企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新行為研究
——基于前景理論的演化博弈分析

（中南大學(xué)商學(xué)院，長沙 410083）

引 言

現(xiàn)如今，我國企業(yè)普遍存在一個令人擔(dān)憂的現(xiàn)狀，一旦缺乏其他國家的技術(shù)支持，我國部分企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)將受到一定沖擊，甚至寸步難行。面對科技強國的技術(shù)威脅，我國企業(yè)再次認識到想要提升自身競爭力和企業(yè)價值，掌握核心技術(shù)勢在必行。技術(shù)創(chuàng)新也是推動國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的核心要素，尤其是突破性技術(shù)創(chuàng)新的成功將對企業(yè)的生產(chǎn)和人民的生活產(chǎn)生重大影響，其本質(zhì)上是一項根本性或顛覆性的大范圍變革，它改變了現(xiàn)有的工藝水平或現(xiàn)有的產(chǎn)品和服務(wù)［1］。因此加強對突破性技術(shù)創(chuàng)新的研究有利于減弱我國對其他發(fā)達國家的技術(shù)依賴，努力實現(xiàn)后發(fā)趕超的目標。

1912年，熊彼特在其著作中提出的創(chuàng)新理論引發(fā)了廣大學(xué)者的研究熱潮，尤其在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者從不同方面對其展開了大量的研究。一些學(xué)者將企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新按照創(chuàng)新強度進行了分類［2，3］， 隨著研究的深入， 部分學(xué)者詳細辨析了技術(shù)創(chuàng)新的一些概念［4，5］，在歸納總結(jié)了相關(guān)文獻后對突破性技術(shù)創(chuàng)新、激進式創(chuàng)新、破壞性創(chuàng)新和漸進性創(chuàng)新等關(guān)聯(lián)概念進行辨析，給出了突破性技術(shù)創(chuàng)新的測度方法，還從技術(shù)變革和商業(yè)模式變革兩大維度將上述概念進行辨析，通過比較4種創(chuàng)新方式的異同，進而重新定義突破性技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵。另有一些學(xué)者分別基于模塊化、知識管理、戰(zhàn)略和組織等視角對突破性技術(shù)創(chuàng)新的路徑、過程及影響因素進行探索［6-8］。以往文獻主要運用定性分析的方法從企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵、特點和影響因素等方面進行探索，并從技術(shù)創(chuàng)新過程、知識管理、組織學(xué)習(xí)和伙伴選擇等維度研究突破性技術(shù)創(chuàng)新的形成和演化［9-11］，但從定量分析角度對企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新的投資決策行為的研究相對而言較為缺乏。

傳統(tǒng)的投資決策方法存在一定缺陷，忽視了投資環(huán)境的不確定性、管理者的決策柔性，突破性技術(shù)創(chuàng)新的特征決定了其不適用于傳統(tǒng)投資決策方法，而近幾年來提出的實物期權(quán)法和期權(quán)博弈論有效地彌補了傳統(tǒng)方法的缺陷，為企業(yè)的投資決策提出了新的思路。Dixit等［12］在不確定條件下對稱雙頭壟斷期權(quán)博弈模型的基礎(chǔ)上，研究了不完全競爭情況下的兩個競爭者市場的投資策略均衡。Huisman和Kort［13］研究了市場需求的不確定性對雙頭壟斷企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新投資決策的影響。國內(nèi)學(xué)者曹國華等［14］運用期權(quán)博弈模型，研究了在不確定條件下兩個需求不對稱的企業(yè)的研發(fā)投資決策。于媛媛［15］運用期權(quán)博弈論法研究企業(yè)作為領(lǐng)導(dǎo)者和追隨者的收益函數(shù)和最佳投資臨界值。然而上述學(xué)者的研究主要基于漸進性技術(shù)創(chuàng)新的投資決策，很少涉及到突破性技術(shù)創(chuàng)新投資決策的研究。已有的國內(nèi)研究對此略有涉及，樊霞等［16］根據(jù)技術(shù)創(chuàng)新的突破性特征利用實物期權(quán)方法得出了突破性技術(shù)創(chuàng)新項目的投資決策模型和投資決策特征。劉衛(wèi)柏等［17］進一步構(gòu)建了3個期權(quán)博弈模型，并進行實證檢驗。但是上述研究分析的前提都是假設(shè)博弈方具有完全理性，整個決策過程中不允許博弈方犯錯，這與實際不相符，在許多決策問題中，人是有限理性的，不可能完全避免犯錯，不可能每個決策階段都保持完全理性，因此，本文采用演化博弈理論來解決有限理性問題。

此外，相關(guān)研究表明外部激勵會影響企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新活動。Feldman和Link［18］指出，企業(yè)能夠持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新的主要原因之一就是政府的支持和鼓勵，包括資金直接補助、稅收優(yōu)惠、人才引進等。有學(xué)者［19-21］通過演化博弈的方法具體研究了不同的補助方式如何影響企業(yè)選擇適合的創(chuàng)新模式。目前，學(xué)術(shù)界關(guān)于政府補助對企業(yè)創(chuàng)新活動的影響作用的觀點主要分為3種，分別是促進作用［22，23］， 抑制作用［24，25］和無效論［26］。 與漸進性技術(shù)創(chuàng)新的特點相比而言，突破性技術(shù)創(chuàng)新具有風(fēng)險高、影響范圍大、投資周期長和市場不確定性高等特點［27］，但同時也能打破現(xiàn)有市場格局產(chǎn)生更大的收益。但是進行突破性技術(shù)創(chuàng)新需要投入大量的資金，較高的不確定性會使資金不充裕的企業(yè)缺乏創(chuàng)新的動力，也會使部分技術(shù)在初期遭遇夭折。因此在建設(shè)創(chuàng)新型國家背景下，探究政府的補助是否會對企業(yè)選擇進行突破性技術(shù)創(chuàng)新的決策過程產(chǎn)生影響，政府能否發(fā)揮引導(dǎo)和激勵作用具有一定的現(xiàn)實意義。

本文在技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)是有限理性的假設(shè)條件下，運用演化博弈的分析方法來研究政府對企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新投資決策的影響。傳統(tǒng)的演化博弈分析過程中的收益是以期望效用理論的客觀收益為基礎(chǔ)計算的，但是建立在有限理性假設(shè)基礎(chǔ)上的前景理論指出，人們面對 “得失”風(fēng)險偏好不一致，面對 “失”時會因為不甘心更愿意追求風(fēng)險，以期能夠翻盤；面對 “得”時則會更加謹慎小心，不愿意冒風(fēng)險，因此有限理性的博弈雙方在決策時主要利用主觀感知的策略收益價值而非客觀實際收益，這種感知價值符合前景理論特征［28］。綜上，本文在演化博分析過程中引入前景理論，構(gòu)建收益矩陣，將有限理性假設(shè)貫徹于政府和企業(yè)的感知和決策過程，最后利用數(shù)值仿真進行深入分析并得出結(jié)論。

1 演化博弈模型

根據(jù)以往學(xué)者的研究可知，突破性技術(shù)創(chuàng)新本身所具有的大量不確定性使得很多企業(yè)望而卻步，這并不利于社會整體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。從企業(yè)實際情況來看，企業(yè)可以通過突破性技術(shù)創(chuàng)新獲得大量收入，對社會具有正外部效應(yīng)，在產(chǎn)品商業(yè)化階段以稅收的形式增加政府收入；同時，由于企業(yè)在突破性技術(shù)創(chuàng)新過程中獲得政府補助，企業(yè)所面臨的風(fēng)險和成本將降低，使得企業(yè)的收益進一步增大。

本文在企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新決策過程中提出如下假設(shè)：

（1）博弈雙方分別為政府和技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)的策略集為 ｛創(chuàng)新，不創(chuàng)新｝，政府的策略集為 ｛補助，不補助｝。博弈雙方交互影響的過程遵循有限理性、不完全信息等演化博弈的基本假設(shè)。

（2）企業(yè)與政府利用策略的主觀感知價值進行決策，這種感知價值的特征符合前景理論。企業(yè)與政府的博弈過程是動態(tài)反復(fù)的，根據(jù)對方策略的變化不斷調(diào)整己方策略，直至達到演化穩(wěn)定均衡狀態(tài)。

（3）衡量企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新的成功標準為最終產(chǎn)品市場化的成功。

基于以上假設(shè)建立如表1所示演化博弈模型。

表1 博弈雙方收益矩陣

其中，企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新項目初始需要投入大量資金，設(shè)投入總成本為I，項目的成功率為φ，假定通過突破性技術(shù)創(chuàng)新可以顛覆現(xiàn)有市場并建立嶄新的市場，項目取得成功之后能夠得到的收益為R，則該項投資的期望收益為φR。企業(yè)選擇不進行突破性技術(shù)創(chuàng)新的一般收益為W，一般收益是指企業(yè)日常經(jīng)營所帶來的收益，突破性技術(shù)創(chuàng)新一旦成功將帶來額外的收益，并且這項收益是客觀的。政府對企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新的專項補助系數(shù)為a，則企業(yè)獲得的補助為aI。產(chǎn)品成功市場化取得的收益為政府帶來稅收收益，設(shè)企業(yè)進行突破性技術(shù)創(chuàng)新并取得成功的稅前利潤為Q，技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)所得稅稅率為b。如果企業(yè)在政府提供補助的情況下未選擇創(chuàng)新而將資金用于別處，政府對這種行為的監(jiān)管程度為m，即企業(yè)未按用途使用補助被發(fā)現(xiàn)的概率，相應(yīng)的罰金為F。

此外，本文假設(shè)博弈雙方是有限理性的，根據(jù)前景理論，博弈雙方對于客觀確定的收益和損失不存在感知價值和實際價值的偏差，而當(dāng)博弈雙方對收益或損失ΔU不確定時，產(chǎn)生感知價值v（ΔU）， 公式如下：

其中，ΔU表示距離參照點的損益離差，ΔU≥0表示決策者對該策略的主觀感知價值為 “收益”，ΔU＜0表示決策者對該策略的主觀感知價值為 “損失”。α（0≤α≤1）表示決策者感知 “收益” 和 “損失”價值函數(shù)的風(fēng)險態(tài)度系數(shù)，值越大表示決策者越傾向于冒風(fēng)險。λ表示決策者對損失的規(guī)避程度，數(shù)值越大則表示決策者對損失越敏感，規(guī)避程度越大［28］。為便于分析，本文假設(shè)價值函數(shù)中參照點的價值為0，收益和損失的絕對值由相應(yīng)的離差代替。

2 模型求解及分析

本文假設(shè)企業(yè)進行技術(shù)創(chuàng)新的概率為x，企業(yè)不進行創(chuàng)新的概率為1-x；政府選擇補助的概率為y，選擇不補助的概率為1-y。x、y均為關(guān)于時間t的函數(shù)。

因此技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)選擇進行突破性技術(shù)創(chuàng)新策略的收益為：

技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)選擇不進行突破性技術(shù)創(chuàng)新策略的收益為：

技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)混合策略的期望收益為：

政府部門在企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新過程中選擇補助的收益為：

政府部門在企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新過程中選擇不補助的收益為：

政府部門的混合策略期望收益：

企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新的演化博弈復(fù)制動態(tài)方程為：

創(chuàng)新系統(tǒng)的雅克比矩陣為：

根據(jù)雅克比矩陣的局部穩(wěn)定性判定準則，當(dāng)且僅當(dāng)局部均衡點同時滿足系統(tǒng)的雅克比矩陣的行列式DetJ＞0且跡TrJ＜0時，該點才是局部穩(wěn)定點，當(dāng)矩陣的行列式和跡均為正值時該點為不穩(wěn)定點。以此為判定依據(jù)進行以下分析。

在（x*，y*）點處有跡TrJ＝0，不滿足判定條件，因此局部均衡點（x*，y*）不可能是ESS。在（1，1）點處有DetJ＞0 但Trj＞0， 不符合判定條件，所以局部均衡點（1，1）不可能是ESS。

推論 1：當(dāng)φR＜I+λ（bQ）α且（mF）α＜λ（aI）α?xí)r，（0，0）是系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點。這種穩(wěn)定狀態(tài)由政府不進行補助企業(yè)也不進行創(chuàng)新的消極行為造成，不利于鼓勵企業(yè)發(fā)展突破性技術(shù)。

在企業(yè)選擇進行突破性技術(shù)創(chuàng)新時，若企業(yè)的收益φR較小，直至小于企業(yè)所需要的投入和所需支付的稅收之和，那么出于經(jīng)濟利益考慮企業(yè)會選擇不進行創(chuàng)新。此時從感知價值角度考慮，政府若選擇補助，那么由于企業(yè)選擇不創(chuàng)新策略所支付的罰金小于政府所提供的補助，則政府會選擇不補助策略，系統(tǒng)將演化至（0，0）穩(wěn)定點。

推論 2：當(dāng)λ（mF）α+φR-I-λ（bQ）α＜0 且（mF）α-λ（aI）α＞0 時， （0，1）是系統(tǒng)演化穩(wěn)定點。此種情形下，在政府愿意選擇補助的情況下企業(yè)仍選擇不創(chuàng)新，屬于政府補助無效、企業(yè)消極創(chuàng)新的狀態(tài)，是穩(wěn)定狀態(tài)中最不利的一種。

在政府選擇補助下，企業(yè)選擇創(chuàng)新和不創(chuàng)新的收益差λ（mF）α+φR-I-λ（bQ）α小于零， 此時企業(yè)寧可受罰也不愿將資金投入突破性技術(shù)創(chuàng)新中，因此政府對企業(yè)的補助是無效的。即使有些企業(yè)已經(jīng)選擇創(chuàng)新策略，在考慮了市場的激烈競爭和對利益最大化的追求后，也會放棄創(chuàng)新策略。而對政府而言，即使投出去的補助款可以通過違規(guī)企業(yè)的罰款進行彌補，但這不符合政府激勵企業(yè)進行創(chuàng)新的初衷，因此該補助措施是無效的。

推論3：當(dāng)φR-I-λ（bQ）α＞0 時， 此時（1，0）是系統(tǒng)演化穩(wěn)定點。此種情形下由于企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新所帶來的利益大于企業(yè)的投入與稅額之和，此時即使沒有政府的補助，企業(yè)也會自發(fā)的選擇進行創(chuàng)新。這種狀態(tài)最為理想，意味著即使沒有外部激勵措施，企業(yè)也會保持創(chuàng)新的積極性。但同時為了滿足該條件，需要確保項目較高的成功率和收益，并適當(dāng)調(diào)節(jié)創(chuàng)新型企業(yè)的稅率。

3 數(shù)值仿真

本文以某企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新為例，利用Python軟件來探究基于前景理論的突破性技術(shù)創(chuàng)新演化博弈模型中，各參數(shù)變化對系統(tǒng)演化的影響，模擬政府及潛在創(chuàng)新企業(yè)進行突破性技術(shù)創(chuàng)新決策時的動態(tài)演化過程。

假設(shè)現(xiàn)有一項突破性技術(shù)創(chuàng)新項目，企業(yè)需要投入成本I＝1000.00萬元，項目成功后每年可獲得收入R＝4000.00萬元，企業(yè)未按照規(guī)定將資金用于突破性技術(shù)創(chuàng)新，擅自挪用資金而未進行報備的罰金為F＝500.00萬元，突破性技術(shù)成功產(chǎn)生稅收收益的稅基Q＝600.00萬元。Tversky等曾研究指出，前景理論的價值函數(shù)中的收益和損失函數(shù)的風(fēng)險態(tài)度系數(shù)α一般取值為0.88，損失規(guī)避程度λ一般取值2.25［29］。設(shè)系統(tǒng)演化的初始點（x0，y0）為（0.5，0.5）。

（1）決策者感知 “收益”價值函數(shù)的風(fēng)險態(tài)度系數(shù)α的敏感性分析。當(dāng)項目成功率φ＝0.50和0.90時，將α分別取值0.50、0.60、0.70、0.88、0.90、1.00，系統(tǒng)演化情況分別如圖1和圖2所示。

圖1 系統(tǒng)對α值的敏感性 （φ＝0.50）

由圖可知企業(yè)和政府對感知價值的風(fēng)險態(tài)度系數(shù)α非常敏感。由圖1可知當(dāng)項目成功率為0.50，α＝0.50和0.60時，由于企業(yè)對項目的收益感知價值過小，可能導(dǎo)致企業(yè)認為進行突破性技術(shù)創(chuàng)新不會給企業(yè)帶來可觀利潤而最終選擇不創(chuàng)新策略。而當(dāng)企業(yè)對項目感知價值增大時，企業(yè)會自發(fā)選擇創(chuàng)新策略。通過圖2對比可知，當(dāng)企業(yè)突破性技術(shù)成功率增大時，即使此時企業(yè)對項目的感知價值不是那么高，政府補助作用不顯著，企業(yè)也會自發(fā)地向創(chuàng)新策略演化。

圖2 系統(tǒng)對α值的敏感性 （φ＝0.90）

（2）決策者感知 “損失”價值函數(shù)損失規(guī)避程度λ的敏感性分析。當(dāng)項目成功率φ＝0.50和0.90時，λ分別取值 1.00、1.50、2.25、3.00、3.50、4.00，系統(tǒng)演化情況分別如圖3和圖4所示。

圖3 系統(tǒng)對λ值的敏感性 （φ＝0.50）

圖4 系統(tǒng)對λ值的敏感性 （φ＝0.90）

通過觀察圖3可知，當(dāng)成功率為0.50時，隨著損失規(guī)避程度的增大，企業(yè)向創(chuàng)新策略的演化逐漸變慢。從圖4可知隨著項目成功率的增大，系統(tǒng)對損失規(guī)避敏感性程度增強，特別當(dāng)λ增大到4.00時，企業(yè)逐漸朝著不創(chuàng)新的方向演化，這意味著即使項目成功率非常高，高損失敏感性企業(yè)也會選擇不創(chuàng)新，而此時由于企業(yè)對損失非常敏感而導(dǎo)致政府的補助無效。

（3）政府對企業(yè)的創(chuàng)新補助系數(shù)a的敏感性分析。當(dāng)項目成功率φ＝0.50和0.90時，政府補助系數(shù)a的取值為0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50，系統(tǒng)演化情況如圖5和圖6所示。

圖5 系統(tǒng)對a值的敏感性 （φ＝0.50）

圖6 系統(tǒng)對a值的敏感性 （φ＝0.90）

觀察圖5和圖6可知，隨著突破性技術(shù)創(chuàng)新項目成功率逐漸提高，企業(yè)會演化為選擇創(chuàng)新策略，隨著政府補助系數(shù)的逐漸增大，政府在一定程度上可以激勵企業(yè)進行創(chuàng)新，引導(dǎo)企業(yè)加快速度向創(chuàng)新策略的方向演化。

（4）突破性技術(shù)創(chuàng)新項目成功率φ的敏感性分析。圖7表示φ取值為0.20、0.40、0.60、0.80、1.00時系統(tǒng)的演化情況。

由圖7可知，當(dāng)突破性技術(shù)創(chuàng)新項目的成功率低于0.50時，企業(yè)向不創(chuàng)新演化，而政府也將采取不補助策略，因為此時的補助是無效的。而當(dāng)成功率逐漸增大，越來越接近1.00時，即使沒有政府的補助，企業(yè)也會自發(fā)的選擇創(chuàng)新策略。由此可知，系統(tǒng)對項目成功率較為敏感。

圖7 系統(tǒng)對項目成功率φ的敏感性

（5）企業(yè)所得稅稅率b和政府監(jiān)管程度m的敏感性分析。當(dāng)b取0.10、0.15、0.20、0.30、0.40時，系統(tǒng)演化情況如圖8所示。當(dāng)m取0.20、0.40、0.60、0.80、1.00時，系統(tǒng)演化情況如圖9所示。

圖8 系統(tǒng)對稅率b的敏感性

圖9 系統(tǒng)對政府監(jiān)管程度m的敏感性

圖8顯示出系統(tǒng)對稅率較為敏感，當(dāng)稅率b逐漸增大時，企業(yè)向不創(chuàng)新策略演化，稅率越小，企業(yè)創(chuàng)新的積極性也越大。圖9顯示出系統(tǒng)對政府監(jiān)管程度的敏感性較弱，但增大政府監(jiān)管努力程度，適當(dāng)對企業(yè)施壓，在一定程度上能促進企業(yè)采取突破性技術(shù)創(chuàng)新策略。

4 結(jié) 論

本文在演化博弈模型中引入前景理論，用前景理論中的價值函數(shù)代替演化博弈收益矩陣中不確定的收益和損失的計算，更好地體現(xiàn)出博弈雙方從主觀感知價值到最終決策過程中的有限理性特點，在此基礎(chǔ)上探究了政府對企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新行為決策的影響作用，最后利用Python軟件模擬了各參數(shù)對企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新行為的演化影響，結(jié)果表明：

（1）只有當(dāng)企業(yè)選擇進行突破性技術(shù)創(chuàng)新的項目收益大于其投入的成本與稅額的總和，企業(yè)才會自發(fā)選擇創(chuàng)新策略，但這種理想狀態(tài)目前較難實現(xiàn)，這需要較高的項目收益R、較高的成功率φ和適當(dāng)?shù)亩惵蔮。而突破性技術(shù)的難點也就在于其較高的風(fēng)險性，從而難以保證創(chuàng)新成功率，并且需要大量的創(chuàng)新投入。系統(tǒng)對感知價值的風(fēng)險態(tài)度系數(shù)α和損失規(guī)避程度λ的變化敏感性較強。因此在突破性技術(shù)創(chuàng)新過程中要同時注重企業(yè)群體外部影響和內(nèi)部影響，適當(dāng)降低企業(yè)對采納風(fēng)險的規(guī)避程度，加強潛在技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)對突破性技術(shù)創(chuàng)新的信心，促使企業(yè)增大對創(chuàng)新收益的感知價值，但無須過分強調(diào)此種努力，只要將α值設(shè)定在0.88左右，λ值設(shè)定在2.25左右小幅度波動即可；（2）政府的補助對企業(yè)選擇進行突破性技術(shù)創(chuàng)新有一定的激勵作用，效果卻并不顯著，但是不能由此全部否認政府對技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)的積極作用。政府需要發(fā)掘潛在的高成功率突破性技術(shù)創(chuàng)新項目，并給予一定補助，緩解企業(yè)的資金壓力，進一步增強企業(yè)的信心，實現(xiàn)雙贏。

本文在一定意義上表明了政府在企業(yè)進行突破性技術(shù)創(chuàng)新決策過程中的實際影響作用，佐證了部分學(xué)者的觀點，豐富了企業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新投資決策行為的研究內(nèi)容，為后人的研究提供一定依據(jù)。