产学研结合技术创新体系的复杂系统理论透视

摘 要：根据自组织理论、进化理论和复杂性理论，对技术创新系统的复杂性进行了分析，提出了产学研结合的技术创新系统的双链螺旋模型，即产学研结合的技术创新系统是一个由科研链和产业链形成的双链螺旋网络，其运转过程是一个共同进化的过枉，在各主体的相互作用和共同进化中逐渐形成了日益复杂的技术创新网络系统。以此理论为依据我们对建立产学研结合的技术创新体系提出了相关建议。

关键词：技术创新系统；复杂性理论；双螺旋模型

世界经济体系已进入以技术、知识为核心的时 代，技术创新成为国家竞争力的基础。如何积极建立 基础研究、应用研究与产品开发紧密结合的产学研 结合的技术创新体系，是当前世界发展科技产业的 主流，也是我国充分发挥科学技术、建立创新型国家 的要件。

基于以往对产学研结合的技术创新体系的研究 大多重点集中于某一侧面，本文以复杂性理论为基 础，对产学研结合的技术创新系统进行系统化，建立 了相关模型，为国家相关政策的制定提供一定的参 考价值。

1 技术创新体系的复杂适应性特征研究

技术创新体系是通过有机结合各种技术创新资 源和要素，使得与技术创新有关的经济、科技和社会 等各个部门和子系统之间相互作用、密切合作，在技 术创新过程中互促互惠、共同发展，从而形成一种推 动技术创新自运行、自发展的机制和驱动力量，产生 一种以技术创新倍乘式整体效应为特征的系统，是 一种强烈的以技术创新为出发点、为指向和归宿的 反馈互动状态的整体。

技术创新系统是一个复杂系统，并且在这一系 统中，各参与主体以技术创新为核心，在相互作用的 过程中形成了一个无形的非正式网络。各网络组员 从自身的原则出发，与其它的主体相互作用，并在相 互作用中涌现出网络的整体特性和规律。具有复杂 适应性系统的特征：没有中心控制机制，只在简单的 规则支配下涌现出复杂的特征。所以，更确切的说技 术创新系统是一个复杂适应性系统。其系统复杂适 应性特征来源于以下几个方面：

1．1 技术创新主体与聚集

OECDl997年的《国家创新体系》报告指出：“创 新是不同主体和机构间复杂的互相作用的结果。技 术变革并不以一个完美的线性方式出现，而是这一 系统内各要素之间的反馈、互相作用的结果。这一系 统的核心是企业，是企业组织生产和创新、获取外部 知识的方式。这种外部知识的主要来源是别的企业、 公共或私有的研究部门，大学和中介部门。”因此，企 业、高等院校、科研机构和企业研究开发机构、政府 以及社会化中介服务体系等构成了技术创新系统中 不同层次上的主体，每个主体具有自己的目标、经营 策略、内部结构和生存动力。这些主体通过聚集而相 互作用，以期不断的适应环境。对于整个技术创新系 统来说，并不存在一个集中控制中心来指导各个主 体的行动，但是整个技术创新系统仍然表现出一种 有序的状态。正是这种主动性以及它与环境的反复 的、相互的聚集作用，才是整个技术创新系统发展和 进化的基本动因。

1．2 技术创新体系开放和非均衡

开放和非均衡是形成技术创新体系的前提。系 统只有开放，不断与外界环境进行充分的物质、能量 和信息的交换，获得足够的负熵，并且处于远离均衡 状态的非均衡态，才能使系统向熵减方向即有序方 向演化，从而形成新的有序结构――自组织结构。

而技术创新系统正是以各主体为节点，以协作 交流为链条，以各种不同形式的流为内容形成了一 个适应性运作体系。技术创新系统的形成并向有序 方向演化取决于主体与主体之间，主体与环境之间 存在着物质流、能量流与信息流。孤立、封闭的技术 研发，必然会出现没有市场的技术成果；同样，没有 研发能力的企业，也不可能满足市场的需求。只有形 成人员流动、信息流动、成果流动、产品流动、资源流 动的远离均衡的开放的技术创新系统，才有可能实 现技术成果向现实生产力的转化。并且，流的畅通与 否将直接影响着整个系统的演化过程。

1．3 技术创新体系具有耗散结构

在技术创新过程中，由于未来的不确定性，成功 与失败总是并存，涨落无法避免。而这些微小涨落是 技术创新系统形成并向有序方向演变的内部诱因， 正是众多的微小随机涨落通过放大形成巨涨落，从 而促进技术创新系统的演化。其过程可以总结为：一 旦一项成功的技术成果在某个企业中实现了有效转 化，形成了一定的市场，其他企业会相继模仿，形成 创新浪潮，创新浪潮的出现，引起大量的投资，从而 会出现经济高潮，形成经济繁荣。当这项技术成果普 遍化以后，创新所带来的超额利润便会逐渐消失，于 是人们为了追求新的超额利润，又开始新的技术创 新，从而使经济的发展进入一个新的循环。这一循环 过程，正是技术创新系统中微小涨落放大的结果。

1．4 技术创新体系非线性相互作用

复杂系统中存在的微小随机涨落之所以能被放 大，是因为在远离平衡态的开放系统可以产生与线 性作用截然不同的非线性作用。这种作用能使系统 内各要素丧失原有的独立性而互为因果，形成双向 信息传递交流的催化循环关系，从而使微小随机涨 落越来越大，直至形成巨涨落。

开放的技术创新系统内部的人才、资金、技术、 信息等要素之间存在着各种各样的非线性相互作 用。它们就是技术创新系统运行的根本机制。技术创 新系统中的非线性相互作用主要表现在以下三个方 面：一方面，表现在技术创新决策者、创新管理者及 创新实施者之间的协同作用；另一方面，表现在工程 技术人员、一线技术人员及产品营销人员之间的相 干效应；再一方面，表现在用于技术创新活动的资 金、劳动力及技术之间的反馈作用。

此外，技术创新系统还表现出混沌性、涌现性等 复杂系统所具有的其他特性。其混沌性表现在技术 创新系统具有对初值的敏感依赖性、内在随机性和 长期行为的不可预见性等特点；涌现性表现在一项 技术成果的成功转化，可能会带动整个社会的发展， 如计算机和互联网技术的出现和发展，不但带来了 信息产业，更是创造了一个信息时代。

2 产学研结合的技术创新体系模型的建立

基于对技术创新体系复杂性的认识，本文根据 自组织理论、进化理论和复杂性理论提出一个产学 研结合的技术创新体系网络模型――“双螺旋”模型 ，为进一步探讨如何建立产学研结合的技术创新体 系提供了宏观的架构。

“双螺旋”机制通常是存在于动态混沌中的，它 可以膨胀或者缩小，它可以旋转使其方向具有随机 性，还有很重要的一点是它在某种条件的激发下可 能会出现分叉，衍生出新的“双螺旋”结构来，而且这 个系统包含了正反馈的非线性变量，使得系统并不 是简单地达到所谓的均衡，而是形成了由过程决定 的、随机的、不断进化的复杂系统。这恰恰符合了技 术创新系统的复杂适应性特征。因此，这种“双螺旋” 模型能够比其他模型更能准确的反映出技术创新体 系形成并向有序方向演变的全过程。

首先，技术创新体系的“双螺旋”模型包括两条 基本链――高等院校和科研院所组成的科研链以及 企业组成的产业链。

在技术创新系统中，科研链中的高等院校、科研 机构和企业研究开发机构这三类主体是创新技术资 源的源泉和基础。它们都具有两类属性：经济属性和 技术属性，且三类主体的属性具有不同的特点：企业 在经济实力上占优势，高校在技术实力上占优势，由 于科研机构承担的主要是国家、省部级的重要项目， 资金有政府支持，研究的基本上是前沿问腿，因此， 拥有相对较高的科学技术水平。在实际中，各主体根 据自身的技术能力和经济能力，遵循一定的规则在 产业链中寻求合作者。产业链中的企业对科研链中 产生的技术成果与市场环境中的技术需求和技术状 态进行比较，选择出适应度高的创新技术，并依据适 应度的大小决定所需投资的多少。此外，科研链也会 随着产业链中技术状态的变化随时做出相应的调 整，一方面将拥有市场化的技术转化给企业，另一方 面，也从企业中寻求研究课题进行研究。这样，以技 术创新为主要的耦合点，科研链与产业链逐渐形成 了相互关联的双螺旋式网络(如图1所示)。

其次，处于产学研两个链条的交汇点而能够发 挥作用的是诸如信息中心、孵化器和风险资本等提 供专业化服务的中介机构。

当技术在学研与产之间转化的时候，它们承担 着桥梁的作用，但因技术的成熟程度不同，与市场的 距离不同，它们可提供的服务内容也不同。例如，孵 化器从技术和经营角度对技术的事业化加以支持； 科技园为包括风险企业在内的高科技企业提供创业 场所和商业便利；风险投资家以增加回报为目的，负 责风险企业的选定、投资和培育；“猎头机构”的作用 是负责协调人力资源；人负责有关合同与知识 产权的法律服务，等等。通过这些拥有特殊技能的中 介机构的多样化服务，大学、科研院所与企业之间才 能顺利地进行技术转化。

第三，这个”双螺旋”模型具有以下特征

(1)整个技术创新系统是以技术创新为出发点、 为指向和归宿的，技术创新也是科研链和产业链的 耦合点，它在整个网络体系的中形成了一条无形的 非线性“信息链”，这条无形的“信息链”强化了两条 有形链之间的互动式影响，供给方高校与研究院所 有科技成果需要产业化，需求方企业需要科技成果 提高产品和工艺的技术含量；供给方企业提供科技 难题和研究经费，需求方高校与研究院所需求研究 经费和研究项目，形成了推动整个网络互动演进的 无形的“手”。也就是说创新从过去线性模式向现在 的非线性、复合模式转变，单个企业难以在价值链的 各个环节保证创新的成功率，企业只有不断的将创 新技术交互、复合，才能形成一种持续不断创新的路 径依赖，才能满足市场差异化需要。正是企业之间的 这种有效的合作网络，产生了一种内生力，使技术创 新系统螺旋式前进。

(2)“双螺旋”网络分为两种趋势：收敛性和发散 性。这与技术创新系统具有耗散结构存在随机涨落 是相对应的。随机涨落对技术创新系统起着建设性 的作用，是该系统有序化的诱因。正是众多的微小随 机涨落通过放大形成巨涨落，从而促进技术创新系 统的演化。诱导技术创新系统演化的内涨落主要有： 技术创新主体的创新偏好和综合素质以及技术创新 者的创新点子等；诱导技术创新系统演化的外涨落 主要有：市场需要、人类社会的进步、科学技术本身 的发展等。

(3)在科研链和产业链之间存在着多向反馈平 台，犹如弹簧提供动态平衡的力量，使两条螺旋线相 互吸引或排斥并在一定范围内震荡。这种作用能使 系统内各要素丧失原有的独立性而形成双向信息传 递交流的催化循环关系，使整个技术创新系统在科 研链与产业链的不断博弈中向前演进。

(4)就像同样具有双螺旋结构的DNA一样，技 术创新系统同样也具有遗传和变异特性。技术创新 的遗传表现为持续性技术创新，变异表现为突破性 技术创新。持续性技术创新的特征主要表现为技术 的渐进性和延续性变化，是沿着企业组织主流市场 中主要顾客的需求曲线提高已定型产品的性能；而 突破性技术的发生与发展往往从起始的短期内其产 品技术性能上低于原有技术产品，以后会很快超越 原有技术，并产生对原有技术的替代。突破性技术经 过一段时间的发展就会演化为持续性技术，然后又 会被新的突破性技术所替代。突破性技术创新也是 有边界的，一旦突破性技术取代持续性技术，在市场 上占据主导地位，突破性技术创新就得以完成，之后 的创新活动演变成持续性技术创新活动。可见，技术 创新体系的演化，就是在不断的技术创新过程中，螺 旋式前进的过程。

最后，产学研结合的技术创新系统是一个由科 研链和产业链形成的双螺旋网络。

其运转过程是一个共同进化的过程，在各链内 部存在着强大的自组织作用，使技术、市场向更合理 的方向发展。各链之间互为环境，通过自然选择不断 进化，进化的目的是为了获得最合理的存在方式，并 在各主体的相互作用和共同进化中逐渐形成了日益 复杂的技术创新网络系统。

3 “双螺旋”模型对建立产学研结合的技术 创新体系的启示

3．1 产学研相结合的机制是一个市场化行为模式

高校、研究院所与企业之间是按照市场机制运 行的经济主体，它们互为供给方和需求方，在健全的 市场机制下，“双螺旋”网络会自动演化，之所以我国 产学研结合的效果不好，是由于我国的高校、研究院 所与企业是分属于两种不同的体制和运行机制，高 校、研究院所仍然属于传统体制下的模式，企业已经 基本上处在市场机制之中，两种机制和体制不能对 接，“双螺旋”之间的连接经常是断裂的，科研活动中 的供求机制、竞争机制和价格机制并没有形成。实践 调查可以发现纯粹民营化或市场化的研究院所，其 科研项目完全来自于市场，其科研成果必须走向市 场，其才能够生存下去，因此其科技成果转化就不存 在问题，而传统体制下的研究院所，就不能够做到这 一点。至于政府应该在基础研究方面给与支持，基础 研究属于公共产品，在应用基础研究和技术开发方 面政府只要给与引导即可。在产学研结合方面，政府 也仅仅是在观念导向和引导性资金支持方面起作 用。

3．2 企业内部应设立专门的创新协调机构，以促进 双向信息传递交流

企业要以新产品体系形式来实现创新，不仅要 自身深化各种各样的专业知识，同时还需要一个综 合性且能及时协调的机构以建立与之相匹配的企 业、产学之间的技术创新网络；另外，大企业在开发 新产品时一个非常重要的环节就是要充分利用类似 产品开发型中小企业及风险企业，还有这些企业与 大学间正在形成的群体网络。因此，设立专门的协调 机构是十分必要的。

3．3 政府承担起多向反馈平台的作用，促进技术创 新体系的收敛性演进

政府的多向反馈机制建设包括增加公共建设投 资，强化基础研究与技术转移机制鼓励创新技术与 应用；建立产学研结合的信息化联合体，使双螺旋机 制中各个有效节点形成的无形非线性“信息链”有形 化；构建一个祟尚创新的文化价值观，鼓励冒险的精 神；推动先进技术导向型规划、技术再投资计划、军 转民计划，建立紧密而多元的产学研结合的技术创 新合作网络。

3．4 转变产业集群政策的思路，积极推进产学研结 合的技术创新网络的建立

目前的产业集群政策主要着眼于担负着制造业 基础加工任务的“基础技术型中小企业”的各工序间 网络的建立。然而，仅仅通过基础技术型中小企业工 序间的网络，并不能改变我国部分产业空洞化的现 象。技术创新体系中的非线性相互作用使得新技术、 新产品是从产业密集所积累的不同技术间的合作中 产生出来的，所以政府制定的产业集群政策更应该 着眼于拥有很多大企业的生产工厂及研发基地、理 工科大学、产品开发型中小企业，从而使这些企业、 大学之间形成纵横交错的与开发新产品相关联的技 术合作。

3．5 调整人才培养体系，加强产学研之间的催化循 环关系

为了增加企业的创新能力，政府应调整人才培 养体系。例如在课程的设置上，应着重启发、思考以 培养具有创造力的人才，推动弹性选修、模块化教学 单元设计、证照考试等教学革新措施；其次大学应为 在职人员开辟可以随时进行在职教育的渠道，使产 业界人才随时有机会回流、充电，促使产学研之间得 以充分交流，以增加更多具有创新能力的人才；激发 大学的创新知识与技能的功能，允许大学设立和产 业界高度相关的附设单位，完善“技术转移组织”和 运行机制，给与参加研发人员支配资源的最大弹性； 以灵活的机制鼓励大学和科研单位采用策略联盟进 行跨校、校企合作合作，共同承接来自于产业界的研 究计划。