大學集群知識共享機制的進化博弈分析

劉寧，靳潤成

（1.華東師范大學資源與環(huán)境科學學院，上海200062；2.天津師范大學城市與環(huán)境科學學院，天津300387）

大學集群知識共享機制的進化博弈分析

劉寧1，2，靳潤成1

（1.華東師范大學資源與環(huán)境科學學院，上海200062；2.天津師范大學城市與環(huán)境科學學院，天津300387）

針對大學集群知識共享機制創(chuàng)建了進化博弈模型，并以進化博弈論的觀點對此分析，得出如下結論：影響大學集群知識共享機制的主要因素有高校之間知識水平差異、知識轉化率和知識可共享度.

進化博弈；知識共享機制；大學集群

大學集群是指高等學校的集聚地，是一種典型的知識密集組織.大學集群的基本特征有：運行集群所需的主要資源是知識；知識作為集群的核心資本可創(chuàng)造價值.大學集群知識共享是指：知識資源通過各種交流方式為集群中的教師或學生所共同分享，從而轉變?yōu)檎麄€大學集群的知識財富，并促進大學集群知識的連續(xù)傳遞和不斷創(chuàng)新.為適應高等教育市場日益激烈的競爭趨勢，急需開展大學集群內(nèi)多學科的交叉和融合，以提高集群的綜合實力.為推動地區(qū)高等教育大眾化的需求，建設大學集群是實現(xiàn)高等教育體制創(chuàng)新、提高高等教育綜合實力的有效途徑.目前，大學集群在發(fā)展戰(zhàn)略等方面存在資源共享不足和開放性不夠、院校之間合作欠缺、資源未達到充分利用等問題.同時在降低教育科研成本的潛力中還有許多尚未挖掘的問題[1].目前對集群內(nèi)一所大學內(nèi)部的知識共享研究文獻較多，而針對集群內(nèi)不同大學之間的知識共享研究資料較少.本文的研究重點是討論集群內(nèi)部大學間跨院校的知識共享.進化博弈分析可用于不同組織間的知識共享研究，在這方面，知識聯(lián)盟共享知識的博弈[2]、動態(tài)聯(lián)盟知識共享的演化博弈[3]和兩個大學之間知識共享的進化博弈[4]已有相應的研究.但是針對大學集群的知識共享機制尚缺乏深入的研究.由于集群內(nèi)各大學是有限理性的群體，所以非對稱性是大學集群的特征，本文采用的動態(tài)博弈模型也具有非對稱性.

1 進化博弈模型

將動態(tài)演化過程與博弈分析結合起來稱為進化博弈分析（evolutional game analysis），簡稱為EGA.生命進化中的許多現(xiàn)象可用EGA解釋.雖然EGA起源于進化論，但它在經(jīng)濟學領域也取得了廣泛的應用，并可以用來研究社會體制、規(guī)范的自發(fā)形成及分析形成社會規(guī)范的影響因素.

EGA的思路可以概括為：在一個群體中，決策主體進行反復的博弈.決策主體的有限理性使得每一次博弈中的策略未必是最優(yōu)的均衡點.博弈方通過模仿對方的最佳策略或改進自己的戰(zhàn)略來作為其最佳策略.不斷重復上述過程，所有決策主體會傾向于一個進化穩(wěn)定策略.進化穩(wěn)定策略簡稱為ESS.

為簡單起見，本文將集群中的大學劃分為2類：一類為高校1（重點高校，如211、985院校）；另一類為高校2（普通高校，非211、985院校）.這2類大學進行知識共享的博弈.集群內(nèi)的每所大學可以選擇共享知識，也可以選擇不共享知識.建立一個相空間來表示它們的知識共享過程，相空間中的x軸代表高校1中選擇共享策略的學校的數(shù)目與重點院?？倲?shù)的比例；相空間中y軸代表高校2中選擇知識共享的學校數(shù)目在所有普通院校中所占的比例.可見該相空間中x和y的取值范圍都在[0，1]區(qū)間內(nèi).高校1和高校2選擇的策略經(jīng)過不斷的調(diào)整，它們的進化博弈過程可表示成相空間的一條方向曲線，曲線的終點為ESS.

下面為博弈各方建立支付矩陣.當且僅當2類高校都不分享知識時，它們的收益為π1和π2.對于高校2，其知識水平α1和知識可共享度β1對高校1的收益有影響.此外，高校2仍需吸收消化重點高校提供的知識并利用其創(chuàng)造價值.高校1吸收轉化知識的能力可用收益系數(shù)γ1表示，高校1將知識提供給對方也會有一定的風險，風險系數(shù)l1與高校1的自身知識水平α1的乘積l1α1是高校1分享知識帶來的損失.綜上所述，當2類大學都分享知識時，高校1的收益為π1+ γ1β2α2-l1α1，而高校2的收益為π2+γ2β1α1-l2α2.在表1的支付矩陣中還給出了其他情況各類高校的收益.

表1 博弈各方針對知識共享的支付矩陣Tab.1 Pay matrix of sharing knowledge

如前文所述，x和y分別代表高校1和高校2中采用共享策略的學校比例，可以給出在所有高校都選擇共享策略時，高校1的收益：

分別構造2類高校的復制動態(tài)方程

對大學集群來說，方程（1）和方程（2）可描述知識共享的演化.方程（1）中，當且僅當x=0，1或y=y*= l1α1/γ1β2α2時，高校1的x對時間導數(shù)為0，即重點高校中選擇共享知識的大學比例不隨時間變化.同樣，對于方程（2），當且僅當y=0，1或x=x*=l2α2/γ2β1α1時，高校2中共享知識的大學數(shù)目不隨時間變化.

系統(tǒng)由前面2個微分方程描述，對應的雅可比矩陣為：

利用文獻[5]的分析方法，結合雅可比矩陣可找到系統(tǒng)的動態(tài)均衡點.

2 模型分析

使用雅可比矩陣的局部穩(wěn)定分析方法研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性時，參數(shù)αi，βi，γi，li對穩(wěn)定點的分析影響較大.下面針對4種情況分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性.

（1）當γ1β2α2＜l1α1，γ2β1α1＜l2α2時，即所有集群知識共享的超額收益都小于其初始成本.由對方程（1）和方程（2）的穩(wěn)定點的分析可知，系統(tǒng)有4個局部平衡點，即O（0，0），A（1，0），B（0，1），C（1，1），圖1給出系統(tǒng)的進化動態(tài).

圖1 γ1β2α2＜l1α1，γ2β1α1＜l2α2系統(tǒng)動態(tài)演化圖Fig.1 Dynamic evolution graph at condition ofγ1β2α2＜l1α1and γ2β1α1＜l2α2

由圖1得知，只有O是進化穩(wěn)定點，而A，B是鞍點，C是不穩(wěn)定平衡點.從任何初始狀態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)都將收斂到O點.此時我們得到結論是各個高校知識都不共享是進化穩(wěn)定策略.

（2）當γ1β2α2＜l1α1，γ2β1α1＞l2α2時，即高校1的風險損失大于其因分享帶來的收益，高校2的風險損失小于其超額收益.可以找到系統(tǒng)的局部平衡點O（0，0），A（1，0），B（0，1），C（1，1），圖2給出該系統(tǒng)的進化動態(tài).

圖2 γ1β2α2＜l1α1，γ2β1α1＞l2α2系統(tǒng)動態(tài)演化圖Fig.2 Dynamic evolution graph at condition of γ1β2α2＜l1α1and γ2β1α1＞l2α2

由圖2可知，只有O點是進化穩(wěn)定點，而B，C是鞍點，A是不穩(wěn)定的平衡點.從軌跡示意圖看出，由任何初始狀態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)都將收斂到O點.因此，只有各高校都知識不共享才是進化穩(wěn)定策略.

（3）當γ1β2α2＞l1α1，γ2β1α1＜l2α2時，高校1的風險損失小于其超額收益，高校2的風險損失大于其超額收益.得到系統(tǒng)的局部平衡點O（0，0），A（1，0），B（0，1），C（1，1），圖3給出系統(tǒng)的進化動態(tài).

圖3 γ1β2α2＞l1α1，γ2β1α1＜l2α2系統(tǒng)動態(tài)演化圖Fig.3 Dynamic evolution graph at condition of γ1β2α2＞l1α1and γ2β1α1＜l2α2

由圖3可知，只有O是進化平衡穩(wěn)定點，而A，C是鞍點，B是不穩(wěn)定平衡點.因此，從任何初始狀態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)都將收斂到O點.所以只有所有高校都知識不共享才是進化穩(wěn)定策略.

（4）當γ1β2α2＞l1α1，γ2β1α1＞l2α2時，即高校1和高校2均共享知識，所付出的風險損失都小于其超額收益.我們可以找到系統(tǒng)的局部平衡點O（0，0），A（1，0），B（0，1），C（1，1），D（x*，y*）.結合局部穩(wěn)定分析法，根據(jù)雅可比矩陣，可對5個均衡點進行分析，結果見表2.

表2 γ1β2α2＞l1α1，γ2β1α1＞l2α2時局部穩(wěn)定分析Tab.2 Partial stable analyses at condition of γ1β2α2＞l1α1and γ2β1α1＞l2α2

由表2得知，該系統(tǒng)的2個局部平衡穩(wěn)定點為O（0，0）和C（1，1），它們分別對應著高校1和高校2都知識共享C（1，1）或都知識不共享O（0，0）.系統(tǒng)中A，B兩點為不穩(wěn)定平衡點，D點為鞍點.

在系統(tǒng)的相軌跡示意圖4中，描述了2類高校的動態(tài)過程.圖中，由A，B兩個不穩(wěn)定平衡點和D連成的直線兩側的初始狀態(tài)會收斂于不同的結果.當初始狀態(tài)處于ADBO內(nèi)時，系統(tǒng)將收斂到O點，即集群將不共享知識.系統(tǒng)初始狀態(tài)在該折線右上方的ADBC區(qū)域內(nèi)時，系統(tǒng)收斂到C點，即集群內(nèi)的所有高校共享知識.由此可見，γ1β2α2＞l1α1，γ2β1α1＞l2α2，是大學集群知識共享的必要條件，但不是充分條件.如果初始狀態(tài)處于ADBO內(nèi)，即使所有高校采取知識共享策略時所獲得的超額收益大于其初始成本，也會導致所有高校采取不共享知識策略.

圖4 γ1β2α2＞l1α1，γ2β1α1＞l2α2系統(tǒng)動態(tài)演化圖Fig.4 Dynamic evolution graph at condition of γ1β2α2＞l1α1and γ2β1α1＞l2α2

3 參數(shù)分析

初始條件處于4個不同區(qū)域時的進化結果會截然不同.一種是社會所期待的高校集群共享知識的局面，另一種是人們所不想看到的各高校間都不共享知識的情況.由于其中的參與者采取的都是進化穩(wěn)定策略，所以這2種狀態(tài)都是所謂的進化穩(wěn)定狀態(tài).要使各高校向著共享知識的良性循環(huán)方向發(fā)展并不是一件容易的事情，根據(jù)本文對上述模型的參數(shù)分析，來討論能夠對大學集群知識共享進行一定的控制或影響.

（1）收益系數(shù)γi.當γi增大時，x*與y*的值趨于0，D點更靠近（0，0）點.此時，系統(tǒng)收斂于（1，1）的可能性更大，這就意味著增加收益系數(shù)有利于促進大學集群的高校采取共享知識策略.

高校要持續(xù)發(fā)展，就必須與當?shù)禺a(chǎn)業(yè)相結合，將成熟的知識和技術應用到生產(chǎn)實踐中，以促進生產(chǎn)力的發(fā)展，以及創(chuàng)造更多的社會財富.目前政府部門在大學城周圍設立高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，其目的就是為了能夠提高大學知識共享的收益系數(shù)，實現(xiàn)大學城與周邊經(jīng)濟共同和諧繁榮的新局面.

（2）知識可共享度βi.知識的復雜性以及易表達性與βi值有關.復雜的知識難于被人們所接受，從而不利于人們共享，βi值相對較低，易表達的知識更容易被人們傳遞，也更容易被共享，相應的βi值較大.在大學集群中增設學術交流中心、定期舉行學術報告等均有利于提高知識的可共享度.這些也可以歸納成集群集聚優(yōu)勢的影響.如大學城中的高校文化相容性較高、集聚的知識資源較豐富以及各大學地理位置近等，都對集群中各高校的知識可共享度有著促進的作用.

（3）知識水平αi.高校1和高校2擁有的知識水平有差別，一般重點高校的知識水平較高，α1/α2＞＞1，令m=α1/α2，由圖4可知，四邊形ACBD的面積為：

因為，m＞＞1，則ds/dm＜0，意味著m越大，四邊形ACBD的面積SACBD越小.而系統(tǒng)初始狀態(tài)處于ACBD內(nèi)才能進化為采取知識共享策略，所以大學集群內(nèi)高校學術水平差距太大（m=α1/α2＞＞1）不利于采取知識共享策略.因此，在建立大學城時需要盡量縮小集群內(nèi)各高校的差異，盡量避免將學術水平和科研水平差距過大的院校設置在同一大學城內(nèi).

4 結束語

由以上分析可知，只有當大學集群中的高校在共享知識時都受益，才能促使它們之間采取知識共享策略，任何一方在共享知識后收益減少都會進化成所有學校均不共享的局面.此外，即使集群內(nèi)所有高校達到了知識共享的必要條件，那么如果各高校知識可共享度、收益系數(shù)和知識水平過低以及知識水平差異過大，也會導致所有高校采取不共享知識策略.可見，實現(xiàn)大學集群知識共享的機制在于，提高各高校的知識可共享度和收益系數(shù)，縮小大學城中各高校間的知識水平和科研能力的差距.

[1]金黃斌，尹記元.完善面向21世紀高校知識創(chuàng)新體系的途徑[J].云南師范大學學報，2000（3）：94-95.

[2]寧燁，樊治平，馮博.知識聯(lián)盟中知識共享的博弈分析[J].東北大學學報：自然科學版，2006，27（9）：1046-1049.

[3]孫悅，趙大麗.動態(tài)聯(lián)盟知識共享的演化博弈分析[J].運籌與管理，2009，18（1）：92-96.

[4]張海生，吳保根，黃利利.大學城知識共享的進化博弈分析[J].情報雜志，2010，29（1）：139-142.

[5]FRIEDMAN D.Evolutionary games in economics[J].Econometrica，1991，59（3）：637-666.

[6]潘海生.大學集群和諧發(fā)展的機制研究[D].天津：天津大學，2008：111-118.

Evolutionary game analysis of knowledge-sharing mechanism in university town

LIU Ning1，2，JIN Run-cheng1
（1.College of Resources and Environmental Science，East China Normal University，Shanghai 200062，China；2.College of Urban and Environmental Science，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）

An evlolutionary game model of knowledge-sharing mechanism in university town is established，and its evolutionary procedure is analyzed on the view of evolutionary game theroy.Morever，the key factors such as cultural absorption ablility and its profit，the differences of konwledge between universities are researched.

evolutionary game；knowledge-sharing mechanism；university town

F062.9

A

1671－024X（2013）05－0085－04

2013-07-08基金項目：教育部人文社會科學規(guī)劃一般項目（10YJA770022）

劉寧（1980—），男，博士研究生.

靳潤成（1953—），男，教授，博士生導師.E-mail：lnblau@126.com