区域创新系统的仿真基础

(一)区域创新系统的仿真基础

区域创新系统属于社会经济系统的范畴，是由若干个相互作用的因素组成的极其复杂的、连锁反应极强的系统。单凭直观认识、经验判断和人脑推理来分析该系统的发展是很困难的，有时甚至是不可能的。同时，区域创新系统是具有动态行为特征的复杂的非线性系统，边界模糊，构成具有多重反馈环，组成该系统的各个子系统以及各子系统的各元素之间往往具有难以揣度的相互依赖关系，且由于时滞作用，使得原因和结果、原因和现象在时空上往往是分离的，难以进行追踪。由于区域创新系统具有的这些特征，为了能对其结构进行深层剖析，对其运行特征有一定程度的定量把握，一些学者引入了系统动力学(System Dynamics，简称“SD”)这一社会经济系统的仿真工具，来探讨区域创新系统的结构特征和运行机制(赵黎明、冷晓明等，2002;朱祖平等，2004)。

系统动力学是由美国麻省理工学院的教授创立的一门分析研究复杂系统问题的学科，是一种以反馈理论为基础的计算机仿真方法。其特点是强调结构研究，处理行为随时间变化的系统问题，它认为一个系统可同时包含人、物质和信息。它所建立的模型同其他经济数学模型一样，由以下三种基本的结构元素组成:①一组变量。②一组基本关系式。③若干战略系数。它提供了一个系统的框架，可有效揭示出区域创新系统中错综复杂的依赖关系。

系统动力学综合运用了控制论、信息论、决策论等有关的理论和方法，建立系统动力学模型，并以计算机为工具，进行仿真实验，用所获得的信息来分析和研究系统的结构和行为，以便为正确决策提供科学依据。具体来说，系统动力学所依赖的基本理论主要有以下几个方面:

(1)系统理论(System Theory)。系统论认为，系统有自己的边界，有自己的追求目标，边界以外有系统的环境。系统动力学把区域看成一个系统，并着眼于其全局和宏观的动态行为。在这个基础上，系统动力学使用了系统设计的概念，先确定区域创新的目标，后确定边界，再确定内部控制机理，建立区域创新系统的模式或构架，并由此构架解释系统行为。

(2)信息反馈理论(Information Feedback Theory)。把控制反馈的概念应用于社会系统，使人们了解到如何应用情报，并通过系统的构造来控制系统的行为，从而构成了系统动力学的基本概念——信息反馈环。以区域创新系统为例，创新环境发生变化将导致系统决策的改变，使其产生行动，再改变区域创新系统与环境的关系，进而影响到有关区域创新的未来决策，如此循环，就是信息反馈环。

(3)决策理论(Decision Theory)。决策即按照政策规定的原则，并参照实际情况而作出决定，同时产生行动。系统动力学模型可以描述区域创新过程中决策者的思考过程与决策过程，模仿决策基本构造以及该系统在不同决策下的行为。

(4)系统力学(System Mechanics)。根据经典流体力学的基本原理，流体在系统中流动必然会产生某种堆积现象，像液体在容器中一样。堆积的物质要产生压力，此压力将通过信息传递作用于决策者，迫使决策者作出决策。流系统可以正确地描述区域创新系统中的各种延迟现象，并将该系统中流动着的物质流动化并定量化。信息通道也是用流来描述的。系统力学是系统动力学的基本支柱之一。当展示系统动力学流图时，首先映入眼帘的是各种流、流的积累及控制流的阀门，宛如进入水网地带。

(5)仿真技术(Simulation Technology)。仿真技术发展较快，人们可以在较短的时间内，借助于电子计算机的帮助，清楚地了解一个复杂系统的行为。仿真技术是分析家们在解析方法无效时使用的方法。

(6)电子计算机(Electronic Digital Computer)。区域创新系统中数据量大，数据重复率高，在进行各种运算时，不能依靠手工或其他计算器来实现，必须借助于计算机。计算机可提供大量、高速、重复、正确的计算及资料处理，为该系统仿真提供技术支持。