進度。他反而特意在展臺上安放了一些標有月份的盒子,逐月放進未完成態的珠子,以此來展現一顆珍珠養成過程中漫長而難以察覺的時間感。
“新手工藝人”(the new artisan)不是去模仿自然,而更多地是遵循自然界中一些形態的生成規律,直接將這種規律應用到物品的制作過程中。因此這些物品的形態更多的是在一定的引導下自然生成的,而不是完全被設計的。服裝設計師蘇珊?李(Susanne Lee)所帶領的團隊的作品《生物時裝》(BioCouture)是用他們研發的新面料制作的一系列服裝與配件。這些面料是用有機物培養出來的一種質感近似于皮但更加透明的材料。它的原料是一種細菌,設計者將這些細菌養在茶葉水中,一段時間后,液體表面會結出一層厚厚的膜,半風干后的“膜”便可用于服裝的立體剪裁。本次展示的女士高跟鞋,是設計團隊的最新作品,相較于更早的夾克衫,它的美感更具親和力。設計者認為,如果服裝等快消品能用到這樣的材料,將在一定程度上改善能源浪費與環境問題。
產品設計師托馬斯?里博蒂尼(Tomás Libertiny)的作品《花瓶#1》(Vessel#1)是一只完全用蜂巢構成的花瓶。這些蜂巢的確是由蜜蜂筑成,但也經過了設計師的設計。托馬斯?里博蒂尼受到盆景藝術的啟發,想到利用人工的支架和有著特殊造型的蜂箱去“設計”出蜜蜂所能筑巢的空間。60000只蜜蜂花了兩個月時間,用六角形的單元格填滿了設計師留給它們的空間。相對于時下熱門的快速成型技術,托馬斯?里博蒂尼笑稱這個過程為“慢速成型”。這個花瓶看起來并不牢固,但蜂巢本身是一種可以保存很久的材質,曾在法老墓穴中被發現,因此在一定條件下,這個花瓶有望保存上千年。
“生物黑客”(the bio-hackers)是不怕去改寫自然的,他們想要大膽地與合成生物學家合作,用最尖端的生物技術拓寬設計的邊界。策展人卡羅爾?克萊的作品《生物蕾絲》(BioLace)是一個利用植物的根生產蕾絲的概念。她設想在2050年左右,人們可以利用合成生物學這項工程技術去“編寫”出新的植物品種,這些品種作為蔬菜或水果的同時,也是用根制作蕾絲的“機器”。如此一來,菜地或果園同時也是蕾絲工廠。這項技術并不是空穴來風,不過真正開發出樣品至少還需要十年。設計者展望新興技術的同時,也有意在提醒人們反思當下紡織制造業對化學品和能源的高度依賴。
攝影師文森?福尼(Vincent Founier)的作品《后自然史》(Post natural history)是一組動物肖像照片。這些動物是他設想的人類用合成生物技術修改基因后出現的新物種。在人類的“幫助”下,它們更可能成為未來世界叢林法則的優勝者。比如,蜣螂的殼被3D打印技術參與后變得更加牢固,兔子有了能夠直立行走的基因之后更加靈活,而水母變成了機器人之后在水中速度更快。文森?福尼把這組肖像定義為一份為未來準備的考古學文獻,它們或將成為百科全書里新物種的檔案。
“新煉金術士”(the new alchimistes)會把生物學、化學、機器人學和納米技術結合在一起創造新的組織。換句話說,是將生命體與非生命體相融合。鞋類設計師沙梅?亞登(Shamees Aden)的《變形蟲鞋》(Amoeba Shoe)是一雙用新材料制成的概念跑鞋樣品。沙梅?亞登一直關注材料的化學構成,對她而言,原始細胞(protocell)是非常具有潛力的領域。原始細胞所具備的生物體的部分功能,使其能夠對來自其它生物體和外界環境的刺激產生反應。《變形蟲鞋》所使用的新材料,正是利用原始細胞的這一特征并結合其它微生物與化學物質制作而成,它能夠根據雙腳在運動中的受沖擊狀況及時地提供支撐。設計師探索的是一種材料與使用者以及使用環境產生互動的可能。
《納米磁性植物》(Nanomagnetic plants)是藝術家勞拉?辛迪(Laura Cinti)與C實驗室(c-lab)合作完成的一件作品。在她工作多年的高級生物醫藥成像實驗中心(Centre of Advanced Biomedical Imaging),她將磁性納米分子植入植物根細胞,于是人們只要使用磁鐵便能夠像太陽引導向日葵那樣引導這些植物根細胞的生長方向。正是由于磁性納米分子足夠小,才能逃過植物細胞阻隔異物的機制進入其中。這件作品實現了植物與非生命物質進行互動的可能。