基于復雜適應系統理論的區域創新體系研究

摘 要：區域創新體系是一個多元、動態、競爭、協作、開放的復雜適應系統，復雜適應系統理論對于認識、理解、推動區域創新體系的發展提供了新的思路。應用復雜適應系統的理論、思想方法與區域創新體系研究的相關理論方法，解決區域創新體系的多智能體建模問題、區域創新效率評價的問題和區域創新體系的發展戰略問題可以為此研究提供嶄新的視角。

關鍵詞：區域創新體系；復雜適應系統理論；區域研發強度；DEA方法；發展戰略

中圖分類號：F127 文獻標識碼：A

文章編號：1003—0751(2008)02—0060—03

復雜適應系統理論與區域創新體系

1.復雜適應系統理論方法

復雜適應系統（Complex Adaptive System，以下簡稱CAS）理論是美國霍蘭（Holland）教授于1994年，在桑塔菲研究所成立10周年時正式提出的。霍蘭教授在其著作《隱秩序——適應性造就復雜性》一書中將CAS定義為“由用規則描述的、相互作用的主體組成的系統”，這些主體“在形式和能力方面是千差萬別的”，“隨著經驗的積累，通過不斷變換其規則來適應環境中的其他主體”。CAS理論最基本的概念是具有適應能力的、主動的個體，簡稱主體。這種主體在與環境的交互作用中遵循一般的刺激——反應模型。所謂適應性，就是指主體能夠與其所在環境與其他主體進行交流，在交流的過程中不斷“學習”或“積累經驗”，并且根據學到的經驗改變自生的結構和行為方式。整個宏觀系統的演化，包括新層次的產生、分化和多樣性的出現，新的、經聚合而成的、更大的主體的出現等等，都是在這個基礎上逐步派生出來的。復雜適應系統（CAS）理論的提出對于人們認識、理解、控制、管理復雜系統提供了新的思路。

2.區域創新體系是一種復雜適應系統

區域創新體系是一個多元、動態、競爭、協作、開放的體系，它是站在區域整體的高度，從“企業、高校、科研院所、中介機構、金融機構及政府等各個關系要素形成一個有機的、互相作用的整體”的角度出發來建構的，不只是針對微觀的企業、高校或科研院所等單個要素。區域創新體系的組成單元數目眾多，且各不相同，相互之間常常存在強烈的非線性相互作用。反饋與調節的方式多樣且不斷變化，系統組成與相關過程也往往表現出高度的時空異質性。而隨著科技的發展，以及區域產業群落演替過程的復雜化，區域創新體系表現出對環境的適應性。這都說明區域創新體系是一類復雜系統，它的復雜性體現在組成元素的數量規模大、種類多、系統內外部結構多樣、存在多種多樣的相互作用。這樣，復雜適應系統理論就可以為區域創新體系決策支持系統的研究提供新理論、新方法，其應用和發展很可能是決策支持系統理論在今后一段時間內最富有挑戰性和重要性的研究熱點之一。

基于復雜適應系統思想的區域研究開發投入強度模型

研究與發展活動（Research&Development;，簡稱R&D;）是整個科技活動的核心，它的好壞與成敗將直接關系到國家、地區的科技發展水平、技術創新能力、經濟發展后勁和社會福利水平。R&D;投入強度(研究開發經費/區域生產總值)是國際通用的衡量一個國家、地區科技競爭力的核心指標，也是構成一個國家、地區綜合實力最重要的指標之一。瑞士洛桑國際管理開發學院(IMD)每年發表的《國際競爭力報告》將它列為考察一國或地區綜合競爭力的重要指標。大幅度增加對R&D;的投入正成為世界許多國家或地區提升競爭力的重要戰略。1991—1999年間，我國R&D;／GDP強度一直在0.6％—0.83％之間徘徊，2000年首次超過l％，2001年達到1.09％，2003年達到1.31%。2005年我國R&D;投入強度還不足1.5%，而同期發達國家的R&D;投入強度大都在2.5%以上。提高R&D;投入強度是增強區域創新能力，實現產業升級和企業自主創新的需要。根據世界科技發展新趨勢及我國未來經濟社會發展的需要,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》做出了我國走創新型國家發展道路的戰略選擇，強調把增強自主創新能力作為我國科學技術發展的戰略基點，提出了R&D;強度在2020年達到2.5%的發展目標。

復雜適應系統通常通過異質成分間非線性作用而自組織成等級結構，系統的整體屬性由局部成分間的非線性相互作用產生，而系統又能通過反饋作用或增加新的限制條件來影響成分間相互作用關系的進一步發展。這樣，按照復雜適應系統論的思想，區域創新體系的發展表現為“種群進化式”的演變過程。從發展動力上看，區域創新體系的一些計量指標（研究開發投入、論文、專利等）的增長主要受創新體系的繁殖力和環境影響力的作用。

R&D;投入強度的演化動力主要來源于：一是R&D;投入強度的自我積累、復制和慣性作用力，這是創新體系的繁殖力，它與上一時期的R&D;投入強度成正比，當上年R&D;經費投入占地區生產總值比例比較高時，當年R&D;經費投入強度也會比較高；二是政府的政策環境的推動力，它與政府的財政科技投入直接相關；三是市場的拉力，它與R&D;投入能夠帶來的經濟收入直接相關。如果新產品銷售收入隨著R&D;經費投入的增長而增長，也會促進R&D;經費投入的增長，形成正反饋關系。我們選擇全國各省區、直轄市相關指標的平均值作為樣本，運用計量經濟學軟件對樣本進行回歸分析，從而建立起區域R&D;投入強度的演化模型。

ｙ（ｔ）=0.98217ｙ（ｔ-1）-5.470817ｙ（ｔ-1）²+13.31182ｇ（ｔ-1）ｙ（ｔ-1）+0.013126ｕｖ+0.00336

上式中各變量的含義是：ｙ（ｔ）：當年的研究開發經費/地區生產總值；ｙ（ｔ-1）：上年的研究開發經費/地區生產總值；ｇ（ｔ-1）：上一年政府科技投入占地區生產總值的比例；ｕ：企業科技人員占全社會科技人員的比例：ｖ：新產品銷售收入/地區生產總值。

通過計算R&D;投入強度，可以將各省區劃分為三類：第一類地區，R&D;投入強度大大高出全國平均水平的地區，有北京、陜西、上海。其中北京是全國平均水平的5倍多。第二類地區，R&D;投入強度在全國平均水平附近，這類地區有天津、廣東、江蘇、湖北、甘肅。第三類地區，R&D;投入強度與全國平均水平相差較遠，除了第一類以及第二類之外的其他地區都屬于第三類地區。其中新疆和內蒙古的投入強度最小，僅相當于全國平均水平的1/5左右。

運用上述模型，還可以對各省區的R&D;經費投入強度進行預測。例如，河南省2005年的R&D;經費投入強度為0.5%，要想達到2010年1.5%的目標，還有很大的差距，必須要盡快建立和健全多元化的R&D;投入體系。

區域創新效率評價的DEA方法與復雜適應系統思想的結合

區域創新體系是一種多層次的規則耦合關系網。復雜適應系統理論認為智能體的行為規則的變化是系統演化的根本動因。從復雜適應系統理論的觀點看，區域創新體系的復雜行為現象來自于自組織、涌現和適應諸過程。這種系統在與外部環境交互作用的過程中，通過自適應、涌現改變系統本身的行為規則，從而不斷向前發展和演化。區域創新體系中的智能體（企業等）能夠與環境以及其他智能體進行交流，在這種交流的過程中“學習”或“積累經驗”,不斷進行著演化學習,并且根據學到的經驗改變自身的結構和行為規則。各個底層智能體通過相互間的交互、交流，可以再上一層次，在整體層次上凸顯出新的結構、現象和更復雜的行為，如新層次的產生，分化和多樣性的出現，新聚合的形成，更大的智能體的出現等；涌現是“新行為規則、新秩序的形成”過程，而演化則是“規則和秩序的躍遷”過程。區域創新體系的演化過程是以一次又一次新的規則結構和秩序結構的涌現作為自己的階梯的，因此具有“斷續平衡”和“路徑依賴”的特征。

區域創新體系是一種多層次的規則耦合關系網。從新制度經濟學的角度看，所謂制度體系是管束智能體行為的一系列規則（正式規則、非正式規則）及其實施機制。制度不是單一的規則，而是多種規則的體系，這些規則之間有著各種復雜的、非線性的動態關系。

從作用機理來看，多種多樣的規則和制度在區域創新體系中最基本、最本質的作用是提高創新要素資源的配置效率。因而，可以采用效率分析（數據包絡分析，Data Envelopment Analysis，簡稱DEA)的方法來測算規則和制度的“好壞”。

選取各省區科技投入和產出的數據，建立起計量經濟學模型，可以得出各地創新效率。通過分析，我們發現，不同區域的創新效率有很大的差異，相對于沿海發達地區，河南、江西、新疆等中西部省份的創新效率比較低，說明這些地區在構建區域創新體系時，不僅需要增加創新資源的投入，更重要的是進行制度創新，提高創新資源的配置效率，從而促進區域創新能力的提高。

基于復雜適應系統思想的區域創新體系經濟發展戰略選擇

按照復雜適應系統理論的思想，在區域創新體系演化過程中,各類創新體的性能參數在變，整個區域創新體系的運行規則、功能結構也將產生相應的變化。而區域創新體系的發展戰略則主導這種演化和變化的路徑。

每一個地區都有其特殊性，要素稟賦結構不同，其資本實力和創新環境也相差很大，因而每一種區域創新體系的發展戰略都有其適用條件。例如，梯度理論是不適合落后區域的，因為梯度戰略不利于提高落后區域的創新能力；而以知識追趕優先的“新追趕戰略”也是不適合落后區域的，因為落后區域的創新能力在短時間內很難追趕上先進區域。這就需要根據不同區域的特點，制定各具特色的區域創新體系的發展戰略。落后地區應選擇“融合戰略”；對于老工業基地等“古典”區域，則應采取“再造戰略”。而對于河南等“中間”區域，則應采取“對接戰略”。

河南采取“對接戰略”，就是根據河南經濟和科技發展的水平，積極承接發達地區勞動密集型和資源密集型的產業轉移，發揮自己的比較優勢；同時，瞄準國際國內技術先進水平，積極推進自主創新，使經濟發展方式由資源和投資驅動型向創新驅動型轉變，從而實現跨越式發展。具體可以概括為“建設一個體系”、“兩個轉變”、“三個突破”。“建設一個體系”，就是建立以企業為主體、以市場為導向、以產學研合作為基礎的技術創新體系。“兩個轉變”，一是在發展路徑上從跟蹤模仿為主逐步向加強自主創新轉變，確立自主創新的戰略基點。要以電子信息、生物技術、新材料和先進制造技術等領域為重點，積極研發對經濟增長有重大帶動作用、具有自主知識產權的核心技術和關鍵技術，開發市場占有率高、經濟效益好的高新技術產品，促進高新技術產業從工業裝配為主向自主研發制造延伸，在省級六大支柱產業中形成一批具有自主知識產權的技術集群和產業集群，不斷提高企業和地區的核心競爭力。二是在創新方式上從注重單項技術的研究開發向加強以重大產品和新興產業為中心的集成創新轉變，注重選擇具有較強技術關聯性和產業帶動性的重大戰略產品，在此基礎上實現關鍵技術的突破和集成創新。“三個突破”就是在重點提高企業技術創新能力、高新技術產業發展和促進科技成果轉化上取得重點突破。

根據復雜適應系統理論，區域創新體系中的智能體具有智能性、適應性和主動性，可以自動調整自身的狀態、參數以適應環境，或與其他智能體進行協同、合作或競爭，爭取最大的發展機會或利益。在這種演化過程中，智能體的性能參數在變，功能、屬性在變，整個區域創新體系的功能、結構也將產生相應的變化。而區域創新體系的發展戰略則主導這種演化和變化的路徑。所以，運用復雜適應系統理論有助于制定符合實際的、各具特色的區域創新體系的發展戰略。

參考文獻

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責任編輯：伊 人