华东师范大学杜德斌教授团队硕士生一作在Nature子刊Nature Cities发文揭示美国城市技术转移空间规律

生态遥感前沿 · 公众号 · · 2025-03-09 00:00

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近日，华东师范大学地理科学学院杜德斌教授团队在Nature子刊《Nature Cities》发表题为Scaling and network evolution of technology transfer in US cities（美国城市技术转移的标度与网络演化）的研究长文，揭示了美国166年城市标度律与技术转移网络的关联规律。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。2022级硕士生李祺祥为第一作者，杜德斌教授为论文通讯作者， 2022级博士生于英杰为第三作者。

知识能够改变城市、社会乃至世界，但只有当其有效地转化为创新时。技术转移是连接知识和经济进步的桥梁，其旨在将发明成果转化为有益于社会的产品和服务。城市是技术转移的关键载体，为其提供必要的平台和渠道。然而，技术转移在城市中集聚的标度律尚未得到充分探究。

城市是复杂的巨系统，网络是城市系统形成的基础。标度律已成为复杂城市科学领域的重要议题，标度律形成机制中的网络来源和技术扩散模型在理论层面受到普遍认可，但二者的假设均未得到实证资料的有效检验。作为城市的信息流动管道，技术转移体系是研究标度律形成模式中网络机制的理想框架。

该论文首先构建美国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。

该论文的成果为城市标度律与网络演化之间的关系提供了新的见解，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。

进一步的讨论表明，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。