我國(guó)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同測(cè)度
——基于VIF-變異系數(shù)的篩選

朱佳慧， 于麗英

(上海大學(xué)管理學(xué)院， 上海 200444)

科技創(chuàng)新作為“第一生產(chǎn)力”促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)率的提高; 金融發(fā)展作為“第一推動(dòng)力”為科技創(chuàng)新的投入、產(chǎn)出注入了金融資源.已有的關(guān)于科技與金融發(fā)展關(guān)系的研究， 主要從兩個(gè)視角展開(kāi).

一是單向影響的角度， 研究了金融發(fā)展對(duì)科技創(chuàng)新的影響， 或是科技創(chuàng)新對(duì)金融發(fā)展的作用.Ang[1]提出金融要素對(duì)科技研發(fā)活動(dòng)具有重要影響， 且資本市場(chǎng)對(duì)創(chuàng)新型增長(zhǎng)模式具有促進(jìn)作用.Popov 等[2]提出了金融市場(chǎng)中的風(fēng)險(xiǎn)投資對(duì)企業(yè)科技創(chuàng)新的影響.Chowdhury等[3]選取發(fā)達(dá)國(guó)家和新興國(guó)家作為研究對(duì)象， 認(rèn)為金融結(jié)構(gòu)發(fā)展能夠明顯帶動(dòng)研發(fā)投入增加.Schinckus[4]認(rèn)為電子信息技術(shù)變革能夠帶動(dòng)金融創(chuàng)新、金融機(jī)構(gòu)和市場(chǎng)運(yùn)行效率的較大提升.蘆峰等[5]結(jié)合科技創(chuàng)新的不同發(fā)展階段選取指標(biāo)， 分析了科技金融對(duì)科技創(chuàng)新不同發(fā)展階段的影響.

二是相互影響的角度.Zhou 等[6]基于空間計(jì)量的方法， 提出金融發(fā)展對(duì)技術(shù)創(chuàng)新具有推動(dòng)作用， 技術(shù)創(chuàng)新可帶動(dòng)金融發(fā)展.Perez[7]提出金融資源和科技創(chuàng)新的高度耦合， 能較好地促進(jìn)科技創(chuàng)新的發(fā)展和金融市場(chǎng)的繁榮.譚躍等[8]基于產(chǎn)出協(xié)同視角構(gòu)建了協(xié)同效應(yīng)測(cè)度指標(biāo)體系， 對(duì)廣東省科技創(chuàng)新與金融市場(chǎng)的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)行了分析.王宏起等[9]運(yùn)用協(xié)同學(xué)原理構(gòu)建了系統(tǒng)協(xié)同度模型， 對(duì)科技創(chuàng)新和科技金融間的關(guān)系進(jìn)行了研究.

我國(guó)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的有機(jī)結(jié)合是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重大戰(zhàn)略舉措.但鑒于科技創(chuàng)新活動(dòng)比較復(fù)雜、金融發(fā)展動(dòng)態(tài)多變， 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)如何測(cè)度二者的耦合協(xié)同關(guān)系， 尚未建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的體系， 在指標(biāo)選取方面主觀性較強(qiáng).因此， 本工作旨在提出一種客觀選取指標(biāo)的方法， 以期對(duì)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同關(guān)系作出相對(duì)科學(xué)合理的評(píng)價(jià).

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

本工作基于耦合協(xié)同原理及科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的內(nèi)涵， 進(jìn)行指標(biāo)的初選.針對(duì)指標(biāo)冗余、指標(biāo)不具代表性等問(wèn)題， 借鑒文獻(xiàn)[10-11]中評(píng)價(jià)體系的確定方法， 構(gòu)建VIF-變異系數(shù)法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選， 其中方差膨脹因子(variance inflation factor， VIF)可對(duì)指標(biāo)的共線性問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn)， 變異系數(shù)可篩選信息含量大的指標(biāo).

1.1 指標(biāo)的初選

1.1.1 指標(biāo)選取

耦合協(xié)同是通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上系統(tǒng)間的相互作用與影響而形成的一種作用機(jī)制.科技與金融兩子系統(tǒng)之間通過(guò)耦合協(xié)同機(jī)理， 共同推動(dòng)資源及要素配置、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化， 從而形成科技金融協(xié)同一體化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系[12].科技創(chuàng)新體現(xiàn)在研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化等各項(xiàng)科技活動(dòng)中，通過(guò)人財(cái)物等方面的創(chuàng)新要素投入， 帶來(lái)知識(shí)、技術(shù)、產(chǎn)品等方面的科技創(chuàng)新產(chǎn)出[13]， 因此在指標(biāo)選擇時(shí)主要考慮創(chuàng)新投入與創(chuàng)新產(chǎn)出兩個(gè)方面.金融發(fā)展就是金融結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、金融資源有效配置的過(guò)程， 因此指標(biāo)選擇多考慮功能性和效率性， 主要體現(xiàn)在金融總量發(fā)展、金融結(jié)構(gòu)優(yōu)化和金融效率提升3 個(gè)方面[14].通過(guò)充分參考已有的關(guān)于科技、金融相關(guān)指標(biāo)的研究成果， 建立了包含89 個(gè)指標(biāo)的初步評(píng)價(jià)指標(biāo)體系， 其中測(cè)度科技創(chuàng)新的指標(biāo)有54 個(gè)， 測(cè)度金融發(fā)展的指標(biāo)有35 個(gè)， 具體如表1 所示.

表1 科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同評(píng)價(jià)指標(biāo)集Table 1 Coupling synergy evaluation indicator set of Sci-Tech innovation and financial development

1.1.2 指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化

為了便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理， 通過(guò)式(1)對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理， 即

式中:xij為j地區(qū)i指標(biāo)的原始數(shù)值;pij為j地區(qū)i指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值.

1.2 基于VIF-變異系數(shù)法的指標(biāo)篩選步驟

(1) 基于VIF， 刪除具有多重共線性的指標(biāo)， 消除指標(biāo)間的信息冗余.

首先， 對(duì)指標(biāo)變量i和解釋標(biāo)量除i以外的其他指標(biāo)進(jìn)行回歸.其次， 計(jì)算指標(biāo)變量i的可決系數(shù)R2i(見(jiàn)式(2))， 用來(lái)反映指標(biāo)變量i與其他指標(biāo)的相關(guān)度， 值越小表明與其他指標(biāo)所反映的信息越不同.最后， 計(jì)算指標(biāo)變量i的方差膨脹因子VIFi(見(jiàn)式(3))， 用來(lái)判定指標(biāo)變量i與其他指標(biāo)是否存在多重共線性.若VIFi ＞10， 則指標(biāo)變量i與其他指標(biāo)存在多重共線性，刪除指標(biāo)變量i.

式中:為指標(biāo)變量i的可決系數(shù); VIFi為指標(biāo)變量i的方差膨脹因子;為j地區(qū)指標(biāo)變量i的估計(jì)值;為指標(biāo)變量i的均值.

(2) 求變異系數(shù)， 計(jì)算指標(biāo)信息含量.

借助式(4)對(duì)指標(biāo)變量i的變異系數(shù)vi進(jìn)行計(jì)算， 用來(lái)表示指標(biāo)所能代表的信息量.vi值越大， 則指標(biāo)變量i所包含的信息越多、越具有代表性; 反之， 所包含的信息就越少.以指標(biāo)層內(nèi)所有指標(biāo)變異系數(shù)的均值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)， 刪除小于均值的指標(biāo)， 從而篩選出更具代表性的指標(biāo).

(3) 通過(guò)計(jì)算信息貢獻(xiàn)率， 對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行合理性判斷.

借助式(5)計(jì)算篩選后的指標(biāo)體系的信息貢獻(xiàn)率In.參考文獻(xiàn)[11]， 以低于30%的原始指標(biāo)反映85%以上的原始信息作為合理性判斷的標(biāo)準(zhǔn)， 篩選出最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系， 即

式中:S表示指標(biāo)矩陣的協(xié)方差陣;trS為協(xié)方差陣的跡;Ss為最終指標(biāo)矩陣的協(xié)方差陣;Sh為初始指標(biāo)矩陣的協(xié)方差陣.

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確定

選取2016 年我國(guó)28 個(gè)省市的數(shù)據(jù)(基于數(shù)據(jù)的可得性， 避免部分省的指標(biāo)值偏差過(guò)大，不包括新疆、西藏、海南三省自治區(qū))進(jìn)行指標(biāo)篩選.利用式(1)完成指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理.基于VIF-變異系數(shù)法， 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選.以金融總量發(fā)展指標(biāo)為例， 描述篩選過(guò)程.

1.3.1 第一次篩選: VIF 篩選

通過(guò)回歸分析計(jì)算可決系數(shù)R2i， 并將其代入式(3)中， 得到“金融總量發(fā)展”下各指標(biāo)的VIF 分別為7.724， 6.170， 9.036， 8.822， 36.025， 64.143， 2.904， 15.867， 13.699， 5.926， 24.609，55.158， 刪除VIF＞10 的指標(biāo)， 保留了“金融機(jī)構(gòu)存款”“金融機(jī)構(gòu)貸款”“社會(huì)融資規(guī)?！薄暗谌a(chǎn)業(yè)稅收”“原保費(fèi)收入”“金融機(jī)構(gòu)數(shù)”6 個(gè)指標(biāo).

1.3.2 第二次篩選: 變異系數(shù)篩選

根據(jù)式(4)計(jì)算這6 個(gè)指標(biāo)的vi分別為0.940， 0.821， 0.774， 0.716， 0.613， 0.702， 均值為0.761， 其中0.940， 0.821， 0.774 大于均值， 因此保留“金融機(jī)構(gòu)存款”“金融機(jī)構(gòu)貸款”“社會(huì)融資規(guī)模”這3 個(gè)信息含量大的指標(biāo).

用同樣的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)“人力投入”“物力投入”“財(cái)力投入”“創(chuàng)新知識(shí)”“創(chuàng)新產(chǎn)品” 以及“金融結(jié)構(gòu)發(fā)展”“金融效率發(fā)展”相關(guān)指標(biāo)的篩選.在“科技創(chuàng)新”子系統(tǒng)中， “創(chuàng)新知識(shí)”指標(biāo)較少且具有代表性， “創(chuàng)新技術(shù)”指標(biāo)間具有較大的相關(guān)性， 可直接進(jìn)行變異系數(shù)篩選， 其他指標(biāo)則依次進(jìn)行第一次和第二次篩選， 最終保留了11 個(gè)科技創(chuàng)新指標(biāo).“金融發(fā)展”子系統(tǒng)最終共保留10 個(gè)金融發(fā)展指標(biāo).

1.3.3 信息貢獻(xiàn)率檢驗(yàn)

根據(jù)式(5) 計(jì)算篩選后的“金融發(fā)展”指標(biāo)協(xié)方差陣的跡， 以及初始協(xié)方差陣的跡， 得到信息貢獻(xiàn)率為0.362/0.377=96.02%.同樣地， 得到篩選后的“科技創(chuàng)新”指標(biāo)的信息貢獻(xiàn)率為85.63%， 均滿足標(biāo)準(zhǔn).表2 中的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可用于科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同測(cè)度.

表2 科技創(chuàng)新及金融發(fā)展的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 2 Sci-Tech innovation and financial development evaluation indicator system

2 耦合協(xié)同測(cè)度

2.1 耦合協(xié)同測(cè)度模型

為了測(cè)度科技創(chuàng)新和金融發(fā)展兩系統(tǒng)相互耦合、協(xié)同發(fā)展的程度， 借鑒王宏起等[9]以及王明英[15]的耦合測(cè)度模型， 構(gòu)建耦合協(xié)同測(cè)度模型為

式中:Z為耦合協(xié)同度， 反映了科技創(chuàng)新與金融發(fā)展系統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)展的整體協(xié)同程度， 取值范圍為[0，1];C為科技創(chuàng)新及金融發(fā)展兩個(gè)子系統(tǒng)的耦合度， 取值范圍為[0，1];F為兩系統(tǒng)耦合協(xié)同綜合發(fā)展指數(shù);U1，U2分別為科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的綜合發(fā)展指數(shù);α，β分別為兩個(gè)子系統(tǒng)綜合發(fā)展指數(shù)的系數(shù)， 兩系統(tǒng)間的耦合作用效果相等，α，β均取0.5.借鑒張勇等[18]的劃分標(biāo)準(zhǔn)， 把C值劃分為6 組， 對(duì)應(yīng)不同的耦合階段.綜合武玉英等[16]、張怡夢(mèng)等[17]對(duì)耦合協(xié)同度的劃分標(biāo)準(zhǔn)， 為了便于集中分析， 增大耦合協(xié)同度區(qū)間， 把Z值劃分為7 組， 對(duì)應(yīng)不同的協(xié)同發(fā)展水平， 具體如表3 所示.

表3 耦合協(xié)同度劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Coupling synergy degree standard

2.2 耦合協(xié)同測(cè)度方法

2.2.1 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

根據(jù)篩選后的指標(biāo)體系， 獲取2007～2016 年我國(guó)總體及試點(diǎn)地區(qū)科技創(chuàng)新和金融發(fā)展的各指標(biāo)數(shù)據(jù)， 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理， 并利用熵值法確定各指標(biāo)的權(quán)重， 得到如表4 所示的計(jì)算結(jié)果.

表4 科技創(chuàng)新及金融發(fā)展的指標(biāo)權(quán)重Table 4 Sci-Tech innovation and financial development indicator weight

2.2.2 耦合協(xié)同測(cè)度

借助式(8)， 對(duì)第k年兩個(gè)子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 并結(jié)合式(6)和(7)對(duì)耦合度和耦合協(xié)同度的計(jì)算， 完成第k年我國(guó)總體及區(qū)域科技創(chuàng)新及金融發(fā)展耦合協(xié)同測(cè)度， 即

式中:U1，k為第k年科技創(chuàng)新子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù);U2，k為第k年金融發(fā)展子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù);l為11 個(gè)科技創(chuàng)新指標(biāo);uik為第k年指標(biāo)變量i的發(fā)展指數(shù);wi為指標(biāo)變量i的權(quán)重.

3 實(shí)證結(jié)果分析

3.1 總體耦合協(xié)同分析

通過(guò)耦合協(xié)同測(cè)度得到兩個(gè)子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)、耦合度和耦合協(xié)同度， 并參照表3 的標(biāo)準(zhǔn)作出如下評(píng)價(jià)， 結(jié)果如表5 和圖1 所示.

由表5 可以發(fā)現(xiàn): 2007～2016 年科技創(chuàng)新和金融發(fā)展的耦合度位于[0.3， 0.5]之間， 均處在頡頏階段; 耦合協(xié)同度的變化范圍為[0.215， 0.648]， 由高度不協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榈投葏f(xié)同發(fā)展.

表5 我國(guó)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展耦合協(xié)同測(cè)度Table 5 Coupling synergy measurement of Sci-Tech innovation and financial development in China

由圖1 可以發(fā)現(xiàn): 科技創(chuàng)新綜合發(fā)展指數(shù)逐年遞增， 2012～2016 年平穩(wěn)快速增長(zhǎng); 金融發(fā)展綜合發(fā)展指數(shù)在2008 年出現(xiàn)明顯下降， 2009 年急劇上升， 2010 和2011 年增速變緩， 2012 年之后穩(wěn)步快速上升; 除2007 年外， 我國(guó)金融發(fā)展普通滯后于科技創(chuàng)新; 2007～2016 年耦合協(xié)同度不斷上升， 2009 年耦合協(xié)同度增長(zhǎng)較快， 此后階段性緩慢增長(zhǎng)， 且2015 和2016 年耦合協(xié)同度發(fā)展緩慢.

圖1 2007～2016 年我國(guó)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同發(fā)展水平Fig.1 Coupling synergy development level of Sci-Tech innovation and financial development in China from 2007 to 2016

3.2 區(qū)域耦合協(xié)同分析

為促進(jìn)我國(guó)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同發(fā)展， 2010 年《促進(jìn)科技和金融結(jié)合試點(diǎn)實(shí)施方案》首次確定了16 個(gè)促進(jìn)科技創(chuàng)新與和金融發(fā)展的結(jié)合試點(diǎn)地區(qū).本工作選擇試點(diǎn)地區(qū)所在的北京、上海、天津、重慶、江蘇、浙江、廣東、安徽、遼寧、山東、湖北、湖南、四川、陜西、甘肅15 個(gè)省市作為實(shí)證對(duì)象， 得到了各地區(qū)的耦合協(xié)同度， 并從時(shí)間維度描述了耦合協(xié)同度的發(fā)展趨勢(shì)(見(jiàn)圖2).

由圖2 可以發(fā)現(xiàn): 2007～2016 年區(qū)域科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同度由低于0.3 逐步提升到0.6 以上， 由高度不協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸葏f(xié)同發(fā)展; 試點(diǎn)地區(qū)的耦合協(xié)同度大多高于我國(guó)總體水平， 科技創(chuàng)新與金融發(fā)展良好; 區(qū)域科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同發(fā)展趨勢(shì)大體相同， 但耦合協(xié)同差距較明顯， 其中北京、上海、江蘇、浙江、山東、廣東等東部試點(diǎn)地區(qū)的耦合協(xié)同度明顯高于中西部地區(qū).

圖2 區(qū)域科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同度變化Fig.2 Coupling synergy degree change of regional Sci-Tech innovation and financial development

4 建 議

我國(guó)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展兩系統(tǒng)相互影響、相互制約， 但二者的耦合度較低， 耦合協(xié)同度也偏低， 區(qū)域科技創(chuàng)新與金融發(fā)展耦合協(xié)同度存在差異， 且發(fā)展不均衡， 為此提出以下幾點(diǎn)建議.

(1) 充分認(rèn)識(shí)科技創(chuàng)新與金融發(fā)展協(xié)同的重要性， 創(chuàng)新金融發(fā)展制度， 優(yōu)化金融政策環(huán)境，加強(qiáng)政府財(cái)政政策引導(dǎo).完善頂層設(shè)計(jì)， 發(fā)揮銀行、金融機(jī)構(gòu)等融資渠道的推動(dòng)作用， 完善金融市場(chǎng)的自我調(diào)節(jié)及篩選機(jī)制， 保障科技創(chuàng)新投資風(fēng)險(xiǎn)， 構(gòu)建科技支持信貸體系， 提供科技服務(wù)支持.

(2) 推動(dòng)區(qū)域科技創(chuàng)新與金融發(fā)展的耦合協(xié)同， 持續(xù)開(kāi)展科技和金融結(jié)合試點(diǎn)工作， 發(fā)揮大城市、金融中心等的輻射帶動(dòng)作用， 縮小區(qū)域差距.借助“一帶一路”帶動(dòng)發(fā)展的有利契機(jī)，通過(guò)東部地區(qū)技術(shù)擴(kuò)散， 帶動(dòng)中西部地區(qū)科技創(chuàng)新發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)， 實(shí)現(xiàn)區(qū)域科技和金融均衡發(fā)展.

(3) 借助網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)， 因地制宜地打造專業(yè)、高效的科技金融網(wǎng)絡(luò)平臺(tái).一方面規(guī)范各類主體的信息披露機(jī)制， 加強(qiáng)信息披露及金融監(jiān)管， 有效控制風(fēng)險(xiǎn); 另一方面促進(jìn)知識(shí)、技術(shù)、信息、資金在東部與中西部地區(qū)間、高科技企業(yè)與中小型企業(yè)間的流動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)信息共享與價(jià)值增值， 提升區(qū)域創(chuàng)新能力.