基于复杂适应系统理论的区域创新体系研究
来源：岁月联盟
时间：2013-02-15
论文摘要：区域创新体系是一个多元、动态、竞争、协作、开放的复杂适应系统，复杂适应系统理论对于认识、理解、推动区域创新体系的发展提供了新的思路。应用复杂适应系统的理论、思想方法与区域创新体系研究的相关理论方法，解决区域创新体系的多智能体建模问题、区域创新效率评价的问题和区域创新体系的发展战略问题可以为此研究提供崭新的视角。
复杂适应系统理论与区域创新体系
1.复杂适应系统理论方法
复杂适应系统（Complex Adaptive System，以下简称CAS）理论是美国霍兰（Holland）教授于1994年，在桑塔菲研究所成立10周年时正式提出的。霍兰教授在其著作《隐秩序——适应性造就复杂性》一书中将CAS定义为“由用规则描述的、相互作用的主体组成的系统”，这些主体“在形式和能力方面是千差万别的”，“随着经验的积累，通过不断变换其规则来适应环境中的其他主体”。CAS理论最基本的概念是具有适应能力的、主动的个体，简称主体。这种主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激——反应模型。所谓适应性，就是指主体能够与其所在环境与其他主体进行交流，在交流的过程中不断“学习”或“积累经验”，并且根据学到的经验改变自生的结构和行为方式。整个宏观系统的演化，包括新层次的产生、分化和多样性的出现，新的、经聚合而成的、更大的主体的出现等等，都是在这个基础上逐步派生出来的。复杂适应系统（CAS）理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。
2.区域创新体系是一种复杂适应系统
区域创新体系是一个多元、动态、竞争、协作、开放的体系，它是站在区域整体的高度，从“企业、高校、科研院所、中介机构、金融机构及政府等各个关系要素形成一个有机的、互相作用的整体”的角度出发来建构的，不只是针对微观的企业、高校或科研院所等单个要素。区域创新体系的组成单元数目众多，且各不相同，相互之间常常存在强烈的非线性相互作用。反馈与调节的方式多样且不断变化，系统组成与相关过程也往往表现出高度的时空异质性。而随着科技的发展，以及区域产业群落演替过程的复杂化，区域创新体系表现出对环境的适应性。这都说明区域创新体系是一类复杂系统，它的复杂性体现在组成元素的数量规模大、种类多、系统内外部结构多样、存在多种多样的相互作用。这样，复杂适应系统理论就可以为区域创新体系决策支持系统的研究提供新理论、新方法，其应用和发展很可能是决策支持系统理论在今后一段时间内最富有挑战性和重要性的研究热点之一。
基于复杂适应系统思想的区域研究开发投入强度模型
研究与发展活动（Research&Development，简称R&D）是整个科技活动的核心，它的好坏与成败将直接关系到国家、地区的科技发展水平、技术创新能力、经济发展后劲和社会福利水平。R&D投入强度(研究开发经费/区域生产总值)是国际通用的衡量一个国家、地区科技竞争力的核心指标，也是构成一个国家、地区综合实力最重要的指标之一。瑞士洛桑国际管理开发学院(IMD)每年发表的《国际竞争力报告》将它列为考察一国或地区综合竞争力的重要指标。大幅度增加对R&D的投入正成为世界许多国家或地区提升竞争力的重要战略。1991—1999年间，我国R&D／GDP强度一直在0.6％—0.83％之间徘徊，2000年首次超过l％，2001年达到1.09％，2003年达到1.31%。2005年我国R&D投入强度还不足1.5%，而同期发达国家的R&D投入强度大都在2.5%以上。提高R&D投入强度是增强区域创新能力，实现产业升级和企业自主创新的需要。根据世界科技发展新趋势及我国未来经济社会发展的需要,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》做出了我国走创新型国家发展道路的战略选择，强调把增强自主创新能力作为我国科学技术发展的战略基点，提出了R&D强度在2020年达到2.5%的发展目标。
复杂适应系统通常通过异质成分间非线性作用而自组织成等级结构，系统的整体属性由局部成分间的非线性相互作用产生，而系统又能通过反馈作用或增加新的限制条件来影响成分间相互作用关系的进一步发展。这样，按照复杂适应系统论的思想，区域创新体系的发展表现为“种群进化式”的演变过程。从发展动力上看，区域创新体系的一些计量指标（研究开发投入、论文、专利等）的增长主要受创新体系的繁殖力和环境影响力的作用。
R&D投入强度的演化动力主要来源于：一是R&D投入强度的自我积累、复制和惯性作用力，这是创新体系的繁殖力，它与上一时期的R&D投入强度成正比，当上年R&D经费投入占地区生产总值比例比较高时，当年R&D经费投入强度也会比较高；二是政府的政策环境的推动力，它与政府的财政科技投入直接相关；三是市场的拉力，它与R&D投入能够带来的经济收入直接相关。如果新产品销售收入随着R&D经费投入的增长而增长，也会促进R&D经费投入的增长，形成正反馈关系。我们选择全国各省区、直辖市相关指标的平均值作为样本，运用计量经济学软件对样本进行回归分析，从而建立起区域R&D投入强度的演化模型。
ｙ（ｔ）=0.98217ｙ（ｔ-1）-5.470817ｙ（ｔ-1）2+?13.31182?ｇ（ｔ-1）ｙ（ｔ-1）+0.013126ｕｖ+0.00336
上式中各变量的含义是：ｙ（ｔ）：当年的研究开发经费/地区生产总值；ｙ（ｔ-1）：上年的研究开发经费/地区生产总值；ｇ（ｔ-1）：上一年政府科技投入占地区生产总值的比例；ｕ：企业科技人员占全社会科技人员的比例：ｖ：新产品销售收入/地区生产总值。
通过计算R&D投入强度，可以将各省区划分为三类：第一类地区，R&D投入强度大大高出全国平均水平的地区，有北京、陕西、上海。其中北京是全国平均水平的5倍多。第二类地区，R&D投入强度在全国平均水平附近，这类地区有天津、广东、江苏、湖北、甘肃。第三类地区，R&D投入强度与全国平均水平相差较远，除了第一类以及第二类之外的其他地区都属于第三类地区。其中新疆和内蒙古的投入强度最小，仅相当于全国平均水平的1/5左右。
运用上述模型，还可以对各省区的R&D经费投入强度进行预测。例如，河南省2005年的R&D经费投入强度为0.5%，要想达到2010年1.5%的目标，还有很大的差距，必须要尽快建立和健全多元化的R&D投入体系。
区域创新效率评价的DEA方法与复杂适应系统思想的结合
区域创新体系是一种多层次的规则耦合关系网。复杂适应系统理论认为智能体的行为规则的变化是系统演化的根本动因。从复杂适应系统理论的观点看，区域创新体系的复杂行为现象来自于自组织、涌现和适应诸过程。这种系统在与外部环境交互作用的过程中，通过自适应、涌现改变系统本身的行为规则，从而不断向前发展和演化。区域创新体系中的智能体（企业等）能够与环境以及其他智能体进行交流，在这种交流的过程中“学习”或“积累经验”,不断进行着演化学习,并且根据学到的经验改变自身的结构和行为规则。各个底层智能体通过相互间的交互、交流，可以再上一层次，在整体层次上凸显出新的结构、现象和更复杂的行为，如新层次的产生，分化和多样性的出现，新聚合的形成，更大的智能体的出现等；涌现是“新行为规则、新秩序的形成”过程，而演化则是“规则和秩序的跃迁”过程。区域创新体系的演化过程是以一次又一次新的规则结构和秩序结构的涌现作为自己的阶梯的，因此具有“断续平衡”和“路径依赖”的特征。