一個基于進(jìn)化博弈的產(chǎn)業(yè)演化模型及其拓展

唐曉燕

（吉林大學(xué) 中國國有經(jīng)濟(jì)研究中心，長春 130012）

一個基于進(jìn)化博弈的產(chǎn)業(yè)演化模型及其拓展

唐曉燕

（吉林大學(xué) 中國國有經(jīng)濟(jì)研究中心，長春 130012）

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)選擇及其高級化問題是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究重點(diǎn)，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行計量分析是該問題的通行處理方法。文章試圖突破這種分析范式，擬運(yùn)用進(jìn)化博弈均衡理論及演化經(jīng)濟(jì)學(xué)來建構(gòu)產(chǎn)業(yè)的演化模型。為此，以進(jìn)化博弈均衡為理論基礎(chǔ)，分析產(chǎn)業(yè)演化特征及其機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于企業(yè)互動的穩(wěn)態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，最終形成對企業(yè)組織變革及知識存量于該穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的量化模型。

進(jìn)化博弈；產(chǎn)業(yè)演化；企業(yè)聯(lián)盟

改革開放促進(jìn)了中國經(jīng)濟(jì)的開放與繁榮，但我國經(jīng)濟(jì)政策或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還處于半封閉狀態(tài)。目前，發(fā)達(dá)國家已步入后工業(yè)化時代，它們在致力于發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)的同時，已逐漸將技術(shù)相對滯后的資本密集型或勞動密集型產(chǎn)業(yè)移至海外。新興工業(yè)化國家和地區(qū)在完成工業(yè)化后，也逐漸實(shí)施了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。在此背景下，產(chǎn)業(yè)演進(jìn)不斷加快。然而，盲目承接由發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)移過來的產(chǎn)業(yè)，勢必影響國家產(chǎn)業(yè)安全。所以，根據(jù)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)理論，結(jié)合國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)布局，發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，參與國際市場競爭，勢必成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的理性選擇。于產(chǎn)業(yè)演化及其發(fā)展，目前學(xué)界主要借助協(xié)同理論、耗散結(jié)構(gòu)理論、突變理論等工具進(jìn)行研究，本文擬運(yùn)用進(jìn)化博弈理論來分析產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)演化過程，旨在探究產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的發(fā)生機(jī)制及其機(jī)理，以期為我國轉(zhuǎn)型時期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級決策提供可資參考的理論依據(jù)。

1 進(jìn)化博弈均衡及產(chǎn)業(yè)演化特征

1.1 進(jìn)化博弈均衡及其算法

進(jìn)化博弈均衡由Maynard Smith&Price（1973）提出，他將進(jìn)化博弈均衡定義為：假設(shè)A=(aij)為m×m對稱矩陣，aij為參與人i與參與人j博弈時，參與人獲得的收益，用參與人的收益矩陣描述該對稱博弈，其混合策略為：

U(p,q)表示與混合策略q進(jìn)行博弈，選擇策略p時，參與人獲得的期望收益，其中p是穩(wěn)定策略、q是突變策略。若p為進(jìn)化穩(wěn)定，則滿足：

方程（3）意味著，進(jìn)化穩(wěn)定策略一定是納什均衡策略，而方程（4）意味著，弱納什均衡策略存在滿足的附加約束。這樣，在對稱博弈下，嚴(yán)格的納什均衡策略就必定是進(jìn)化穩(wěn)定策略。以上分析表明所有進(jìn)化策略都是納什均衡策略，納什均衡策略集的子集包含了進(jìn)化穩(wěn)定策略集；如果穩(wěn)定策略者和突變策略者在博弈時選擇同樣的策略，那么突變策略者將比穩(wěn)定策略者獲得收益少，即穩(wěn)定策略對少數(shù)突變者具有免疫力，在進(jìn)化博弈穩(wěn)態(tài)時，突變者不容易侵入。

在求解方法上，進(jìn)化穩(wěn)定策略有兩種解法：其一，從進(jìn)化博弈動態(tài)過程出發(fā)，求出進(jìn)化博弈系統(tǒng)的均衡點(diǎn)；其二，直接用進(jìn)化穩(wěn)定策略內(nèi)涵求解。其中第二種方法可作如下簡化處理：按照納什均衡的界定，若策略p為滿足納什均衡的策略，則全部大于零的概率選擇純策略進(jìn)行策略組合為最優(yōu)，且博弈參與者的純策略收益均為：

i1,…,ir為混合策略中大于零的概率的純策略選擇。若存在k(≥r)的純策略，那么有：令B為A矩陣中大于零的概率選擇的純策略的k×k階子矩陣，C 為(k-1)×(k-1)矩陣，滿足：cij=bij+bkk-bik-bkj， 則求解方程（6）就可以獲得進(jìn)化穩(wěn)定策略P的解。

1.2 產(chǎn)業(yè)演化的生物進(jìn)化特征

生物進(jìn)化有選擇與復(fù)制兩大機(jī)制，社會經(jīng)濟(jì)學(xué)者將生物進(jìn)化論中的這兩大機(jī)制移植到產(chǎn)業(yè)組織理論中，形成了產(chǎn)業(yè)演化系統(tǒng)的選擇機(jī)制、變異機(jī)制和復(fù)制機(jī)制等三大機(jī)制（如圖1所示）。

從圖1產(chǎn)業(yè)演化三大機(jī)制及其相互關(guān)系中，可以看出，技術(shù)創(chuàng)新為產(chǎn)業(yè)演化的基礎(chǔ)。創(chuàng)新增加了產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的多樣性，為產(chǎn)業(yè)演化方向的選擇提供了多樣化的空間，從而改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促使產(chǎn)業(yè)高級化，形成產(chǎn)業(yè)演化關(guān)鍵動力。從圖1還可以看出，產(chǎn)業(yè)演化過程為產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)企業(yè)應(yīng)對不確定性變化環(huán)境提供了互動的動力，這些企業(yè)相互間的互動行為將通過選擇機(jī)制、變異機(jī)制、復(fù)制機(jī)制傳導(dǎo)至產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)，并表現(xiàn)出如下特征：

（1）產(chǎn)業(yè)演變的選擇過程。按照演化經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)制度就是產(chǎn)業(yè)的思維與行為習(xí)慣，因此產(chǎn)業(yè)變異必定促使新產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。生物進(jìn)化理論闡明了變種、多樣性對生物進(jìn)化的作用，并把生物的微觀差異及可變性作為生物進(jìn)化的動力。對于產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)而言，產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)行為的差異來自企業(yè)的偏好或知識，它是由企業(yè)認(rèn)知模式的差異性產(chǎn)生的。企業(yè)變異發(fā)生后，創(chuàng)新行為將會在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中出現(xiàn)，這種創(chuàng)新行為導(dǎo)致企業(yè)行為模式的突變可以利用演化過程中的經(jīng)濟(jì)效率進(jìn)行解釋。在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)，任何諸如模仿、創(chuàng)新或者保守的企業(yè)決策都將影響產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)行為的相對頻率，進(jìn)而引發(fā)頻率依賴效應(yīng)：產(chǎn)業(yè)內(nèi)其他企業(yè)對產(chǎn)業(yè)內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)進(jìn)行模仿，這種行為策略取決于產(chǎn)業(yè)內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)的數(shù)量。在產(chǎn)業(yè)突變階段，若大數(shù)定律有效，產(chǎn)業(yè)內(nèi)創(chuàng)新將被扼殺；若系統(tǒng)是開放的，并偏離均衡，那么，由于正反饋的作用，產(chǎn)業(yè)內(nèi)成員的創(chuàng)新將會通過產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的漲落而放大，從而促使企業(yè)越過產(chǎn)業(yè)不穩(wěn)定閾值而進(jìn)入到新的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中。新的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的形成將啟動大數(shù)定律，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)新行為模式進(jìn)入擴(kuò)散階段，并逐漸演變成產(chǎn)業(yè)內(nèi)常態(tài)。于是，新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)選擇得以實(shí)現(xiàn)。

（2）產(chǎn)業(yè)演變的變異與突變。產(chǎn)業(yè)演進(jìn)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)種類的多樣性和產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)特征的變化，即產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)新行為模式的創(chuàng)造，這種新行為模式是由企業(yè)創(chuàng)新引發(fā)的，并與企業(yè)家的偏好結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)政策高度相關(guān)；另一方面，在產(chǎn)業(yè)劇烈的競爭環(huán)境中，企業(yè)為了求得發(fā)展，將被迫搜尋新的技術(shù)或行為模式，由此可能導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)的變異。如在次貸危機(jī)中，很多受挫的企業(yè)被迫對其組織模式及運(yùn)營模式進(jìn)行修正（變異），而在修正過程中的遺傳特征會保留下來，這導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)歷路徑依賴式的演變，從而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)也產(chǎn)生路徑依賴式的演變。

（3）產(chǎn)業(yè)演化的路徑依賴。在產(chǎn)業(yè)演化過程中，路徑依賴不只是低效的鎖定效應(yīng)，它更是產(chǎn)業(yè)演化過程的一種必然結(jié)果。很多時候這種路徑依賴能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)演進(jìn)提供創(chuàng)新的技術(shù)知識，降低產(chǎn)業(yè)演化過程中的不確定性，并形成對企業(yè)學(xué)習(xí)成本的節(jié)約。產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的路徑依賴取決于產(chǎn)業(yè)的初始狀態(tài)，若初始路徑發(fā)生變化，產(chǎn)業(yè)演變路徑也會發(fā)生改變，并影響產(chǎn)業(yè)原有的路徑依賴性。

（4）產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的多重均衡特征。產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的多重均衡特征來自于產(chǎn)業(yè)演化非線性動態(tài)方程的多個博弈均衡解。這種多重均衡特征表明，即使產(chǎn)業(yè)能夠趨向某種穩(wěn)態(tài)，該穩(wěn)態(tài)也并非唯一。產(chǎn)業(yè)演化能具體到哪個博弈均衡，受制于外界隨機(jī)因素的分布。此外，產(chǎn)業(yè)演進(jìn)多重博弈均衡中的某些解可能是無效的，即產(chǎn)業(yè)演進(jìn)存在無效率路徑。當(dāng)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)進(jìn)入了無效率路徑，這種進(jìn)化博弈將很難在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定下來，此時，產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)可能被產(chǎn)業(yè)演化進(jìn)程鎖定，從而進(jìn)入循環(huán)的陷阱中。假使此時外界條件發(fā)生變化，企業(yè)行為模式將隨之改變，從而引發(fā)產(chǎn)業(yè)分叉，促使產(chǎn)業(yè)朝著一種趨向穩(wěn)定的均衡路徑發(fā)展。

2 基于企業(yè)互動的產(chǎn)業(yè)形成機(jī)制

產(chǎn)業(yè)演進(jìn)與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)企業(yè)的行動密切相關(guān)。如果國家的產(chǎn)業(yè)政策是公平的，那么它將能夠促使企業(yè)在沒有任何外力下的條件下，形成聯(lián)盟（產(chǎn)業(yè)）動力機(jī)制。下面，我們放開產(chǎn)業(yè)政策公平的假設(shè)條件，利用討價還價的完美信息博弈來分析產(chǎn)業(yè)形成的動因機(jī)制。如果市場中的兩個企業(yè)談判力相同，那么將沒有外部動因促使它們選擇合作策略。

假設(shè)市場上的兩個企業(yè)不能通過討價還價形成產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行談判的企業(yè)集為N={Z1,Z2,T}，Z1與Z2為市場上討價還價的代表性企業(yè)，生產(chǎn)同類同質(zhì)的產(chǎn)品，但占有不同市場份額，假定企業(yè)Z1占有市場份額大于企業(yè)Z2占有市場份額，那么兩個企業(yè)的實(shí)現(xiàn)價值存在p1>p2，T為購買商數(shù)量。令K奐N，為市場上參與合作的企業(yè)集，令函數(shù)V(K):K→R，為合作企業(yè)集為時，企業(yè)能得到的收益。討論如下：

首先，若企業(yè)沒有形成聯(lián)盟的動因，而在市場上相互競爭，此時V(Z1)為不存在交易成本時企業(yè)Z1能獲得收益，V(Z2)為存在交易成本時企業(yè)Z2能獲得收益。但企業(yè)收益必須由交易雙方的交易來實(shí)現(xiàn)，所以有：

方程（7）與方程（8）的博弈均衡為：

利用以上博弈均衡繼續(xù)分析存在預(yù)期產(chǎn)業(yè)租金時，企業(yè)是否有形成產(chǎn)業(yè)的動機(jī)。為簡化分析，假定企業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)存在，在聯(lián)盟成立后，借助企業(yè)內(nèi)部協(xié)作并與交易對象發(fā)生交易，這樣企業(yè)才能獲得所有收益；由于假定聯(lián)盟成員屬于公平分配，從而可以求解企業(yè)聯(lián)盟中任何成員獲得的收益，并與未形成產(chǎn)業(yè)時進(jìn)行比較，從而判斷企業(yè)是否有形成產(chǎn)業(yè)的動力。

如果企業(yè)具有形成產(chǎn)業(yè)的動力，那么參與談判的企業(yè)集為N={I,T}，其中I={Z1,Z2}，Z1與Z2為形成的產(chǎn)業(yè)成員，在產(chǎn)業(yè)內(nèi)有成員采取拒絕合作策略，這樣產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi)企業(yè)就會減少，從而聯(lián)盟就會解散；為扣除聯(lián)盟管理成本及其它必要支出后的凈聯(lián)盟租金，這樣就會可以獲得聯(lián)盟成員博弈的租金及價值：

從以上博弈均衡解可以看出，若沒有市場的外在約束，企業(yè)通過討價還價的博弈，可以提高自己的收益，并改進(jìn)整個聯(lián)盟的總收益，從而具有了形成產(chǎn)業(yè)的動因。以上分析也驗(yàn)證了圖1的機(jī)理，企業(yè)互動是產(chǎn)業(yè)演化的重要因素。

3 引入創(chuàng)新系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)演化模型拓展

從產(chǎn)業(yè)演化機(jī)理及企業(yè)互動形成產(chǎn)業(yè)動因的分析中，可以看出，企業(yè)在互動中形成產(chǎn)業(yè)，而創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)演化的重要推動力。為此，我們擬分析創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)演化的影響機(jī)制。

3.1 基于企業(yè)創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)演進(jìn)

由上分析可知，產(chǎn)業(yè)是由若干個企業(yè)通過談判形成的。假定每個企業(yè)產(chǎn)出為Xti，整個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出規(guī)模為Q，整個產(chǎn)業(yè)在不同時期的產(chǎn)出之和為Q與Qt+1，則：

若產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)不進(jìn)行創(chuàng)新，那么產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)市場份額都相等S(t+1)i=Sti，這樣產(chǎn)業(yè)的加權(quán)平均增長率為：

其中，fi為產(chǎn)業(yè)資本累積，mit產(chǎn)品單位利潤。

從方程（20）可以看出，如果不引入技術(shù)創(chuàng)新變量，產(chǎn)業(yè)的增長將僅依賴于利潤與資本的累積，這就是新古典理論；引入技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將不斷壯大。假設(shè)Xij為產(chǎn)業(yè)內(nèi)i企業(yè)的j種創(chuàng)新，這樣，資本產(chǎn)出率將為：

因?yàn)榇嬖趧?chuàng)新，所以 f(xij)≥0，eif(xij)≥1，于是有 L(t+1)i≥Li0，整個產(chǎn)業(yè)也因此受到技術(shù)創(chuàng)新的影響，產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)生根本改變，即：

若產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)都不進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，mti=mt0，fi=f0，那方程（22）簡化為：

3.2 基于企業(yè)知識存量擴(kuò)張的產(chǎn)業(yè)演進(jìn)

假設(shè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)i企業(yè)在t時刻開始進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，下一時刻企業(yè)的知識量為：

其中，k為知識存量，a為企業(yè)模仿能力（吸收能力），b為企業(yè)創(chuàng)新能力，c為企業(yè)變革。同樣產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)i模仿產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)j，則此時的知識增量則為：

假設(shè)整個產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力為λ，以此類推，則有：

于是，產(chǎn)業(yè)內(nèi)i企業(yè)在t時刻的知識增量為：

從方程（27）可知，產(chǎn)業(yè)在t+1時刻的知識存量為：

產(chǎn)業(yè)在t+1時刻的知識存量為：

由方程（24）~（29）可知：如果一個企業(yè)不能進(jìn)行適時變革，那么，其所屬產(chǎn)業(yè)的知識增量將大受制約，并進(jìn)一步制約整個產(chǎn)業(yè)的演化進(jìn)程。所以企業(yè)組織的變革將成為產(chǎn)業(yè)演化的自組織基礎(chǔ)。失去了這個自組織基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)演進(jìn)將無法進(jìn)行。

4 結(jié)論

產(chǎn)業(yè)形成過程中，如果企業(yè)無市場約束，產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)將會形成穩(wěn)定性較高的企業(yè)聯(lián)盟，而且每個聯(lián)盟企業(yè)成員收益將不斷增加，產(chǎn)業(yè)總收益得到提高。在這一過程中，企業(yè)將做出與聯(lián)盟環(huán)境相適應(yīng)的行為策略。企業(yè)之間互動性得到強(qiáng)化，技術(shù)創(chuàng)新也不斷加快，從而形成新的產(chǎn)業(yè)自然秩序。從產(chǎn)業(yè)演化的進(jìn)程看，產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)將在新的環(huán)境中不斷進(jìn)行著組織變革，這種變革將提高企業(yè)的產(chǎn)業(yè)知識，影響企業(yè)的創(chuàng)新能力。這種基于創(chuàng)新系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)演進(jìn)，在現(xiàn)實(shí)中表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化與高級化：（1）若產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)最初表現(xiàn)為勞動密集型產(chǎn)業(yè)，那么在企業(yè)向資本密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變過程中，終將演變成知識技術(shù)型產(chǎn)業(yè)，而且期間將伴隨著產(chǎn)業(yè)加工度和產(chǎn)業(yè)附加值的提高，最終使產(chǎn)業(yè)趨向合理；（2）隨著技術(shù)進(jìn)步的不斷加快，產(chǎn)業(yè)的演進(jìn)將呈階梯狀進(jìn)行：最開始表現(xiàn)為低附加值、低加工度為主的勞動密集型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，而后表現(xiàn)為較高附加值與較高加工度為主的資本密集型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，最后形成高附加值與高加工度為主的知識密集型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷合理化及高級化的過程就是產(chǎn)業(yè)由簡單到復(fù)雜、由低級到高級的漸進(jìn)演化過程。

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（責(zé)任編輯/亦 民）

O224.32

A

1002－6487（2011）03－0068-03

唐曉燕（1981-），女，河南長葛人，博士研究生，研究方向：產(chǎn)業(yè)理論與產(chǎn)業(yè)政策。