网络有三种状态：极化网络、均衡网络和区域网络，中国城市间科学合作的网络处于什么状态？在向什么方向演化？是一个值得探讨的话题。前人研究中多运用人均收入等城市的个体属性探讨区域差异问题，多数认为中国的区域差异程度在扩大；基于这些研究，多数人认为由多种流作用下形成的城市网络也应该是向极化网络发展，也即是少数城市越来越拥有更高的网络地位。但这种观点的正确性值得商榷，因为城市个体属性指标是难以测度基于城市间关系构成的城市网络状态的。鉴于此，本文运用城市在科学合作网络中的对外连通度这一城市间关联指标，借助泰尔指数、位序规模法则、核密度等多种测度方法，从不同区域、不同位序和不同连通度三个方面，对1990至2010的5个年度中国科学合作网络中城市对外连通度的差异程度变化进行考察。研究发现，中国城市科学合作网络总体上处在首位城市占优势的状态，但扁平化趋势在不断增加，整体差距在不断缩小；从位序看，中间位序的城市对外连通度程度增加较快；从连通程度(规模)看，小连通度城市数量虽占绝对优势，但小连通度的城市数量逐年减少且小连通度集中区向高值移动；从区域看，三大区域同全国整体的差异变动趋势较为一致，差异都在缩小，但缩小程度存在阶段性不同。这一研究可以服务于国家科技发展战略的制定，建议国家应重视区域性科技中心的能力建设，以便增强城市知识网络的整体效率，推动创新型国家建设。