區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋機制研究

王祥兵+張強

摘 要：構(gòu)建區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋模型，得到區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生互饋條件。研究表明：區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展之間是相互作用、相互促進且有相同運動方向；較高水平區(qū)域創(chuàng)新能力能夠帶動區(qū)域經(jīng)濟較快發(fā)展，較快區(qū)域經(jīng)濟增長推動區(qū)域創(chuàng)新能力迅速提升。仿真分析驗證了區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋機制理論描述和邏輯結(jié)論。

關鍵詞：區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)；演化；區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展；互饋機制

一、引言

隨著科技進步和經(jīng)濟全球化進程的加快，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)成為區(qū)域競爭力提升與經(jīng)濟發(fā)展的源泉和重要動力。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)支持并產(chǎn)生創(chuàng)新，在實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟跨越式發(fā)展、促進區(qū)域人才集中、推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和形成區(qū)域競爭優(yōu)勢等方面起到明顯推動，因而構(gòu)建區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑與手段。而區(qū)域經(jīng)濟快速、穩(wěn)定的發(fā)展為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化提供物質(zhì)保障，并經(jīng)過創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)各主體的相互影響與作用，產(chǎn)生持續(xù)的激勵創(chuàng)新的動力，進而提升系統(tǒng)的創(chuàng)新效率，促進區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)向最優(yōu)方向演化。現(xiàn)有研究應用多種方法對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展之間的交互關系和交換機制從不同視角進行富有成效探討，但這些研究在系統(tǒng)整體性上缺乏對它們之間互饋機制的關注。為此，本文把區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化看成互饋的循環(huán)整體，并建立互饋模型以揭示它們互饋發(fā)展的內(nèi)在決定機制和關鍵因素。

二、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展加速機制

區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)通過強化與激發(fā)系統(tǒng)內(nèi)各主體的創(chuàng)新意識，不斷促進與增加創(chuàng)新行為的有效供給，以及通過提高創(chuàng)新系統(tǒng)演化效率和加強系統(tǒng)主體的合作創(chuàng)新動力降低區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中阻滯因素，推進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。其加速機制主要體現(xiàn)在以下三個方面：

第一，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)最優(yōu)演化能增強企業(yè)競爭優(yōu)勢。企業(yè)競爭優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其產(chǎn)品和服務的獨特性，在激烈的市場競爭中，只有當企業(yè)產(chǎn)品和服務具有獨特性時，才能吸引顧客，占領市場，贏得市場競爭的勝利。首先，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)通過技術(shù)創(chuàng)新與服務創(chuàng)新使區(qū)域內(nèi)企業(yè)在性能、質(zhì)量、制造工藝、品種、包裝和售后服務等方面體現(xiàn)出企業(yè)競爭優(yōu)勢。其次，區(qū)域內(nèi)企業(yè)不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)新產(chǎn)品替代舊產(chǎn)品，延長企業(yè)產(chǎn)品和其核心技術(shù)的生命周期，使企業(yè)競爭優(yōu)勢得以持續(xù)。

第二，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和升級。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和升級是指區(qū)域產(chǎn)業(yè)通過技術(shù)進步以及技術(shù)、知識創(chuàng)新使其由勞動與資金密集型向資金技術(shù)與知識密集型轉(zhuǎn)化的過程。首先，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)通過新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新能源的發(fā)明、擴散、應用與產(chǎn)業(yè)化，打破創(chuàng)新系統(tǒng)原有平衡，擴大創(chuàng)新活動空間與范圍，使得原有產(chǎn)業(yè)部門與產(chǎn)業(yè)分解形成新興產(chǎn)業(yè)部門和新產(chǎn)業(yè)。其次，創(chuàng)新系統(tǒng)還會利用創(chuàng)新資源配置方式不斷改進產(chǎn)業(yè)間投入產(chǎn)出聯(lián)系，使得區(qū)域內(nèi)上下游產(chǎn)業(yè)間過程和產(chǎn)品創(chuàng)新加速，促進區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)間聯(lián)合與創(chuàng)新擴散。最后，創(chuàng)新系統(tǒng)利用技術(shù)創(chuàng)新擴散使區(qū)域內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷更新?lián)Q代，從而推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造，實現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。綜上分析，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)通過知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，推動區(qū)域企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和過程創(chuàng)新，不斷優(yōu)化區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。

第三，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)最有演化可促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力快速提升。依據(jù)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟資源總量和分別情況以及經(jīng)濟和社會發(fā)展的現(xiàn)實需求，創(chuàng)新資源配置方式將有限資源配置到區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重點領域和優(yōu)勢行業(yè)中去，從而實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟資源配置優(yōu)化。其次，創(chuàng)新加快技術(shù)進步，促進資源利用率的提升、節(jié)約資源使用，從而增加資源和能源總量，實現(xiàn)區(qū)域資源可持續(xù)利用。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)通過創(chuàng)新人才管理方式，吸引了優(yōu)秀人才的涌入，凸顯了區(qū)域內(nèi)人才優(yōu)勢和價值。再次，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)有機整合了區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新資源，促進了區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟的和諧、可可持續(xù)發(fā)展。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)最優(yōu)演化能提升區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展能力。

三、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)最優(yōu)演化的激勵機制

區(qū)域經(jīng)濟快速、穩(wěn)定的發(fā)展為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)動態(tài)演化提供了物質(zhì)基礎保障，促進區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展資源得到更有效利用，推動各創(chuàng)新主體的互動與相互作用，激發(fā)了創(chuàng)新主體創(chuàng)新的積極性和創(chuàng)新精神，提升了區(qū)域創(chuàng)新效率。激勵機制主要表現(xiàn)在以下四個方面：

第一，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生巨大的市場需求為區(qū)域創(chuàng)新提供內(nèi)在動力。區(qū)域經(jīng)濟快速、穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生巨大的多層次、多樣化的市場需求，通過市場機制的內(nèi)在功能使市場需求信息被真實、完整的輸出給科研機構(gòu)和企業(yè)等主體，誘發(fā)他們創(chuàng)新動機和創(chuàng)新行為。區(qū)域創(chuàng)新主體通過對市場信息準確地捕捉來確定市場和創(chuàng)新需求方向，推動區(qū)域創(chuàng)新并提高其創(chuàng)新收益。區(qū)域創(chuàng)新活動不僅滿足多樣化、多層次的市場需求，而且進一步豐富、擴大了市場需求，從而形成區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的互動和融合。

第二，各類主體間競爭與合作是科技創(chuàng)新的外在壓力。區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)中各種企業(yè)作為自主經(jīng)營、自負盈虧的市場主體，其目標是利潤最大化。它們?yōu)楂@得更多經(jīng)濟利益與市場份額益必然在市場經(jīng)營中形成全方位的競爭格局。而企業(yè)要想在激烈的市場競爭中獲勝，其產(chǎn)品和服務必須具有獨特性，因而企業(yè)必然投入技術(shù)創(chuàng)新、服務創(chuàng)新等創(chuàng)新活動提升其競爭優(yōu)勢；反之，企業(yè)若不進行創(chuàng)新，則必然在市場競爭中淘汰。因此區(qū)域系統(tǒng)主體之間競爭壓力迫使區(qū)域企業(yè)在其生產(chǎn)經(jīng)營過程中不斷地開展各種創(chuàng)新活動促進其市場競爭優(yōu)勢提升。

第三，區(qū)域經(jīng)濟增長促進了創(chuàng)新資源的合理配置。區(qū)域經(jīng)濟高速、穩(wěn)定發(fā)展為區(qū)域創(chuàng)新提供充裕的物質(zhì)、資金、人才等重要創(chuàng)新資源，通過創(chuàng)新資源配置方式使創(chuàng)新資源得到最優(yōu)效率使用。首先，創(chuàng)新資金籌措渠道的優(yōu)化增加創(chuàng)新資金投入總量；其次，創(chuàng)新投入成本約束和創(chuàng)新收益激勵將使區(qū)域企業(yè)把創(chuàng)新投入轉(zhuǎn)向創(chuàng)新研究、成果轉(zhuǎn)化以及技術(shù)服務等方面，實現(xiàn)創(chuàng)新成果商品化和產(chǎn)業(yè)化，優(yōu)化創(chuàng)新資金投入結(jié)構(gòu)。再次，區(qū)域經(jīng)濟高速增長使得創(chuàng)新資源得潛在收益大大提高，引導創(chuàng)新資源合理流動，增強了區(qū)域創(chuàng)新資源保障。

第四，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展促進創(chuàng)新環(huán)境的優(yōu)化。區(qū)域經(jīng)濟增長增進了創(chuàng)新發(fā)展的基礎設施建設和創(chuàng)新相關政策的完善，有效改善了創(chuàng)新制度環(huán)境。首先，創(chuàng)新成果產(chǎn)權(quán)的明確界定以及其交易行為規(guī)范化使創(chuàng)新者的利益得到有效保護，極大激發(fā)創(chuàng)新人才的積極性，為充分發(fā)揮創(chuàng)新人才作用提供了良好的外部環(huán)境；其次，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展也在寬松、自由的環(huán)境中重塑了創(chuàng)新型人才的創(chuàng)新精神、進取心和創(chuàng)新積極性。

四、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋模型構(gòu)建和分析

根據(jù)上述分析，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展并不是相互獨立的，而是相互聯(lián)系、相互影響、相互促進的，表現(xiàn)出復雜的相互作用關系。為了準確反映二者之間的互饋關系，本文擬采用LOGISTIC方程為工具，構(gòu)建區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展相互作用模型，以全面反映二者動態(tài)互饋與相互作用關系。

1.模型假設

（1）選取區(qū)域經(jīng)濟增長潛力代表區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平，選取區(qū)域創(chuàng)新潛力代表區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化的整體情況。

（2）區(qū)域經(jīng)濟增長潛力與區(qū)域創(chuàng)新潛力都是時間t的連續(xù)、可微函數(shù)。

（3）單位時間區(qū)域創(chuàng)新潛力的增加對其經(jīng)濟增長潛力的反饋系數(shù)為α1，單位時間區(qū)域經(jīng)濟增長潛力增加對區(qū)域創(chuàng)新潛力的反饋系數(shù)為α2，其中α1>0，α2<0。

（4）區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展都滿足LOGISTIC演化規(guī)律。

2.模型建立

科技創(chuàng)新對區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與增長具有強大的引領和支持作用，建設區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)已經(jīng)成為推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)通過在區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)中引入新要素或要素的新組合而促進區(qū)域經(jīng)濟資源有效配置，使得經(jīng)濟源得到更為合理利用，推進區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和升級，增強區(qū)域經(jīng)濟競爭優(yōu)勢，促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。因而區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的最優(yōu)演化能有效助推了經(jīng)濟增長。綜合上述分析可以看出，區(qū)域創(chuàng)新潛力對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有重要影響，假設其影響因子和系統(tǒng)創(chuàng)新效率有關；區(qū)域經(jīng)濟增長潛力對區(qū)域創(chuàng)新潛力有重要影響，假設其影響因子值和經(jīng)濟實際增長有關。區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與其創(chuàng)新系統(tǒng)動態(tài)演化相互作用模型可用以下微分方程組表示：

3.模型穩(wěn)定性分析

上述微分方程組（1）本質(zhì)上一個2維分線性動力系統(tǒng)，其本質(zhì)屬性是由系統(tǒng)的定態(tài)決定，而系統(tǒng)定態(tài)常用系統(tǒng)的不動點方程來刻畫，它是由系統(tǒng)中所有狀態(tài)變量對時間的導數(shù)為0的點組成。當系統(tǒng)處于定態(tài)時，系統(tǒng)狀態(tài)不再發(fā)生變化，即系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。系統(tǒng)（1）的不動點方程為

由表1可知，系統(tǒng)（1）共有4個局部均衡點，其中均衡點E1，E2，E3是系統(tǒng)（1）的不穩(wěn)定點且無意義，E4在α1α2<1條件下是局部均衡且有意義。利用相軌線分析法對E4進行全局穩(wěn)定性分析，可以發(fā)現(xiàn)E4也是系統(tǒng)（1）的全局穩(wěn)定點。

綜上分析可知，α1α2<1在條件下，當t→∞時，無論x1，x2為何值，系統(tǒng)都會向E4演化。因而，在滿足一定條件下，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展會通過動態(tài)反饋作用都可以達到快速、穩(wěn)定的相對均衡的演進狀態(tài)。

五、仿真分析

由上述對系統(tǒng)（1）穩(wěn)定性分析可知，系統(tǒng)（1）的穩(wěn)定條件α1α2<1，下面通過計算機仿真來進一步分析在系統(tǒng)穩(wěn)定條件下，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋規(guī)律。假設時刻t=0時區(qū)域創(chuàng)新能力x1（0）=1.5%，區(qū)域經(jīng)濟增長潛力x2（0）=1.5%，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)最大創(chuàng)新能力M1=10%，區(qū)域經(jīng)濟最大發(fā)展?jié)摿2=15%，區(qū)域創(chuàng)新能力的固有增長率r1=3%，區(qū)域經(jīng)濟增長潛力的固有增長率r2=5%，單位時間區(qū)域創(chuàng)新潛力增加對區(qū)域經(jīng)濟增長潛力的反饋系數(shù)為α1=0.4，單位時間區(qū)域經(jīng)濟增長潛力增加對區(qū)域創(chuàng)新潛力的反饋系數(shù)為α2=0.6。取25個時間單位進行仿真如圖。

區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋機制仿真圖

從仿真圖可以看出，初期（0-12時間單位）由于受知識、技術(shù)、服務、市場、資金、制度、政策等各種條件限制，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展互饋性不強，因而區(qū)域創(chuàng)新

系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的水平和規(guī)模也都受到一定的限制，區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展雖呈正相關，但是發(fā)展水平和規(guī)模都較為緩慢。黃金期（13-25時間單位）區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展仍正相關，但是發(fā)展水平和規(guī)模都有非常大的提高。這說明在黃金期區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展之間形成相互作用、相互促進的動態(tài)均衡的互饋關系。較高水平創(chuàng)新能力可帶動區(qū)域經(jīng)濟較快增長，而較快區(qū)域經(jīng)濟增長也推動區(qū)域創(chuàng)新能力迅速提升。因而區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展之間具有很強互饋機制。

仿真分析表明：區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化之間不僅存在著復雜相互作用、相互影響的互饋關系，而且它們之間相互作用強度也是變化的，隨著它們演化、發(fā)展水平的提高，其作用強度也逐漸增強。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展正是在二者相互作用、共生演化過程中，實現(xiàn)其從較低層次向較高層次的躍遷演化。仿真分析也說明，本文所建立的理論模型能夠科學、客觀的描述區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展之間互饋機制。

六、政策啟示與建議

通過理論和仿真分析表明：區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展之間是互饋的循環(huán)整體，不僅要強調(diào)區(qū)域創(chuàng)新對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展加速機制，而且強調(diào)區(qū)域經(jīng)濟增長對區(qū)域創(chuàng)新以及創(chuàng)新能力提升激勵機制，有效發(fā)揮創(chuàng)新對經(jīng)濟發(fā)展的先導作用，實現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟循環(huán)共生演化。因而二者之間的互饋機制有深刻政策含義，對實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展目標和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)建設等有重要的指導意義：

第一，完善區(qū)域創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制。創(chuàng)新人才是促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)最優(yōu)演化間互饋的關鍵要素，因而要建立多種形式的創(chuàng)新人才互動模式，實現(xiàn)了各類精英人才在產(chǎn)學研項目中良性互動與合作，以提高創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化率。同時也要加大區(qū)域創(chuàng)新人才的培養(yǎng)力度，培養(yǎng)和造就一批高科技人才和創(chuàng)新型企業(yè)家隊伍為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供強大的人才保障和智力支持。

第二，完善創(chuàng)新協(xié)同機制。創(chuàng)新協(xié)同機制是實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展目標以及創(chuàng)新系統(tǒng)最優(yōu)演化的關鍵。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是一個多主體的復雜系統(tǒng)，他們在激烈市場競爭中既可能存在一致性也可能存在矛盾性。打破區(qū)域中企業(yè)、高校、科研機構(gòu)中人才交流制約因素，實現(xiàn)多種形式的產(chǎn)學研合作，完善和健全創(chuàng)新協(xié)同機制，才能真正實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的循環(huán)共生演化。

第三，完善創(chuàng)新激勵機制。區(qū)域創(chuàng)新是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在動力，因而政府應通過政策創(chuàng)新、服務創(chuàng)新以及制定與市場機制相結(jié)合、相互補的產(chǎn)權(quán)制度、專利制度、稅收制度、獎勵制度等來推進區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境優(yōu)化，健全激發(fā)創(chuàng)新的機制，促進區(qū)域創(chuàng)新能力的提升。

第四，完善區(qū)域創(chuàng)新投入機制與創(chuàng)業(yè)風險投資機制。發(fā)揮區(qū)域創(chuàng)新投入中政府引導作用，拓寬創(chuàng)新投入的渠道，通過產(chǎn)業(yè)、信貸、稅收等政策激勵企業(yè)大幅度增加創(chuàng)新投入以及引導多元化的社會資本參與創(chuàng)業(yè)風險投資推動區(qū)域自主創(chuàng)新，讓科研機構(gòu)和企業(yè)成為創(chuàng)新的主體，加速創(chuàng)新成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，進而推進區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)建設。

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作者簡介：王祥兵（1971- ），河南信陽人，博士，副教授，研究方向：經(jīng)濟金融系統(tǒng)化管理