基于主成分分析的科技投入對經濟發展的影響研究

張涵媚

【摘要】利用湖南省2007-2016年的樣本數據，運用主成分回歸分析方法，研究科技投入與經濟發展的相關關系。實證結果顯示政府、企業、高校的科技投入對該地區經濟發展均具有一定的積極作用，其中政府科技投入的支持效應較為顯著。因此，應當持續加大對科技研發的投入力度，合理分配科技經費投入結構，促進政府、企業、高校多層次的科技合作，進而實現該地區經濟的協調、可持續發展。

【關鍵詞】科技投入 經濟發展 主成分回歸

一、引言

本世紀以來，由科技進步引起的經濟增長日益突顯，科技投入情況不僅是一個國家或地區科技發展狀況的重要體現，而且也成為衡量經濟綜合實力與經濟發展潛力的重要因素。科學技術作為第一生產力，在經濟發展、增強經濟競爭力等方面具有極強的帶動作。在當代社會，無論是哪一種類型的國家，尤其是發展中國家，要實現經濟社會的健康、持續、協調發展，離不開科技進步與科技創新。只有實現科技進步與科技創新，才能持續提高產品的質量、提高社會生產力水平，實現產品或行業部門的創新，大幅度節約生產經營成本，直接推動社會經濟效益的增長;同時可以改善傳統產業，使產業結構得到優化升級，提高國民經濟結構的科技含量。我國對科技發展水平也越來越重視，根據國家統計局、科學技術部和財政部聯合發布的《2017年全國科技經費投入統計公報》數據顯示，2017年我國R&D經費投入總量達1.76萬億元，位列世界第二，而R&D經費投入強度為2.13%，與創新型國家有差距，且我國研發整體水平仍然存在大而不強、多而不優的情況。所以，科技投入與經濟發展之間的關系研究越來越成為眾多學者研究的重點和熱點之一。

大量文獻資料表明，科技進步與科技創新是經濟發展的根本動力。馬克思曾指出，隨著大工業的發展，現實財富的創造較少地取決于勞動時間和已消耗的勞動量，而更多地取決于一般科學技術水平和科技進步。羅默和盧卡斯將科技水平作為經濟增長的決定性因素引入到生產函數模型中，把經濟增長建立在內生技術進步上，從而改變了長期被廣泛認可的關于資本要素增加和勞動力增長推動經濟增長的觀點。索洛揭示了在經濟增長的過程中，技術進步所起到的推動作用，并在中性生產函數的前提假設下推導出增長速度方程。丹尼森運用增長速度方程系統地考察了R&D投入在經濟增長中的作用，分析得出由R&D投入所帶來的技術進步對當今世界各國經濟增長的貢獻作用十分顯著。還有一些國外學者分別基于美國、日本和英國的上千家制造型企業的數據集，運用計量和生產函數模型的方法更加有力證實了R&D經費投入能獲得相對較高的產業回報率，并研究R&D支出對產出彈性的影響。其中基礎研究作為生產力決定因素比其他類型的研發投入更為重要，而且根據創新發展歷程劃分企業，發現創新型比非創新型企業的研發回報率要高得多。國內學者近年來，也更加注重運用數理統計的方法研究我國R&D活動在宏觀層面的產出效率和增長貢獻。朱春奎利用因果關系檢驗法分析得出財政科技投入是經濟增長的原因但作用不顯著。袁衛、呂忠偉通過格蘭杰因果檢驗分析中國的財政科技投入與經濟增長之間的密切關系和作用上的滯后效應。李兵，王錚等在柯布

道格拉斯生產函數中引入本地和外地的科技投入要素，發現在當時的一定條件下，科技投入對我國經濟增長的影響在整體上十分顯著，但是在不同地區存在明顯差異。王立成，牛勇平采用灰色關聯度分析并比較了我國沿海三大經濟區域科技投入對經濟增長的貢獻度，并指出科技活動人員比R&D經費投入對經濟增長的貢獻更為顯著。盧方元，靳丹丹利用全國各省市的面板數據，根據協整檢驗和單位根檢驗的結果，也研究出相似結論并進一步表明，R&D人員投入比R&D經費投入的產出彈性大更大。

由此可見，提高對科技投入的認識、優化科技投入結構、有效利用區域科技創新資源等對提升區域經濟發展能力具有積極意義。本文以湖南省2007-2016年科技投入狀況為基礎，創新性地從社會科技投入的不同主體角度選取相關衡量指標，利用主成分分析法在對多元數據降維的前提下，得出影響經濟發展的科技投入相關變量的多元回歸方程，從而展示影響因素與經濟發展的動態關系。分析表示三大主體的科技投入對該地區的經濟發展均具有促進作用，其中政府的科技投入影響最為顯著，企業、高校分別在經費、科研人員方面的投入也具有較為明顯的效果，并根據結論進一步提出相關建議。

二、研究設計

（一）變量選取

在建立回歸模型的過程中以湖南省GDP作為衡量經濟發展水平的因變量Y。為了全面、真實客觀地反映科技投入情況，從不同的科技投入主體出發選取了7個變量作為自變量：政府科技支出額（X-）、一般公共服務支出額（Xz）、R&D經費投入強度（Xa）三個指標反映的是政府對科技研究等活動的投入情況;規模以上工業企業科技活動人員數（X4）、規模以上工業企業新產品開發經費支出額（Xs）兩個指標反映的是企業的科技投入情況;選取高校科技活動人員數（x6）和高校科技經費內部支出額（x7）來反映高校的科技投入狀況。

（二）數據搜集和整理

本文選用的科技投入指標和經濟發展數據來源于《湖南統計年鑒》、《全國科技經費投入統計公報》、國家統計局官網，收集的數據期限為2007-2016年度的時間序列統計數據，其中個別缺失值經過插補處理。數據處理過程中使用軟件Stata14。

（三）研究方法

由于本文考慮到的是科技投入因素在不同主體作用上的差異，所選取的解釋變量之間存在共線性，因此在實證分析方法上首先采取主成分分析法提取主成分，再對主成分進行回歸分析。主成分回歸分析利用降維思想，將多個指標轉化為幾個相對獨立的綜合性指標，從而簡化分析過程并提高分析效率。

三、實證分析結果

（一）共線性診斷

從表1可知，各自變量指標之間的相關性比較高，其中政府科技支出額（X1）與規模以上工業企業新產品開發經費支出額（X5）、一般公共服務支出額（X2）的相關系數，R&D經費投入強度（X3）與高校科技活動人員數（x6）等之間的相關系數都大于0.9，表明該組數據具有高度線性相關性，解釋變量確實存在較為嚴重的多重共線性，適合做主成分分析。

（-）主成分分析

為使原始數據具備可比性，在提取主成分之前，先將數據進行標準化處理：

四、結論與政策建議

在實際發展中，科技投入還有很多方面，本文主要考慮政府、企業、高校三個不同主體的資金和人力資源方面的科技投入，從實證分析的結果可得出所選指標均對湖南省經濟發展具有促進作用，因此應當進一步引導全社會持續加大科技投入力度，以推動經濟健康、快速發展，其中尤以政府的科技投入的影響最為顯著，企業和高校在不同的科技投入方面也對經濟發展起到了重要作用。所以針對三大主體在科技投入上可以有不同的側重點：政府在科技上的直接投入比間接投入的作用更為顯著，那么湖南省在制定科技創新政策時可據此方向做出合理的調整;企業在科技活動尤其是新產品研發的經費支出上的投入效果更加突出，可見開發新產品對企業的生存與發展具有十分關鍵的戰略意義;而高校則在科技活動人員的培養上具有更明顯的作用，高校科研人員隊伍的實力作為衡量高校競爭力水平的標志理應受到越多越多的重視。

所以，應當擴大政府在科技投入中的主體性作用，發揮政府對研發的管理優勢，加強國家創新體系建設，吸收、引進更多科技資源，優化科技經費配置，并逐步健全基礎設施的建設，為企業和高校的科技、經濟發展提供便利;應切實鼓勵企業增加研發費用，合理分布科技投入的行業，促進企業建立健全良好的科技創新機制，充分調動科技人才的創業積極性，從而使資金、人員使用效率得到提高，通過提升企業的自主創新能力，加強企業的發展后勁;高校應更好地服務于科研人員的培養，加大對科研設備等科技活動硬件條件上的投入，營造科技創新氛圍，鼓勵申請科研項目，注重科研實踐活動組織與開展，多角度地提升高校科研人員的綜合素質。此外，還應加強政府、企業、高校等主體之間在科技領域的創新合作，通過整合并進一步優化科技研發資源的配置，推動產學研深度融合，使科技創新體系更加一體化，提高整個社會的科技創新能力，從而能加強應用性和前瞻性科技成果的后續開發、應用推廣等，促進科技成果的轉化和專業化，進而取得1+1大于2的效果。