技术创新的复杂性特征研究

摘要：对于复杂系统的研究最早可追溯到20世纪40年代，进入20世纪60年代，各种关于复杂系统的研究取得了进一步的发展。20世纪80年代，复杂性研究则以明确的面目出现于世人眼中。复杂性研究的出现极大地促aT学科间的交流，使人类认识世界的思维由线形上升到非线性，由还原论上升到整体论。科技的高速发展加剧了技术创新主体、创新过程、创新组织和管理等方方面面的非线性作用，使得人们对其研究也逐步迈向整体性、复杂性。

关键词：技术创新；复杂系统；复杂性

中图分类号：F 204　文献标识码：A　文章编号：1005—2674(2008)08—0059—04

对于复杂系统的研究最早可追溯到20世纪40年代。当时，信息论、控制论、系统论作为一种新思想、新方法是建立在相关多种学科基础上互相渗透的产物，它们是以整体的系统为研究对象的横断科学。进入20世纪60年代，各种关于复杂系统的研究取得了进一步的发展。美国气象学家洛伦茨的混沌学、比利时自由大学教授普利高津的耗散结构理论、德国物理学家哈肯的协同学、法国数学家托姆的突变论、美国数学家曼德布罗特分形的设想等等。20世纪80年代，复杂性研究则以明确的面目出现于世人眼中。

复杂性研究的出现极大地促进了学科间的交流，使人类认识世界的思维由线形上升到非线性，由还原论上升到整体论。科技的高速发展加剧了技术创新主体、创新过程、创新组织和管理等方方面面的非线性作用，使得人们对其研究也逐步迈向整体性、复杂性。

一、复杂性的内涵

目前对于复杂性概念的研究呈现出多样性。在《韦伯国际大辞典》第三版中，对复杂性的定义是：(1)具有许多不相同的相互关联部分、样式和元素，从而难以完全理解。(2)以许多部分、方面、细节、概念相互牵连为标志，从而必须认真研究或考察才能理解和处理。钱学森指出：凡现在不能用还原论方法处理的，或不宜用还原论方法处理的问题，而要用或宜用新的科学方法处理的问题，都是复杂性问题，复杂巨系统就是这类问题。复杂性是开放的复杂巨系统的动力学特性。司马贺在其专著《人工科学：复杂性面面观》中对于复杂性描述的小结中指出：系统有多复杂或多简单，关键取决于我们描述它的方式。他还指出，复杂性是我们生活的世界，以及与其共栖的系统的关键特征。宋学锋认为复杂性是指系统由于内在元素非线性交互作用而产生的行为无序性的外在表象。德国学者Gramer指出：“复杂性可以定义为系统表明自身的方式数目的对象，或是系统可能状态数目的对数：K=lgN，式中K是复杂性，N是不同的可能状态数，这个定义借自于信息论，系统越复杂，它所携带的信息越多。”

2002年全国“复杂性与系统科学哲学研究会”中，有关复杂性的概念问题曾提出三种观点。一种认为复杂性概念是可以定义的。研究复杂性概念的状况，整理、归纳、总结和抽象不同的复杂性概念，则是复杂性研究者的任务。第二种观点认为复杂性概念是难以界定的。沃尔德罗普就曾经指出：复杂性科学还如此之新，其范围又如此之广，以至于还无人完全知晓如何确切地定义它，甚至还不知道它的边界何在。然而，这正是它的全部意义之所在。如果说，复杂性科学的研究领域目前尚显得模糊不清，那便是因为这项研究正在试图解答的是，一切常规学科范畴无法解答的问题。第三种观点认为，复杂性这个概念缺少科学内涵，不是一个科学范畴，应该终止这个概念的使用。

国内另有学者认为，对于复杂性研究这类还处于萌芽状态的科学领域，一开始就建立严格的定义，对敞开思想、有所创新不见得有积极的作用。为了便于说明问题，本文初步认为复杂性是指一个开放的复杂系统由于众多的子系统和不确定因素，而使得系统在自身演化过程中呈现出的动态行为和整体特性。

二、技术创新复杂性产生的原因

技术创新的复杂性是指由于技术创新众多的子系统和不确定因素而使得技术创新在自身演化过程中呈现出的动态行为和整体特性。技术创新复杂性产生的原因大致可归纳为以下几个方面：

(1)从技术本身角度看，技术复杂性主要表现为产品复杂性和过程复杂性。产品复杂性体现在产品生产的要素之间相互作用所产生的复杂结构；过程复杂性体现在产品开发和工艺过程中不同环节的相互作用、反馈所体现出来的复杂性。

(2)从供给和需求角度看，技术创新产品供给性质特殊。首先，普通商品的生产成本主要是原材料、资本和劳动力，必要的劳动时间，而创新产品还有一个重要的成本就是智力，创新思想可以瞬时产生，但是更多的思想却是经过长时间在头脑中酝酿而成，创新人才的培养往往需要多年的财力、物力和智力的付出。其次，创新产品的需求存在易变性。即创新产品的需求通常脱离人的基本需求，有很多甚至根本与基本需求无关，常常受到个人的偏好和对未来生活态度的支配，严重地受到各种心理因素的影响，而这些都是很难把握的东西。再者，创新产品具有社会性，是社会实现可持续发展的重要手段。因此要求创新产品不但能够创造经济效益，而且能够创造社会效益，这必然会使技术创新呈现出复杂性特征。

(3)从创新主体角度看，科研单位、制造者、销售者、用户等都可以成为创新的主体，这使得技术创新具有多主体性。多个主体具有各异的思想和行为习惯，可根据环境的变化和自身的意愿进行创新产品的选择、改造和发明，从而加大了技术创新的复杂性。

(4)从创新组织管理角度看，创新是新技术的产生和应用过程的总合，这一过程涉及很多的机构、组织，要求他们进行合作。多部门合作必然会产生管理上的复杂性。

(5)从创新环境角度看，社会、自然等环境总是随着时间和空间的变化而变化，创新也随着所处的环境不断地变化与适应着。创新环境的动态性加强了技术创新的复杂性。

三、技术创新的复杂性特征

(一)非线性

系统的非线性是指系统的元素之间不是单方面的影响，而是相互影响、相互制约和相互依存。就拿两个变量x，y为例，它们的乘积项xy就是非线性项，它表明x，y之间的相互作用，同样x2，y2等都是非线性项，若x＞1，则x2＞x；相反，如果x＜1，则x2

(二)开放性

从整体上看，技术创新的发展与整个世界经济形势的发展密切相关。从科学自身看，现代科学趋向于

综合和集成，许多重大科学成就的取得，往往都是来自于交叉和边缘学科。同时，科学与技术的互动，自然科学与社会科学的相互渗透，国家之间的科技交流与合作，都已成为当今创新的重要特征。从技术创新过程看，技术的发展、开发、扩散的每个环节都与外界发生着广泛的联系，企业竞争全球化、研究开发一体化、知识传播网络化、科学研究国际化、人才流动跨国化贯穿于技术创新的全过程。技术创新只有不断与外界环境进行物质、能量和信息的交换，从中获取资金、人才、信息，才能够使系统向有序的方向演化。

(三)动态性

当技术创新不受外界冲击的影响时，则表现为自组织的行为。随着时间的推移，技术创新会沿着初始的路径按照一定的规律自动演化。技术创新要素的相互作用、相互影响以及不断进化使得技术创新会逐渐趋于稳定和有序。当受到外界因素冲击时，技术创新就具有较大的波动性。如果是面对有利的冲击，如大量资金的注入，会使技术创新投入有较大幅度的提高，从而有机会提高创新能力，促进其优化；如果面对的是不利的冲击，如技术选择行为的失误，则有可能导致技术创新走向退化，加速它的消亡。总之，技术创新是一个动态的系统，原来的平衡状态被打破后，系统会向新的平衡状态移动，直到达到新的平衡。

(四)多层性

复杂系统往往具有多层次、多功能的结构，这种结构被称为层级结构。每一层次均构成上一层次的组员，同时也有助于系统某一功能的实现。技术创新作为技术形态的一种转换过程可分为四个层次：即决策层次、R&D层次、实施层次、实现层次。决策层次包括动机产生、设想形成、项目确立、确定对象和形成规划等要素；R&D层次包括研究、设计、研制、试验、形成新产品样品等要素；实施层次包括生产要素的更新与配置、组织与生产、形成商业化创新产品等要素；实现层次包括创新产品的经营销售、市场开拓、售后服务、实现商业利润等要素。上述各层次之间并不是完全割裂的，作为一个复杂系统，层次之问相互交叉、相互协同、从低层次向高层次演化，形成一个完整的系统整体。

(五)涌现性

系统具有某些系统整体具有而系统的部分或者部分总合所不具有的特征、行为、功能等属性的现象称为涌现性。由前述技术创新的层级结构可知，创新系统的各个层面各行其责，如决策层产生创新动机、确立项目对象和规划，通过R&D层次进行研究、试验、形成新产品，进入实施层组织生产，实现商业利润。层次之间相互交叉、相互协同，实现独自功能的同时共同发挥出技术创新整体功能：促进创新，提高创新力和竞争力。又如计算机和互联网技术的出现和发展，带来了信息产业的同时，更是创造了一个信息时代，单靠技术本身的能力是无法实现这一切的，这是技术、经济、政治、军事、文化等各种力量互动的结果。这说明一项技术成果的成功转化，可能会带动整个社会的发展，远远超过技术成果本身的功能范畴，这是技术创新涌现性突出的体现。

(六)自适应性

在充分开放的前提下，当技术创新与外界进行物质、能量和信息的交换过程时，环境是通过改变系统的物质、能量和信息构成，进而改变系统要素之间的关系来实现对技术创新的影响，技术创新结构会随之发生变化，由此而引发的内部矛盾也会越来越多。如创新组织刚性过强、缺乏柔性，创新人员素质欠佳将导致创新管理困难，原材料价格上涨造成创新成本增加难以消化，产品销售不畅出现生存困难，产业环境变化、创新模式落后等等。当环境变化达到一定程度时，技术创新必须用一种全新的方式组织系统的要素，必须对技术创新行为进行变革，以适应新的形势，如增加创新投入，改善创新管理等。在经历一个过渡阶段后，系统内各要素形成新的关系、新的秩序。创新系统的这种自适应行为是新稳态形成的先决条件，在这种不断的适应环境的过程中系统就变得复杂起来，这正体现了复杂适应系统理论的精髓——适应性造就复杂性。

(七)自组织性

自组织是指系统在无外界强迫时，系统内部自发形成的有序行为。自组织现象的形成和发展必须具备相应的条件：系统必须是开放的系统、系统内部子系统的非线性相互作用、系统涨落现象的发生、系统远离平衡态。技术创新的开放性和非线性特征前文已述。在技术创新中，由于内部和外部因素的作用，涨落是普遍存在着的，如技术水平高低、先进落后的波动、盈亏波动等。涨落能引起技术创新的产生、发展及至扩散。导致技术创新涨落的因素可以分为两类：一类为外源因素，如科学进步、市场需求、市场竞争、投资和政府作用等；另一类为内源因素，它包括创新主体的创新意识，企业或创新机构对经济利润最大化的追求等等。技术创新是由于各种涨落而引起的，创新本身相对于原来的系统而言也是一种涨落，这种涨落首先在一个甚至几个部门产生。由于模仿、移植、再创新、政府的推广等非线性机制，创新涨落被放大，创新溢出原有的部门扩散到整个经济系统。正是这些涨落使得技术创新远离平衡态，因而自组织现象得以实现。

(八)自相似性

创新集群显著地体现了技术创新的自相似性。创新集群可分为两类：时间意义上的创新集群主要表现为由于需求的全面旺盛或其它有利条件的共同刺激，在同一时期集中出现成群的在技术上并无直接联系的创新；空间意义上的创新集群主要表现为当一项或少数几项重要的技术创新出现后，会随之涌现出一系列在技术上与之相关的创新。这些相关创新既包括对先期出现的重要创新本身的技术改进，又包括在先期出现的重要创新所产生的新技术的基础上进行的其他形式的创新。这些都与单项创新的学习、搜寻、选择、突变的过程极为相似，即技术创新的演化过程是分形的，作为整体看待的演化过程与分支过程是相似的。

四、结论与启示

技术创新不仅是由人参与的复杂系统，也是与现代科学技术紧密结合的系统，是与政治、经济、文化、军事、宗教等因素密切相关的系统。面对这样一个多层次、多因素的复杂系统，我们必须站在一定的高度，把它与各个方面综合集成，而不是简单的把它与其它系统相联系，更不能孤立的研究它。

首先，技术创新研究要把握整体、适应复杂性。社会科学传统的思维方式在本质上把世界看成是一部机器，对这部机器的各项操作，都可以有完全预知的结果，但这只能片面的说明世界是如何运转的。而技术创新这样的系统不是机器，它更像是生命的有机体。技术创新各个环节的行为并不是孤立的，而是以复杂的方式相互影响，是一个整体，过于关注细节往往不能产生创新成果。我们需要一种新的、灵活的、超越传统的思维来看待这个“生命”，并且允许这个“生命”以复杂性的面貌出现，而我们要做的就是去适应这种复杂性，并且利用复杂性来更好的理解它。

其次，要突破传统的研究方法。研究技术创新这个复杂系统要比研究简单的线性系统困难得多。为此，必须从这个复杂系统自身的特点出发，可以采用隐喻类比、模拟仿真、综合集成等传统科学不甚运用的非还原方法。但是一定要坚持定性判断和定量计算相结合、微观分析和宏观综合相结合、还原论与整体论相结合、确定性描述与不确定性描述相结合、科学推理与哲学思辨相结合、计算机模拟与专家智能相结合。

推荐访问:复杂性 技术创新 特征 研究