创新集群系统的复杂自适应性分析

张保林

（南阳师范学院经济与管理学院，河南 南阳 473061）

自熊彼特提出创新理论以来，创新在时空上的“蜂聚”[1]特征一直得到学者们的重视。相关研究认为，产业集群最终的发展方向是创新集群[2]。本文探索创新集群的复杂自适应性，为从CAS视角开展创新集群研究提供支撑。自普里高津在《探索复杂性》一书中提出复杂性的概念以来，复杂性系统理论研究的帷幕正式打开，耗散结构论、协同论、突变论、超循环理论、复杂巨系统理论、分形理论、复杂自适应系统理论等系列复杂性系统理论不断发展完善，各类理论基本都围绕复杂系统最主要的特点涌现性展开分析，重点探讨复杂性的来源及涌现的生成机理。在复杂性理论的研究过程中，多样性、非平衡性、层级结构、开放性、动态性、智能性、非线性、多吸引子特性等都曾被部分理论作为涌现性的来源[3]。霍兰在《隐秩序—适应性造就复杂性》提出了所有CAS都通用的4个特性（聚集、非线性、流、多样性）和3个机制（内部模型、积木和标识），并认为复杂系统的其他来源都可以通过7个基本点派生出来[4]，本研究采纳霍兰的观点探索创新集群的复杂自适应性。

一、集聚——层级结构

在复杂自适应系统理论中集聚具有两层含义，其一是将同类主体视为同质的一种简化研究手段，其二是表征系统演化过程中简单主体集聚相互作用涌现出复杂大尺度行为的协调性。依据研究设置的粗粒度不同，创新集群的层级结构特性，以机构作为最小单位，沿知识链的众多企业交互作用积聚成了介主体企业类，众多高校、研发机构等主体积聚成了介主体知识中心，众多中介机构积聚成了介主体中介组织，政府及众多行业协会积聚成了介主体规制机构，劳动力市场、水电气网公司、金融机构等积聚成了介主体非知识要素供给者；介主体通过交互作用集聚成了创新集群，并作为一个整体与外部环境主体进行交互作用。因此，创新集群满足CAS的集聚特性。

二、非线性

各类复杂系统理论都普遍强调非线性对系统涌现的重要性，线性的含义是将构成系统的要素的特征加总就可以得到系统特征，很显然线性系统不会出现涌现特征，在以耗散结构论和协同论为代表的自组织理论中，强调非线性特性对远离平衡状态下微涨落形成巨涨落，并最终推动系统向有序结构演化的重要性，在复杂自适应系统理论中，重点强调主体间交互作用的非线性，在集群创新系统中，非线性至少表现为两个方面，其一、从知识创造的角度来看，发现新知识的概率受到前期知识积累、当期研发投入等众多因素的影响，同时是一个具有高度不确定的过程，很显然，研发成功的概率并非随着研发投入的增加而线性递增；其二，创新集群内部同类主体间的交互作用基本上都类似于一个捕食-被捕食过程，例如，所有生产同类型最终产品的企业面临同样的外部环境，且在一定时期内需求是相对稳定的，这就导致这一类企业适应市场的过程是一个典型的捕食-被捕食过程，这一类企业间的交互作用就呈现非线性状态。因此，创新集群系统满足CAS的非线性特性。

三、流——远离平衡

在系统论中，平衡主要表征系统内部流和力的关系，平衡态是一种主体运动平均效果不变的状态，宏观上表现为系统整体性质不发生改变，系统内部不存在流和力；近平衡态系统宏观上仍存在流和力，但二者之间是一种线性关系，近平衡态的演化结果是逐步向平衡态靠近；远离平衡态下，力和流是非线性关系，这种非线性关系为来自系统内外部的微涨落成长为巨涨落提供了条件，进而推动系统逐步向有序状态演化[3]。对于集群创新系统来讲，系统内部以及系统与外部环境之间的流是广泛存在的，整体上作为一个投入产出系统，首先创新集群必须将其产品推向市场，实现产品向资本的转化，为下一期再生产提供条件，否则创新集群整体只能走向灭亡，因此，系统必须与外部环境之间存在物质流、货币流和信息流；另外，为提高创新速度，创新集群系统还有可能与外部创新主体产生创新联系，也有存在知识流的可能性；创新集群内部仅就企业间而言，要想完成最终产品的生产就需要产业链上下游企业通力配合，系统内部物质流、货币流和信息流势必存在，同时从知识创新的角度来看，知识碎片化的现实也要求创新企业完成知识整合和开发利用，因此，对于正常运作的创新集群来讲，内部的知识流和信息流也一定存在。内外部流的存在说明创新集群系统满足CAS的流特性。

四、多样性

CAS理论适应性造就复杂性的观点其主要含义是，每一个主体都生存在系统内部其他主体构成的内部环境和系统外部环境构成的生态位上，系统每一次新的适应，都为进一步的相互作用和新的生态位开辟提供了可能；参与循环流的主体使系统能够保留资源，保留的资源将提供新的生态位，以便被新主体所使用，系统能够开发和利用新资源，特别是能进一步增强再循环的部分将不断繁荣发展，否则将逐步丧失资源导致衰败，因此，多样性是一个通过增加再循环不断增加多样性的动态模式。因此，多样性除了主体类型的多样性外，更多表现为主体行为的多样性以及主体间交互作用的多样性。从创新集群构成主体来看，不同类型的主体具有不同的行为，同一类主体针对同一对象也有不同的行为，例如依据所处的小生境不同，企业在选择创新策略时可能选择模仿创新、自主创新或合作创新，模仿或合作的对象可能是企业，也可能是知识中心；在选择创新程度时可能选择渐进式创新或激进式创新。不同的行为带来不同的主体间交互作用方式。因此，创新集群满足CAS多样性特性。

五、内部模型机制——能动性

内部模型机制主要用来描述主体适应环境的过程，每一个模拟期主体都需要依据所在小生境和自身资源条件选择本期行为，与自组织理论中主体被动适应环境不同，CAS系统中主体具备一定的能动性，无论是隐式内部模型还是显式内部模型都表明主体能够依据所处小生境对未来行为进行预知，例如蚂蚁能够根据信息素的浓度探索距离食物的最短路径，棋手会对每一步各种着法后果进行预测。创新集群的构成主体都是具有智能性，对于创新集群而言，内部模型本质上就是主体的内部决策模型，主体的每一项决策都是依据环境和个体资源所进行的优化选择（不排除决策失误的情况），因此，创新集群系统满足内部模型机制是不言而喻的。

六、积木机制

积木是人类认识复杂世界的工具，主体调用内部模型进行决策时，面临的环境是恒新的，这就导致主体不可能提前为所有可能面临的环境预备对应决策规则，但是客观事物的组成部分不是任意的 。这就意味着主体可以通过学习和选择对所面临的复杂现象进行分解，并寻找那些已被检验过能够再使用的元素，亦即规则积木，将其记录在主体内部模型中，并通过信用分派过程调整规则强度，在面临新的情况时，主体通过调用内部模型中的相关规则进行组合，形成新的决策。对于创新集群系统而言，主体拥有的积木包括两部分，其一是知识链中的知识单元，产品本质上是自然资源与人类知识的凝结体，产品的生产过程就是实现知识向自然资源的渗透过程，甚至于可以将产品理解为由自然资源承载的人类知识；基础研究就是不断探索新的知识单元的过程，应用研究就是不断探索新的知识链的过程，创新集群内的主体都需要拥有所从事领域的知识单元，并利用经过实践检验的有效知识单元组合进行创新；其二是规则知识单元，由于创新环境的恒新性，创新主体需要依据所处小生境和自身资源条件不断选择适应新环境的行为，例如政府对企业可选择创新财税支持和不支持两块基本积木，企业在创新程度上可选择渐进式创新和激进式创新两块基本积木。各类主体的创新适应过程就是一个不断发现新的有效积木、不断提高选择有效积木组合的过程。因此，创新集群系统满足CAS的积木机制。

七、标识机制

在复杂自适应系统理论中，标识是为了集聚和边界生成而普遍存在的一个机制，其主要作用是通过标识实现对称破缺，促进主体间有选择的交互作用。在创新集群系统中，标识机制是天然存在的，每一个主体隶属的介主体类型是明确的，在考虑到知识分工的情况下，每个主体所拥有具有相对优势的知识单元；这些都在一定程度上消除了主体选择作用对象时的信息不对称程度，因此，创新集群系统满足CAS的标识机制。

综上可见，创新集群是一类典型的复杂自适应系统，创新集群的相关研究应以复杂自适应系统理论为基础。