創(chuàng)新集群系統(tǒng)的復(fù)雜自適應(yīng)性分析

張保林

（南陽(yáng)師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061）

自熊彼特提出創(chuàng)新理論以來(lái)，創(chuàng)新在時(shí)空上的“蜂聚”[1]特征一直得到學(xué)者們的重視。相關(guān)研究認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)集群最終的發(fā)展方向是創(chuàng)新集群[2]。本文探索創(chuàng)新集群的復(fù)雜自適應(yīng)性，為從CAS視角開(kāi)展創(chuàng)新集群研究提供支撐。自普里高津在《探索復(fù)雜性》一書(shū)中提出復(fù)雜性的概念以來(lái)，復(fù)雜性系統(tǒng)理論研究的帷幕正式打開(kāi)，耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、突變論、超循環(huán)理論、復(fù)雜巨系統(tǒng)理論、分形理論、復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論等系列復(fù)雜性系統(tǒng)理論不斷發(fā)展完善，各類(lèi)理論基本都圍繞復(fù)雜系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)涌現(xiàn)性展開(kāi)分析，重點(diǎn)探討復(fù)雜性的來(lái)源及涌現(xiàn)的生成機(jī)理。在復(fù)雜性理論的研究過(guò)程中，多樣性、非平衡性、層級(jí)結(jié)構(gòu)、開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性、智能性、非線(xiàn)性、多吸引子特性等都曾被部分理論作為涌現(xiàn)性的來(lái)源[3]。霍蘭在《隱秩序—適應(yīng)性造就復(fù)雜性》提出了所有CAS都通用的4個(gè)特性（聚集、非線(xiàn)性、流、多樣性）和3個(gè)機(jī)制（內(nèi)部模型、積木和標(biāo)識(shí)），并認(rèn)為復(fù)雜系統(tǒng)的其他來(lái)源都可以通過(guò)7個(gè)基本點(diǎn)派生出來(lái)[4]，本研究采納霍蘭的觀點(diǎn)探索創(chuàng)新集群的復(fù)雜自適應(yīng)性。

一、集聚——層級(jí)結(jié)構(gòu)

在復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論中集聚具有兩層含義，其一是將同類(lèi)主體視為同質(zhì)的一種簡(jiǎn)化研究手段，其二是表征系統(tǒng)演化過(guò)程中簡(jiǎn)單主體集聚相互作用涌現(xiàn)出復(fù)雜大尺度行為的協(xié)調(diào)性。依據(jù)研究設(shè)置的粗粒度不同，創(chuàng)新集群的層級(jí)結(jié)構(gòu)特性，以機(jī)構(gòu)作為最小單位，沿知識(shí)鏈的眾多企業(yè)交互作用積聚成了介主體企業(yè)類(lèi)，眾多高校、研發(fā)機(jī)構(gòu)等主體積聚成了介主體知識(shí)中心，眾多中介機(jī)構(gòu)積聚成了介主體中介組織，政府及眾多行業(yè)協(xié)會(huì)積聚成了介主體規(guī)制機(jī)構(gòu)，勞動(dòng)力市場(chǎng)、水電氣網(wǎng)公司、金融機(jī)構(gòu)等積聚成了介主體非知識(shí)要素供給者；介主體通過(guò)交互作用集聚成了創(chuàng)新集群，并作為一個(gè)整體與外部環(huán)境主體進(jìn)行交互作用。因此，創(chuàng)新集群滿(mǎn)足CAS的集聚特性。

二、非線(xiàn)性

各類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)理論都普遍強(qiáng)調(diào)非線(xiàn)性對(duì)系統(tǒng)涌現(xiàn)的重要性，線(xiàn)性的含義是將構(gòu)成系統(tǒng)的要素的特征加總就可以得到系統(tǒng)特征，很顯然線(xiàn)性系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)涌現(xiàn)特征，在以耗散結(jié)構(gòu)論和協(xié)同論為代表的自組織理論中，強(qiáng)調(diào)非線(xiàn)性特性對(duì)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)下微漲落形成巨漲落，并最終推動(dòng)系統(tǒng)向有序結(jié)構(gòu)演化的重要性，在復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)主體間交互作用的非線(xiàn)性，在集群創(chuàng)新系統(tǒng)中，非線(xiàn)性至少表現(xiàn)為兩個(gè)方面，其一、從知識(shí)創(chuàng)造的角度來(lái)看，發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的概率受到前期知識(shí)積累、當(dāng)期研發(fā)投入等眾多因素的影響，同時(shí)是一個(gè)具有高度不確定的過(guò)程，很顯然，研發(fā)成功的概率并非隨著研發(fā)投入的增加而線(xiàn)性遞增；其二，創(chuàng)新集群內(nèi)部同類(lèi)主體間的交互作用基本上都類(lèi)似于一個(gè)捕食-被捕食過(guò)程，例如，所有生產(chǎn)同類(lèi)型最終產(chǎn)品的企業(yè)面臨同樣的外部環(huán)境，且在一定時(shí)期內(nèi)需求是相對(duì)穩(wěn)定的，這就導(dǎo)致這一類(lèi)企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的過(guò)程是一個(gè)典型的捕食-被捕食過(guò)程，這一類(lèi)企業(yè)間的交互作用就呈現(xiàn)非線(xiàn)性狀態(tài)。因此，創(chuàng)新集群系統(tǒng)滿(mǎn)足CAS的非線(xiàn)性特性。

三、流——遠(yuǎn)離平衡

在系統(tǒng)論中，平衡主要表征系統(tǒng)內(nèi)部流和力的關(guān)系，平衡態(tài)是一種主體運(yùn)動(dòng)平均效果不變的狀態(tài)，宏觀上表現(xiàn)為系統(tǒng)整體性質(zhì)不發(fā)生改變，系統(tǒng)內(nèi)部不存在流和力；近平衡態(tài)系統(tǒng)宏觀上仍存在流和力，但二者之間是一種線(xiàn)性關(guān)系，近平衡態(tài)的演化結(jié)果是逐步向平衡態(tài)靠近；遠(yuǎn)離平衡態(tài)下，力和流是非線(xiàn)性關(guān)系，這種非線(xiàn)性關(guān)系為來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外部的微漲落成長(zhǎng)為巨漲落提供了條件，進(jìn)而推動(dòng)系統(tǒng)逐步向有序狀態(tài)演化[3]。對(duì)于集群創(chuàng)新系統(tǒng)來(lái)講，系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的流是廣泛存在的，整體上作為一個(gè)投入產(chǎn)出系統(tǒng)，首先創(chuàng)新集群必須將其產(chǎn)品推向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品向資本的轉(zhuǎn)化，為下一期再生產(chǎn)提供條件，否則創(chuàng)新集群整體只能走向滅亡，因此，系統(tǒng)必須與外部環(huán)境之間存在物質(zhì)流、貨幣流和信息流；另外，為提高創(chuàng)新速度，創(chuàng)新集群系統(tǒng)還有可能與外部創(chuàng)新主體產(chǎn)生創(chuàng)新聯(lián)系，也有存在知識(shí)流的可能性；創(chuàng)新集群內(nèi)部?jī)H就企業(yè)間而言，要想完成最終產(chǎn)品的生產(chǎn)就需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)通力配合，系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)流、貨幣流和信息流勢(shì)必存在，同時(shí)從知識(shí)創(chuàng)新的角度來(lái)看，知識(shí)碎片化的現(xiàn)實(shí)也要求創(chuàng)新企業(yè)完成知識(shí)整合和開(kāi)發(fā)利用，因此，對(duì)于正常運(yùn)作的創(chuàng)新集群來(lái)講，內(nèi)部的知識(shí)流和信息流也一定存在。內(nèi)外部流的存在說(shuō)明創(chuàng)新集群系統(tǒng)滿(mǎn)足CAS的流特性。

四、多樣性

CAS理論適應(yīng)性造就復(fù)雜性的觀點(diǎn)其主要含義是，每一個(gè)主體都生存在系統(tǒng)內(nèi)部其他主體構(gòu)成的內(nèi)部環(huán)境和系統(tǒng)外部環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)位上，系統(tǒng)每一次新的適應(yīng)，都為進(jìn)一步的相互作用和新的生態(tài)位開(kāi)辟提供了可能；參與循環(huán)流的主體使系統(tǒng)能夠保留資源，保留的資源將提供新的生態(tài)位，以便被新主體所使用，系統(tǒng)能夠開(kāi)發(fā)和利用新資源，特別是能進(jìn)一步增強(qiáng)再循環(huán)的部分將不斷繁榮發(fā)展，否則將逐步喪失資源導(dǎo)致衰敗，因此，多樣性是一個(gè)通過(guò)增加再循環(huán)不斷增加多樣性的動(dòng)態(tài)模式。因此，多樣性除了主體類(lèi)型的多樣性外，更多表現(xiàn)為主體行為的多樣性以及主體間交互作用的多樣性。從創(chuàng)新集群構(gòu)成主體來(lái)看，不同類(lèi)型的主體具有不同的行為，同一類(lèi)主體針對(duì)同一對(duì)象也有不同的行為，例如依據(jù)所處的小生境不同，企業(yè)在選擇創(chuàng)新策略時(shí)可能選擇模仿創(chuàng)新、自主創(chuàng)新或合作創(chuàng)新，模仿或合作的對(duì)象可能是企業(yè)，也可能是知識(shí)中心；在選擇創(chuàng)新程度時(shí)可能選擇漸進(jìn)式創(chuàng)新或激進(jìn)式創(chuàng)新。不同的行為帶來(lái)不同的主體間交互作用方式。因此，創(chuàng)新集群滿(mǎn)足CAS多樣性特性。

五、內(nèi)部模型機(jī)制——能動(dòng)性

內(nèi)部模型機(jī)制主要用來(lái)描述主體適應(yīng)環(huán)境的過(guò)程，每一個(gè)模擬期主體都需要依據(jù)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(dòng)適應(yīng)環(huán)境不同，CAS系統(tǒng)中主體具備一定的能動(dòng)性，無(wú)論是隱式內(nèi)部模型還是顯式內(nèi)部模型都表明主體能夠依據(jù)所處小生境對(duì)未來(lái)行為進(jìn)行預(yù)知，例如螞蟻能夠根據(jù)信息素的濃度探索距離食物的最短路徑，棋手會(huì)對(duì)每一步各種著法后果進(jìn)行預(yù)測(cè)。創(chuàng)新集群的構(gòu)成主體都是具有智能性，對(duì)于創(chuàng)新集群而言，內(nèi)部模型本質(zhì)上就是主體的內(nèi)部決策模型，主體的每一項(xiàng)決策都是依據(jù)環(huán)境和個(gè)體資源所進(jìn)行的優(yōu)化選擇（不排除決策失誤的情況），因此，創(chuàng)新集群系統(tǒng)滿(mǎn)足內(nèi)部模型機(jī)制是不言而喻的。

六、積木機(jī)制

積木是人類(lèi)認(rèn)識(shí)復(fù)雜世界的工具，主體調(diào)用內(nèi)部模型進(jìn)行決策時(shí)，面臨的環(huán)境是恒新的，這就導(dǎo)致主體不可能提前為所有可能面臨的環(huán)境預(yù)備對(duì)應(yīng)決策規(guī)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(guò)學(xué)習(xí)和選擇對(duì)所面臨的復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行分解，并尋找那些已被檢驗(yàn)過(guò)能夠再使用的元素，亦即規(guī)則積木，將其記錄在主體內(nèi)部模型中，并通過(guò)信用分派過(guò)程調(diào)整規(guī)則強(qiáng)度，在面臨新的情況時(shí)，主體通過(guò)調(diào)用內(nèi)部模型中的相關(guān)規(guī)則進(jìn)行組合，形成新的決策。對(duì)于創(chuàng)新集群系統(tǒng)而言，主體擁有的積木包括兩部分，其一是知識(shí)鏈中的知識(shí)單元，產(chǎn)品本質(zhì)上是自然資源與人類(lèi)知識(shí)的凝結(jié)體，產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程就是實(shí)現(xiàn)知識(shí)向自然資源的滲透過(guò)程，甚至于可以將產(chǎn)品理解為由自然資源承載的人類(lèi)知識(shí)；基礎(chǔ)研究就是不斷探索新的知識(shí)單元的過(guò)程，應(yīng)用研究就是不斷探索新的知識(shí)鏈的過(guò)程，創(chuàng)新集群內(nèi)的主體都需要擁有所從事領(lǐng)域的知識(shí)單元，并利用經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的有效知識(shí)單元組合進(jìn)行創(chuàng)新；其二是規(guī)則知識(shí)單元，由于創(chuàng)新環(huán)境的恒新性，創(chuàng)新主體需要依據(jù)所處小生境和自身資源條件不斷選擇適應(yīng)新環(huán)境的行為，例如政府對(duì)企業(yè)可選擇創(chuàng)新財(cái)稅支持和不支持兩塊基本積木，企業(yè)在創(chuàng)新程度上可選擇漸進(jìn)式創(chuàng)新和激進(jìn)式創(chuàng)新兩塊基本積木。各類(lèi)主體的創(chuàng)新適應(yīng)過(guò)程就是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)新的有效積木、不斷提高選擇有效積木組合的過(guò)程。因此，創(chuàng)新集群系統(tǒng)滿(mǎn)足CAS的積木機(jī)制。

七、標(biāo)識(shí)機(jī)制

在復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論中，標(biāo)識(shí)是為了集聚和邊界生成而普遍存在的一個(gè)機(jī)制，其主要作用是通過(guò)標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)破缺，促進(jìn)主體間有選擇的交互作用。在創(chuàng)新集群系統(tǒng)中，標(biāo)識(shí)機(jī)制是天然存在的，每一個(gè)主體隸屬的介主體類(lèi)型是明確的，在考慮到知識(shí)分工的情況下，每個(gè)主體所擁有具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的知識(shí)單元；這些都在一定程度上消除了主體選擇作用對(duì)象時(shí)的信息不對(duì)稱(chēng)程度，因此，創(chuàng)新集群系統(tǒng)滿(mǎn)足CAS的標(biāo)識(shí)機(jī)制。

綜上可見(jiàn)，創(chuàng)新集群是一類(lèi)典型的復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)，創(chuàng)新集群的相關(guān)研究應(yīng)以復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。