技术轨道研究：述评与展望，本文主要内容关键词为：述评论文,轨道论文,技术论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
0 引言
1982年，著名创新学者多西在研究技术变革的过程中提出了“技术轨道”的概念[1]，明晰了技术在变迁过程中的发展方向和主要动力，阐述了进化机制下技术创新所遵循的规则与过程。近30年来，经过众多国内外学者的研究，技术轨道理论逐渐成为技术创新理论的一个重要组成部分，其指导下的后发国家创新与追赶问题也受到了普遍的关注。
一方面，发展中国家(或新兴经济体)越来越强调把技术能力和创新手段作为追赶的基础条件[2]，尤其要把握全球化条件下技术、制度和经济动态的演化规律[3]，因此针对技术轨道的研究一直都是追赶政策制定的关键，且重要性不断提升。另一方面，由于金融危机爆发以来世界经济的持续低迷、增长的不确定性和环境问题的加剧，各国政府(包括美国和中国)都在反复强调发展新兴技术、培育战略性新兴产业以找寻新的经济增长点和实现可持续的发展[4-5]；而新兴主导产业发展的关键往往需要确立合适的技术发展路线[6]。尤其对中国而言，如何把握选定的战略性新兴技术演化的基本规律、选择正确的技术发展路径(无论是路径追随还是路径创造)，以实现自主创新能力的提升等问题已经至关重要，技术轨道理论多年来的研究对此有着较大的实践指导意义。
本文在全面梳理技术轨道研究已有文献的基础上，归纳和提炼了技术轨道概念、特性及形成要素，并重点阐述了技术轨道理论在研究产业技术发展规律、后发国家追赶问题及企业创新战略等应用领域的研究现状，并提出了技术轨道研究领域未来可能的方向。
1 技术轨道的概念、特性与要素
1.1技术轨道的概念
“技术轨道”概念的提出经历了从自然轨道到技术轨道，从科学范式再到技术范式的过程。1977年，纳尔逊和温特从技术进步的角度出发，提出技术的演进沿着一条必然的轨迹发展，这条轨迹即他们所定义的自然轨道。他们用这个概念来描述产业技术发展的某些特征，如对规模经济的追寻[7]。受益于库恩(1962)的“科学范式”启迪[8]，多西(1982)首先提出了技术范式的概念[1]，指出技术范式是“解决选择技术问题的一种模型或模式”，决定了技术研发的领域、问题、程序和任务。多西认为，发生在新旧技术之间的替代，类似于科学范式之间的更替，是新旧技术范式之间的转换过程；当新的技术范式逐步建立并形成时，它会不断地削弱旧有技术范式的作用。
多西(1982)在技术范式概念的基础上进一步提出了技术轨道理论[1]，即由技术范式中所隐含的对技术变化方向做出明确取舍所决定的技术演进路径，或一组可能的技术方向；技术轨道的外部边界由技术范式本身的性质所决定。之后，Dosi(1988)进一步指出，技术的发展过程是在技术范式规定下沿技术轨道方向发展的一种强选择性的进化活动[9]。
在“技术轨道”概念提出后，众多学者对此进行了拓展。Dierickx和Cool(1989)将技术轨道定义为反映技术演化轨迹的一系列路径依赖的经验(组合)[10]，Teece(2008)，Tunzelmann、Malerba、Nightingale、Metcalfe(2008)等也对Dosi的概念进行了评述[11-12]。我国学者对技术轨道做了较为直观的解释，认为技术轨道是在某一产业技术发展上所有可能的方向，一组解决某一问题的相关联方法[13]。相应地，国内学术界也在近些年逐渐出现了一些专门针对“技术范式”、“技术轨道”概念的理论综述[14-15]，反映出这一理论体系在创新研究中举足轻重的地位和日益丰富的研究成果。
1.2技术轨道的特性
技术轨道理论研究的一个核心问题是总结技术轨道的性质。综合相关理论文献，本文认为，“技术轨道”具有连续性(即积累性)、有限性(但无限逼近)、系统性、排他性与多样性等基本特性。
首先，技术发展在时间上是一个不断积累的历史过程，任何技术发明创造都是在原有技术基础上的继承和创造，技术的未来发展与企业或者国家已经拥有的水平密切相关[16]。技术的继承性发展使得技术轨道表现出连续性的特点，顺沿“技术轨道”的技术进步具有很强的不可逆性。技术轨道的连续性对应着累积性，累积性有强弱之分。累积性强的技术轨道，技术的发展往往需要经过长时间的学习和消化，特别是一些大型的、复杂的机械装备，如飞机、汽车、机床等；累积性弱的技术轨道，在技术发展过程中容易出现实现跨越的机会，出现新技术代替旧技术的状况。实际上，技术轨道的累积性也是技术发展形成“路径依赖”的基础[17-18]。
其次，技术轨道的发展存在“技术前沿”(或“技术极限”)。“技术前沿”指的是某条技术轨道可能达到的最高水平[9]。从技术演化的自我增长来说，任何具体技术由于技术要素、技术原理或技术规律的限制，其发展总会达到一个极限，这个极限需要根本性、颠覆性的创新或范式转换来突破。一个典型的例子就是目前越来越多的科学家及业界普遍认为，计算机运行速度的提升存在一个像光速那样不可超越的限制，过去的“摩尔定律”可能在未来的若干年内失效，即目前缩小晶片体积、提升运算能力的半导体技术轨道存在“技术极限”，这主要是因为制造过薄的晶片会极大增加成本。换句话说，过去半导体技术的纵向发展可能接近尾声，横向发展(如布局低耗电、微积电、影像感测等新的应用领域)以及生物芯片等可能是新轨道出现的方向。当然，现有的技术轨道也会无限地逼近可能的“技术前沿”，直到新的技术轨道占据主导优势，通过市场竞争等方式“颠覆”了旧的技术轨道。
第三，技术轨道存在系统性，即不是由单一技术构成的，而是各门类技术相互补充、相互渗透、相互促进，是一系列相关技术组成的技术体系。这一技术体系包含了所有可能的技术机会、创新的独占性、技术进步的累积性和创新活动的知识基础等[19]。由于技术轨道之间有强弱之分(即存在一些通用的轨道、也存在一些相对局限的轨道)，由于其内在知识或经验之间的互补性也会使得不同轨道之间具有一定的互补性[9]，这也是“技术轨道中心”和“技术子轨道”理论的来源[20]。此外，技术轨道在不断的演化过程中会随着新技术的诞生或融合，围绕已有的主导技术前进方向出现更多新技术的机会，形成所谓的“枝轨道”或“子轨道”[21]。
第四，技术轨道之间存在一定的排他性与多样性。技术在发展过程中，在一定时期内会集中在特定的方向上，一旦某一技术占据优势以后，它就会不断自我强化和完善，成为主导技术，最初的多选择性和非确定性消失，从而对其他技术产生排斥性选择[18,22]。Abernathy和Clark指出，随着时间的推移，一条轨道逐渐会成为主导并占据有利位置，这样就减弱了其他轨道的影响力和发展动力[23]。与此相一致的是，多西对轨道强度的定义是：该技术轨道排除其他技术轨道的数量，即当一个技术轨道“非常强”时，就很难从该轨道转换到另一个备选轨道[1]。以数字移动通信领域为例，无论是2G时代存在CDMA、GSM等不同的技术标准，还是3G时代存在的CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA等不同的技术标准，不同的技术标准恰恰对应着不同的技术轨道，网络运营商、设备制造商以及终端产品供应商等就自然面临“选轨”问题(一旦选定某条轨道很可能由于市场积累使其具有相对的排他性)，这即是技术轨道多样性和排他性的体现。实际上，沿着技术轨道实现技术性能提升的目标是一致的，但实现的“道路”可以是多样的，即存在多条可能的技术轨道，这恰恰体现了技术轨道的多样性。例如，同样是实现通信功能的技术进步，但蜂窝通信和卫星通信的技术轨道却是截然不同的(这是因为二者实现通信功能的技术原理和技术路线差异很大)，这一方面反映的是通信技术领域技术轨道的多样性；另一方面也反映了不同技术轨道之间一定程度的排斥性(即排他性)。
1.3技术轨道的影响要素
影响技术轨道的关键要素可总结为三大类：一类是与科学、技术相关的；一类是与经济要素相关的(如市场需求等)；还有一类是与制度环境相关的。
第一，科学的根本性进展和技术的内生性积累奠定了技术轨道形成的基础。较强的科学基础能够支撑较快的技术进步，而较弱的科学基础则往往会使技术进步放缓[24]。科学的进步，尤其是其根本性进展对技术轨道形成具有引导性和外生性助推作用[9]。在强调科学进展的基础上，技术本身的累积更是技术范式确立、技术轨道形成的决定性因素，这也包括了技术体制对技术轨道形成的显著影响[7,25]。此外，往往本产业或者其他相关产业的重大技术突破，很可能导致新技术轨道的出现[13]。
其次，市场需求等经济因素也显著地影响了技术轨道的形成。与经济有关的诸多因素，包括如市场需求、价格变动、生产成本等，都会对技术轨道演化的速率、方向、潜在技术范式的选择机制等因素产生较大的影响[9]。尤其是顾客“偏好的不连续性”往往是促发技术轨道发生迁移的重要因素，一个典型的例子就是：打字机技术近一百多年所依次出现的4条技术轨道(热金属技术、模拟成像技术、数字成像技术和激光技术)都不是因为科学知识或技术本身的进步所导致的，而是不同时期市场上顾客对打字机需求偏好的不连续变化所导致的[26]。同样，不同技术轨道之间的市场竞争和新技术的市场反馈也会使相关的技术轨道在较长一段时间内不断动态“微调”；这也是不同时期、不同类型的市场上，技术进步方向和速度存在较大差异的原因[27]。此外，相对价格水平及变化、生产成本(如原材料或机器设备等价格变动)等经济要素也是影响技术轨道发展快慢、成长周期长短的关键原因[9]。
此外，技术轨道的形成演化也较多地受到制度环境因素的影响。制度背景(政策、法规、文化等)的变迁对技术进步的影响作用是显而易见的[1]，创新活动的“自然轨道”是技术、制度、市场等“共同演化”的结果，制度环境的动态变化也相应影响着技术进步的动态更新[12,28-29]。从社会化认知和社会网络分析视角来看，“社会—技术体系”作为影响技术轨道发展的关键因素，指的是影响技术变迁的各种要素或参与者，表征了技术轨道演化的选择和保留机制[30]。例如，20世纪70-90年代的3次石油危机对汽车产业的技术发展产生过重大的影响，尤其是70年代的两次石油危机直接催生了人们对于节能型汽车(技术)的需要，汽车制造的技术轨道也逐步向更加节能、低耗的方向发展。
综合以上分析，本文从基本概念、主要特性和形成要素三个方面对已有的研究进行了归纳，以全面、深入地理解技术轨道研究的理论进展，具体如表1所示。
2 技术轨道与技术发展规律
技术轨道理论被多位学者用来研究技术进步的规律，解释技术创新所遵循的规则和过程，揭示技术变迁中推动技术进步的方向和动力。“技术轨道”的概念被应用于具体的产业研究，涌现了大量利用轨道概念分析产业技术发展的实证(尤其是案例研究)，得出了不少富有价值的结论。这些来自不同国家、不同行业技术发展过程的总结，确立了技术轨道理论指导产业技术发展规律的核心地位(具体如表2)。
3 技术轨道与技术追赶、创新战略
将技术轨道理论应用于后发国家(或地区)情境下的技术追赶和技术跨越问题一直是该领域的一个重要研究方向。追赶和跨越本身是两个有一定联系的概念，自20世纪80年代起被越来越多针对技术和经济发展的研究所关注，主要是讨论“跟随者”与“先行者”之间相对运动的速度和位置关系；其中“追赶”被用来描述后来者快速进步，缩小与领先者的距离，并在一定条件下赶上甚至超过领先者[43]，而“跨越”是指以一种非连续的方式前进，期间将跳过一些阶段或步骤。
Perez和Soete(1988)的研究是这方面的先驱。当技术被理解为一个累积性的、单向的过程时，技术追赶便被认为是在一个固定的轨道上各国的相对速度。他们基于技术轨道的概念对后发者进入壁垒和进入成本的问题进行了研究[44]，在产品生命周期的不同阶段，后发企业进入的成本有不同的特征和变化规律。他们指出：当新技术轨道出现时，后发企业面临更低的进入壁垒，更加容易突破壁垒，创造出进入机会。他们的分析为本文展示了一个后发者为了取得成功必须把握的重要机会，也就是常说的“机会窗口”。这也反映出“技术跨越”的基本原理：后发国家由于在已有技术上投资较少，但若其具有足够技能和基础设施，就会发现新的技术范式所提供的“机会窗口”，从而领先于发达国家进入新的技术范式[44]。
其后的研究大都肯定了他们的发现，即后发者在出现新技术轨道时容易突破壁垒。Brezis和Krugman(1993)以技术生命周期理论为基础，提出了技术发展的“蛙跳”理论，即后发国家在技术发展到一定程度、已有一定技术创新能力的前提下，可以直接选择和采用某些处于技术生命周期成熟前阶段的技术，以新兴技术为起点，在某些领域、某些产业实施技术赶超[45]。Keun Lee和Chasung Lim(2001)也从“路径创造型”追赶和“路径跳跃型”追赶两个方面分析了技术跨越[46]。柳卸林(1997)、刘建新等(2007)、苏楠等(2011)的产业实证研究也支持了这一判断，即中国在新技术轨道出现时诞生的新兴产业中存在较低的进入壁垒和更好的追赶机会；同时也指出了导致出现新技术轨道的主要因素：产业的重大技术突破、其他行业的重要技术应用、消费观念的转变、国内外政治和经济形势改变等[13,47-48]。不过，由于出现新技术轨道的条件通常是产业技术环境或市场环境发生重大转变，这种重大转变的机会在产业发展过程中往往是比较少的[36,49]。不仅如此，对诸多后发国家来说，在市场开放条件下基于自主技术创新建立新技术轨道的难度大，更面临较大的“后发者劣势”[50]。
技术轨道理论也常被应用于创新战略研究。在宏观层面，Perez等(1988)很早就发现：每个国家都是新的“技术—经济范式”的创造者，不同国家可以基于自身特定的国情(如制度、文化等)选择不同的技术轨道进行创新，一些新兴工业化经济体的例子就是很好的说明；技术落后国家/地区有机会利用自身的创新体系开辟不同于原有的新技术轨道[44]。Vertova(2001)利用技术轨道理论对20世纪几个主要发达国家(美国、德国、日本等)的技术进步进行了研究，指出基于技术轨道引领下的国家创新体系是解释不同国家技术机会及利用其获得经济绩效差异的关键[51]。每个国家都应该有一个合适的国家创新体系，以赢得在全球技术进步中的分工；而一个没有与自身技术轨道相匹配的国家创新体系很可能导致整个国家陷入低技术状态的“锁定”并丧失技术进步的机会。在微观层面，Green和McMeekin(2002)通过对英国公司产品和工艺创新诱发因素的挖掘，证明了技术轨道的理论框架能够解释英国公司在应对市场压力下的创新行为[52]，并指出在分析微观企业创新行为上加入技术的社会性和公司本身创新战略等要素的重要性。Souitaris(2002)专门将技术轨道理论与管理学研究相结合，在技术轨道模型中加入了企业微观因素(单个公司特点、竞争环境、公司策略、组织间关系、外部信息等)，从希腊国内大样本的公司数据实证分析中验证了技术轨道作为企业创新要素的“调节器”作用，指出不同技术轨道的创新率不同[53]。
4 展望：未来的研究方向
根据前面的文献综述，结合我国企业技术创新管理的实际情况，本文提出以下三个未来的研究方向。
首先，值得关注的是中国情景下非技术因素对技术轨道演化影响的深入研究。技术轨道理论描述的是技术演化的规律和途径，其中特别强调了市场(需求)、政治制度和社会环境变迁等要素对技术创新的重要影响[1]，而过去多数国内外学者大都从技术方面探讨了技术轨道的发展，较少涉及选择机制的其他方面，如经济因素等[54]。但是，对于这些技术以外要素的讨论，不仅能够丰富本文对于技术轨道演化过程中选择机制的理解，更能结合不同国家、不同产业甚至是不同企业所面对的差异化背景或条件指导其技术创新实践。以中国为例，如何利用中国本土大而分层的市场环境、转型经济体制下的制度背景等特征以推动产业技术的跨越式发展(尤其是新兴技术)，以及国内市场需求如何促进企业技术创新能力的突破性进展[55]，都将是重要的研究方向。
其次，需要重视的一个研究方向是，企业在制定技术创新战略时如何选择技术轨道、特别是面临多条技术轨道的新兴产业。国内已有研究把重点放在了顺沿技术轨道的创新上，如基于不同技术轨道的形式分类(如自有式和外来式)进行选择[56]。但是，由于顺沿发达国家的既有技术轨道进行跟随式技术创新往往会受制于技术积累、高转换成本以及新技术轨道的高启动成本而很可能再次陷入落后或发展瓶颈[41]，因此如何选择适合自身的技术轨道以及如何找到“跃轨”或“换轨”的机会对很多发展中国家的产业发展至关重要。换句话说，顺轨创新不可缺少，但前提最好是后发国家已经通过自主创新形成了适合自己的技术轨道，并在其发展中借助轨道的凝聚力提高产业竞争力[54]。针对技术轨道前进方向的预测、技术变轨的预测、多技术轨道的选择、轨道跃迁的机会识别等问题，都将是今后技术轨道理论研究的重点。例如，考虑到许多新兴技术领域在产业化的早期，存在诸多差异很大的技术机会和发展路径(即存在多种可能的技术轨道)，那么如何结合制度环境、市场状况以及企业自身的组织能力来进行技术轨道选择，将是产业长期顺利发展的关键。
最后，结合我国创新追赶实践，对技术轨道理论进行扩展研究。现有的轨道研究主要局限在技术层面上，需要对轨道的外延进行拓展。由于创新本质上是一个资源重新组合的过程，其涉及的类型远远比狭义的技术创新要丰富很多，包括：引进新产品、采用新的生产方法、打开新的市场、控制新的要素供应源以及建立新的组织等[57]。针对技术机制、技术轨道及它们之间纵向联系的研究应该更多地关注创新类型的多样性[58]。因此，若能继续拓展“轨道”概念的外延，那么就可以用新的轨道概念去解释、挖掘更多的“机会之窗”[49]。这类更加“广义”的轨道将可能用来填补传统轨道理论局限性与后发国家创新追赶实践的“鸿沟”，为后发国家的创新战略制定和产业转型升级提供新的理论支持。
当然，基于技术轨道的技术创新研究是一个大有可为的领域，以上建议只是希望能起到抛砖引玉的作用。