一类突变条件下的产业系统的演进研究

赵桂梅，陈丽珍

（江苏大学财经学院，江苏 镇江 212013）



一类突变条件下的产业系统的演进研究

赵桂梅，陈丽珍

（江苏大学财经学院，江苏 镇江 212013）

[摘要]以复杂适应系统基本思想及研究假设为基础，从复杂适应系统的角度，分析了产业调整的复杂适应系统特性。从系统主体与特征的角度重新界定产业调整的内涵，将危机性产业衰退国际传导视为系统环境的一类突变条件，阐述产业调整的复杂适应性特征。基于复杂适应系统理论，运用刺激反应模型分析产业系统演进的机理，探讨一类突变条件的产业调整的微观主体行为机制，刻画各产业系统的运行过程，最后分析与主体行为相匹配的产业调整模式。结果发现，自主创新是危机性产业衰退国际传导中的区域产业调整的根本，自组织进化是微观主体对政策调控良性响应的重要保障。

[关键词]危机性产业衰退；国际传导；区域产业调整；主体行为；刺激反应模型

陈丽珍( 1957- ),博士、教授、博士生导师,研究方向为产业经济、国际经济技术合作。

一、引言

由外部环境变化（经济危机）所引发的某一产业的衰退可能通过产业之间的相互联系带动其他产业衰退，使一个国家或地区经济陷入发展困境，最终降低一国或地区的经济增长水平。由此，为了适应全球市场化和国内产业发展的系统性，各国或地区的产业必须做出相应的变化，以应对外部冲击，保持本区域内经济增长的持续性和稳定性。复杂适应系统（Complex Adaptive Systems，简称CAS）主要用于研究一个包含有若干个子系统的复杂系统中的个体，在面对外部环境突变时如何实现自身适应度的提升。产业结构调整是一个复杂适应系统，是一个恒新性的系统。无论从时间还是从空间的角度看，这个复杂适应系统中的主体面临的环境总是处于永不重复的变化之中。尽管我们无法通过一个特定的规律来准确地推断经济学中产业结构调整的方向，但是，运用复杂适应系统却可以让我们充分认识相关的现象，发现现象背后的机制，及时做出调整，辅助决策。

二、理论分析

（一）区域产业调整系统的基本特性

区域产业调整是一个复杂适应系统，也是一个多经济主体（包括政府、企业）的博弈过程，必须充分考虑主体的主动性、适应性。主体与环境以及其他主体的相互影响和相互作用，从不同利益层次出发，经济主体的适应性行为选择和作用，是产业发展和进化的直接原因。区域产业调整系统作为一个复杂适应系统，具有以下几个主要的特征：

1.主体的适应性

在区域产业调整系统中通常有许多的主体，它们会根据过去的经验及其对产业环境的看法而发展出一组策略，这组策略包含了许多的预期支付和行动准则，这些行动准则也就支配着其行为。当主体采取了行动之后，假若行动结果是有利的，那么就会强化既有的心智模式；假若行动得到的结果是不利的或是不符合主体预期的，那么就会造成其心智模式的改变。主体也就是在这样的“双回路学习”过程中去适应、修正、调整其行为，如图1所示。

图1　组织学习的类型

2.动态性

区域产业调整系统中主体与其所处的环境之间以及主体相互之间不断地进行物质、能量、信息的交流。由于主体的适应性和环境的时变性、不确定性、不可预测性，都不同程度地对区域产业调整系统的均衡性产生扰动，系统中的任何变化如新企业的进入或既有企业的退出都会造成产业的变动；同时，产业所处的宏观系统环境的变化（如金融危机的爆发）也都会造成产业的重大改变。都会刺激系统中的主体根据自身适时的心智模式重构系统中的合作伙伴与关联方式，引导系统向适应环境的方向发展变化。也就是说，产业调整系统是由主体与其所处环境互动出来的，只要在整个经济系统之中存在不稳定因素的吸引，就会通过产业调整系统内的主体的行为互动出现新的产业环境，如此反复下去，便形成了“间断均衡”的产业环境（产业长期稳定的结构被环境的变化如创新所带来的变革所打断）。同时，由于主体的不断学习、试错和适应性，每个复杂适应系统由于其复杂性和多样性而存在的小环境，都有可能被主体发现和利用。在区域产业调整系统中，主体（企业）通过竞争获取新知识以及对新知识的利用，导致整个产业系统不断变化。通过引入和利用新的技术方式，运用新的不同方法生产、采用新的组织方式等，简单的行动组合而产生的复杂行为，造就和推动了产业调整系统的复杂动态过程，使得区域产业调整系统保持其创新的动态性特征。

3.非线性

区域产业调整系统是复杂的非线性系统，存在多个层次的子系统，各主体都具有各自的主观目的以及各自不同的心智模式，使得区域产业调整系统的各组成部分相互之间发生着非线性作用，这就决定了区域产业调整系统均衡的随机性和动态性。同时在区域产业调整系统中，整个系统行为不再是部分行为的简单加总，任何主体的行为都可能由于“蝴蝶效应”而对整个系统的均衡产生影响（蝴蝶效应，指的是事物对初始条件具有强烈的敏感依赖性）。

4.自组织性

区域产业调整系统作为自组织系统，其最主要的特征，就是微观层面的竞争性互动在客观上形成有序结构，其中主体具有不断向环境学习的能力和自适应性。主体在复杂环境中获取日益增强的自我控制力的过程，是在没有任何主体控制或没有任何外部控制作用于系统的情况下产业内行为者之间自发相互作用的结果，出现的总体结果是有序和有益的，不论在产业总体水平上还是主体水平上，均为有序和有益。这并非任何人有意设计或者计划的结果，而是无数个人通过生产、交易和消费彼此相互作用、相互影响的结果。

5.共同演化性

在区域产业调整系统中，存在各种异质的企业、顾客、竞争者、替代者、上游供应商，而且这些企业、顾客、竞争者、替代者、上游供应商均具有发现和收集信息的能力，具有适应、学习的能力，能够彼此互动且相互学习，形成错综复杂的动态网络关系；同时由于不同的主体不断地实现变化和进步、不断重组和创新，其行为会对区域产业环境造成不可逆转的影响，从而使得整个区域产业系统得以共同演化。 实际上，区域产业调整系统也是不断演化的结果，是演化过程的产物。

6.路径依赖性

区域产业调整系统中的主体由于知识的不完全性和时间的不可逆转，以及收益递增、边干边学、网络外部性和技术溢出的影响，其心智模式和行动不可避免地要受到过去决策的制约。加上技术和生产范式的出现、传播与扩散，默示知识及其在产业区域内的扩散等的路径依赖性，这意味着区域产业系统的将来发展要受到当前系统行为和环境的影响。

（二）突变环境下的区域产业调整系统

1969年，法国数学家托姆首次提出了突变理论描述突变现象，即事物在发展变化过程中，常常会从一个状态跳跃式地变到另一个状态，或者说经过一段时间缓慢的、连续的变化后，在一定的外界条件下，会产生一种不连续的变化，这就是突变现象。这种现象与产业危机的情况相吻合，因此本文将区域产业调整视为一个复杂适应系统，由于其本身的复杂性，导致危机事件的多样性。应用复杂科学对区域产业调整系统进行分析，构成区域产业调整系统的适应性主体，在主体与主体之间、主体与环境之间存在着相互影响与作用，各种不确定性因素随时随地会对主体构成干扰，引发系统环境的变化。系统的诸多主体不断修改其行为规则，使系统不断分化，进而产生涌现的结果。由此，危机性产业衰退国际传导中的区域产业调整，实际上是一类突变条件下（危机性产业衰退国际传导引发本土产业的衰退），区域产业调整系统通过改变区域产业调整主体行为的选择路径，使之符合经济发展目标的过程。因此，突变环境下的区域产业调整系统特征如下：

1.多主体系统

危机性产业衰退国际传导中的区域产业调整是一个由不同利益主体（政府与企业）组成的多主体系统，主体之间相互联系，所受到的其他因素的影响也是千差万别。这些影响又以非线性方式交织、融合，共同作用于区域产业调整系统，产生纷繁复杂的突变现象，如金融危机引发的各国和地区产业的衰退。

2.非线性系统

区域产业调整作为一种非线性系统，整体的行为和性质与部分的行为和性质具有非加和性，这使得人们不易对它的发展变化做出预测，更无法对未来进行推算；在系统之中，众多的适应性主体与其他事物之间存在着相互作用，各种不确定性因素随时随地会对事物构成干扰，形成突变事件的“蝴蝶效应”，如危机性产业衰退国际传导中实体经济的衰退在国家间以及地区间的蔓延。

3.涌现性系统

危机性产业衰退国际传导中区域产业调整系统的诸多主体不断修改其行为规则，形成“受限生成过程”，进而产生涌现的结果。主体为了更好地适应其他主体，要不断地学习和积累经验，修正相互作用的模式。在接受外界信息的时候，按照既有的规则，适应了其他主体则不对规则做出修改，如果不能适应，则需要对规则进行修改。如果多个主体对规则进行修改，则通过相互作用形成网络，构成受限生成过程，形成一个新的主体、新规则、新系统，从而产生涌现现象。由此，在危机性产业衰退国际传导的初始条件下，区域产业调整过程中将呈现产业升级、产业转移与产业退出等现象。

三、研究方法

（一）“刺激——反应”模型

Holland 认为系统中主体在与环境的交互作用中遵循一般的“刺激—反应”模型，描绘主体对环境的适应性规则。模型由探测器、规则集合、效应器三部分组成，如图2所示。探测器代表主体从环境中获取信息的能力，它决定了主体感知外部环境变化的能力，代表了处理探测器所抽取到信息的能力。这些规则以“染色体”的方式存在于主体内部，在一定的条件下被选中，这种选择既有确定性的因素，即按一定的条件挑选，也有随机性的因素，即按一定的概率选择。主体的适应性体现在它与外部环境的交互中，就是遵循“刺激-反应”模型。主体不断从外界感知并接受刺激，根据经验作出反应。效应器代表了主体的应对策略，直接作用于外部环境，不同的反应规则对外部环境的影响能力不同。

“刺激-反应”模型的基本原理是：主体将探测器感知到的消息与规则集进行匹配，发现匹配规则后可以直接激活效应器产生应对策略，或激活另一个与之相匹配的规则。探测-匹配-激活的反应过程也可以并行，即主体的多个相匹配规则同时参与刺激反应活动，如图2所示。经过多次刺激反应后，符合环境状态的规则被遗传，不符合环境状态的规则被淘汰，并随着时间推移趋于消亡。主体之间的相互作用同样遵循着“刺激-反应”模型，发展出交互、排斥、条件交换、复制、结合、繁殖等复杂的相互关系，进而产生分化，直到形成更高一层的主动个体，并引起整个系统结构的变化。

图2　复杂适应系统(CAS)理论中的“刺激-反应”模型

（二）突变条件下产业主体特征与适应机制

1.产业系统的主体及其特征

将危机性产业衰退国际传导中的区域产业调整看作是一类突变条件下的复杂适应系统(CAS)，是由大量分散的主体构成的系统，主体（Agent）是企业以及政府等微观主体，其中企业是区域产业调整的主体，优势企业代表着区域产业调整的变动方向，优势企业的扩张对区域产业的调整具有极强的带动作用（姚宗君，2010）。政府作为区域产业调整的主体，通过制定区域产业政策对产业的演化进行引导，具体的引导对象是产业企业，体现的是政府对经济活动的干预（王云平，2007）。危机性产业衰退国际传导中区域产业调整的主体特征表现为：

第一，主体是源于利益的主体，是适应性主体，具有自主性、主动性和环境的依赖性的主体。危机性产业衰退国际传导中区域产业调整研究涉及多个经济利益主体，这些主体代表了不同的利益层次。结合中国区域产业调整的实际，主要有政府代表整体全局利益（追求社会公共利益最大化）、企业代表集体利益（追求利润最大化）。

第二，主体是具有自主性和适应性的主体。在危机性产业衰退国际传导中，区域产业调整的主体与其他关联主体相互作用以及对外部环境选择的适应，既是促成区域产业演进的基本动力和根本原因，也是决定区域产业政策有效性的条件。

第三，基于产业主体适应性的个体行为，在主体间的相互作用下，以及与外部环境的适应下，呈现区域产业演化从微观行为到宏观涌现的情境。

2.突变条件下产业主体的适应机制

从复杂适应系统方法论的视角出发，适应性就是主体之间的相互作用，这种相互作用不是单个主体之间的行为，而是复杂适应系统内所有的主体之间以及主体与环境之间存在的复杂的、反复的相互作用。说主体具有适应性，就是说该主体具有相互作用的能力。在适应性主体的适应过程中，适应不仅是一种能力，而且也是主体的一种生存和发展的基本行为模式。

在复杂适应系统视角下，适应性主体在“刺激-反应”机制作用下，会主动地按照规则行事。当危机性产业衰退国际传导中区域产业调整系统环境或其他主体行为发生变化时，企业以及政府等微观主体也会根据接受到的刺激（产业冲击）而改变自己以往的规则，以适应变化，从而保持自己利益的实现。危机性产业衰退国际传导中区域产业调整系统的主体主要由探测器、规则处理器和效应器构成并获得外部环境信息与其他主体信息。探测器获得外部环境和其他关联主体信息，通过规则处理器的处理，得出适应性对策，并将其传送给效应器，使主体对外部环境及其他适应性主体采取行动，同时，外部环境及其他关联主体又选择性影响该适应性主体信息的获取。由此，危机性产业衰退国际传导中区域产业调整主体的反应、决策等适应性行为通过“刺激-反应”模型中的探测器、规则处理器和效应器得以表征，如图3所示。

图 3 危机性产业衰退国际传导中区域产业调整主体的适应机制

四、突变条件下的区域产业调整的微观主体行为

在复杂适应系统视角下，危机性产业衰退国际传导中区域产业调整的适应性主体（企业与政府）在“刺激-反应”机制作用下，会主动地按照规则行事，当危机性产业衰退国际传导中区域产业调整系统的外部环境或其他主体行为变化时，主体也会根据接受到的刺激而改变自己以往的规则以适应变化，从而保持自己利益的实现。

（一）企业主体行为——自主创新

在复杂适应系统视角下，具有适应性的企业，遇到国际环境或者其他合作伙伴发生变化时，会积极主动地调整自身行为，以适应环境变化。企业系统调整是一种适应性智能活动，在危机性产业衰退国际传导的混沌经济环境中，企业系统主体感知外部环境的变化，对变化因素进行综合解析，并采取行动，因此导致系统的分叉、突变和涌现行为，企业系统主体采取了适应环境的变化的行动，那么系统进入稳定状态。

复杂适应系统理论认为，企业是具有自身目的和积极性的适应性主体，自主创新正是主体适应性的具体体现。系统中的主体，通过主动适应环境的要求而发展自己。在危机性产业衰退国际传导中，企业主体适应环境的要求，主要是通过对自身的自主创新来实现的。在复杂适应系统中，主体是一个实体，它通过探测器感知环境，通过效应器作用于环境。同时，区域产业调整系统中的所有企业主体之间，也是相互影响相互依赖的。从复杂系统的角度来看，区域产业调整系统中不同的企业主体通过不断的相互影响和适应，从而主体从自身的状况出发，通过自主创新来适应系统的发展，导致各个主体向不同的方向发展。各个主体都从有益于自己的方面进行自主创新，从而带动区域产业调整系统的健康发展。所以，危机性产业衰退国际传导中区域产业调整过程中，企业主体的自主创新是企业主体适应性的行为选择。

（二）政府主体行为——政策调控

危机性产业衰退国际传导中的区域产业调整，政府的作用越来越重要，这不仅表现在政府不断通过自身的改革推动经济体制的变革，而且政府具有通过产业政策和相关配套政策调控经济的能力。这些能力包括有充分的财政收入和支出的能力，有充分有效的财政和货币政策的辅助能力和相关的法律保障能力。产业政策是政府推进资源合理配置和加速产业结构高度化而采取的长期政策，不是着眼于近期资源配置的解决。因而，对于危机性产业衰退国际传导中的衰退产业的调整，也不应局限在一般地对其“促退”，而是要从国民经济整体的发展需要出发，与其他产业政策相结合，保证区域经济持续增长与经济发展战略目标的实现。

危机性产业衰退国际传导中，当市场存在功能性缺陷，市场体系不发达、不完备，尤其是要素市场不发达时，将使企业退出后面临劳动力、实物资产、产权转移困难，从而构成退出壁垒。当上述障碍存在时，衰退产业的自我调整则难以通过市场作用顺利完成，因为资源流动不充分，或虽流动但流动时间过长或流动费用过大，资源难以在短期内实现优化分配和优化组合。由此，在市场机制失灵和调节作用低的领域，为弥补市场机制的缺陷或不足，促进衰退产业的顺利转型，政府将实行或加强政策调控。

五、结论与启示

在复杂适应系统视角下，适应性主体在“刺激-反应”机制作用下，会主动地按照规则行事。当环境或其他主体行为变化时，主体也会根据接受到的刺激而改变自己以往的规则，以适应变化，从而保持自己利益的实现。将危机性产业衰退国际传导中的区域产业调整看作是初始条件发生变化时，通过改变区域产业调整主体行为的选择路径，使之符合经济发展目标。研究表明，危机性产业衰退国际传导中区域产业调整的微观主体的行为选择具有一定的规律性，区域内所有的主体并行地发生联系和相互作用，也就是说，其中任何一个主体的行为都影响到系统内其他主体的社会经济行为。

产业衰退是产业发展规律的重要体现，在危机性产业衰退国际传导与本土产业自身缺陷共同作用下，越来越多的传统产业步入衰退产业的行列，如金融危机冲击下我国纺织业的衰退。为缓解危机性产业衰退国际传导所带来的本土产业衰退以及衰退产业自身调整所引起的社会震荡，提高资源再配置和转移的效率，区域产业调整的主体将根据外部环境变化和自身发展的需要，选择合适的产业调整方式。自主创新是危机性产业衰退国际传导中作为产业主体的企业应对产业衰退的根本途径，也是企业战略调整的出发点。在危机性产业衰退国际传导的外部冲击下，衰退产业的退出需要政府对要素资源的退出所引发的种种负效应问题进行适时干预，充分发挥政府对产业转型的积极引导作用。

[参考文献]

[1] 陈禹.复杂适应系统 (CAS)理论及其应用——由来、内容与启示[J].系统辩证学学报,2001,(4):35-39.

[2] 霍兰J.H.涌现——从混沌到有序[M].陈禹,译.上海:上海科学技术出版社,2001:101-103.

[3] 张发,宣慧玉,赵巧霞.复杂系统多主体仿真方法论[J].系统仿真学报.2009,21( 8) : 86-90．

[4] 苗东升. 系统科学精要[M].北京: 中国人民大学出版社，2010．

[5]张亚宁. 基于复杂网络理论的区域产业结构及其实证研究[D].天津大学博士学位论文，2012

[6]尹翀.产业复杂网络建模及应用。山东大学，2012

[7]黄凯南.演化经济学的数学模型评析. [J].中国地质大学学报（社会科学版）2013,5(13): 83-90

[8]都兴富.突变数学及其在经济中的应用[J]. 社会科学研究, 1988, 第6期:119-121.

[9]邵艳华.一类复杂适应系统的模型及仿真方法研究[D]. 贵州大学博士学位论文, 2009.

[10]王丹.复杂环境下企业适应性领导行为研究[D]. 哈尔滨工业大学博士学位论文, 2009.

[11]乔德健,张国梁.基于复杂适应系统理论的企业创新研究[C].第七届中国科技政策与管理学术年会论文集,2011.

[12] Gilbert N，Terna P． How to Build and Use Agent-based Models in Social Science[J].Mind &Society: Cognitive Studies in Economics and Social Sciences, 2000,(1): 57-72.

[13]Gilbert,G.N.,SimulationAsAResearchStrategy,In:K.G.Tro-itzsch,U.Mueller,G.N.Gilbert,andJ.E.Doran(eds.),SocialScience Microsimulation, 1996,(5):448-454.

[14] Anderson P. Complexity theory and organization science[J].Organization Science,1999,10(3):216-232.

[15] Mohammed A. Aabed and Ghassan AlRegib, Statistical modeling of social networks activities, Emerging Signal Processing Applications (ESPA)[C], 2012

[16] E. del Val, M. Rebollo, V. Botti. Self-Organized Service Management in Social Systems [J], 45th Hawaii International Conference on System Science (HICSS)[C], 2012

[17] Kleinberg J. Complex Networks and Decentralized Search Algorithms[C], The International Congress of Mathematicians (ICM), 2006

[18] Wu C，Zhou B，Complex Network Analysis of Tag as a Social Network[J]，Journal of Zhejiang University (Engineering Science)，2010，44 (11)：2194-2197

[19] Roshani F，Naimi Y，Effects of Degree-Biased Transmission Rate and Nonlinear Infectivity On Rumor Spreading in Complex Social Networks[J]，Physical Review E (Statistical，Nonlinear，and Soft Matter Physics)，2012，85 (3)：36108-36117

[20] Ni S，Weng W，Zhang H，Modeling the Effects of Social Impact On Epidemic Spreading in Complex Networks[J]，Physica A：Statistical Mechanics and its Applications，2011，390 (23-24)：4528-4534

The Research for the Evolution of the Industrial System Based on the Perspective of Mutation

ZHAO Guimei, CHEN Lizhen

(School of Finance and Economics of Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

Abstract:Based on the Complex Adaptive System perspective and assumptions□to study redefine the connotation of regional industrial adjustment based on the subject and characteristics of system, to describes the complex adaptive features of regional industry adjustment in the international conduction of crisis industrial decline. Based on the stimulusresponse mode, to investigate the behavior of micro subjects mechanism of regional industrial adjustment in the international conduction of crisis industrial decline, to describe the selection process of micro subject behavior, to analyze of the adjustment model of regional industry matched with the subject behavior. The results show that independent innovation is the fundamental of regional industry adjustment in the international conduction of crisis industrial decline, and self organization evolution is an important guarantee of the enterprise positive response to policy control.

Key Words:Crisis Industrial Decline; International Conduction; Regional Industrial Adjustment; Subject Behavior; Stimulus-response Model

[作者简介]赵桂梅(1979-),讲师,博士研究生,研究方向为经济系统分析与创新管理；

[基金项目]教育部人文社会科学规划项目“贸易限制措施对我国战略性新兴产业的冲击效应及其演化机理与防范研究：以光伏产业为例” (编号：15YJA790006)；江苏省研究生科研创新计划项目“基于复杂适应系统的区域产业结构调整的关键因素与影响策略研究”(编号：KYZZ_0293)；全国统计科学研究项目“碳排放空间转移对区域协同发展的影响效应研究”(编号：2014LY036)；江苏省高校自然科学研究项目“基于计算实验的碳排放空间转移的经济结构效应研究”(编号：14KJB170002)。

[收稿日期]2015-12-14

[中图分类号]F012

[文献标识码]A

[文章编号]2095-7572(2016)02-0017-08

﹝责任编辑：冯艳玲﹞