創新集群系統的復雜自適應性分析

張保林

（南陽師范學院經濟與管理學院，河南 南陽 473061）

自熊彼特提出創新理論以來，創新在時空上的“蜂聚”[1]特征一直得到學者們的重視。相關研究認為，產業集群最終的發展方向是創新集群[2]。本文探索創新集群的復雜自適應性，為從CAS視角開展創新集群研究提供支撐。自普里高津在《探索復雜性》一書中提出復雜性的概念以來，復雜性系統理論研究的帷幕正式打開，耗散結構論、協同論、突變論、超循環理論、復雜巨系統理論、分形理論、復雜自適應系統理論等系列復雜性系統理論不斷發展完善，各類理論基本都圍繞復雜系統最主要的特點涌現性展開分析，重點探討復雜性的來源及涌現的生成機理。在復雜性理論的研究過程中，多樣性、非平衡性、層級結構、開放性、動態性、智能性、非線性、多吸引子特性等都曾被部分理論作為涌現性的來源[3]?；籼m在《隱秩序—適應性造就復雜性》提出了所有CAS都通用的4個特性（聚集、非線性、流、多樣性）和3個機制（內部模型、積木和標識），并認為復雜系統的其他來源都可以通過7個基本點派生出來[4]，本研究采納霍蘭的觀點探索創新集群的復雜自適應性。

一、集聚——層級結構

在復雜自適應系統理論中集聚具有兩層含義，其一是將同類主體視為同質的一種簡化研究手段，其二是表征系統演化過程中簡單主體集聚相互作用涌現出復雜大尺度行為的協調性。依據研究設置的粗粒度不同，創新集群的層級結構特性，以機構作為最小單位，沿知識鏈的眾多企業交互作用積聚成了介主體企業類，眾多高校、研發機構等主體積聚成了介主體知識中心，眾多中介機構積聚成了介主體中介組織，政府及眾多行業協會積聚成了介主體規制機構，勞動力市場、水電氣網公司、金融機構等積聚成了介主體非知識要素供給者；介主體通過交互作用集聚成了創新集群，并作為一個整體與外部環境主體進行交互作用。因此，創新集群滿足CAS的集聚特性。

二、非線性

各類復雜系統理論都普遍強調非線性對系統涌現的重要性，線性的含義是將構成系統的要素的特征加總就可以得到系統特征，很顯然線性系統不會出現涌現特征，在以耗散結構論和協同論為代表的自組織理論中，強調非線性特性對遠離平衡狀態下微漲落形成巨漲落，并最終推動系統向有序結構演化的重要性，在復雜自適應系統理論中，重點強調主體間交互作用的非線性，在集群創新系統中，非線性至少表現為兩個方面，其一、從知識創造的角度來看，發現新知識的概率受到前期知識積累、當期研發投入等眾多因素的影響，同時是一個具有高度不確定的過程，很顯然，研發成功的概率并非隨著研發投入的增加而線性遞增；其二，創新集群內部同類主體間的交互作用基本上都類似于一個捕食-被捕食過程，例如，所有生產同類型最終產品的企業面臨同樣的外部環境，且在一定時期內需求是相對穩定的，這就導致這一類企業適應市場的過程是一個典型的捕食-被捕食過程，這一類企業間的交互作用就呈現非線性狀態。因此，創新集群系統滿足CAS的非線性特性。

三、流——遠離平衡

在系統論中，平衡主要表征系統內部流和力的關系，平衡態是一種主體運動平均效果不變的狀態，宏觀上表現為系統整體性質不發生改變，系統內部不存在流和力；近平衡態系統宏觀上仍存在流和力，但二者之間是一種線性關系，近平衡態的演化結果是逐步向平衡態靠近；遠離平衡態下，力和流是非線性關系，這種非線性關系為來自系統內外部的微漲落成長為巨漲落提供了條件，進而推動系統逐步向有序狀態演化[3]。對于集群創新系統來講，系統內部以及系統與外部環境之間的流是廣泛存在的，整體上作為一個投入產出系統，首先創新集群必須將其產品推向市場，實現產品向資本的轉化，為下一期再生產提供條件，否則創新集群整體只能走向滅亡，因此，系統必須與外部環境之間存在物質流、貨幣流和信息流；另外，為提高創新速度，創新集群系統還有可能與外部創新主體產生創新聯系，也有存在知識流的可能性；創新集群內部僅就企業間而言，要想完成最終產品的生產就需要產業鏈上下游企業通力配合，系統內部物質流、貨幣流和信息流勢必存在，同時從知識創新的角度來看，知識碎片化的現實也要求創新企業完成知識整合和開發利用，因此，對于正常運作的創新集群來講，內部的知識流和信息流也一定存在。內外部流的存在說明創新集群系統滿足CAS的流特性。

四、多樣性

CAS理論適應性造就復雜性的觀點其主要含義是，每一個主體都生存在系統內部其他主體構成的內部環境和系統外部環境構成的生態位上，系統每一次新的適應，都為進一步的相互作用和新的生態位開辟提供了可能；參與循環流的主體使系統能夠保留資源，保留的資源將提供新的生態位，以便被新主體所使用，系統能夠開發和利用新資源，特別是能進一步增強再循環的部分將不斷繁榮發展，否則將逐步喪失資源導致衰敗，因此，多樣性是一個通過增加再循環不斷增加多樣性的動態模式。因此，多樣性除了主體類型的多樣性外，更多表現為主體行為的多樣性以及主體間交互作用的多樣性。從創新集群構成主體來看，不同類型的主體具有不同的行為，同一類主體針對同一對象也有不同的行為，例如依據所處的小生境不同，企業在選擇創新策略時可能選擇模仿創新、自主創新或合作創新，模仿或合作的對象可能是企業，也可能是知識中心；在選擇創新程度時可能選擇漸進式創新或激進式創新。不同的行為帶來不同的主體間交互作用方式。因此，創新集群滿足CAS多樣性特性。

五、內部模型機制——能動性

內部模型機制主要用來描述主體適應環境的過程，每一個模擬期主體都需要依據所在小生境和自身資源條件選擇本期行為，與自組織理論中主體被動適應環境不同，CAS系統中主體具備一定的能動性，無論是隱式內部模型還是顯式內部模型都表明主體能夠依據所處小生境對未來行為進行預知，例如螞蟻能夠根據信息素的濃度探索距離食物的最短路徑，棋手會對每一步各種著法后果進行預測。創新集群的構成主體都是具有智能性，對于創新集群而言，內部模型本質上就是主體的內部決策模型，主體的每一項決策都是依據環境和個體資源所進行的優化選擇（不排除決策失誤的情況），因此，創新集群系統滿足內部模型機制是不言而喻的。

六、積木機制

積木是人類認識復雜世界的工具，主體調用內部模型進行決策時，面臨的環境是恒新的，這就導致主體不可能提前為所有可能面臨的環境預備對應決策規則，但是客觀事物的組成部分不是任意的 。這就意味著主體可以通過學習和選擇對所面臨的復雜現象進行分解，并尋找那些已被檢驗過能夠再使用的元素，亦即規則積木，將其記錄在主體內部模型中，并通過信用分派過程調整規則強度，在面臨新的情況時，主體通過調用內部模型中的相關規則進行組合，形成新的決策。對于創新集群系統而言，主體擁有的積木包括兩部分，其一是知識鏈中的知識單元，產品本質上是自然資源與人類知識的凝結體，產品的生產過程就是實現知識向自然資源的滲透過程，甚至于可以將產品理解為由自然資源承載的人類知識；基礎研究就是不斷探索新的知識單元的過程，應用研究就是不斷探索新的知識鏈的過程，創新集群內的主體都需要擁有所從事領域的知識單元，并利用經過實踐檢驗的有效知識單元組合進行創新；其二是規則知識單元，由于創新環境的恒新性，創新主體需要依據所處小生境和自身資源條件不斷選擇適應新環境的行為，例如政府對企業可選擇創新財稅支持和不支持兩塊基本積木，企業在創新程度上可選擇漸進式創新和激進式創新兩塊基本積木。各類主體的創新適應過程就是一個不斷發現新的有效積木、不斷提高選擇有效積木組合的過程。因此，創新集群系統滿足CAS的積木機制。

七、標識機制

在復雜自適應系統理論中，標識是為了集聚和邊界生成而普遍存在的一個機制，其主要作用是通過標識實現對稱破缺，促進主體間有選擇的交互作用。在創新集群系統中，標識機制是天然存在的，每一個主體隸屬的介主體類型是明確的，在考慮到知識分工的情況下，每個主體所擁有具有相對優勢的知識單元；這些都在一定程度上消除了主體選擇作用對象時的信息不對稱程度，因此，創新集群系統滿足CAS的標識機制。

綜上可見，創新集群是一類典型的復雜自適應系統，創新集群的相關研究應以復雜自適應系統理論為基礎。