基于耗散結(jié)構(gòu)理論的資源型城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)

曹 楊,王雪青

(天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部,天津 300072)

資源型城市可持續(xù)發(fā)展對(duì)保障能源供給、實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義,近年來(lái)國(guó)家和社會(huì)各界對(duì)此給予了高度關(guān)注。資源型城市轉(zhuǎn)型面臨眾多障礙,其中技術(shù)老化、創(chuàng)新精神缺失是主要障礙之一,邵帥與齊中英(2009)證實(shí)了資源輸出對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的擠出效應(yīng)[1]。張秀生等(2001)認(rèn)為,資源型城市的生活環(huán)境和行業(yè)特點(diǎn)使高學(xué)歷人才帶有偏見(jiàn),即使引進(jìn)人才也是圍繞資源開(kāi)發(fā)利用,專業(yè)方向單一,造成生產(chǎn)技術(shù)及科研水平落后,人口素質(zhì)較低[2]。許多國(guó)外資源型城市轉(zhuǎn)型成功的經(jīng)驗(yàn)表明:通過(guò)發(fā)展高科技新興產(chǎn)業(yè)、利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、建立高新技術(shù)園區(qū)等措施提高城市創(chuàng)新能力[3],形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),有利于資源型城市可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展創(chuàng)新能力是我國(guó)資源型城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要途徑[4],用科學(xué)的方法客觀評(píng)價(jià)資源型城市創(chuàng)新能力的發(fā)展水平,分析阻礙資源型城市創(chuàng)新能力提高的因素,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用多種方法對(duì)區(qū)域創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià),如模糊綜合評(píng)價(jià)、灰色聚類分析、DEA法、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、層次分析法(AHP)等[5]。這些研究成果豐富了區(qū)域創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)理論體系,但大多數(shù)學(xué)者的研究對(duì)象是我國(guó)科技實(shí)力較強(qiáng)的省份,專門研究資源型城市創(chuàng)新能力的文獻(xiàn)較少。資源型城市具有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、環(huán)境污染嚴(yán)重等特征,屬于典型的復(fù)雜系統(tǒng),本文從耗散結(jié)構(gòu)理論出發(fā),設(shè)計(jì)針對(duì)資源型城市的創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。考慮創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)間具有相互影響、相互作用的關(guān)系,本文構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)評(píng)價(jià)模型,并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行評(píng)估。與以往的評(píng)價(jià)方法相比,ANP法可以利用超矩陣對(duì)具有相互影響的因素進(jìn)行綜合分析,是一種準(zhǔn)確高效的評(píng)價(jià)方法。

一、創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1. 以耗散結(jié)構(gòu)視角評(píng)價(jià)資源型城市創(chuàng)新能力

耗散結(jié)構(gòu)理論是復(fù)雜系統(tǒng)理論中非平衡系統(tǒng)自組織理論最重要的組成部分,由伊里亞·普里戈金(Ilya Prigogine)教授在1969年提出[6]。耗散結(jié)構(gòu)理論的基本內(nèi)容是:遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非線性的開(kāi)放系統(tǒng),通過(guò)與外界交換物質(zhì)和能量,在系統(tǒng)內(nèi)部某個(gè)參量的變化達(dá)到一定閾值時(shí),系統(tǒng)有可能通過(guò)漲落發(fā)生突變,由原來(lái)的混沌無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間、空間或功能上的有序狀態(tài),形成“耗散結(jié)構(gòu)”。

復(fù)雜系統(tǒng)要形成耗散結(jié)構(gòu)有四個(gè)條件:首先,系統(tǒng)具有開(kāi)放性。開(kāi)放的系統(tǒng)可以自由與外部進(jìn)行物質(zhì)和能量交換,吸收系統(tǒng)外界的負(fù)熵,減少系統(tǒng)內(nèi)部的熵增,使系統(tǒng)由無(wú)序轉(zhuǎn)為有序。第二,系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)。在平衡態(tài)和近平衡態(tài),系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)和能量分布過(guò)于均勻,擾動(dòng)總是被系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性抵消;只有在遠(yuǎn)離平衡態(tài)條件下,系統(tǒng)才能形成動(dòng)態(tài)特征。第三,系統(tǒng)內(nèi)存在非線性機(jī)制。非線性機(jī)制是系統(tǒng)產(chǎn)生耗散結(jié)構(gòu)的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)機(jī)制,在臨界點(diǎn)處,子系統(tǒng)之間非線性的相互作用將微漲落放大為巨漲落。第四,漲落是耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的觸發(fā)器,漲落的性質(zhì)和方向決定了系統(tǒng)演變的方向。

資源型城市屬于典型的復(fù)雜系統(tǒng),黃溶冰、胡運(yùn)權(quán)等(2005)基于耗散結(jié)構(gòu)視角分析了礦業(yè)城市的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型路徑[7]。我國(guó)大多數(shù)礦業(yè)城市受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的影響,技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、人才流動(dòng)性差,處于平衡或線性近平衡區(qū)。為避免出現(xiàn)熱力學(xué)“熱寂”現(xiàn)象,礦業(yè)城市應(yīng)該不斷吸收“負(fù)熵”,使系統(tǒng)從高熵?zé)o序狀態(tài)逐步向低熵有序狀態(tài)發(fā)展。

將耗散結(jié)構(gòu)理論引入資源型城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià),就是把資源型城市的創(chuàng)新體系視為復(fù)雜系統(tǒng),通過(guò)一系列合理的機(jī)制設(shè)計(jì)和制度安排為城市創(chuàng)新體系輸入“負(fù)熵”流,使這一復(fù)雜系統(tǒng)逐漸演進(jìn)成為自組織和自適應(yīng)的耗散結(jié)構(gòu)。

2. 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

按照耗散結(jié)構(gòu)的形成條件,資源型城市創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要從以下四個(gè)方面考慮:第一,資源型城市的開(kāi)放程度是否可與外界環(huán)境自由地進(jìn)行人才和信息的交換。如通過(guò)逐步改善投資環(huán)境,增加對(duì)技術(shù)、資金和人才的吸引力等。第二,能否躍遷至遠(yuǎn)離平衡態(tài)。大部分資源型城市的創(chuàng)新能力較差,依靠自身能力難以達(dá)到遠(yuǎn)離平衡態(tài),需要國(guó)家和地方政府有重點(diǎn)、有規(guī)劃地制定科技政策,對(duì)科技系統(tǒng)進(jìn)行必要的投入。第三,是否形成非線性結(jié)構(gòu)。資源型城市須要建立多層次的技術(shù)創(chuàng)新體系,形成具有彈性的技術(shù)開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu),將創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)化為科技成果。第四,是否具備產(chǎn)生漲落的潛力。高素質(zhì)的勞動(dòng)力是重要的創(chuàng)新載體，他們能夠?qū)?chuàng)新體系中的“微漲落”發(fā)展為“巨漲落”，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新體系自組織的過(guò)程。資源型城市應(yīng)重視人力資源素質(zhì)的提高，加大對(duì)教育系統(tǒng)的投入。

按照以上分析,構(gòu)建資源型城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如表1所示。一級(jí)指標(biāo)分為創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新政策、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新潛力四個(gè)方面;二級(jí)指標(biāo)按照全面性、可得性和可比性原則,借鑒以往資源型城市創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)[8],盡量選擇在公開(kāi)出版的統(tǒng)計(jì)年鑒中可查的統(tǒng)計(jì)指標(biāo),共18個(gè)。

表1 資源型城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

二、構(gòu)建基于ANP方法的評(píng)價(jià)模型

1. ANP法及其層次結(jié)構(gòu)

層次分析法(AHP)是以往多準(zhǔn)則決策確定指標(biāo)權(quán)重最常用的方法,但AHP法只考慮上級(jí)準(zhǔn)則對(duì)下級(jí)元素的支配和影響,假設(shè)同級(jí)的元素之間是相互獨(dú)立的,這種假設(shè)使AHP法在處理內(nèi)部元素存在非獨(dú)立遞階結(jié)構(gòu)的復(fù)雜問(wèn)題時(shí)會(huì)受到限制。為此,Saaty教授在1996年提出網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP),這種方法考慮了不同層次的元素組及元素組內(nèi)部的元素間具有關(guān)聯(lián)或反饋關(guān)系的情況,將系統(tǒng)內(nèi)各元素的關(guān)系用類似網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示。ANP法可以更真實(shí)地反映客觀事物之間的復(fù)雜關(guān)系,更準(zhǔn)確地描述決策問(wèn)題[9]。天津大學(xué)趙國(guó)杰等(2004)應(yīng)用ANP法對(duì)我國(guó)12個(gè)省市區(qū)域科技實(shí)力進(jìn)行了評(píng)價(jià)[10]。曹萍等(2010)應(yīng)用ANP法對(duì)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)[11]。

ANP的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)包含兩部分:一部分是控制層,包括問(wèn)題目標(biāo)及決策準(zhǔn)則,所有的決策準(zhǔn)則均相互獨(dú)立,且下一準(zhǔn)則只受上一準(zhǔn)則支配,每個(gè)準(zhǔn)則的權(quán)重可由傳統(tǒng)AHP方法獲得。另一部分是網(wǎng)絡(luò)層,由所有受控制層支配的元素組成,元素和層次之間內(nèi)部不獨(dú)立,構(gòu)成相互依存的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？刂茖雍途W(wǎng)絡(luò)層共同組成了ANP層次結(jié)構(gòu),見(jiàn)圖1。

圖1 ANP的基本結(jié)構(gòu)

應(yīng)用ANP法處理評(píng)價(jià)問(wèn)題包括以下三個(gè)基本步驟:①確定評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和評(píng)價(jià)指標(biāo),判斷元素集之間和元素之間是否存在相互依存和反饋關(guān)系;按元素集和元素的支配關(guān)系在ANP專用計(jì)算軟件Super Decisions中構(gòu)造ANP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。②采用專家評(píng)價(jià)法首先對(duì)評(píng)價(jià)模型中的準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行重要性比較,然后對(duì)存在相互依存關(guān)系的元素進(jìn)行重要性比較,將結(jié)果輸入Super Decisions。③構(gòu)造ANP超矩陣,計(jì)算指標(biāo)的綜合權(quán)重。

2. 基于ANP法的資源型城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)模型

由表1選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)可以看出,各個(gè)元素并非完全獨(dú)立的關(guān)系。在元素集內(nèi)部某些元素之間存在相互影響,以元素集C3創(chuàng)新結(jié)構(gòu)為例,企業(yè)工程技術(shù)中心數(shù)C31與年度市級(jí)以上科技成果登記數(shù)C34之間存在相關(guān)性。在不同元素集的元素之間也存在互相影響,如元素集C2創(chuàng)新政策中的人才引進(jìn)優(yōu)惠政策C23與元素集C4創(chuàng)新潛力中的萬(wàn)人擁有專業(yè)技術(shù)人員數(shù)C44之間,存在明顯的正相關(guān)。因此,在建立評(píng)價(jià)模型時(shí)須要考慮元素之間的相互依存和反饋關(guān)系,ANP法正適用于解決此類問(wèn)題。ANP法在計(jì)算指標(biāo)權(quán)重時(shí),首先根據(jù)元素集和元素之間的關(guān)系構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),再針對(duì)資源型城市創(chuàng)新能力這一目標(biāo),對(duì)元素集之間和元素之間進(jìn)行逐一比較,構(gòu)成兩兩比較矩陣。圖2是根據(jù)元素集C1、C2、C3、C4所包含元素的相互關(guān)系建立的資源型城市創(chuàng)新能力ANP評(píng)價(jià)模型。

圖2 資源型城市創(chuàng)新能力的ANP評(píng)價(jià)模型

三、案例分析

本文選取遼寧省葫蘆島市楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)作為研究對(duì)象,采用上述評(píng)價(jià)模型對(duì)其2006—2008年創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)是我國(guó)重要的金屬鉬生產(chǎn)基地和資源型城市轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)地區(qū)。自2006年以來(lái),該開(kāi)發(fā)區(qū)加快實(shí)施科技興區(qū)的戰(zhàn)略,建設(shè)“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化的科技創(chuàng)新體系,本文對(duì)其創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)具有一定的代表性。

1. 確定指標(biāo)權(quán)重

采用專家評(píng)價(jià)法首先對(duì)評(píng)價(jià)模型中的準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行重要性比較,然后對(duì)存在相互依存關(guān)系的元素進(jìn)行重要性比較,將結(jié)果輸入計(jì)算ANP的專用軟件Super Decisions,得出開(kāi)發(fā)區(qū)創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各元素對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重,運(yùn)行結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，財(cái)政科技投入占GDP比重、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重、主要礦產(chǎn)資源保有儲(chǔ)量三個(gè)指標(biāo)的權(quán)重略高于其他指標(biāo)，這與現(xiàn)實(shí)情況相符，資源型城市創(chuàng)新體系的發(fā)展主要靠財(cái)政的積極扶持、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以及外部資源的流入。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

2. 楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)

分別對(duì)楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)2006—2008年的創(chuàng)新能力進(jìn)行打分和計(jì)算,其中定量數(shù)據(jù)來(lái)源于《葫蘆島年鑒》(2007—2009)及楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);等級(jí)數(shù)據(jù)的打分采用五級(jí)李克特量表(Likert Scale),即“5=很好,4=較好,3=一般,2=較差,1=很差”,由開(kāi)發(fā)區(qū)相關(guān)專家組成的評(píng)價(jià)小組進(jìn)行打分。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,消除量綱的影響,用加權(quán)法得到各年綜合得分,如表3所示。

表3 楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)2006—2008年創(chuàng)新能力得分

從表3可以看出,楊家杖子開(kāi)發(fā)區(qū)的創(chuàng)新能力近幾年來(lái)有一定改善,模型很好地反映了開(kāi)發(fā)區(qū)創(chuàng)新能力的提高,說(shuō)明開(kāi)發(fā)區(qū)科技興區(qū)的政策取得了較好的效果。2006年以來(lái)開(kāi)發(fā)區(qū)加強(qiáng)了對(duì)科技人才的科研環(huán)境建設(shè),引進(jìn)高等院校、高層次科研院所等研發(fā)機(jī)構(gòu),促進(jìn)人才資源開(kāi)發(fā)和優(yōu)化配置,營(yíng)造有利于科技人才成長(zhǎng)和創(chuàng)業(yè)的社會(huì)環(huán)境,在推動(dòng)優(yōu)秀科研成果的創(chuàng)造與轉(zhuǎn)化方面取得了一定的成績(jī)。但在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)開(kāi)發(fā)區(qū)科技人員明顯偏少,其中研究生以上學(xué)歷只有5人,人才總量相對(duì)匱乏,在今后的政策制定過(guò)程中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)人才引進(jìn)和培養(yǎng)的制度建設(shè),加大對(duì)科技和教育的資金投入,滿足科技創(chuàng)新對(duì)人才的需求,實(shí)現(xiàn)資源型城市成功轉(zhuǎn)型。

四、結(jié) 語(yǔ)

科技創(chuàng)新是資源型城市實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的根本途徑,對(duì)資源型城市創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)可以從多個(gè)角度進(jìn)行。本文從復(fù)雜系統(tǒng)理論中耗散結(jié)構(gòu)的形成條件出發(fā),設(shè)計(jì)了新的資源型城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;建立了ANP評(píng)價(jià)模型,通過(guò)Super Decisions 軟件計(jì)算出指標(biāo)權(quán)重,解決了指標(biāo)之間存在相互影響的問(wèn)題。應(yīng)用該模型對(duì)葫蘆島市楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)創(chuàng)新能力進(jìn)行了評(píng)價(jià),驗(yàn)證了模型的有效性。

資源型城市的創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)具有復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性,本文設(shè)計(jì)的指標(biāo)體系還存在一定的局限性,如僅從單一城市的視角分析創(chuàng)新能力,忽略了區(qū)域以外科研資源的運(yùn)用水平對(duì)資源型城市創(chuàng)新能力的影響,這須在進(jìn)一步的研究中加以改進(jìn)。

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