技术创新与产业演化研究脉络梳理与展望，本文主要内容关键词为：脉络论文,技术创新论文,产业论文，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。
中图分类号：F270 文献标识码：A 文章编号：1001-4950(2010)10-0020-07
一、引言
技术创新是产业演化①的根本动力。熊彼特早在1912年就基于技术与经济相结合的角度构建了创新理论，他为论证技术变革导致经济非均衡增长、社会非稳定发展的观点而提出了创新概念②，认为创新是推动经济发展的原动力，创新能促进产业变迁和经济结构转变，然后他借用生物学术语，把“不断地从内部革新经济结构”，即“不断破坏旧结构、创造新结构”的过程称为“产业突变”。创新理论旨在解释创新和经济发展之间的内在规律性。后来，学者们拓展了熊彼特的创新理论，深入考察了技术创新与产业演化之间的关系。尤其是20世纪80年代以来，随着演化经济学的发展，一些学者开始从动态、演化的视角来探讨技术创新促进产业演化的过程和机制。其中，最具代表性的研究成果是Abernathy和Utterback提出的产业创新动态过程模型，即A-U模型。该模型认为，企业的产品创新和工艺创新是相互关联的，企业的创新类型及创新频率取决于企业所处产业的成长阶段。在产业发展的早期阶段，企业的创新焦点在于产品创新；随着主导设计的出现，产业进入过渡阶段，此时企业的创新重点转向了工艺创新；当产业发展进入稳定阶段，企业的创新活动则以渐进性产品创新和工艺创新为主。A-U模型反映了产业成长的创新分布规律，为理解技术创新与产业演化之间的关系提供了重要线索。[1]Arthur(1989)认为，技术创新可以给企业带来降低成本、提高产品质量和经济效益的好处，诱发收益递增机制；技术在产业演化过程中发挥着关键作用：在技术与产业共同演化的过程中，多元化行为主体之间通过市场竞争来实现关系协调；伴随着市场选择机制，一些技术被淘汰，一些技术得以生存下来并逐渐成为主导技术，从而形成技术创新的路径依赖。[2]Pavitt(1984)通过构建基于技术创新的产业依赖模型来考察技术创新与产业演化之间的关系，研究表明，不同产业之间的技术创新实践存在显著差异，特定产业环境影响和制约着企业的技术创新行为，而企业的创新行为对产业环境也具有一定的反作用。[3]
进入21世纪以来，信息技术和互联网的迅猛发展改变了传统的企业生产方式和消费者行为模式，技术创新的影响因素以及技术创新推动产业演化的机制日益复杂，因此，从全新的角度研究技术创新与产业演化问题显得尤为必要。国外学者聚焦于这些新变化的研究取得了丰硕的成果。本文尝试从需求、知识和协同演化三个视角对国外有关技术创新与产业演化研究的最新进展进行梳理，以期为我国企业技术创新决策、产业发展实践以及相关研究提供借鉴。
二、需求视角下的技术创新与产业演化研究
尽管学者们很早就提出了技术创新过程的供给推动模型和需求拉动模型，但大多侧重于研究通过改变技术创新的供给来推动产业演化，往往忽略了需求方的作用。近几年来，一些学者逐渐意识到技术创新需求的重要性，转而从需求空间、需求异质性、需求条件和需求约束等方面分析了技术创新与产业演化之间的关系问题。
Adner和Levinthal(2001)从需求空间角度阐述了动态技术创新过程，并利用异质性门槛(heterogeneous thresholds)的概念解释了技术发展与需求环境之间的关系。异质性门槛是指采纳某项技术或购买某项产品时该技术或产品所必须达到的最低标准，具体包括消费者在选择产品时要综合考虑的性能门槛(即消费者对产品性能的最低要求，与产品价格水平无关)和净效用门槛(即消费者对具有一定性能的产品所愿意支付的最高价格)。由于消费者的偏好和支付能力存在差异，不同消费者眼中同一产品的性能门槛和净效用门槛各不相同。当某一产品满足消费者的基本性能要求后，该产品高于性能门槛的那部分功能给消费者带来的边际效用递减，导致消费者愿意为该产品高于性能门槛的那部分功能买单的欲望降低，但是企业为应对激烈的市场竞争仍会致力于提高产品质量。在假定产品特性主要表现为性能和价格的条件下，产品创新有利于提高其性能，但同时也会增加成本，而工艺创新有利于降低生产成本，但对产品性能影响甚微，甚至没有什么影响。在假设企业能够预测消费者对产品变化的反应，但无法准确估计消费者潜在需求的条件下，Adner和Levinthal(2001)对需求空间驱动技术创新与产业演化的过程进行了数学模拟，并将产业演化过程分为三个阶段：第一阶段称为“属性均衡”(attribute equalization)阶段，处于该阶段的企业的主要目标是找到能够满足市场需求的产品功能与价格的均衡点，其中产品创新占主导地位；第二阶段称为“市场渗透”(market penetration)阶段，处于该阶段的企业往往通过降低价格来扩大市场份额，其中过程创新占主导地位；第三阶段称为“需求成熟”(demand maturity)阶段，此时产品创新与过程创新达到均衡，产品价格稳定，功能稳步上升。由此可见，Adner和Levinthal(2001)基于异质性市场需求得到的技术创新与产业演化之间关系的结论，与A-U模型基本吻合。[4]
消费者的选择常常取决于个人的需求层次和偏好，由此产生的需求差异会影响企业的技术创新速度，进而影响产业演化进程。Saviotti(2001)认为，消费者购买某一产品的可能性取决于三个因素：消费者的收入水平、消费者对产品的认知程度以及产品的适用性。为此，他提出了临界收入(critical income)概念来衡量消费者的收入水平。所谓临界收入，就是指消费者购买某一产品所必须达到的最低收入水平，临界收入随着产品档次的提高而上升，而产品档次越高，消费模式差异性就越大。消费者的认知差异和产品适用性差异表明，消费者不会迅速形成对新产品的偏好，即使是适用性非常高的新产品也不会立即被市场所接受，只有当条件都成熟时消费者才会接受新产品。在新、旧产品的竞争过程中，市场规模变化发挥着重要作用。基于以上理论分析，Saviotti构建了三个动态方程，分别考察产品需求规模的变化、购买某产品的花费占总收入的比重以及与某产品存在替代关系的产品需求规模。分析发现，新、旧产品能否存在于市场中受各自市场规模、同一产品竞争和跨产品竞争的影响。在产品需求规模相同的情况下，如果同一产品竞争强度大于跨产品竞争强度，则新、旧两种产品能够共存，且产品趋于多样化。原因在于：一方面，即使新产品的性能优于旧产品，消费者认知差异也会导致性能好的产品无法完全替代性能差的产品；另一方面，当新、旧两种产品的差异化程度大到不能互相替代时，两者可以共存。由此可以推出，消费者认知差异和产品差异会削弱竞争，而市场竞争减弱的好处是产品多样化程度提高。可以设想，如果新产品能够完全替代旧产品，那么具有更好适用性的产品将会淘汰市场上的其他产品，导致产品多样化程度下降，从而导致经济发展空间受到极大的限制。所以，根据Saviotti(2001)的观点，正是由于消费者的认知差异和产品性能差异，产业才得以持续健康发展。[5]
至于新产品如何进入和占领市场，Malerba(2007)从需求角度进行了探讨，并提出了实现主导技术更替进而推动产业演化的需求条件。产业演化阶段与主导技术更替相互关联。在产业演化的每个阶段，市场是趋向于集中的，而上一阶段向下一阶段的变迁则源于新技术的引入。尽管新技术具有市场潜力，但并不比旧技术成熟，使得很多情况下在位企业并不会立即采纳新技术。不过，由于存在旧技术不能很好地为用户服务的利基市场，新进企业可以在利基市场上采用新技术。也就是说，新进企业不会在在位企业擅长的市场上与其进行正面交锋，而是寻找在位企业没有很好地满足消费者需求的新市场来推广新技术。在位企业没有满足消费者需求的利基市场的存在是新技术进入市场的重要条件，新进企业凭借这些利基市场才得以进入市场并参与行业竞争，从而对产业演化产生深远的影响。Malerba(2007)认为网络外部性和攀比效应会阻碍新技术替代旧技术，并通过数据模拟考察了试验型用户和多样性偏好这两种需求条件在产业演化过程中的作用。结果表明，如果喜欢尝试新事物的试验型消费者占全体消费者的比例达到10％，新技术可以存活并逐步被市场领导者所接受；若该比例达到20％，新技术就会占据相当大的市场份额；若超过30％，则采用新技术的市场进入者就能迅速成为市场领导者。同时，具有多样性偏好的消费者形成了不与主要市场发生竞争关系的利基市场，随着新产品市场份额的不断扩大，利基市场逐步发展甚至影响主要市场，从而使得市场领导者产生改进原有技术的动力，最终新技术被广泛接受。[6]
消费者接受新产品或新服务的可能性不仅取决于产品性能及服务效果，还与消费者的选择偏好、收入水平和时间等因素密切相关。Metcalfe(2001)以航空运输业为例研究了收入和时间因素对产业演化的影响问题，结果表明20世纪40年代开始的航空运输业的快速发展不仅仅得益于机票价格的大幅下降，还有赖于飞行时间的缩短，飞行时间缩短满足了消费者的便利性需求，对收入约束和时间约束的双重突破使得航空运输业比铁路运输业更具竞争性。由此，Metcalfe(2001)认为，预算约束不是影响消费者购买的唯一因素，即使消费者收入水平得到提高，也可能由于没有时间消费而放弃购买。[7]时间作为一种稀缺资源，在消费者购买决策过程中发挥着重要的作用。在预算和时间的双重约束下，即使拥有足够的消费支出预算，消费者也可能由于没有时间而无法使用某种产品。因此，从突破需求约束的角度来说，技术创新既要在性能上适应消费者偏好，又要在制定价格时考虑消费者的购买能力，而且还要考虑消费者消费产品或服务的时间，即同时考虑收入约束和时间约束，这样产品或服务才能被消费者接受。
此外，一些学者从其他角度研究了需求影响技术创新与产业演化的问题。Witt(2001)认为，消费者的多样性需求无法得到充分满足的状况为技术创新提供了空间，同时也为新产业的形成创造了条件。[8]Adner(2003)指出，技术替代的发生是由于现有企业的主流产品供给过多，给新产品留下了一定的发展机会。[9]而Antonelli(2003)则以IT产业为例，认为用户的需求创新是技术创新的动因，需求创新导致原有产业体系的分化，即旧产业衰退，新产业出现，进而导致产业不断演化。[10]
三、知识视角下的技术创新与产业演化研究
知识在技术创新和产业演化过程中占据着重要的地位，知识传播是促进技术进步和产业发展的重要因素。学者们主要从知识表示、知识溢出、知识边界和知识网络等角度来分析技术创新与产业演化问题。
在Jaffe进行开创性研究之前，学者们普遍认为知识溢出过程是一个无形的过程，其轨迹难以探究。Jaffe(1993)最先采用专利引用来替代知识流，通过追踪专利间的引用与被引用关系来显示知识溢出过程。[11]但是，这种依靠专利引用数据来替代知识流的方法的有效性受到很多学者的质疑。Jaffe在随后的研究中指出，专利引用关系可以反映知识的前后传承关系，引用专利的知识往往来源于被引用专利，专利引用记录了知识的流动和溢出过程，因此可以作为知识流动的衡量指标。Jaffe先把150多位专利发明人分成专利引用者和被引用者两组进行问卷调查，调查结果显示：25％的专利引用关系与知识溢出过程相符，50％的专利引用关系与知识溢出过程不相符，其余的25％存在相符的可能性。然后，为了进一步验证专利引用数据替代知识流的有效性，Jaffe对问卷调查得出的结果与利用专利引用数据得出的结果进行了对比研究，以检验专利引用数据替代知识流的有效性。结果发现，一直被认为是无形的知识溢出过程，可以通过观察专利引用关系追踪其流动轨迹，专利引用数据能够反映知识流的信息和知识溢出强度，专利引用作为知识流的替代指标是有效的，这样知识溢出过程得以显性化。[12]
知识具有外溢性，其重要价值体现在知识的可传递性、可供学习和借鉴性，知识流动增进了企业间乃至产业间的交流，从而推动技术创新和产业演化。在知识溢出过程显化研究的基础上，一些学者从地理距离和社会距离两方面分析了知识溢出对技术创新的影响。在地理距离方面，Jaffe(1999)搜集了美国、英国、法国、德国和日本五个国家1963-1993年的被引用专利数据以及1977-1994年的引用专利数据，以专利和专利引用分别作为知识和知识流的替代变量，以专利引用的可能性近似表示有用知识流的可能性，并以引用频率作为引用可能性的衡量指标，建立了上述五个国家之间的一个知识流动模型来考察知识溢出对技术创新的影响。实证结果表明：五个国家之间的知识流动受地理分布、引用专利和被引用专利的种类以及时间的影响，知识溢出具有本地化集中的特征，在较远的地理距离上，知识溢出明显受阻。[13]至于社会距离方面，Breschi和Lissoni(2004)利用欧洲专利局数据库中意大利人申请专利的信息构建了一个数据库(该数据库记录了1978-1999年意大利人向欧洲专利局申请的专利和相应的专利引用信息)，并利用这些信息来表示专利发明人之间的社会关系，以此考察社会距离与地理距离及其相互关系在专利引用中所发挥的作用。结果表明，当专利发明人之间的社会距离比较遥远时，地理距离很难解释专利引用模式；相反，当专利发明人之间的社会距离比较接近时，地理接近性对知识溢出的作用比较显著。[14]随后，Thompson(2005)改进了Jaffe(1999)的研究方法，他在选取控制样本时特别细分了技术类别，其余采用与Jaffe大致相同的样本，结果发现，知识溢出的确存在一定程度的本地集中化特征。[15]Thompson(2005)的研究在一定程度上佐证了Jaffe(1999)的结论。
知识溢出的效率不仅取决于地理距离和社会距离，还受到反映组织间互动关系的知识边界的影响。组织间合作网络中的企业在特定技术领域内保持一定的知识域，由此产生企业的知识边界。Brusoni(2001)以飞机发动机制造商和控制系统供应商之间的合作为例探讨了知识边界的作用：在生产过程中，供应商根据部件知识生产发动机控制系统，制造商根据结构知识组装发动机，制造商与供应商之间基于知识专业化和知识整合开展合作。另外，Brusoni(2001)从两者的耦合关系入手讨论了不同技术阶段企业知识边界的变化，以及上下游企业间的纵向关系与合作策略问题。在技术生命周期的早期阶段，新技术专用性强，技术标准不确定，知识边界明显，部件知识转移效率低下，发动机制造商对控制系统供应商的知识依赖程度较大，耦合关系紧密，企业实行纵向一体化策略。当新技术发展成为成熟技术，由于其具有较高的标准化程度，技术稳定性强，知识边界模糊，因此部件知识比较容易转移，发动机制造商对其控制系统供应商的知识依赖程度较低，耦合关系相对松散，就会采取业务外包方式。[16]表1列示了企业根据知识边界(对应于不同的知识转移效率和依赖程度)选择耦合模式与合作策略的几种情况。从中可以看出，知识边界会影响知识转移效率，从而决定企业的纵向关系。
知识网络对知识产生与传播也具有重要作用。Cowan(2004)构建了一个网络结构影响知识增长的模型来考察产业集群创新过程中不同网络结构对知识传播效率的影响。研究表明，在不同的网络结构下知识在企业间的传播路径和知识溢出效应相异；企业进行技术创新以提高知识水平，并会将创新技术(更新的知识)传播给予其有相邻接点的其他企业。[17]Cowan对知识传播过程进行了模拟，并引入两个重要参数p和γ。其中，p为网络结构，p∈[0，1]，不同的p值代表了不同的网络拓扑结构：当p=0时，网络结构为规则的；当p=1时，网络结构为随机的。γ代表知识溢出的选择性，γ∈[1，5]，γ越小，知识溢出的选择性越小，从知识传播过程中获益的企业就越多。结果发现，在完全规则的网络结构(即p=0)中，知识在企业间传播的路径越长，知识溢出的选择性越大，就越有利于产业集群知识水平的持续提高；在完全随机的网络结构(即p=1)中，知识在企业间的传播路径越短，知识溢出的选择性越小，就越有利于集群整体知识水平的提升。
四、协同演化视角下的技术创新与产业演化研究
协同演化的概念最早由生物学家提出，用来解释物种的演进过程，后来被演化经济学家引入经济领域。Nelson首先把制度分析引入经济增长研究，用以强调技术和制度的协同演化对经济增长的推动作用。此后，学者们对产业变迁过程中技术、制度、需求和知识的协同演化问题进行了研究。
Arora和Gambardella(1998)以化工行业为对象研究发现，产业发展过程中技术、创新组织和市场结构之间存在长期协同演化机制。Nelson(2002)利用惯例概念将制度经济学和演化经济学联系起来，认为惯例不仅包括生产中每一种分工的具体操作程序和技术，也包括劳动分工和分工之间的协调，前者被称为“物质技术”，后者被称为“社会技术”，社会技术包括企业组织制度和市场制度等。[18]Nelson(2002)认为物质技术的进步仍然是经济增长和产业演化的主要推动力，社会技术制度则通过推动物质技术的发展来促进产业发展。具体来说，物质技术和社会技术是相互交织在一起的：一方面，物质技术的实施需要社会技术作为支撑和保证，物质技术因复杂结构而需要依靠团队来运用，而团队成员依靠社会技术来协调彼此之间的关系，并且就如何有效理解和运用物质技术达成共识；另一方面，社会技术的创新以物质技术为基础，新的物质技术通常会带来新的社会技术，如新的理解、认知和规范等。因此，物质技术创新是社会技术创新的基础，而社会技术的创新为物质技术创新提供新的机会和线索。在技术创新驱动产业发展的过程中，技术和制度应该被理解为协同演化，技术创新的速度和特征受到支撑它的制度结构的影响，而新制度的实施也是以新技术在经济体系中的接受程度为条件的。随后，Nelson(2003)又以20世纪初美国大规模生产的快速发展为例再次证明了技术与制度的协同演化对产业发展的重要作用。[19]
Pelikan(2003)将制度的定义回归到North的“约束规则”，认为这比Nelson(2002)的定义(Nelson把制度定义为社会技术)具有更强的解释力。制度被定义为约束规则后，我们可以把经济演化分为两类：一类是以技术为核心的关联因素演化，Nelson(2002)关于物质技术和社会技术的分析属于此类型；另一类是制度本身的演化。Pelikan(2003)阐述了技术创新和制度创新的协同演化机制。一方面，新技术影响新制度的实施，技术创新对制度的影响主要通过以下两种途径实现：第一，有效利用新的生产方法或技术需要新制度来协调；第二，新技术能降低制度的实施成本，使得原本无法实施或者实施成本过高的制度得以推进。另一方面，新制度也会影响新技术的发展，制度变迁对技术创新的影响主要体现在四个方面：一是新制度中组织自由程度的变化会影响技术创新的可能性；二是新制度对技术创新具有激励作用；三是新制度会改变旧技术的粘性程度或消亡速度，从而影响技术的创新和扩散速度；四是新制度会影响技术选择的正确性。[20]
Murmann(2003)试图把技术与制度协同演化的思想纳入产业动态研究，认为当且仅当两个演化中的种群能够对对方的生存能力产生重大影响时，两者才是协同演化的。Murmann(2003)通过比较研究19世纪下半叶到第一次世界大战前英国、德国、法国、美国和瑞典五个西方国家合成染料产业的发展历程，探讨了一国产业变迁中技术与制度的协同演化过程以及不同国家产业发展模式的差异，并特别分析了技术与制度的协同演化对于推动德国合成染料产业快速成长的重要作用。一方面，国家、产业和市场的制度对技术创新具有很强的推动力，成熟、规范的市场制度能够有效地将生产者和消费者联系起来，而产学研制度、大学教育和培训制度又能够为企业技术创新提供良好的智力支持；另一方面，技术进步反过来也会推动制度创新，得益于新技术从而获得超额利润的企业能够形成制度创新激励，从而有利于国家、产业和市场制度的变迁。McKelvey(2004)通过研究制药和生物技术行业得出了知识、技术、制度和国别因素共同推动产业演化的结论。
Paraskevoupoulo(2010)突破了其他学者把产业规制看作技术进步的障碍来解释两者关系的分析视角，把产业规制视为一种制度形式，研究了产业规制政策与技术创新的协同演化过程。Paraskevoupoulo(2010)认为，产业规制政策对于经济主体的适用不应该是一种单向关系，即政府部门制定产业规制政策，而企业只能被动接受，两者实际上存在着互动关系，演化经济学为探究产业规制政策与技术创新的演进过程及其相似性提供了一个较为有益的理论框架。近50年来欧洲洗涤剂行业的发展经验表明，产业规制与技术创新之间呈现出一种循环、连续和互相促进的动态关系，政府规制政策颁布后，各经济主体会积极、主动地调整其行为以适应新的政策，包括参与政策制定、共享信息及相互合作等，从而在增加知识积累的同时提高了技术创新的潜在可能性，也增强了企业的讨价还价能力和影响制度环境的能力。从这个角度来说，良好的制度环境有利于企业技术创新，而企业技术创新能力的提升则有利于制度环境的良性发展，两者在推动产业发展过程中呈现出协同演化的态势。
五、未来研究展望
在熊彼特开创性地提出创新理论之后，如何促进技术创新进而推动产业演化的问题成为经济学家关注的焦点之一。近年来，西方学者从需求、知识和协同演化的视角围绕技术创新与产业演化问题进行了深入、广泛的探讨，并运用数理模型、实证检验和案例分析等方法取得了丰硕的研究成果，但现有研究仍存在一些问题，未来研究必须予以特别关注。
第一，基于需求视角的现有研究只注重需求空间给新技术带来的市场机会以及如何利用需求条件和需求约束来发展新技术并推动产业演化等问题，而忽视了需求结构的存在性以及全球化背景下各国需求结构的差异，也没有考虑需求结构对于某一国产品结构和在全球价值链定位中的作用。尤其是后发国家如何突破需求结构约束促进技术创新和产业升级，这是一个值得关注的问题。而且，围绕需求因素的研究大多以静态分析为主，没有从动态视角加以考虑，这样得出的结论往往有偏差。今后，我们应考虑把需求因素纳入产业成长的动态过程，特别关注需求规模、消费者偏好和需求条件变化对于产业演化的影响，并进行模型化表述。
第二，在基于知识视角的相关研究方面，知识流动过程的显化表示为后续研究奠定了基础，但现有研究主要围绕知识生成、知识传播及其影响因素展开，鲜有涉及知识溢出规模与速度的衡量及其决定条件，而且有关知识边界的分析也没有同时考虑产业内水平边界和产业间垂直边界这两种情况，从而无法进行有关知识边界对知识溢出效果、纵向关系影响的全面分析。同时，基于知识视角的现有研究关注知识有余而对技术重视不够，未来研究应该更加关注有关技术的问题，如知识转化为技术创新的条件，对知识流动与新技术形成、产业演化关系的分析，并运用社会网络等新的理论和方法。
第三，基于协同演化视角的现有研究只关注技术与制度的协同演化，而没有探讨协同演化的“互为因果关系”、“多层级与嵌入性”、“正反馈效应”和“路径依赖”等问题。随着演化经济学的发展，有关技术创新与产业演化问题的研究应该更多地借鉴自然选择、路径依赖等演化经济思想以及自组织理论和演化博弈等方法，并运用计量经济分析方法对产业演化与技术进步的历史数据进行实证检验，以期得到更具普遍意义的研究结论。
注释：
①一般而言，产业演化具有两层意思：一指国家或地区的产业结构及其内容不断变化的过程，包括产业结构的调整和主导产业的变化、更替；二指单个产业的进化过程，即某一产业中企业数量、产品或者服务数量的变动，本文涉及的产业演化主要指后一种。
②熊彼特认为，创新就是要“建立一种新的生产函数”，即把一种从来没有的关于生产要素和生产条件的“新组合”引入生产体系，以实现生产要素或生产条件的更新或改变。熊彼特列举了五种创新形式，分别对应于产品创新、技术创新、市场创新、资源配置创新和组织创新，而作为生产技术和生产方法变革的技术创新则是熊彼特所界定的创新概念的核心内容。