Zależności statystyczne są jak latarka ułatwiająca poruszanie się w gąszczu danych. Bez nich często zdajemy się na zdroworozsądkowe interpretacje, które są mylne i powierzchowne; porównujemy wskaźniki, które nie powinny być porównywane i wyciągamy nieuprawnione wnioski (np. porównujemy wydatki na naukę krajów o różnym poziomie gospodarczym i na ich podstawie wyrokujemy, że szybkie zwiększenie budżetu nauki jest najlepszą drogą do dobrobytu).

Jedną z takich statystycznych latarek jest książka The economic laws of scientific research (1996) Terence’a Kealeya, w której sformułował on tzw. prawa B+R.

Pierwsze prawo stwierdza istnienie korelacji pomiędzy udziałem GERD (krajowych wydatków na B+R) w PKB a PKB per capita. Drugie odnosi się do korelacji pomiędzy stosunkiem finansowania B+R przez biznes i finansowania rządowego oraz PKB na głowę ludności; mówi ono, że w miarę jak rośnie dobrobyt kraju, biznes łoży coraz więcej na badania w porównaniu z rządem. Trzecie tzw. prawo, najoryginalniejsze i najbardziej kontrowersyjne, głosi, że publiczne B+R ma skłonność do wypierania prywatnego B+R. Zajmijmy się pierwszym i trzecim prawem, a potem zastosowaniami tzw. prawa Parety.

Pierwsze prawo Kealeya

Pierwsze prawo Kealeya nie jest zaskoczeniem dla nikogo zajmującego się badaniami nad nauką i techniką. Zależność pomiędzy relacją GERD/PKB a PKB per capita uświadomiono sobie wkrótce po stworzeniu statystyki N+T OECD. Niemniej jeszcze dziś zależność tę nie zawsze rozumieją politycy, dziennikarze i opinia publiczna.

Proste porównanie GERD i PKB wskazuje na powiązanie łączące obie zmienne. Krajowe wydatki na B+R jako procent PKB wzrastają w miarę wzrostu PKB. Jednocześnie zmienia się ich struktura; rośnie znaczenie sektora prywatnego jako źródła finansowania i wykonawcy. Powiązania pomiędzy nakładami na B+R i PKB nie są liniowe. W wielu krajach o podobnym poziomie PKB na głowę wydatki na B+R są dwukrotnie wyższe niż w innych; jeszcze w połowie lat 90. było tak z Danią i Szwecją (obecnie poziom wydatków wyrównał się).

Co jest źródłem różnic pomiędzy krajami o podobnych standardach życia? Zagadnienie to, o ile wiem, nie było badane w sposób systematyczny z wyjątkiem raportu unijnego Third European Report on Science and Technology Indicators (2003).

Udział wydatków na B+R w PKB zależy m.in. od struktury gospodarki i struktury eksportu. Wydatki są wysokie, gdy wysoki jest udział w gospodarce przemysłu przetwórczego (a w szczególności przemysłów wysokiej techniki). Inne czynniki to: poziom udziału sektorów obrony, liczba wielkich firm, podaż personelu B+R, odpowiednia infrastruktura B+R, zakres powiązań ze światem oraz więzi z gospodarką światową, przepisy prawne (np. ulgi podatkowe) dotyczące B+R, zakres powiązań pomiędzy sektorem prywatnym a publicznym, absorpcyjność krajowego (wliczając w to sektorowe i regionalne) systemu innowacji, czyli zdolność mobilizowania kapitału na rzecz B+R oraz umiejętność przekształcania inwestycji w nową wiedzę i innowacje.

Naukochłonność gospodarki zależy także od obecności wielkich przedsiębiorstw, które z zasady inwestują w B+R znacznie więcej niż małe i średnie. W latach 90. czynniki te miały wpływ na stosunkowo wysokie wydatki w Finlandii, Szwecji, Korei Płd. i Izraelu, i na stosunkowo niskie w Belgii, Danii, Norwegii, Kanadzie, Austrii i Nowej Zelandii.

Inne czynniki mają charakter polityczny i kulturowy. Kraje autorytarne z gospodarką nierynkową czasem inwestują w B+R z powodów wojskowych, ideologicznych lub dla podniesienia narodowego prestiżu.

Azjatyckie tygrysy (Japonia, Korea, Tajwan, Hongkong, Singapur, Chiny, Indie) i Izrael wpisały stopniowy wzrost wydatków na B+R (publicznych i prywatnych) w swoje długofalowe strategie rozwojowe. Ten czynnik tłumaczy obecne szybkie zwiększenie wydatków na B+R Chin i (w mniejszym stopniu) Indii, ponad poziom, jakiego należałoby oczekiwać, biorąc pod uwagę osiągnięty przez nie szczebel rozwoju gospodarczego mierzonego PKB per capita.

Nakłady na B+R krajów nienależących do NATO i rozbudowujących swój własny niezależny arsenał wojskowy (np. Szwecji i Izraela) mogą być wyższe niż krajów członkowskich (np. Danii). Kraje wspierające rozwój nowych technologii przemysłowych (np. USA, Izrael, Finlandia) wydają na B+R więcej niż kraje wspierające upowszechnianie istniejących technologii (np. Belgia).

Kwoty przeznaczane na B+R zależą także od czynników kulturowych. Wydatki w krajach islamu są z reguły niższe niż w krajach chrześcijańskich, a wydatki w krajach protestanckich z reguły wyższe niż w katolickich (Włochy, Francja), a te – wyższe niż w krajach prawosławia; z kolei Izrael wydaje więcej niż przeciętna dla krajów protestanckich. Te czynniki mają z kolei związek z uwarunkowanym kulturowo stosunkiem do nauki i wiedzy. Kultura jednak niczego nie przesądza raz na zawsze; katolicka Bawaria jest dziś także liderem naukowym i technologicznym, a możliwe, że z czasem zostanie nim Turcja (która, zgodnie z prawem Kealeya, wydaje coraz więcej na B+R, jako procent PKB, w miarę, jak rośnie jej dobrobyt – 0,28 proc. w 1995 i 0,85 proc. w 2009).

Brak jednoznacznych ustaleń dotyczących efektów krajowych wydatków na B+R na wzrost gospodarczy. Jedno jest pewne – wpływ zależy od różnych czynników, z których istotne znaczenie ma osiągnięty poziom rozwoju gospodarczego oraz poziom wykształcenia społeczeństwa: wyższy poziom stwarza lepsze podstawy do większego zwrotu z inwestycji w B+R, a niższy – większe prawdopodobieństwo, że wydatki na B+R (ponad pewne parametry) zostaną zmarnowane. Keith Pavitt podkreśla, że zakres działalności naukowej zależy od rozwoju gospodarczego; wzrasta, gdy kraj osiąga światowy front technologiczny. Kraje z technologią o klasie światowej wspierają krajową naukę klasy światowej nie dla prestiżu, ale jako konieczną długofalową inwestycję.

Ciekawe jest to, że tzw. pierwsze prawo Kealeya – korelacja PKB per capita i GERD – zdaje się w ostatnich latach słabnąć. Niektóre kraje, jak np. Chiny i Izrael, wydają w ostatnich latach na B+R (jako proc. PKB) znacznie więcej, niż można by oczekiwać na podstawie ich PKB per capita. Rzecz wymaga dalszych analiz.

Pierwsze prawo Kealeya rozszerzono w taki sposób, że objęło ono wiele innych zmiennych. Kealey wykazał, że PKB na głowę ludności to dobry czynnik wyjaśniający do wielu innych wskaźników B+R, takich jak stosunek pomiędzy np. wydatkami na badania a wydatkami na rozwój, wydatkami na badania podstawowe a ogólnymi wydatkami na B+R, liczbą personelu B+R biznesu a liczbą personelu B+R sektora publicznego, liczbą publikacji na 1 mln mieszkańców, liczbą cytowań na 1 mln mieszkańców itd.

Kealey dowiódł także, że PKB per capita jest dobrym explanansem nie tylko dla B+R, ale także dla wielu innych wskaźników. Istnieje silna korelacja pomiędzy np. liczbą cytowań na 1 milion mieszkańców a długością życia lub też liczbą komputerów, telefonów komórkowych oraz samochodów na 1 tys. mieszkańców.

Innymi słowy, niemal wszystkie wskaźniki badawczo-rozwojowe, społeczne i kulturalne są w pewien sposób ze sobą skorelowane i PKB na głowę ludności pełni rolę głównego czynnika wyjaśniającego. Wiele badań empirycznych także stwierdziło korelację pomiędzy poziomem rozwoju gospodarczego a różnymi cechami strukturalnymi kraju.

Także wskaźnik liczby badaczy na 1 mln mieszkańców jest dodatnio skorelowany z PKB per capita. Zależność ta, podobnie jak w wypadku wydatków na B+R, nie jest liniowa: w latach 90. wysokie wartości wykazywały z jednej strony kraje wysoko rozwinięte, takie jak Japonia, Szwecja, USA i Norwegia, a z drugiej postkomunistyczne (np. Rosja, Białoruś, Ukraina, Uzbekistan). Wysokie wartości tego wskaźnika w porównaniu z osiągniętym poziomem rozwoju gospodarczego mogą zatem wynikać także z przetrwania struktur ustrojowych, w których finansowanie B+R nie było przedmiotem decyzji ani rynku, ani wyborcy czy podatnika. Jednak ponieważ jednocześnie w krajach postkomunistycznych poziom finansowania B+R dostosował się do możliwości ich gospodarek, wydatki na jednego badacza są w nich w istotny sposób niższe od wydatków w krajach wyżej rozwiniętych. Jedną z konsekwencji tego faktu jest rozwój typów badań (podstawowe), dyscyplin (np. matematyki) lub podejść badawczych (np. teoretyczne, a nie doświadczalne lub aplikacyjne) niewymagających wysokich nakładów finansowych.

Trzecie prawo Kealeya

Kealey stwierdził, że „B+R wykonywane w sektorze publicznym [za pieniądze podatnika] wypiera zasoby, które mogłyby zostać wykorzystane przez sektor prywatny, wliczając w to B+R”.

Problem ujemnego wpływu publicznego finansowania B+R (tzw. trzecie prawo Kealeya) jest dyskutowany w raportach OECD. Podkreślają one, że choć B+R wykonywane w sektorze biznesu jest bardziej ukierunkowane na innowacje, inne formy B+R (np. prowadzone na uczelniach i w instytutach pozauczelnianych badania nad energią, zdrowiem, obroną, bezpieczeństwem, transportem i infrastrukturą), choć nie podnoszą bezpośrednio poziomu technologicznego, są konieczne dla dobrobytu i długofalowego poziomu techniki kraju. Keith Smith zwraca uwagę, że najważniejsze wynalazki końca XIX i XX wieku – takie jak taśma montażowa (użyta po raz pierwszy do budowy brytyjskich statków wojennych i zaadaptowana później w amerykańskim przemyśle mięsnym i samochodowym), komputer, Internet, telefonia komórkowa, logistyka, opodatkowanie, wielkie organizacje – zostały sfinansowane z pieniędzy podatnika. Stało się tak z powodu skali, horyzontu czasowego, oraz ryzyka i niepewności, jakie wiązały się ze stworzeniem tych przełomowych innowacji.

Badania prowadzone przez OECD dowiodły, że aby polityka rządowego subsydiowania B+R w przemyśle była skuteczna, powinna być stabilna, a jej instrumenty zrównoważone (zachęty podatkowe i bezpośrednie dotacje są substytutami, zwiększenie zakresu wykorzystywania jednego instrumentu zmniejsza skuteczność drugiego). Skuteczność dotacji rządowych na B+R w przemyśle w krajach OECD zależy od ich skali. Dotacje zbyt duże lub zbyt małe nie pobudzają własnych B+R, finansowanych przez przedsiębiorstwa. Opłacalność rządowych inwestycji w B+R w gospodarce rośnie po przekroczeniu progu 15 proc. ogółu funduszy na B+R przedsiębiorstw, by spaść po osiągnięciu 30 proc. (gdy pieniądze publiczne wypierają pieniądze prywatne). Jednakże nadal bardzo mało wiemy o zakresie stosowalności przedziału 15–30 proc. Nie ma podstaw, by sądzić, że ma ona zastosowanie we wszystkich regionach i sektorach.

Zasada koncentracji

Prawa Kealeya można uzupełnić przez inne zależności. Jedną z nich jest zasada Parety (80/20). Zasadę tę odkrył włoski ekonomista i socjolog Vilfredo Pareto. Źródłem jego odkrycia było badanie rozkładu dochodów pomiędzy grupami społecznymi. Jego istotą była nie tyle dokładna proporcja rozkładu, co stwierdzenie głębokiej nierównowagi. Statystyka nauki i innowacji potwierdza zasadę Parety na różnych poziomach pomiaru i w odniesieniu do różnych wartości.

B+R skupia się w niewielkiej części świata. Sięgając do danych sprzed ostatniego kryzysu (kryzys podniesie pozycję Azji oraz Brazylii) niemal 4/5 wydatków na B+R koncentrowało się w USA, krajach EU i Japonii – choć na ich obszarze mieszkało zaledwie 14 proc. ludności świata. Wewnątrz poszczególnych krajów wydatki były także silnie skoncentrowane. Pod koniec lat 90. Kalifornia wydawała na B+R ok. 6,5 proc. (ponad trzykrotnie więcej, niż wymagał od krajów Unii target barceloński…), a stany o najniższym poziomie wydatków – ok. 0,2 proc. (a zatem, na poziomie Bośni i Albanii). 80 proc. spośród 942 koncernów wydających najwięcej na B+R pochodziło z pięciu krajów: USA, Japonii, Niemiec, Wielkiej Brytanii i Francji. Wydatki na B+R były też skoncentrowane branżowo (2/3 wydatków pochodziło z przemysłów ICT, farmaceutycznego, biotechnologii, maszynowego, elektrycznego i elektronicznego). W ramach poszczególnych krajów i regionów badacze byli silnie skoncentrowani geograficznie (np. w Europie południowe i południowo-zachodnie Niemcy, Flandria, północne Niderlandy, południowo-wschodnia Anglia, Ile de France). Niemcy miały dwadzieścia razy więcej zgłoszeń patentowych od Irlandii, Grecji, Portugalii i Hiszpanii razem wziętych.

W latach 2004–06 Stany Zjednoczone uzyskały niemal połowę patentów w technologiach medycznych, dwukrotnie więcej niż kraje Unii Europejskiej. W tym samym okresie uzyskały one 42 proc. patentów farmaceutycznych i 43 proc. patentów z dziedziny nanotechnologii oraz 43,5 proc. patentów biotechnologicznych (w trybie PCT). Osiem na dziesięć nowych leków produkowano w Stanach Zjednoczonych. Większość najważniejszych wynalazków w dominujących dziś technologiach informatycznych, telekomunikacyjnych i biotechnologicznych powstała w laboratoriach (lub garażach) amerykańskich.

Także dominacja Ameryki w organizacji i finansowaniu badań naukowych była bardzo silna. Np. w USA w początku lat dwutysięcznych działało 46 proc. z 300 firm wydających najwięcej na B+R; pod koniec ubiegłego wieku 89 proc. światowego kapitału ryzyka należało do inwestorów amerykańskich; niemal połowa z 17 głównych centrów innowacji znajdowało się w Stanach Zjednoczonych (w Dolinie Krzemowej i Bostońskiej Drodze 128). W roku 2008 wśród państw OECD 49 proc. ogółu inwestycji kapitału ryzyka dokonali inwestorzy amerykańscy.

Bez względu na to, jaki wzięlibyśmy pod uwagę wskaźnik, nauka, technika i innowacje są mocno „skrzywione” w stronę państw rozwiniętych gospodarczo. Wzór koncentracji zależy od wskaźnika (wskaźniki techniki są na ogół bardziej „skośne” niż wskaźniki nauki).

Stopień koncentracji dóbr zależy od kosztów ich uzyskania. Im bardziej wskaźniki odnoszą się do dóbr rzadkich, pożądanych, wysokiej jakości i kosztownych, tym bardziej ich rozkład jest „skrzywiony” w kierunku krajów wyżej rozwiniętych (np. wysoko cytowane publikacje badawcze bardziej od zwykłych, nagrody Nobla bardziej od wysoko cytowanych publikacji itd.).

W nauce hierarchia dóbr może wyglądać następująco: Ogół publikacji naukowych; Publikacje poddawane peer review i/lub rejestrowane w międzynarodowych bazach danych; Publikacje rejestrowane w indeksach cytowań (Thomson-Reuters i Scopus); Cytowania; Publikacje wysoko cytowane; Członkostwo prestiżowych akademii i prestiżowe nagrody; Nagrody Nobla i ich odpowiedniki.

Np. nie powinno dziwić, że wśród 4 tys. najczęściej cytowanych artykułów na świecie były zaledwie dwie prace autorów z afiliacją polską (w artykułach zbiorowych), a także, że Amerykanie zdobyli ponad połowę nagród Nobla w fizyce, chemii i medycynie, i aż 3/4 nagród Nobla w dziedzinie ekonomii.

W dziedzinie technologii (podlegających patentowaniu), hierarchię można ująć w następujący sposób: Patenty zarejestrowane w krajowych urzędach patentowych; Rodziny patentów; Tzw. potrójne patenty (tzn. udzielone jednocześnie przez europejski, amerykański i japoński urząd patentowy), uznawane jako miara wyjątkowo wybitnych wynalazków o bardzo wysokim prawdopodobieństwie komercjalizacji.

Ogólnie biorąc, miary produktu, dotyczące wyjątkowo wybitnych wyników, mają najwyższy udział USA, Europy i Japonii. Tylko trzy kraje, USA, Wielka Brytania i RFN, były twórcami 85 proc. głównych innowacji wprowadzonych między 1945 a 1970. Wśród 250 najczęściej cytowanych matematyków zaledwie dwóch (jeden z Węgier, drugi z Indii) nie jest obywatelami krajów najbardziej zaawansowanych gospodarczo.

Podsumowując, zależności statystyczne są wartościowym przewodnikiem w interpretacji danych o nauce i technice. Są rodzajem „kagańca”, nałożonym na pokusę dowolności i ustawiania analiz pod tezę.