基于流體力學的知識流動沿程損失研究

蘇 屹，李文寶壯，雷家骕

（1.哈爾濱工程大學經濟管理學院，黑龍江哈爾濱 150001；2.清華大學經濟管理學院，北京 10010）

不同于勞動力、土地、資本和金融資本等傳統(tǒng)要素資源，知識是一種極為特殊的新型資源，其已成為企業(yè)核心競爭力的關鍵組成部分，其實質作為一種重要的戰(zhàn)略資源，引發(fā)了學者對于知識轉移模式的大量關注和研究［1-5］。為了在激烈的市場競爭中博得先機，單一的組織內部知識整合已經無法滿足企業(yè)的需要，只有打破靜態(tài)的知識共享方式，才能滿足企業(yè)發(fā)展的新需求，企業(yè)可以通過不斷從組織外部獲取新知識的方式，達到知識創(chuàng)新的目的［6］。知識是集群內最重要和活躍的因素，能夠為集群企業(yè)的技術創(chuàng)新和績效提升帶來很大的裨益，重視知識流有利于促進根本性創(chuàng)新［7-8］。知識獲取的實質就是一個知識流動的過程，一個完整的知識流動過程中包括了知識獲取能力、知識傳導能力、知識吸收能力和知識應用能力［9］。因此，知識流動是企業(yè)實現(xiàn)知識創(chuàng)新的重要前提，低損耗的知識流動是高質量知識創(chuàng)新的重要保證。研究知識流動過程中沿程損失問題，對于提高知識傳輸效率，進而實現(xiàn)高質量知識創(chuàng)造具有重要的意義。

1 文獻回顧

知識是實現(xiàn)和維持經濟增長和組織競爭優(yōu)勢的關鍵，具有無形、可累計、不會物理磨損，可以無限次使用而不會減少其實質的獨特特征［10-11］。受到復雜性與模糊性的制約，知識具有不易被輕易掌握、難于被模仿等特點［12-13］。有效的知識管理是企業(yè)成功的關鍵和核心，通過對企業(yè)內部知識整合與共享以及外部知識的獲取［14-16］，可以有效加快企業(yè)的創(chuàng)新進程，實現(xiàn)創(chuàng)新商品化進而擴展市場占有率［17-19］。學者們從不同角度對知識管理進行界定，苗青，李安［20］認為知識管理是為提升組織的競爭優(yōu)勢而系統(tǒng)地獲取、創(chuàng)造、共享和應用知識的活動，同時知識管理也是一個過程，幫助組織發(fā)現(xiàn)、選擇、組織、傳播、傳遞重要信息和活動，如問題解決、動態(tài)學習必要的專業(yè)知識等。Zeynep Erden［21］，Gregorio Martín-de Castro 等［22］，Catia Milena Lopes［23］提出知識管理可以實現(xiàn)未來組織管理的靈活性和競爭力，使得正在進行的新產品和服務征服新市場，創(chuàng)造新市場和維護知識資本。

從過程的視角來看，知識管理的對象是知識流動的過程。學者們針對知識流動進行了深入的研究，主要成果包括：李順才等［24］提出知識流體與實際流體均可流動，同時兩者都有支持和阻礙流動的影響力，因此可以借助流體的屬性研究知識流動；顧新等［25］成認為知識流動的實質是促進知識資源的有效組合，是不同組織之間交互學習的過程；曹興等［26］提出了知識流動比知識本身更加重要并總結出企業(yè)內部知識流動的流動特征以及影響知識流動的因素。華連連等［27］整理了國內外學者對知識流動的觀點，總結出知識流動是在特定環(huán)境中，知識在有一定需求的主體之間從知識存量高者流向知識存量低者的過程。張勝等［28］指出企業(yè)可以根據(jù)具體的管理決策立刻調整知識流動，但是他們無法迅速變化知識存量。從長遠來看，知識流的投資將決定知識存量的水平和配置。因此，管理者的主要職責是對知識流動考慮潛在的流動和現(xiàn)有的知識存量的互補的時機做出戰(zhàn)略選擇。孫紅霞等［29］提出知識流動對于組織吸收、共享和整合知識起到關鍵的協(xié)調和促進作用?？讜缘さ龋?0］認為知識流動的活躍性有益于企業(yè)創(chuàng)新績效的發(fā)展，當一個系統(tǒng)具有結構不穩(wěn)定、主體多樣性、知識異質性等特點時，對系統(tǒng)中的知識流動具有明顯的促進作用。王文靜等［31］指出知識主體間通過知識流動實現(xiàn)知識互補，達到知識共享，進而提高創(chuàng)新效率與產出，企業(yè)與高校通過知識的跨組織轉移、流動和學習，實現(xiàn)知識增值。尹航等［32］認為對知識流動的結果分析能夠引導企業(yè)在合作過程中正確看待企業(yè)內部不同形式的知識流動，在知識獲取創(chuàng)造新知識實現(xiàn)突破式創(chuàng)新的同時充分利用知識泄漏的積極作用。秦雪等［33］提出企業(yè)應重視外部知識，積極與技術領先企業(yè)交流合作，拓寬知識獲取渠道，主動獲取創(chuàng)新資源。王莉等［34］認為知識流動是指知識在相關行為主體之間的轉移、共享和使用的交換作用過程。吳悅等［35］等認為在產學研協(xié)同創(chuàng)新知識流動過程中，知識共享顯著正向影響知識創(chuàng)造和知識優(yōu)勢形成，而知識創(chuàng)造又顯著正向影響知識優(yōu)勢形成。

知識流動與液體流動具有一定的相似性，學者將物理學中的流體力學相關概念賦予給知識流動的類似現(xiàn)象，流體力學為研究知識流動問題提供了一個具體的研究框架，用具象的液體流動研究抽象的知識流動。龔艷萍等［36］類比流體力學中流的概念，引出了知識流體概念，并提出知識粘滯性是導致知識流動過程中出現(xiàn)損失的原因。鄭準等［37］提出產業(yè)集群的知識轉移的流體屬性，并討論了知識轉移過程中的粘滯性。已有研究主要對損失產生的原因以及影響因素進行了定性分析，采取直觀判斷、經驗判斷和推理的方法進行研究。朱林［38］在研究中發(fā)現(xiàn)由于受到研究理論與研究工具的限制，對于定量研究方面關注不足。Ayad Ahmed 等［39］認為在技術轉讓中吸收新知識是緩慢而費力的過程。成功的知識轉移需要找到速度之間的合適的平衡和粘度。研究發(fā)現(xiàn)組織內或組織間的知識流動行為總會出現(xiàn)一定程度上的損失，使得處于知識低位的主體不能完全接受處于知識高位的主體傳輸?shù)娜恐R。

受到某些因素的影響液體在流動過程中會產生能量損失，借助流體力學相關公式模型，定量討論知識流動中損失的具體方式，并提出如何高效的進行知識流動，從而尋找管理啟示以實現(xiàn)知識創(chuàng)新。本文與已有文獻相比的貢獻之處在于：第一，在充分吸收了已有成果的基礎上，應用流體力學框架對流體力學模型與知識流動的影響因素進行轉譯分析。第二，從定量的角度研究，更加科學、客觀的討論了知識流動過程中的損失情況，為尋找提高知識流動效率方法提供了依據(jù)。

2 液體流動與知識流動的隱喻

在流體力學中由于勢差的存在，液體會由勢差高的一端流向勢差低的一端，知識流動與液體流動具有一定的相似性。類比于流體力學中勢差的概念，本文引入知識勢差［24］，其是指知識在流動過程中，知識擁有者與知識接受者之間知識存量的差異。知識從知識擁有者（知識存量較大的一方）流向知識接受者（知識存量較少的一方）的過程即為知識流動。

知識流動過程一般涉及到兩種類型的知識：顯性知識和隱性知識兩種［40］。顯性知識通常比較基礎、容易理解，很容易通過文字或語言表達；隱性知識相對難度較大，內容屬于核心知識范圍，是不容易表達的、個人化的知識，多存在于人們的大腦中，有些甚至不能用語言或文字描述，需要知識接受者根據(jù)自身能力理解學習［41］。知識擁有者在傳遞隱性知識時，由于受到知識粘滯性的影響，知識接受者往往并不能完全理解或吸收知識擁有者傳遞的知識，這與流體的粘滯性具有很大的相似性。在流體力學中，相鄰的兩層流體之間存在相對運動時，會產生平行于接觸面的力，流體所具有的抵抗兩層流體相對滑動或剪切變形的性質稱為流體的粘滯性，液體的黏性是液流能量損失的根本原因［42］。在知識流動中，知識粘滯性的成因在于傳遞知識的本身，本文將知識在流動中為了克服知識粘滯性產生的阻力而造成的損耗稱作知識流動的沿程損失。知識粘滯性使得知識在流動過程中受到“內摩擦力”的作用，造成了能量損耗，導致知識不能完全被接收方接受，因此造成了知識流動過程中的知識損失。

在研究知識沿程損失問題時借鑒流體力學水頭損失問題的研究方法，雷諾（O.Reynolds）實驗指出流動的液體可分為層流和紊流兩種流態(tài)。規(guī)定液體質點以平行而不相互混雜的方式流動，這種流動稱為層流；液體質點的軌跡極為紊亂，水質點相互混雜和碰撞，這種流動成為紊流。根據(jù)該理論，在不同的知識流動過程中，隨著所傳遞的知識不同，知識擁有者對于知識的傳遞方式也不同，當知識較為基礎，較為容易理解時，知識傳遞的過程是平穩(wěn)狀態(tài)；隨著知識難度提升，理解越發(fā)困難時，知識傳遞的過程也變得紊亂，屬于非平穩(wěn)狀態(tài)。對于兩種狀態(tài)的知識流動，應分別討論其流動過程，分別分析流動過程中的損失。參考水力學把液體在流動過程的損失分為沿程損失和局部損失兩大類。在研究知識流動過程中，將流動中的沿程損失和局部損失類別為知識流動中的沿程損失及局部損失?？梢?，知識流動與液體流動具有極大的相似性，可以利用流體力學相關知識，研究知識流動過程中沿程損失的變化趨勢。

3 前提假設與模型構建

3.1 前提假設

為構建基于流體力學的知識流動沿程損失模型，本文假定知識在流動過程中滿足以下四條假設：

（1）在一次知識流動過程中，知識擁有者傳遞的知識的專用程度并不相同，而專有度不同的知識在流動過程中速度應有所不同；

（2）將知識擁有者和知識接受者的知識流動通道類比為圓管通道，將知識在知識通道中的流動過程類比液體在圓管中的流動過程；

（3）知識流體速度方向只有沿管軸線的方向，沒有垂直軸線的方向，因此知識流動是單方向從知識所有方傳遞給知識接收方；

（4）在知識流動過程中，越在圓管邊界處知識的專有性越強，受到的阻力越大，流動越困難，越難被知識接受者接受到；知識流動越靠近圓管的圓心，表示傳遞的知識的公有性質越強，傳遞的知識較為基礎、普遍，因此受到的阻力小，越容易流動，容易接受，具體如圖1 和圖2 所示。

圖1 知識流動示意圖

圖2 知識流動截面圖

3.2 知識流動沿程損失模型構建

3.2.1 平穩(wěn)狀態(tài)下知識流動沿程損失模型

知識流動過程中的沿程損失是指，由于“內摩擦力”造成的知識傳遞過程中的損失，本文借鑒圓管層流理論構建知識流動過程中沿程損失模型。圓管層流理論是哈根（G.H.L.Hagen）等1839 年和1841 年提出的［42］，該理論提出流體以均勻的速度流入管道后，由于黏性近壁處產生邊界層，邊界層沿著流動方向逐漸向管軸擴展，因此沿流動方向的各個斷面上速度分布不斷改變。流經一段距離后，過流截面上的速度分布曲線才能達到層流或湍流的典型速度分布曲線。由于圓管兩端面只有一段均勻流，因此水頭損失就等于這段的沿程損失，即［43］。本文通過該理論對知識流動平穩(wěn)狀態(tài)下的沿程損失進行如下推導：

第一，知識流速分布

根據(jù)假設3 可知，在知識通道中層流的知識流體質點只有沿軸向的流動u，而無橫向運動，由均勻流基本方程可以得出平穩(wěn)狀態(tài)下知識流動在半徑為r處的黏性切應力為

3.2.2 非平穩(wěn)狀態(tài)下知識流動沿程損失模型由前面的討論可知，公式（8）滿足知識在平穩(wěn)狀態(tài)下流動的情況。在現(xiàn)實情況中，當傳遞知識的復雜度不斷變化時，知識流動可能從平穩(wěn)狀態(tài)過度到非平穩(wěn)狀態(tài)。當知識擁有者向知識接受者傳遞知識復雜度增大時，復雜知識所包含的知識量就越多，因此每次知識輸出量就會增加。知識傳遞的過程也從平穩(wěn)狀態(tài)逐步過渡到非平穩(wěn)狀態(tài)，需要利用不同方法尋求非平穩(wěn)狀態(tài)的損失規(guī)律。因此，關鍵問題在于公式（8）中的知識流動沿程阻力系數(shù)如何確定。對于平穩(wěn)狀態(tài)，值可以由理論方法來確定。對于非平穩(wěn)狀態(tài)，則是在理論基礎上提出某些假設，導出知識流速分布和知識沿程損失的理論公式，再進行修正而得出半經驗公式。借鑒尼古拉茲圖，當知識從知識通道流過時，隨著知識復雜度變大，知識流動從平穩(wěn)狀態(tài)轉為非平穩(wěn)狀態(tài)過程中。當知識流的復雜度小于臨界知識復雜度時，知識流動處于平穩(wěn)狀態(tài)，反之為非平穩(wěn)狀態(tài)。通常當知識復雜度Re＜2 300 時為層流；知識復雜度Re≥2 300時為紊流。因此將知識流動從平穩(wěn)狀態(tài)到非平穩(wěn)狀態(tài)分成五個區(qū)，層流區(qū)、層流轉變?yōu)槲闪鞯倪^渡區(qū)、紊流光滑區(qū)、紊流過渡粗糙區(qū)、紊流粗糙區(qū)。

知識流動在層流區(qū)內（Re＜2 300），知識流動屬于層流，即平穩(wěn)狀態(tài)。對于核心程度不同的知識通道的知識流動都符合同一規(guī)律，表明平穩(wěn)狀態(tài)時與知識核心程度無關，而僅與有關，表示被傳遞知識的復雜度。是用于衡量知識流動為層流或紊流的參考數(shù)值，判定知識流動平穩(wěn)及非平穩(wěn)狀態(tài)的依據(jù)。是的函數(shù)，可以表示為，經過整理，可得到如下關系式：

在層流轉變?yōu)槲闪鞯倪^渡區(qū)內（2 300 ＜Re＜4 000），知識流動過程散亂，無明顯規(guī)律可尋，相當于雷諾實驗中層流到紊流的過渡區(qū)，故該區(qū)域不作詳細分；在紊流區(qū)內（Re＞4 000），知識流動屬于紊流，即非平穩(wěn)狀態(tài)?？疾烀恳环N知識核心程度不同的知識流動，當知識復雜度較小時，都落在同一根直線上。隨著知識復雜度的增大，按核心程度由大到小，每次知識流動過程先后與直線在不同的知識復雜度處分離成單獨的曲線，曲線表明隨著知識復雜度的增大而變化，而每一條曲線在知識復雜度達到一定數(shù)值后有近似變?yōu)樗骄€，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)變現(xiàn)出來的規(guī)律，則可以把知識流動的紊流區(qū)分為三個區(qū)域：

第一，紊流光滑區(qū)，核心程度不同的知識流動都符合同一規(guī)律，說明知識流動沿程損失系數(shù)與知識核心程度無關。和層流情況相類似，值也僅僅與有關，可以表示為，但與層流所遵循的函數(shù)關系不同，借鑒普朗特根據(jù)光滑管流速分布公式導出光滑區(qū)公式的形式，并有尼古拉茲等人的試驗資料校正其系數(shù)得：

以上五個區(qū)域完整的表示出知識流動過程中的沿程損失情況。

4 仿真分析及啟示

4.1 仿真分析

根據(jù)公式（8），在平穩(wěn)過程中不考慮知識專有程度對損失的影響，知識沿程損失與知識流動損失系數(shù)，進行知識流動雙方的組織距離，知識接受者的接受能力以及知識擁有者的輸出能力均成正相關。由于在知識流動過程中，沿程損失的變化并不符合一般規(guī)律，需要利用流體力學在紊流狀態(tài)下的公式（10）至（12），并通過MATLAB 軟件編程并繪制圖像，來表示知識流動沿程損失系數(shù)與知識核心程度及知識復雜度的變化趨勢，得到圖3。

圖3 知識流動沿程損失曲線

當傳遞的知識復雜度變高，知識變得不容易理解，同時知識擁有者在傳遞過程中需要更多的知識作為傳遞基礎，傳遞的知識量大幅增加，知識接受者接受知識難度更大，對接受者的學習能力和理解能力要求更高。導致傳遞的知識流變得震蕩，從平穩(wěn)狀態(tài)過渡到非平穩(wěn)狀態(tài)，沿程損失變化變得復雜，如圖3 中B 所示。當傳遞的知識的復雜度不變時，知識的核心程度對沿程損失的影響也存在規(guī)律性。隨著知識核心程度越大，知識偏向隱性知識，這部分知識無法用簡單的書面或語言方式表明清楚。結合相關研究，隱性知識具有默示性、復雜性、專有性、情景依賴性、有用性等固有屬性，隱性知識的固有屬性與知識節(jié)點、知識的流動背景環(huán)境等無關，這些屬性不會隨著隱性知識流動而發(fā)生改變。通常情況下，隱性知識越難以規(guī)劃、越隱晦、越難以復制和模仿、越復雜、越難于編碼、越專有就越不利于隱性知識的流動［31］，知識擁有者很難直接明了的將知識傳遞下去，知識接受者接受這部分知識也就越困難。圖3 右側B 部分，每一條曲線代表由知識核心程度相同，復雜度不同的知識流動構成。隨著知識復雜度提高，知識流動的沿程損失由快速下降，過渡到緩慢下降最終趨于不變。不同的曲線表示在不同核心程度的知識條件下的知識流動。根據(jù)圖像截面C，隨著核心程度由低到高，知識流動的沿程損失也變大，并且知識核心程度越高，沿程損失變化越小。

圖3 可以從知識流動平滑階段、突變點、快速下降階段、緩慢下降階段、平穩(wěn)等階段對知識流動過程中沿程損失進行分析：第一，在平滑階段。由于知識本身并不復雜，在知識接收方的一般接受范圍之內。同時知識傳遞方意識到被傳遞知識的復雜度逐漸提高，因此有意識的主觀認真?zhèn)鬟f，雖然知識復雜度變高，但是沿程損失逐漸減小。第二，在突變點。當復雜度逐漸提高到接近知識接受者的一般接受能力時，知識流動過程開始由平穩(wěn)狀態(tài)向非平穩(wěn)狀態(tài)過渡。一旦知識復雜度超過接受者一般接受能力，知識傳遞者單方面的主觀認真并不能繼續(xù)減少知識流動過程中的沿程損失，沿程損失會突變到一個極高的位置。第三，快速下降階段。當知識接受者意識到知識復雜度過高時，知識接受者為減少損失，提高接受效率，會主觀努力提高自己的接受能力，認真學習相關知識。這會使得知識流動過程的沿程損失在一定知識復雜度范圍內快速下降。第四，緩慢下降階段。當知識復雜度進一步提高時，受知識接受者接受能力影響，雖然接受者在進行主觀努力，但沿程損失下降的速率變慢。第五，平穩(wěn)階段。當復雜度繼續(xù)提高到超出知識接受者的接受能力，則無論接受者主觀上多么努力，知識流動的沿程損失也依舊存在并且無法被克服，因此呈現(xiàn)出趨于平穩(wěn)的曲線。而核心程度在不斷變高的情況下，知識傳遞者主觀上可能并不想傳遞知識，因此知識接受者可能很難接受到這部分知識。

4.2 啟示

應用流體力學圓管流動理論，構建知識流動模型框架，通過仿真研究知識流動相關變量間與沿程損失的關系，可以得到以下啟示：

（1）圖3 左邊虛線部分的一次函數(shù)A 表明：知識流動是一個復雜的過程，作為知識接收方，可以通過適當?shù)闹鲃舆B續(xù)學習，使知識接收方了解和提高技能，努力擴展自身知識結構。提高一般接受能力的上限，盡可能使得知識流動在平穩(wěn)狀態(tài)下進行，使知識流動更有效、更高效［46］；

（2）圖3右半部分的曲線B，在知識流動過程中，當知識復雜度超出知識接受者一般接受能力過多時，努力并不能有效的減少沿程損失。若所傳遞的知識并非核心知識，則知識接受者不需要投入過多精力，減少時間上不必要的浪費。若知識屬于核心知識，則可以通過科學決策的辦法，選擇是否投入精力接受該核心知識的部分。

（3）圖3 右半部分的各曲線截面C 比較中發(fā)現(xiàn)，在知識流動過程中傳輸核心知識時有較高損失，因此企業(yè)在引進核心知識時，應提前與知識傳輸者建立更多聯(lián)系，提高知識傳輸者的傳遞意愿，從而減少知識流動過程中因為主觀意愿造成的沿程損失。

5 結束語

本文研究了不同狀態(tài)下的知識流動過程中沿程損失的變化趨勢的問題，以知識流與液體流相似性為基礎，對知識流動進行隱喻。為進一步驗證知識流動沿程損失與液體流動損失具有相似性，根據(jù)前提假設進行模型構建及公式推導，并通過仿真分析得到不同狀態(tài)的知識流動沿程損失變化曲線。最后通過仿真曲線進行現(xiàn)象分析，提出了管理學啟示，研究結果表明應盡可能通過提高知識輸出方的輸出意愿及知識接收方自身知識接收上限，利用科學決策的方法，盡可能使得知識流動處于平穩(wěn)狀態(tài)以減少知識流動過程中的損失。

進一步研究可以從以下幾個方面進行：一是目前模型中知識流動平穩(wěn)狀態(tài)及非平穩(wěn)狀態(tài)的臨界數(shù)值2300 僅為參考數(shù)值，并未通過精確計算得出，在后續(xù)研究中應計算得出精確性更高的算法。二是將仿真分析與實證研究相結合，通過實例分析驗證該理論在實際運用過程中的可靠性，因此將該理論應用于企業(yè)或組織間知識流動行為是本文在以后研究中繼續(xù)討論的重點。