企業技術創新系統的自組織演化分析

王曉梅 李可用

(遼寧工業大學 管理學院，遼寧 錦州 121001)

一、引言

技術創新產生的根本原因是外部環境的競爭性與內部資源的稀缺性，并受企業自身基礎與條件的影響與制約。外部環境的競爭性，是指外部市場競爭的不斷加劇，市場需求瞬息萬變，各企業在競爭中取勝的難度日益加大。內部資源的稀缺性則是指企業現有物質資源、專業技術以及管理水平有限，現行生產方式無法給其帶來更多超額利潤，面臨著被市場淘汰的危險境地。由于自身基礎與條件不同，企業進行技術創新的能力亦不同。

企業技術創新系統是一個非線性系統，它依賴于內外部諸多復雜因素及其之間的相互作用力，是一個時刻處于耗散運動中的非線性、開放的動態系統，具有系統的自組織特征。其動態行為一方面取決于外部環境與自身資源，另一方面也受系統內非線性因素的影響與制約。在這一耗散過程中，管理熵的變化通過系統內部的非線性機制作用后形成宏觀上的管理效果。同時，管理耗散的直接結果是促使企業科技創新系統運行進入混沌狀態，為企業技術創新運行狀態的質變奠定基礎。

二、自組織理論與方法

(一)自組織理論的涵義

所謂自組織理論，指的是系統在無需外界指令控制的條件下，能夠自行組織、自行創造、自行演化，即能自主地從無序走向有序，形成有序結構的系統。對企業技術創新系統進行觀察，不難尋找到其中的自組織機理與其他的自組織系統一樣，即企業技術創新系統的演化也經歷著一個自我調節、自我完善、自我發展，從低級走向高級、從無序走向有序，且結構功能不斷得以提升的不可逆的發展過程。自組織機制滲透在企業技術創新系統的各個要素和系統行為的各個環節中，它像一根隱藏在系統內部的無形的指揮棒，對系統的變化發展起著自主的駕御作用。

系統的自組織演化離不開非線性作用，非線性作用是自組織的根本機制，如果系統內各要素之間的相互作用僅僅是線性的，則無論它們如何組合，也只有量的增減，而無質的變化，這樣的系統或是無序，或是雖然暫時有序，但很快會向無序發展。只有系統內部各要素之間存在非線性作用，系統才能走向非平衡，系統內的漲落才能得到放大，系統內各要素之間才能發生競爭與協同，系統才具有從無序向有序發展的動力機制。

(二)自組織理論的組成

自組織理論是研究自組織現象、規律的學說。目前，它還沒有形成為統一的理論，而是一組理論群。它包括普里高津創立的“耗散結構”理論、哈肯創立的“協同學”理論、托姆創立的“突變論”數學理論、艾根等創立的“超循環”理論，以及曼德布羅特創立的分形理論和以洛倫茲為代表的科學家創立的“混沌”理論等。

1.耗散結構理論

耗散結構理論研究一個開放系統由混沌向有序轉化的機理、條件和規律。該理論認為，一個遠離平衡態的開放系統，當外界條件或系統的某個參量變化到一定的臨界值時，通過漲落發生突變，即非平衡相變，就有可能從原來的混沌無序狀態轉變為一種時間、空間或功能有序的新狀態。這種在遠離平衡非線性區形成的宏觀有序結構，需要不斷地與外界進行物質和能量的交換，以形成或維持新的穩定結構。

耗散結構的形成需要具備的條件:成為開放系統;遠離平衡態;系統內部各子系統之間存在著非線性相互作用;漲落導致有序。

2.協同學

所謂協同，指的是系統的各個部分協同工作。相變都是系統微觀組分集體運動的結果，都是合作效應。協同學是研究復雜系統的部分之間如何競爭與合作，形成整體的自組織行為，探索在系統宏觀狀態發生質的改變的轉折點附近，支配子系統協同作用的一般原理。

不穩定性原理、序參量原理和支配原理是協同學的三大基本原理。

3.突變論

突變理論是描述自然界大量存在的不連續的突然變化現象。即研究系統在平衡狀態下臨界點的性態，描述由逐漸變化的力量或運動而導致突然變化的現象。

4.超循環理論

艾根認為，在分子自組織進化階段，既要產生、保持和積累信息，又要能選擇、復制和進化，從而形成統一的細胞機構，因此這個自組織過程只有采取超循環的組織形式。經過因果的多重循環，自我復制和選擇，信息不斷積累，從而向高度有序的宏觀組織進化。

5.分形學

所謂分形是指某種具有不規則、破碎形狀的、同時其部分又與整體具有某種方式下的相似性的，其維數不必為整數的幾何體或演化著的形態。

6.混沌學

在科學上，如果一個系統的演變過程對初態非常敏感，人們就稱它為混沌系統。混沌學是研究混沌運動的一門新學科。混沌學發現，出現混沌運動這種奇特現象，是由系統內部的非線性因素引起的。

混沌不是簡單的無序，也不是通常意義下的有序。首先，混沌運動是一種典型的非周期運動，是周期運動對稱性的破缺，而對稱性破缺實質上意味著有序程度的提高，因此，混沌可以看成具有更高層次上的對稱特征的有序態。其次，非平衡混沌遵循著某些共同的規律:奇異吸引子行為。混沌是比有序更為普遍的現象。它使我們對物質世界有了更深層次的認識，為研究自然的復雜性開辟了一條道路。

(三)自組織理論的基本原理

自組織理論提出一系列關于研究自組織系統或自組織過程的基本原理:開放性原理、非平衡性原理、非線性原理、反饋原理、不穩定性原理、支配原理、漲落原理、環境適應性原理等。利用這些原理可以對系統的自組織性或自組織過程進行判定，它們完整地給出了系統自組織條件、機制、途徑等判別的方法和依據。

三、企業技術創新系統的自組織演化

(一)非線性相互作用使技術創新系統充分開放

由于非線性相互作用選擇、吸收外部條件，使企業技術創新系統充分開放從外界獲取有用的物質、能量以及有益于創新的信息吸收到整個技術創新的系統中，為各個子系統如研發系統、創新決策系統、管理系統提供各自所需的物質、能量和信息。當然，在充分采納吸收的同時，系統還向社會輸出滿足市場需求的商品，對于用戶的反饋信息，企業在進行詳細研究、分析后，對企業產品進行改造再推向市場。企業技術創新系統內部總是存在著無序、無效和不確定性，如技術和設備已不能滿足企業生產的要求，由于創新過程的復雜化程度與管理協調制度不相匹配，科技進步和市場競爭日趨激烈使得企業技術創新系統所要面臨的不確定性不斷增加，隨著企業技術創新系統的不斷發展，它所包含的信息量越來越豐富，內部結構越來越復雜，這就是系統內部熵的自然增加過程。

一個開放系統從外界可以得到負熵流，也可得到正熵流。正熵流會加速系統無序化的進程。這里，控制系統開放的條件是很重要的。我們在強調系統開放的同時，也要對系統與環境的交流內容進行分析。一方面，要使系統開放，大力引進促使系統進步的因素流入;另一方面，又要加強控制，盡量不讓或減少不利因素的流入。實際上，對系統發展不利與有利的因素同時存在，只要系統一開放，就會同時進入系統，要想絕對禁止哪一種是不可能的。只能采取適當措施，使輸入的有利影響(負熵流)盡量多，使不利影響(正熵流)越少越好。對于系統或同一系統研究不同的問題，有利因素和不利因素的形式是不同的，要具體分析。企業技術創新系統應該根據外部環境變化，加強系統與外界環境之間的物質、能量和信息的交換，自覺調整系統的結構，不斷引入負熵流，才能抵消系統內不斷產生的正熵流，盡可能消除無序。

(二)非線性相互作用使技術創新系統遠離平衡態

非線性相互作用的一個特征就是系統中的多個主體間的不對稱性。相互作用的對象之間存在著支配與從屬、策動與響應、控制與反饋、催化與被催化等不對稱關系，其中某種因素會起到推動整體演化的作用。

系統中微觀層次上的運動形式的差異性和非平衡性是產生宏觀層次上有序性的根源，系統中的要素間存在差異及發展不平衡，也有了系統自組織過程中的宏觀流，有了這種宏觀流，就有助于系統形成新的有序結構。

開放的企業技術創新系統必然處于一種動態的環境中，由于各子系統中的創新主體不同，對于物質、能量、信息的獲取必然存在差別。各個環節中的主體只吸收對其有用的物質、能量和信息。系統中呈現的是一種不均衡、有差別的狀態。由于企業員工中的個人能力存在差異，所獲得的薪酬也不同，正是由于存在差別，才能激勵員工盡全力發揮自己的才干，使企業遠離平衡態，向有序方向發展。

企業技術創新系統的非均衡的具體表現形式有:新創意和新設想得以交流和采納;技術創新的思維發生對稱性破缺;技術創新資金來源和投向的多極化，導致資金運動形式的差異化;產品品種的多元化，技術的不斷升級;創新人員分工和分配的非均勻化，形成人才的流動;企業知識結構的調整等。非平衡以充分開放為前提，要使系統遠離平衡并且能夠保持非平衡狀態，系統必須充分開放。充分開放為系統與外部環境之間的充分交換，以及系統遠離平衡提供可能性。開放性要求企業技術創新系統中的主體應充分考慮到企業內、外部環境中的諸多因素。對于處在動態變化中的企業內、外部環境，創新主體必須做出相應的調整。系統結構的變化，使系統功能也有相應的變化，使系統從平衡態或近平衡態走向非平衡態。

(三)非線性相互作用使技術創新系統產生漲落作用

在非線性作用下，各種相互作用關聯起來，系統內部各要素或子系統之間形成關聯與協同，因此系統才會產生整體行為，排斥和吸引、競爭和協同才形成一種不可分割的關系。有了這種內在的相互作用，系統內局部的漲落才可能得到放大，從而引起發展。

宏觀上的系統是由大量的子系統組成的。這些子系統運動狀態不斷改變，整個系統的狀態也不斷改變。系統狀態不僅是子系統狀態的總和，而且是一個綜合平均的效應，因此必然存在著漲落現象。耗散結構理論中的“漲落”是指系統有時候會偏離統計平均值，存在著偏差，這些偏差就叫漲落。漲落是偶然的、雜亂無章的、隨機的。

漲落是否對系統起作用，還取決于系統是否處于臨界點。當系統處于穩態時，漲落相對于系統宏觀是微不足道的。而當系統處于臨界點時，漲落所起的作用就非常重要了。因為技術創新系統內的子系統間有著復雜的相互作用，所以在臨界點附近系統可能形成不同類型的耗散結構和有序狀態，一些微小的漲落將會導致整個系統完全不同的發展方向。在技術創新系統中由于內部和外部因素的作用，漲落是必然普遍存在著的。

對于技術創新系統中的漲落，可以以臨界點劃界對漲落所起的作用進行分析。

首先，技術創新系統處于穩定態。系統處于平衡態或近平衡態時，由于一些外界環境變化對系統無太大的沖擊力，系統的結構穩定。系統能夠經受住內、外部漲落的沖擊而保持較好的穩定性，而且還能夠吸收漲落，從中吸取對系統有利的信息，彌補系統在某些方面的缺陷，使系統更加穩定。當系統處于非平衡約束的狀態下，熵產生率會取得最小值，非平衡態會連續向平衡態接近，直至達到平衡態。這種漲落一方面增強了系統的非對稱性和非均勻性，在一定時期一定范圍內引起了對稱性破缺，另一方面保持了系統行為的整體性和協同性，增強了系統對不利因素的抵御能力，加強了系統調整自身行為的能力，當由于失誤而引發系統不穩定時，漲落的穩定作用能夠化解危機。

其次，技術創新系統處于臨界點附近。當外界環境對系統的沖擊力達到足夠大時，致使系統中的漲落運動所引起的擾動和振蕩達到或超過一定的閥值，就會使原有系統的結構遭到破壞，系統原有的結構或模式已不再適應環境，需要重新配置系統要素，這為出現新的有序結構提供了可能。此時系統已經不能保持穩定，在漲落的沖擊下，系統遠離了平衡區，進入非線性區失穩狀態。由于企業技術創新系統是一個有人參與的系統，所以在這種情況下可以人為地創造并利用一些“漲落”，如建立合理有效的激勵制度，暢通的網絡組織等，都可以促使系統向有序度高的系統演化。企業必須對企業技術創新系統進行變革。在經歷一個從無序到有序的過渡階段后，各要素之間形成新的穩定的關聯方式，導致了新的序參量的形成，各子系統在新的序參量的支配下行動。也就是說，在企業技術創新系統中，形成了新的有序態，技術研發系統、市場創新系統、管理創新系統、技術創新決策系統等子系統按照新的關聯方式耦合在一起，在新秩序的支配下發展，這標志著新的更為有序的穩定系統形成了。

新的穩定態必經的一個環節就是分叉和環境選擇。在系統失穩的狀態下，由于系統內部各要素之間的非線性相互作用，系統將出現分叉行為。所謂分叉指的是當系統進入非平衡區時，會喪失其穩定性在臨界點上發生分叉，出現不同的分支，即不同的發展方向。新出現的不同的各個分支自身又是穩定的。較為簡單的系統只表現為一次分叉。而復雜的系統在自己的演化過程中一般要經歷多次分叉，復雜程度越高的系統，它所包含的分叉數目也越多。總之，企業技術創新系統是一個開放的、非平衡的、動態的復雜自組織系統。要使企業的技術創新活動能夠在一個宏觀有序的方向上發展，一方面，企業必須要與外界環境進行物質、能量和信息的交換，以獲取足夠的“負熵流”;另一方面，企業本身也必須不斷地適應環境的變化，進行內部調節，實現技術創新、組織創新與管理創新的耦合，減少企業內部正熵的產生，增強自身內部各子系統之間的協同作用，提高自身的組織能力。

四、結論

企業技術創新系統是一個復雜的自組織系統，系統中的要素之間存在著非線性的相互作用。因此，線性的發展觀已經不適合復雜的企業技術創新過程。系統科學的發展，特別是非線性科學的發展，為解釋企業技術創新系統提供了科學的理論依據。本文借助自組織理論中的耗散結構理論、協同學、超循環理論、混沌學等非線性系統科學理論、技術創新學和管理學的相關成果，運用系統的觀點對企業技術創新系統中的非線性演化進行分析，在一定程度上能夠對企業開展技術創新活動產生有益的引導作用，有助于企業解決技術創新過程中所面臨的日益復雜的問題，加速企業技術創新的進程，同時也為補充和完善已經初步建立的技術創新理論體系做出有益的工作。

［1］張友棠，黃潔莉.科技創新獲利能力形成機理研究［J］.理工高教研究，2006(1):10－11.

［2］黃潔莉，夏喆.企業科技創新混沌動力學模型研究［J］.科技與管理2007(2):22－23.

［3］吳彤.自組織方法論研究［M］.清華大學出版社，2001.

［4］許國志.系統科學［M］.上海科技教育出版社，2000.

［5］沈小峰.普利高津與耗散結構理論［M］.陜西科學技術出版社，1998.

［6］H·哈肯.高等協同學［M］.郭治安譯.科學出版社，1989.

［7］勒內·托姆(法).突變論:思想和應用［M］.周仲良譯.上海譯文出版社，1989.

［8］艾根·M，舒斯特爾·P.超循環論［M］.曾國屏譯.上海譯文出版社，1990.

［9］黃潤生.混沌及其應用［M］.武漢:武漢大學出版社，2000.

［10］許國志.系統科學［M］.上海科技教育出版社，2000.