产业技术创新实现路径的“黑箱”过程——基于路径依赖视角的分析

许爱萍

（天津社会科学院 城市经济研究所，天津 300191）

产业技术创新作为产业转型发展的内在核心动力，是实现产业良性可持续发展的重要因素，正以前所未有的方式影响着各国经济。强大的产业技术创新能力是实现技术进步、区域经济可持续增长并保持区域竞争力的关键，因此正确认识产业技术创新的实现路径尤为重要。但是，从现有的研究与实践来看，一项产业技术创新成果从被人类创造到实现商业化的过程较难被探寻，产业技术原始创新能力提升的路径也难以被系统地认识。因此，借助路径依赖理论分析产业技术创新的发展路径，对于探究产业技术创新实现路径的演化过程，提高产业技术创新过程的管理水平和产业技术创新能力具有一定的理论与实践意义。

1 文献综述

路径依赖（path dependence）概念源自生物学，Gould通过研究生物进化中的间断均衡问题（punctuated equilibrium）和熊猫拇指进化过程，得出了生物演进路径的机制和路径可能非最优的性质，并明确了路径依赖概念［1］。经济学中的路径依赖研究源于技术变迁分析。最早采用路径依赖方法研究经济问题的是美国经济学家David和Arthur。David认为一个路径依赖的经济变革顺序是这样的：对最终结果有重要影响的事件可以是时间上较久远的事件，包括由偶然因素而非系统性力量引发的偶然事件。类似于这样的随机过程并不一定自动收敛到结果的定点分散，这个过程被认为是非遍历性的［2］。David还认为，路径依赖在经济变化过程中可通过控制以前发生的事件来影响最终结果［3］。目前路径依赖理论被广泛地运用于经济学和社会学研究领域。路径依赖研究往往具有动态性和系统性的特征，因为路径依赖研究关注行为受制于时间控制的多个主体之间互动引发的变化过程［4］。Levi对路径依赖下了狭义的定义：“路径依赖是指一个国家或一个区域一旦进入某种轨道，其转逆成本将是非常高的；即使这个国家或地区面临其他选择，但是先前的制度安排不容许其背离最初选择”［5］。

Arthur和David最早将路径依赖理论应用于技术创新研究，产业技术的广泛渗透使某种技术获得了良好的技术优势，同时又使转换为另一种技术的成本加大，从而强化了对某种技术的依赖，由此形成的路径依赖效应往往具有不可逆性［6］。此后，国外学者较关注产业技术创新的路径依赖形成机理。例如，Khalil认为：当经济发展依赖于某些技术并产生了与之紧密联系的组织和制度时，锁定效应就会出现，新技术因路径依赖的“锁定”难以代替现有技术，从而产生“结构锁定”；而现有的技术机构更关注从锁定技术中获取收益而难以变革，这导致现有的经济系统继续依赖某一技术路径，从而产生“政治锁定”；同样，现有的经济主体受制于过去时间点上成功的技术路径和经济制度路径，从而难以对现有的发展路径进行改革，继而导致产业竞争力水平落后，从而产生“认知锁定”［7］。产业技术创新的路径依赖特征表现为对历史的、偶然的事件敏感，这些事件决定了产业技术创新的最终方向，而某项特定技术被采用后带来的递增效益会使该技术难以被替代［8］。

一些国内学者对产业技术创新路径依赖的特征及其影响进行了研究。技术创新是一项非线性活动，各环节之间存在多重循环和反馈以及交叉和并行的多种活动［9］。正是这种循环、反馈和交叉促使技术创新轨道的形成过程具有一定的路径依赖特征。在技术创新过程中逐渐形成的技术轨道，使企业对技术轨道的利用具有“路径依赖”特征［10］；技术创新形成的技术轨道本身具有路径依赖特征，这对创新和技术追赶具有根本性意义［11］，因为路径依赖理论下的顺轨创新有利于形成核心的技术体系［12］。

从目前国内外学者的研究看，虽然学者们从路径依赖的角度对技术创新路径进行了相关研究，但是较少从路径依赖的角度研究产业技术创新从萌芽到商业化这一“黑箱”过程。从路径依赖的角度研究产业技术创新的“黑箱”过程，揭示产业技术创新的缓慢发生过程和价值生成过程，有助于科学认识产业技术创新路径的形成、提高产业技术创新管理水平。

2 产业技术创新路径的“黑箱”

鉴于产业技术创新的内部过程这一“黑箱”不清晰，本文对“黑箱”问题进行研究，试图探寻产业技术创新从创新动力来源到实现产业技术阶段性突破式创新、产业技术创新轨道成型这一演变过程。

2.1 市场需求与默会性知识——产业技术创新的起点

在历史上，Bush曾片面夸大科研推动型模式导致基础科研成果向实际应用转化的效率低的问题，以至于后来人们认为市场拉动型才是技术创新的主要路径［13］。而在产业技术创新的开拓过程中，除了受制于在市场的作用，默会性知识也是产业技术创新路径形成的起始。默会性知识是企业在根据市场需求进行技术创新的过程中获得的特有的技术积累，是技术创新主体的特殊技术资源。在技术创新过程中，以企业为单位的技术创新个体的默会性知识与处于流动状态的显性知识相互协调是促进持续技术创新的关键。企业及其产品被嵌入日益复杂的技术网络中，这大大减少了单个企业完全控制新技术的机会。企业没有必要也不可能掌握关于产品开发和生产的全部领域知识，这在客观上要求企业必须善于利用外部资源［14］。从外部获得的技术创新资源对企业的技术创新路径具有规范作用。因此，技术创新路径依赖是企业在技术累积、默会性技术形成以及摄取外部创新资源的过程中形成的对企业内外部已有创新资源的依赖，路径依赖既可以是积极的，也可以是消极的，积极的路径依赖会对企业技术创新过程产生积极的推动作用，而消极的路径依赖则会阻碍企业的技术创新进程。

2.2 渐变与突变——产业技术创新的持续效应

Arthur认为，路径依赖描述了事件和解决方案受历史事件的锁定（lock in）［15］。Arthur解释了现有技术为何难以被新技术以及优于现有水平的技术所取代：一种技术可能由于历史原因或被认为是最好的技术而被采用，该技术在最初使用过程中通过增加回报得以改进，从而变得更被认可；随着时间的推移，新技术产生并取代现有技术，同时带来更大回报；然而，“路径依赖”的存在产生技术锁定或发展路径锁定，使得新技术并不能取代现有技术［16］。Arthur认为，路径依赖中主要有4 种自我强化机制——规模经济（scale economy 或fixed cost）、学习效 应（learning effect）、协作效 应（co-ordination effect）和适应 性预期（adaptive expectations）［17］。在技术创新过程中，正是得益于创新资源集聚在路径依赖的作用下实现了最大的创新绩效，技术才得以变迁并向产业渗透，进而改变产业结构。

产业技术是以渐变还是突变的方式进行创新是科学界关注的焦点之一。在高速变化的外界环境中，产业技术创新也遵循渐进式创新（incremental innovation）的规律，由连续的、渐进的小的创新组成。渐进式创新是产业技术主动适应外界变化的结果，是产业技术创新系统的自组织化过程。渐进式创新是在原有基础上改进现有功能和实现办法的实践过程，一般通过持续创新（continuous innovation）、修改创新（modified innovation）和过程创新或改进来进行。渐进式创新的技术基础是已固定的，只能在原有基础上进行一些持续的、修改性的创新，使产品和工艺具有一定的商业价值。

因此，产业技术创新的路径依赖意味着技术创新的最初成果和方向对后期结果具有影响，若要减少负效应，就必须在最初就选择最合理的路径。技术创新是一个循序渐进的过程，在能力水平上经历了由弱到强的过程，在数量上经历了由少到多的过程。在该过程中，技术发展的水平、规模和方向选择的渐进发展往往对后期产业经济发展水平有至关重要的影响。而从技术与产品的关系看，技术创新承担着改进技术、优化产品功能从而带动整个产业技术水平升级的重要任务。

2.3 突变——产业技术创新的关键转折点

突破式创新又称根本性创新（radical innovation）。顾名思义，这种创新是观念上的根本突破，常伴有产品创新、工艺创新和组织创新的连锁反应，可以在一段时间内引发产业结构的变化。突破式创新一般是研发部门精心研究的结果，对总量意义上经济的影响不大［18］。在突变理论（catastrophe theory）中，渐变和突变是两个对立而统一的概念。渐进式创新体现为对现有的产品和生产过程进行持续的、小规模的改进；突破式创新体现为开发出全新的产品或对生产过程进行大改进［19］。事物的渐变和突变在结果上有着本质区别，但是没有渐变就不可能有突变，突变是渐变在量上积累的爆发。科学史上不同学科都对渐变和突变进行过争论。从哲学的角度看，渐变和突变是对立而统一的事物在发展过程中的两种状态，不能片面强调某一方面的作用。

要区分创新的渐变与突变就要考量创新程度。渐进式创新以持续的、微小的变革实现递增的创新改变；突破式创新却改变了整个技术的秩序，对旧技术方式进行了根本性的改变；突变创新往往在技术的宽度和领域上有新的突破，或在市场上提供了新的产品或服务。从历史经验看，重大的技术突变都是学科交叉的结果；技术突变需要各种条件积累成熟才能发生；重大技术突变往往伴随着社会经济危机出现。事实上，技术创新既有渐进式创新，也有技术突变的特征，表现为技术渐进与技术突变交替进行。技术渐进是在既定技术范式（基础研究和技术基础变化不大）下通过连续累积微小的自主创新或进行技术扩散改进技术体系，具有均衡稳定、目标明确、短期、低成本、低风险和低收益等特征；技术突变倚重创造性破坏，是技术范式的间断性质变引起的、从全新知识到全新市场的变革，具有非均衡活跃、目标不定、长期、高成本、高风险、高收益等特征［20］。渐进式创新与突破式创新都是从技术发展路径进行技术分类的。从影响的规模和程度看，突破式创新往往能带来颠覆性效果；从发生几率看，大部分创新都是渐进式创新，突破式创新的发生几率低于渐进式创新。

2.4 良性产业技术创新轨道的形成

Arthur认为，首先发展的技术凭借时间优势，通过自我强化、自我规模累积，往往在技术变迁过程中占据优势地位。首先发展的技术具有充足的时间进行规模扩张、降低成本，从而占据广阔市场。Arthur还解释了技术创新路径依赖的发生过程：第一个机构在选择技术时选择了最初能带来较大收益的A 技术，同时后来的尾随者也选择A 技术，因为大家都看到A 技术确实能带来更大收益；此后，因为A 技术带来的优势要比B技术多，所以A 技术不断地被更多的尾随机构所采纳，结果就是A 技术被越来越多的机构采纳、B 技术被市场排除在外，而A技术占据市场使得其优势不断增加，从而产生了技术垄断；但是，如果在A 技术被采纳30次后采纳能带来更多回报的B 技术，由于缺乏产业技术转换的灵活性，则A 技术将继续垄断市场、B 技术仍被市场排除在外，由此A 技术通过自身的发展和优势累积逐渐形成了自己的技术轨道。当技术轨道形成后，A 技术和产品对市场的广泛占有形成学习效应，进而实现自我增强的良性循环。而B 技术在时间上的劣势导致其缺乏市场、难以形成自我增强效应，从而进入恶性循环。因此，如果产业技术选择依赖一种或几种特定技术，则极易产生“锁定效应”，一旦陷入“锁定”状态，产业经济发展的恶性循环将越演越烈，从而产生破坏性效果。具体过程见表1。

表1 同质机构对两种回报策略的采纳［16］

良性技术轨道的产生类似于生物遗传。技术也存在一种遗传与变异的技术基因，技术基因的存在使得产业技术变迁过程表现为明显的三阶段：创新阶段，类似于生物变异，企业通过搜寻和引进技术或通过技术创新来实现技术变异；扩散阶段，新技术在经济系统中扩散，导致社会群体思维和行为模式发生变化；反馈阶段，企业从技术创新中获得反馈，决定下一步的选择行为［21］。因此，良性技术轨道的形成意味着企业凭借技术优势能实现既有的商业化目标，并能继续扩大该技术优势。

3 产业技术创新的路径创造

分析产业技术创新路径的形成过程是找寻实现产业技术价值生成过程的基础，并能使产业技术创新过程这一“黑箱”过程清晰化。

3.1 路径创造过程

从产业技术创新路径的特点看，产业技术创新是网络化的、累积性的，是产业技术创新与环境互相适应的结果。因此，产业技术创新既是路径依赖的，也是路径创造的。路径依赖是产业技术被环境选择后，产业技术创新被动沿着某种轨迹前进的结果，而路径创造是产业技术主动适应环境、改造环境的结果。David将路径依赖分为积极的路径依赖和消极的路径依赖。积极的路径依赖会促进技术创新的发展；消极的路径依赖会降低技术创新效率，使新技术难以替代非最优的老技术［22］。

产业技术创新过程不仅仅是要素集合的过程，还是产业技术创新路径网络形成的过程［23］。产业技术创新所需的资源要素及其与外界环境的动态关联导致产业技术日益嵌入创新网络。技术创新网络是技术创新的现有技术背景，代表了目前技术的状态以及先前的发展轨迹。随着产业技术对市场的灵活反应，产业技术创新的方向通常由目前已存在的技术轨迹决定，这奠定了技术未来渐进发展的基础，促使产业技术创新路径的形成。

产业技术累积战略通过在产品生命周期中连续不断的改进，促使产品实现连续不断的小型技术改进［24］。产业技术创新路径网络由基于技术创新要素而联系的不同创新主体组成，各主体之间基于现有的产业技术产生千丝万缕的密集联系，同时推动产业技术渐变的轨迹基本成型。产业技术创新路径的本质是产业技术产生及其变迁过程，是一个融合了多主体、多要素的参与过程。从自组织理论的观点看，技术创新系统的演变正是渐变与突变的统一，突变与渐变是相互联系的。

同时，市场供给和需求的变化推动着产业技术创新前进。在市场趋于饱和的情况下，企业追求利润的本质导致企业对技术创新提出了新要求，产业技术在追求符合市场需求以及符合产业技术最大实现能力的前提下不断进行自我改进，技术渐变得以产生。当技术累积达到一定量同时出现对产业技术创新的需求的情况下，产业技术突变的可能性得以合理化，并促进良性产业技术轨道形成，具体过程见图1。

图1 产业技术创新路径创造过程

3.2 价值创造过程

知识积累和技术进步通过改善现有的技术条件、结合充足的产业技术创新要素投入来保证技术进步，推动经济持续向前发展。因此，各创新主体不断投入创新要素、不断地进行创新行为，极力促进技术价值、商品价值和市场价值的递增，这一过程见图2。

图2 产业技术创新价值创造过程

从内生性经济增长理论的角度看，知识积累和内生技术进步是实现经济可持续增长的决定因素；要素投入的增加只有在其能带来技术进步的情况下才能推动经济持续增长。从战略的角度看，由于成本、技术变化、技术未来的复杂性以及产业技术创新本身发展速度的加快，因此产出预测会对创新主体的行为以及对产业经济发展产生路径依赖上的影响。为保持强有力的竞争力，必须确保技术资源的合理配置、保证未来技术研发满足产业发展需要。在该体系中，企业、大学和科研机构是重要的介入主体，这些介入主体必须以形成自主创新能力为目标。企业、科研机构、大学和科技中介机构只有不断增加创新产出，才能维持自身存在的价值、为产业技术进步做出贡献。产业技术创新系统中的企业、科研机构、大学和科技中介机构累积了大量的资金、技术、人才和信息。产业技术路径决定了未来产业技术发展的方向，是产业技术依赖的基础。由于存在技术锁定效应，固有思维和制度锁定会阻碍产业技术的更新换代，因此必须打破固有思维，塑造可持续化的技术轨道，促使产业技术创新路径依赖良性发展。

4 结语

本文主要分析了产业技术创新路径内部的“黑箱”过程，并以价值创造为核心构建了产业技术创新路径创造分析框架，这对日后研究产业技术创新的发生路径、提高产业技术创新管理水平具有一定的借鉴意义。未来研究应继续检验和修改现有的路径创造分析框架，对框架内各主体、要素以及内部复杂系统关系进行分析，构造更详细、具体的产业技术创新路径创造分析框架，以便更深刻地剖析产业技术创新的内在机理，推动产业技术创新形成良性循环路径。

［1］古尔德.熊猫的拇指：自然史沉思录［M］.北京：北京三联书店，1999：16.

［2］DAVID P A.Clio and the Economics of QWERTY［J］.American Economic Review，1985，75：332-337.

［3］DAVID P A.Understanding the economics of QWERTY：the necessity of history［M］//PARKER W.Economic history and the modern economist.Oxford，UK：Basil Blackwell，1986：30-49.

［4］ANTONELLI C.The economics of path-dependence in industrial organization［J］.International Journal of Industrial Organization，1997，15（6）：643-675.

［5］LEVI M.A model，a method and a map：rational choice in comparative and historical analysis［J］.Comparative Politics：Rationality，Culture and Structure，1997（28）：19-41.

［6］DAVID P A.Why are institutions the＇carriers of history＇？Path dependence and the evolution of conventions，organizations and institutions［J］.Structural Change and Economic Dynamics，1994，5（2）：205-220.

［7］KHALIL E L.Lock-in institutions and efficiency［J］.Journal of Economic Behavior &Organization，2013，88：27-36.

［8］RYCROFT R W，KASH D E.Path dependence in the innovation of complex technologies［J］.Technology Analysis&Strategic Management，2002，14（1）：21-35.

［9］张妍.从技术机会的观点看技术创新过程［J］.开发研究，2009（5）：146-149.

［10］熊鸿儒，吴贵生，王毅.市场轨道理论溯源：技术轨道与市场颠覆［J］.技术经济.2012，31（7）：7-13.

［11］吴贵生，林敏.广义轨道理论探讨［J］.技术经济，2012，31（2）：1-5.

［12］杜月平，高雄，赵红菊.路径依赖与企业顺沿技术轨道的演化创新［J］.研究与发展管理，2004（4）：52-57.

［13］谭文华，曾国屏.关于基础研究及其与国家目标关系的再思考［J］.科学学与科学技术管理，2004（4）：19-22.

［14］张米尔，田丹.从引进到集成：技术能力成长路径转变研究——“天花板效应”与中国企业的应对策略［J］.公共管理学报，2008，5（1）：84-90.

［15］ARTHUR W B.Industry location patterns and the importance of history［M］.San Francisco：Centre for Eco-nomic Policy Research，Stanford University，1986.

［16］ARTHUR W B.Competing technologies，increasing returns，and lock-in by historical events［J］.Economic Journal，1989（99）：116-131.

［17］ARTHUR W B.Increasing Returns and Path Dependence in the Economy［M］.University of Michigan Press，1994.

［18］张利群.技术创新与区域经济增长［D］长春：吉林大学，2010.12.

［19］HALL P A，SOSKICE D W.Varieties of Capitalism：The Institutional Foundations of Comparative Advantage［M］.Oxford：Oxford University Press，2001：38-39.

［20］汤伟钢，陈慧莉.技术范式创新周期与经济周期的循环因替关系［J］.天津大学学报：社会科学版，2012（2）：123-127.

［21］熊鸿军，戴昌钧.技术变迁中的路径依赖与锁定及其政策含义［J］.科技进步与对策，2009，26（11）：94-97.

［22］相里六续，李瑞丽.技术跨越环境友好型技术发展中的路径依赖与路径创造［J］.科技进步与对策，2009（5）：1-4.

［23］张炜.技术创新过程模式的发展演变及战略集成［J］.科学学研究，2004（1）：94-98.

［24］FISHMAN R G，MOSES S A.An incremental process for software implementation［J］.Sloan Management Review，1999（4）：39-52.