三螺旋多主体演化博弈研讨
三螺旋多主体演化博弈研讨 1引言 随着经济全球化和国际竞争日益激烈,各国地方政府利 用当地人力资源、技术和地域优势建立科学城、工业园、开 发区等高新区发展高新技术、培育新兴产业、创造新经济形 态,以获得国际竞争力[1]。但是,各国高新区创新成效 差异显著。以科研院所为主导、政府推动的美国硅谷,1998 年GDP达2340亿美元。与此对比,同硅谷一样拥有雄厚的资 金支持(国家研究机构全部预算50%)和优秀科技人才(全日 本30%的国家研究机构和40%的研究人员)的日本筑波科学城 GDP仅为50亿美元,与硅谷相差近40倍[2,3]。而同样是 政府直接介入的台湾新竹于1980成立,现已发展成为全球第 三大电子资讯产品生产地[4]。高新区创新成效差异化的 原因众多,包括高新区定位、人文环境、管理模式等等,但 最为重要的原因之一在于高新区多主体间的有效合作[5~ 7]。一些学者对大学在创新中作用[8]、企业和大学合作 创新[9]、政府创新政策作用与影响[10]、产学研合作 创新成本分摊和收益分配[11]等问题进行了研究,并取得 了丰硕的成果。但这些研究没有专门针对高新区,多集中于 两两主体间合作问题的探讨,且多采用传统博弈论方法。高 新区主体间合作是一个动态的、复杂的过程,参与的主体有 多个,包括大学、科研院所、企业、政府、中介机构等,涉 及市场需求、政策激励、知识共享与转移等多种合作动因。“大学―产业―政府”三螺旋创新模式描述了区域创新主体 之间的相邻与协作,可用于分析高新区主体间合作行为,厘 清主体间合作关系[12]。同时,演化博弈论克服了传统博 弈理论假定参与主体完全理性以及不能对信息变化做出迅 速最优化反应的局限,而以个体有限理性为基础,借助复制 动态机制,能够在比较稳定的环境中从整体上预测参与人的 群体行为,被广泛应用于社会习惯[13]和经济活动[14] 的分析中,为研究高新区多主体合作提供了可能。据此,本 文以三螺旋创新模式界定高新区主体间合作关系,运用演化 博弈论方法构建创新主体演化博弈模型,从动态角度分析高 新区多主体合作动因,并提出加强高新区多主体最优化合作 的相关建议。2高新区多主体合作的演化博弈模型 2.1高新区主体间合作的界定高新区主体是高新区创新 客体改造的能动活动者,具有创新需求和创新能力,能借助 科技、制度、管理手段实现区域创新,是决定区域创新成败 的关键。高新区多主体间合作研究有“三元参与”理论和“五 元驱动”理论之说。“三元参与”理论认为,高新区是科技、 高等教育、经济和社会发展的必然产物,是在大学科技界、 工商企业界和政府三方相结合下产生的,并且在三方的共同 参与和积极推动下得到发展。“五元驱动”理论认为科技工 业园发展的关键在于政府部门、工商企业界、大学科技界、 企业孵化器及投融资机构的共同驱动。这两种理论的争论在一定程度上降低了理论对实践的指导意义[15]。从高新区 主要参与主体和驱动力量来看,政府在高新区创新中起主导 作用,大学和企业是主要参与者,中介和金融机构则是高新 区内的环境要素。Etz-kowitz和Leydesdorff将DNA结构的生 命科学猜想引入到大学、产业和政府三者互动关系中,提出 了三螺旋模型(TripleHelixModel),合理解释了三者之间的 关系。在三螺旋模型下,“大学-企业-政府”各创新主体 都具有很强的“互动自反”(见图1)。“互动”是三方互动, 产生三方网络和混合型组织,将具有不同价值体系的创新活 动统一起来,形成知识、生产和行政三力合一。“自反”是 各创新主体在研发和产业化过程中可以实现时空并行,每个 创新主体都能独立完成各自使命。在“互动自反”作用下, 大学、企业和政府三位一体,相互作用相互促进,推动区域 创新系统螺旋式前进。具体而言,高新区创新由地方政府主 导,通过政策引导、资金投入、基础建设等措施加强企业和 大学之间的联系,推动高新技术发展,促使科技成果到市场 产品的转化,实现高新区创新。在整个合作创新过程中,各 创新主体从自身利益出发追求各自利益最大化。其中,大学 是区域创新系统中创新主体的重要组成部分,主要从事科技 创新,向企业提供技术成果、向政府提供决策咨询;企业是 区域发展的基本经济单元和区域间经济竞争与合作的直接 参与者,是区域创新中最活跃的主体,将科技产品直接推向 市场;政府行为目的在于提高所管辖区域的创新系统绩效,增强区域创新发展能力和区域竞争优势,不断完善高新区创 新制度,构建良好创新环境。
2.2模型的假设和建立高新区“大学-企业-政府”三 方合作满足以下假设:(1)政府根据区域现状,确定区域创新 方向,制定创新支持政策f,f>0。企业和大学拥有资源不 同,所给予的支持也不同。θ表示政府给予企业的支持系数, 1-θ为政府对大学的支持系数,0<θ<1。分别表示企业 和大学依靠自身资源优势进行创新的收益;Δπ为企业和大 学通过合作获得的合作受益;m为企业获得合作收益的占比, 1-m为大学获得合作收益的占比,0<m<1;由于双方通过合 作获得收益明显高于独立研发时收益才会选择合作,故(3)c 为企业和大学合作投入的总成本;r为企业在合作中总成本 占比,1-r为大学在合作中总成本占比,0<r<1;合作过程 中若一方选择不合作,则合作方需要付出研发成本,尽管可 在研发中因部分成果而获得一定收益,但由于无法完成新产 品的开发,合作方收益(4)w为企业和大学违反区域创新合作 规则的罚分别为企业和大学背叛合作而因对方知识溢出和 自身吸收获得的额外收益。为防止双方达成合作后一方背叛 合作,违约罚金应远高于背叛收益,即w>。假设企业为博 弈方1,大学为博弈方2,两个博弈方的策略组合均为{合作, 不合作}。按照以上假设,政府主导下的企业和大学静态博 弈模型的效应矩阵如表1所示。其中,假定企业选择积极合 作的概率为x,消极合作的概率为1-x;大学选择积极合作的概率为y,消极合作的概率为1-y。则企业选择积极参与区 域创新的期望得益U)、选择消极参与区域创新的期望得益 U(s)和群体的平均收益U(s)分别为:根据Jacobian矩阵局部 稳定性,对系统局部稳定性平衡点分析得表2。由表2可知, 博弈有4个均衡点和1个鞍点,分别为“大学-企业”博弈的 演化相图如图2所示。从系统相图中可以看出:SE2E1E3O部分 收敛于E1是政府主导下大学和企业双方消极合作的部分;S 科研院所方的复制动态方程为:按照Friedmam提出的方法, 对于一个由微分方程系统描述的群体动态,其均衡点的稳定 性可由该系统的雅可比(Jacobian)行列式的局部稳定性分 析得到[16]。根据复制动态方程(1)和(2),系统的Jacobian 矩阵为:点,是双方积极合作的部分,这两部分的和为1。由 系统相图知SE2E1E3O面积大小如式(3)所示。由于系统演化 需要相当长的时间,所以在很长的时间内系统保持一种积极 与消极合作共存的局面。博弈双方选择积极合作的面积取决 于O点的位置。SE2E4E3O部分的面积越大,系统收敛于E4的 概率也越大,从而在不同区域合作时选择积极合作的成员也 会增加。
3区域创新主体合作的演化稳定策略(ESS) 3.1政府行为分析命题1:政府对大学和企业积极参与区 域创新合作具有正向激励作用,使高新区创新系统能够处于 充满生机与活力的高效运作之中。政府的激励作用只是市场 调节下的补充,企业和大学经过长期博弈最终会选择合作达到共赢。政府不应该直接干涉各种经济活动,而应充当宏观 调控、指导的“教练”,对企业和大学合作激励作用主要是 激发在合作中超额收益少的一方积极参与合作,防止创新过 程中的市场失灵与系统失效。证明:由�凳�f的单调递减函 数。当f增加时,SE2E1E3O面积减小,系统向(1,1)方向的 演化概率增大,企业和大学更趋向于合作。因此,政府对大 学和企业的合作具有正向激励作用。根据Jaconbian矩阵4个 均衡点的行列式和轨迹判断这4个平衡点的局部稳定性,计 算结果见表3。由表3知,四种情况都收敛于E4(1,1),企业 和大学间合作是演化稳定策略。由此可知,政府对企业和大 学的合作只要不起反向制约作用,企业和大学经过长期博弈 最终会选择合作达到共赢。大。同时,当θ越大,1-θ越 小。说明如果企业获得的超额收益与单独研发获得的超额收 益和背叛收益的差值大于大学,那么企业获得的政府补贴应 低于大学,将有更多的企业和大学参与到高新区创新中。当 mΔπ-E2E1E3O越小。说明如果企业获得的超额收益与单独 研发获得的超额收益和背叛收益的差值小于大学,那么企业 获得的政府补贴应高于大学。所以,政府为促使双方积极合 作,激励应与双方超额收益分配成反相关关系,重点支持超 额收益较小方。
3.2“大学-企业”合作分析命题2:“大学-企业”合 作创新的概率随着研发总成本的增加而减小。合作方对自身 研发实力评估后,当在研发领域的实力越雄厚,合作成功率越高,其参与投资研发的主动性越强。证明:由是c的单调增 函数,随着双方投入的研发成本的增加,SE2E1E3O的面积将 增大,系统向E1(0,0)方向演化的概率增大,企业和大学进 行合作研发的概率将减小。一般地,合作成功分配获得的收 益大于合作投入的研发成本,且违约罚金应远高于背叛收益, 有rc-mΔπ的单调减函数,当企业因投资单独研发获得的 收益Δπ(1,1)方向演化的概率增大,企业采用合作策略的 意愿增大。当企业研发实力较强,合作研发成功率较高,通 过合作获得收益远高于成本时,企业进行研发的动力越大, 因此合作研发的概率会增大。同理,对于大学有身实力越强 时,合作研发成功率较高,合作动力越大。命题3:“大学- 企业”合作创新取得的超额收益增加时,双方合作的概率增 大。双方合作研发支付的成本与超额收益成正相关关系。当 其他因素都一定时,存在一个最优的超额收益分配比例,使 得企业和大学合作的SE2E1E3O有极小值,可知此时系统向 4(1,1)方向演化的概率最大,企业与大学合作的可能性最 大。命题4:“大学-企业”合作中,由于知识溢出和参与主 体的学习能力,不合作方(背叛方)将会获得背叛收益。背叛 收益有损双方的合作,容易滋生合作中的投机行为,导致合 作中的不信任。合理的惩罚机制有益于规避合作风险,减少 “大学-企业”合作中的投机行为,营造良好的合作氛围。
证明:由>0,当企业进行合作研发而大学不合作(即背叛)时, 由于合作方企业的技术溢出,如果大学吸收能力较强,使得企业背叛收益t1增加,存在“搭便车”的效应,产生投机行 为,SE2E1E3O的面积将增大,系统向E1(0,0)方向演化的概 率增大,双方在今后的博弈中进行合作研发努力的动机将减 小。同理,对于大学有增加时,双方合作的意愿减小。因此, 要对这种合作中的投机行为进行有效惩罚,杜绝投机行为的 发生。(0,0)方向演化的概率增大。因此,惩罚机制有益于 抑制投机行为,增强双方的友好合作。
4结论与建议 本文运用三螺旋创新模式分析了高新区主体间合作内 容和相互关系,应用演化博弈理论,构建了高新区多主体合 作演化博弈模型,分析了政府在高新区创新中的地位和作用, 探讨了大学和企业合作创新的影响因素,包括合作收益、独 立创新收益、知识溢出的背叛收益、惩罚机制等。根据高新 区多主体合作演化博弈分析结果,为促进高新区主体间的合 作,提升高新区创新能力,可采取以下措施: (1)强化政府服务职能高新区是随着知识经济的到来和 国际竞争日益加剧,政府用来调控科技资源、推进科技创新、 培育区域经济核心竞争力的主要载体。因此,高新区通常在 政府的直接领导下,以创新目标和经济目标建立起来。但是, 随着高新区主体间合作继续,影响大学和企业间合作意愿的 是市场。政府应该逐渐弱化其直接领导作用,让位于市场, 遵循市场经济规律,作为市场作用的有益补充,进行机制设 计和监督,构造优良的区域创新环境,促进各创新主体间和国际间的交流与合作,实现区域经济的快速增长。
(2)增强科技与智力资源与传统产业不同,高技术产业 主要依靠科技和智力资源而非自然资源。在政府创新目标建 立后,大学和企业依据自身科技资源选择是否参与高新区创 新。充足的科技资源是实现高新区“大学-企业-政府”合 作的前提。在充分发挥高等院校人才智力资源优势的同时, 要积极吸引高级人才,制定高层次人才引进策略,建立高级 人才市场、科技人才市场,利用激励人才积极性、创造性的 利益机制来为高新区大学和企业补充新鲜血液,增强高新区 科技与智力资源。
(3)建立合理利益分配机制利益是大学、企业和政府合 作关系构建的重要驱动力和目的,合理的利益分配是保障高 新区主体间合作各方收益的关键。对应于不同的利益分配安 排,大学和企业在合作创新过程中会选择不同的工作努力水 平,影响着创新活动的整体效果。同时,高新区创新大多以 中短期项目合作展开,合作各方更多是看重短期收益,会按 照自身利益最大化选择自身行为,造成政府决策失效。因此, 政府应以高新区创新能力最大化为前提,主导合作各方必须 设计出合理的利益分配方式,以确保各方的合理收益安排, 使合作方的协同优势得以充分发挥,提高创新绩效。
(4)建立完善风险分摊机制高新区各主体在长期的合作 中建立起了一种信任,但是这种信任并不稳固,存在一些诸 如“搭便车”心理、投机行为等干扰,直接影响合作关系强度,以致于合作破裂、创新失败。而法律法规、社会文化、 行业惯例等因素决定着对机会主义者的实际惩罚力度。因此, 高新区各主体要建立完善风险分摊机制,防止投机行为的发 生。一方面,政府要主动参与制定有利于创新的法规制度, 有效保护知识产权,消除知识溢出的负效应,建立一种基于 能力和绩效的竞争性的创新环境。另一方面,大学和企业双 方要建立完善的信用机制,提高各创新主体之间的信任,最 大限度地遏制合作双方的机会主义收益,为合作的稳定性提 供保证。