[论文解读] Ivory Tower Universities and Competitive Business Firms

Vasiliki Plerou, Luı́s A. Nunes Amaral+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 16, 1999

Business Strategy and Innovation被引用 98

一句话总结

本研究分析了美国、英国和加拿大高校在五个不同数据库（研发支出、出版物、专利及资助数据）中研究活动增长动力学，发现增长速率波动性与规模之间存在普遍幂律标度关系（β ≈ 1/4）。该结果与企业及国家的发现一致，表明复杂组织动力学中存在普遍机制，其模型通过 β = (1−α)/2 + αγ 将内部结构标度与观测到的波动性标度联系起来，其中 α ≈ 0.75 且 γ ≈ 0.16。

ABSTRACT

There is nowadays considerable interest on ways to quantify the dynamics of research activities, in part due to recent changes in research and development (R&D) funding. Here, we seek to quantify and analyze university research activities, and compare their growth dynamics with those of business firms. Specifically, we analyze five distinct databases, the largest of which is a National Science Foundation database of the R&D expenditures for science and engineering of 719 United States (US) universities for the 17-year period 1979--1995. We find that the distribution of growth rates displays a ``universal'' form that does not depend on the size of the university or on the measure of size used, and that the width of this distribution decays with size as a power law. Our findings are quantitatively similar to those independently uncovered for business firms, and consistent with the hypothesis that the growth dynamics of complex organizations may be governed by universal mechanisms.

研究动机与目标

• 量化并比较高校研究活动的增长动力学与企业增长动力学的异同。
• 探究研究增长的统计特性是否在不同研究产出衡量指标（如研发支出、出版物、专利）和学术体系中具有普适性。
• 检验复杂组织（高校、企业、国家）在增长波动中是否表现出相似的标度行为。
• 构建并验证一个将组织内部结构（如高校中的学院）与观测到的增长速率波动性标度联系起来的模型。

提出的方法

• 分析五个数据库：美国高校的研发支出（1979–1995，719所高校）、出版物（1981–1997，112所高校）、专利（1976–1997，106所高校）以及英国和加拿大高校的资助数据。
• 对每所高校计算年度增长率 g(t) = log[S(t+1)/S(t)]，并测量给定规模 S 的条件概率密度 p(g|S)。
• 通过实证方法确定波动性 σ(S) 与规模 S 的标度关系，发现在所有数据集中 σ(S) ∼ S^−β，且 β ≈ 0.25 ± 0.05。
• 通过将不同组织（高校、企业、国家）的标度分布 p(g|S) 合并为单一曲线，验证其普适性。
• 将高校结构建模为学院层级结构，假设各单元通过独立、乘法、正态过程增长，方差为 W²，推导出标度关系 β = (1−α)/2 + αγ。
• 利用实证数据估计 α ≈ 0.75（学院规模与高校规模的标度关系）、γ ≈ 0.16（单元方差与规模的标度关系），并验证模型预测值 β ≈ 1/4 与实证结果一致。

实验结果

研究问题

• RQ1 高校研究活动的增长动力学是否在不同研究产出衡量指标（如研发支出、出版物、专利）之间遵循普遍标度律？
• RQ2 增长速率波动性的标度指数 β 在不同学术体系（如美国、英国、加拿大）中是否保持一致？
• RQ3 高校的内部结构层级（如学院或系）与观测到的增长速率波动性标度之间有何关系？
• RQ4 能否通过组织增长的随机模型解释高校中观测到的实证标度指数 β ≈ 1/4？其与企业中 β ≈ 1/6 的差异如何？
• RQ5 高校与企业之间标度指数差异的原因是什么？典型单元规模范围（D）如何影响这一差异？

主要发现

• 高校研究活动的增长速率分布呈现出普遍函数形式，适用于所有规模和研究活动衡量指标，且不依赖于具体规模度量方式。
• 增长速率分布的宽度 σ(S) 随规模 S 呈幂律标度，具体为 σ(S) ∼ S^−0.25，95% 置信区间为 β = 0.25 ± 0.05。
• 该标度指数 β ≈ 1/4 在五个独立数据集中一致出现：美国高校的研发支出、出版物、专利，以及英国和加拿大高校的资助数据。
• 当进行标度处理后，高校的条件概率分布 p(g|S) 可压缩为单一曲线，证实其在不同组织与系统间的普适性。
• 模型预测 β = (1−α)/2 + αγ，结合实证估计的 α ≈ 0.75 和 γ ≈ 0.16，可得 β ≈ 1/4，与实证观测值完全一致。
• 高校（≈1/4）与企业（≈1/6）之间 β 值的差异，源于高校中典型单元规模范围 D 更窄，导致模型中 β 值更大。