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华东师范大学 - 《华东师范大学校报》

华东师大团队发现技术转移在城市中的超线性缩放规律

揭示美国一百六十六年城市技术转移空间规律

2025-03-25     浏览(18)     (0)

华东师大地理科学学院杜德斌教授团队挖掘美国专利时空大数据,发现技术转移网络与城市超线性增长模式密切相关。论文于Nature子刊NatureCities在线发表。研究关注技术转移对城市社会系统的影响。


▲Nature Cities 刊登华东师大杜德斌教授团队研究成果

本报讯 技术转移是连接科学技术和经济进步的桥梁,旨在将发明成果转化为有益于社会的产品和服务。城市是技术转移的载体,为其提供关键的平台和渠道。然而,技术转移在城市中集聚的标度律(Scaling Law)及其演化规律尚未得到充分探究。作为城市信息流动的脉管,技术转移体系是研究城市网络推动形成超线性标度律机制的理想框架。

近日,华东师大地理科学学院杜德斌教授团队挖掘了美国城市 230 余年的专利时空大数据,发现美国首项技术转移记录于 1858 年。在此基础上,团队刻画了美国 1858-2023 年城市技术转移网络的空间演化过程,发现技术转移网络的多维演化均与城市超线性的增长模式密切相关,从而揭示了美国城市标度律与技术转移网络的关联规律。该成果为阐释城市标度律与网络演化的关联提供了创新视角,验证了本地与非本地知识交互的机制,并回应了将演化经济地理学和城市系统研究置于广泛历史背景中的呼吁。

该研究首先构建美国 166 年的城市技术转移网络,发现了技术转移在城市中的超线性缩放规律。接着,从网络填充、等级层次性和功能多中心性三个维度,搭建“城市网络→标度因子”的解析框架。研究发现:其一,由图密度(density)、连通性(connectivity) 和结构洞(structural holes)表征的网络填充对标度因子的形成具有显著的解释力。其二,在城市间网络,核心圈层的少数城市强势驱动了超线性缩放模式。其三,在城市内网络,功能多中心性对单个城市的规模修正指标(SAMIs)具有正向影响。 综上,技术转移网络的多维演化均与城市超线性的增长模式密切相关。

经过进一步讨论认为,地理距离依然重要,作为具有粘性的知识,技术转移高度集中在少数大城市。创新的世界始终是“钉子”状的,先进技术的成果和社会效益往往首先在高级城市涌现,再向边缘地区扩散,由此形成了城市的超线性缩放规律。过去 166 年,硅谷地区逐步超过纽约都市区成为美国的顶级技术转移中心,并以极短的时间崛起成为信息时代的新领导者。这种戏剧性的城市演替可用复杂性理论中的“有限时间奇点”概念来解释。即在旧有的发展范式无法维持时,“重置”将会发生,并伴随着空间突破和范式转变,开启全新的增长周期。当前,人工智能时代正在加速创新演替周期,科学范式的迁移速度将越来越快。未来工作应当关注颠覆性的技术及其转移将如何对城市社会系统带来破坏性的影响。

该研究论文于 2025 年 3 月 7 日以“Scaling and network evolution of technology transfer in US cities”为题在Nature 子刊 Nature Cities 在线发表 。华东师大地理科学学院杜德斌教授为论文通讯作者,2022 级硕士生李祺祥为第一作者,2022 级博士生于英杰为第三作者。该研究是国家社会科学基金重大项目“世界主要国家科技创新体系与人才发展战略研究”(23&ZD330)的初期成果。

(地理科学学院 科技处)