基于復雜科學視角對產業集群本質的研究

摘要：文章首先揭示了產業集群的本質是開放性網絡，運用復雜網絡的結構變量對產業集群的創新能力、信息傳播速度及抗風險能力進行了衡量，同時運用熵定律和耗散結構理論說明了產業集群的發展是由熵和耗散結構在組織發展過程中力量的對比所決定的。

關鍵詞：產業集群；復雜科學；本質；網絡性；開放性

一、引言

產業集群作為一種介于市場和企業的新經濟組織形式，引起了產業組織學、區域經濟學、管理學等多個學科領域的重視，國內外學者對于產業集群現象的研究。主要從以下幾個方面進行：經濟學家往往希望通過外部經濟、專業化分工、交易成本等理論來解釋產業集群形成和發展機制：社會學家強調非正式的社會關系網絡和人際關系網絡以及本地的社會文化環境對于區域經濟發展的關鍵影響：地理學家則強調產業的柔性專業化基礎上的空間集聚對區域經濟發展的作用以及地理空間對產業的集聚和發展過程的影響。然而少有從復雜科學的角度來研究產業集群的本質及其對產業集群發展的影響。

復雜科學(Science of Complexity)是20世紀80年代提出的新的科學范疇，復雜科學是研究復雜系統行為與性質的科學。目前它還處于萌芽階段，但很多科學家已將其稱為“21世紀科學”。經典科學的一貫傳統是把系統分解成少量簡單的單元。用解析法來研究整個系統。而復雜性科學則致力于研究單元之間是如何相互作用產生整體行為的，并且復雜性科學所考慮的單元數量可以很大。產業集群正是這樣的一個系統，集群內個體數目非常大，個體之間相互關聯。且其聯系不是簡單的聯接，而是非常復雜的，彼此之間能夠產生影響并最終形成網狀的關聯，此網絡結構具有自組織性和自適應性。本文主要運用復雜科學中的復雜網絡理論、熵定律以及耗散結構等理論研究產業集群的本質特征。

二、產業集群的本質——開放性網絡

1.產業集群的網絡性本質。

(1)產業集群網絡特征研究概述。國內外的很多學者從社會網絡的視角對產業集群進行了研究，認為產業集群不僅僅是一種專業化分工基礎上的經濟組織形態，更是一個由各種文化、制度、關系等交織成的社會網絡。Coleman(1988)認為，社會網絡是企業社會資本的重要部分，它通過人際關系建立起來并增加相應的人力資本。Foss(1990)認為社會網絡是指特定個人之間比較持久的、穩定的社會關系模式。雷如橋、陳繼祥(2004)從社會網絡的視角出發，對集群社會網絡的聯系特征、網絡的作用機制研究進行了討論。謝洪明(2007)采用巢模式法(Nested-model Ap-proaeh)對假設關系進行的驗證表明，產業集群并不直接影響企業競爭力，而是一定程度上通過作用于企業的網絡關系最終影響企業的競爭力。

仇保興(1999)則從組織結構視角研究了產業集群的網絡性，他認為小企業集群就是一群自主獨立又相互聯系的小企業依據專業化分工和協作建立起來的組織，這種組織的結構介于純市場和層級兩種組織之間，比市場穩定，比層級組織靈活。集群網絡組織是介于市場與企業的一種經濟組織形式。在這種制度框架下，網絡組織兼具企業的性質和市場的性質。它突破了企業對于外部的簡單市場合同關系，相對于非網絡成員。網絡成員之間表現出企業內部化的特點，如忠誠、信任、共同的文化氛圍等。相對于法人組織。它們又表現出市場外部化的特點。如經濟利益動機等。由此可見，產業集群的網絡組織兼具了企業機制和市場機制的優勢，既避免了企業垂直等級制的“剛性”。也避免了市場機制的元計劃性、投機性。

(2)產業集群的網絡性本質。網絡是各種行為主體之間在交換、傳遞資源活動過程中發生聯系時建立的各種關系總和，一般由行為主體、資源以及活動三部分組成。產業集群中的行為主體可能包括集群中的企業、大學、研究機構、地方政府、金融機構以及中介機構等。集群中的資源包括硬件基礎設施、金融資產、人力資源、信息技術等，集群的活動主要指集群內部行為主體之間的相互作用。一個完整產業集群網絡，從地域范圍來看，包括本地性網絡和全球性網絡；從聯系性質來看。包括產業網絡和社會網絡。產業網絡又包括研發網絡、信息交流網絡、市場交易網絡，社會網絡又包括個人關系網絡、文化溝通網絡、公共關系網絡。這些不同層次的網絡共同作用，構成了產業集群持續發展的社會資本。

李小建和李二玲認為規模經濟、分工經濟和網絡聯系是所有的產業集群具有的競爭優勢的三個主要來源，三者共同作用、缺一不可。產業集群演化的過程表現為集群規模的不斷擴張和分工的不斷深化，而集群的網絡性是規模經濟和分工經濟得以實現的前提。規模經濟可以資源共享、風險共擔，從而降低成本，分工經濟可以提高專業化優勢。從而做到優勢互補，但是規模擴大和分工深化又會引起交易成本和協調成本的增加，而集群的網絡性在此起到了潤滑劑的作用，集群成員之間良好的網絡關系能夠大大減少由規模經濟和分工經濟帶來的負面影響。所以本文認為網絡性是集群發展的本質特征之一。

2.產業集群的開放性本質。

(1)產業集群開放特征研究概述。Burr(1992)從產業集群聚集程度對信息擴散的影響角度論述了產業集群的開放性，他認為如果企業結點過度限制于本地集團網絡中，“過度根植性”就會出現，而“過度根植性”會減少新信息的流入，因為通向同一網絡伙伴的聯結意味著只有很少甚至沒有與能夠潛在地貢獻新思想的網絡外部成員的聯結。產業集群能否不斷創新以適應外界環境的變化取決于兩方面：一是對變化的認識：二是基于認識上的改變，只有開放性的系統才能夠與外界保持充分的聯系。及時捕捉到新信息，一旦沒有新思想的匯入，產業集群網絡就會變得僵化，本地特色的網絡氛圍將不再是集群網絡的優勢，反而阻礙了產業集群的成長。

Best(2001)從產業集群的企業專業化人手，認為專業化企業之間的交流與合作是集群發展的最基本支撐力，高度專業化也是產業集群獲取獨特競爭力和區域競爭優勢的基礎。集群的生命力優勢在于能吸引外部企業的加盟并孵化出大量的新企業，其中知識溢出效應發揮了主要驅動作用：大量新創企業能增強技術的多樣化和促進集群的技術升級，集群環境更能夠方便新技術的產業化，并由此涌現出不同的產業部門，加速產業分工：“整合”表示企業間的協同和企業的自組織行為，以及與外界環境的資源和能量交換，因此集群是一個開放系統。

Burt還認為，網絡中總會存在個體之間的聯系斷裂現象，這種聯系斷開的地方被稱作“結構洞”，集群網絡中最能為企業帶來競爭優勢的位置是關系稠密地帶之間的結構洞。而如果一個集群網絡企業之間普遍是一種強聯系的關系，從而網絡內部的結構洞較少。因此集群網絡中處于強聯系網絡關系中的集群企業要保持并發展競爭優勢。必須加強與集群網絡外部結點之間的弱聯系。對于外部網絡關系而言。集群中的企業就相當于結構洞中的企業。通過吸收外部網絡新的知識、信息資源來提高自身的創新能力。當集群中的企業廣泛的發揮與外部網絡的弱聯系時，整個集群的創新能力就會得到提高，從而提高集群整體的競爭優勢。

(2)產業集群的開放性本質。產業集群的成員由于共處特定的區域空間、共建區域文化、共享區域特有的價值觀和習俗觀念，所以成員之間的聯接較為緊密，這便于隱性知識信息在集群網絡間傳播，提高了網絡整體的信息承載量和共享程度，有利于集群內的再創新。但是也有研究表明，建立及保持集群與外部強有效的聯系對于集群的創新更為重要。“一些產業政策認為，在集群中，不同的觀點、思想的交鋒與碰撞可以為企業的迅速創新提供良好的外部環境，但是我們的研究表明。聚合度過高網絡的知識擴散效率極為低下”。

首先，聚集度過高的產業集群有可能導致集群交易和創新的低效。因為集群內部長期的交易容易導致鎖定效應，鑒于集群內部交易雙方的互惠原則以及集群網絡文化習俗的約束，使得集群成員基本選擇網絡內部交易，對外部的變化反映緩慢。甚至產生抵制，從而阻礙了經濟的發展。另外，高聚集度的交易鎖定加大了產業集群整體的風險。一旦核心企業受挫或者遷移，那么對集群整體來說將是滅頂之災，我國浙江嵊州市石璜鎮領帶產業集群的衰落就是一個很好的例證。

產業集群發展的一個關鍵因素并不是高密度的本地網絡。相比之下，集群對外部變化的預測和反映能力，以及對外聯系的管理更為重要，集群成員所接觸的外部技術知識與信息源范圍越廣，意味著他越有可能把握市場的變化趨勢，產業集群戰略除了需要促進地理臨近的企業之間的物質聯系之外，還要促進企業之間進行頻繁的信息交流、合作創新等非貿易依賴關系。集群與外部網絡的互動可以防止集群出現“鎖定”現象，而鎖定會造成集群網絡發展的僵化。我國經濟地理學家王緝慈指出。在一個地方環境中的行為主體，應該和外界信息資源建立系統的聯系，以保證外部重要信息(市場和新技術)的流入，否則該環境會有淤塞的危險。所以本文把開放性作為產業集群的另一個本質特征來研究。

三、基于復雜科學視角對產業集群本質的研究

1.基于復雜網絡視角對產業集群網絡性的研究。從網絡結構的視角來看，所有的產業集群都可以看作復雜網絡，其差別在于不同的產業集群網絡的聚集程度、規模、信息傳播路徑等特征有所不同而已。本文借助復雜網絡中常用的變量聚集系數、路徑長度和度分布作為刻畫集群這個復雜網絡的主要結構變量來挖掘其本質屬性。

聚集系數越大，表明集群網絡的集團化程度越大，彼此之間交流的機會越多，有利于集群內部隱性知識的傳遞，可以培養成員之間的相互信任，能夠降低違約風險，成員之間屬于一種強紐帶聯系。但是同樣也帶來相應的負面效應，小集團往往對外界有所排斥，開放性和彈性都較低，對外界變化不敏銳。而聚集度低的網絡結構可能在收集新信息方面效率較高，有利于外界信息的流入。成為集團內部創新的來源之一。

(3)集群抵抗風險能力的度量一度分布。在一個網絡中結點的度(頂點度Degree)用分布函數p(k)表示，它給出了一個任意選擇的結點恰好有k條邊的概率，也等于網絡中度數為k的結點的個數占網絡結點總個數的比。度分布特征的不同使得不同的集群網絡在資源獲取方式、規避風險等方面體現出不同的功能特征。

一個結點的頂點度大，意味著該結點在整個網絡中擁有眾多與之相連的結點，此類結點稱之為集散結點。集散結點可以作為信息發布中心以及資源整合中心，所以具有較大的戰略意義，受到攻擊的話，將對整個網絡造成致命的影響，而非集散節點由于連接數量較少，所以對攻擊具有一定的魯棒性。

2.基于耗散結構理論對產業集群開放性的研究。克勞修斯(Clausius)提出的熵定律又稱熱力學第二定律，是對系統混亂度的量度：系統內部熵增現象永遠存在，孤立系統總是向無序方向發展。熵是這樣的一個量，它在有耗散的情況中不停地增長，當所有進一步做功的潛力都耗盡了以后，熵就達到了最大值，熵達到了最大值就意味著能量的耗盡，是一種以系統的毀壞為終結的平衡。然而，現實生活中。系統的發展并非全都以毀滅告終。“事實上，自組織過程通過使冗余增加，使系統在遠離平衡態時不向熵最大化的方向演化。”

比利時科學家普里戈金提出的耗散結構論解釋了熵理論與現實世界的客觀矛盾，該理論認為系統在非平衡態下。通過與外界進行物質、能量和信息交換而形成或維持的一種新的、穩定的、充滿活力的結構稱為耗散結構。耗散結構是一種穩定的宏觀有序結構，而開放系統是形成耗散結構的必要條件。普利高津認為，開放是系統向有序發展的必要條件。“只有與外界有物質、能量、信息交換的開放系統，才有可能走向有序。一個系統朝有序方向發展的過程，就是不斷同外界進行物質、能量和信息的交換，控制系統的參量達到新的臨界，使系統發生突變的過程。”

我們可以把產業集群看作一個系統，產業集群在剛開始形成時，系統擁有的能量最大，此時聚集優勢大于開放優勢，負熵起主導作用，它能給集群內企業帶來明顯的效益，使組織效率大大提高，此時集群內部熵值處于較低狀態。但是在集群發展過程中，由于路徑依賴和文化沉淀的影響，集群內部熵值不斷增加，其增長速度越來越快，以致超過了負熵的增長，內耗混亂度以及無序度不斷增加，導致產業集群的聚集優勢變得不明顯，甚至阻礙了集群的成長，此時集群內部熵值處于較高狀態。如果集群系統能夠通過自組織過程從外界汲人物質、能量、信息轉化為負熵或者從外界直接輸入負熵流，那么集群開放優勢逐漸顯現出來，由于開放所帶來負熵的增加用以抵消在系統內產生的正熵，并使系統總熵減少。從而使系統進入較高有序的狀態，集群熵值又轉化為較低狀態。集群內部熵值循環往復的變化使系統呈現出從無序到有序再到無序周而復始的過程，這也就是產業集群聚集優勢和開放優勢交互展現的過程，它揭示出了集群生命不斷發展的過程。

熵理論指出了系統從有序發展到無序而走向衰亡，并從理論上證明了產業集群為什么具有較短的生命周期。耗散結構理論卻正好相反，它揭示了集群組織結構由無序向有序發展的趨勢，描述了產業集群系統效率遞增規律，也從理論上證明了為什么有些集群具有較長的生命周期。復雜的集群組織結構矛盾地向前發展正是這兩個規律在復雜條件下交互影響，共同作用的結果，其組織效率高低、生命周期長短，正是由熵和耗散結構在組織發展過程中力量的對比而決定的。

四、結論與展望

本文從復雜科學的角度對產業集群的開放性網絡本質進行研究，用復雜網絡常用的結構變量衡量了產業集群網絡的結構屬性，說明了網絡特征是產業集群發展的基礎；用熵定律和耗散結構理論研究了產業集群的開放性特征，說明了產業集群的生命周期是由熵值的S型變化趨勢所決定。作者只針對產業集群的本質進行了探討，而產業集群成長的動力機制、集群生命周期及風險、集群的知識溢出及創新學習等也都可以利用復雜科學來進行研究，有待復雜科學在社會領域的研究中開辟一片新天地。