^^茆翠红(2008):创新行为系统中政府与企业的演化博弈及稳态分析_

2008年第10期

文章编号:

科技管理研究

2008No110

ScienceandTechnologyManagementResearch

1000-7695(2008)10-0012-03

创新行为系统中政府与企业的演化博弈及稳态分析

茆翠红,钱 钢,胡伟伟

(南京师范大学管理科学与工程研究所,江苏南京 210097)

摘要:对创新行为系统中的政府和企业构建了一个非对称的2@2演化博弈模型,并用复制动态演化调整过程来分

析此博弈的演化稳定策略及其参数条件。分析结果表明政府有效的激励机制促进了企业创新,企业创新带来的积极

效应促使政府进一步完善激励创新政策,博弈的稳态均衡策略是政府从政策上激励企业创新,企业为追求最大利润

而进行创新,从而在理论上证实了政府激励政策对企业创新行为的重要性。

关键词:创新行为;非对称型博弈;复制动态;稳态均衡策略

中图分类号:F224132文献标识码:A

创新是企业的核心竞争力,也是国家竞争力的核心,正

如胡锦涛指出的:/一个国家只有拥有强大的自主创新能力,

才能在激烈的国际竞争中把握先机、赢得主动。0市场机制

具有优胜劣汰、鼓励竞争、市场激励的特点,这有利于企业

进行技术创新以获得超额的创新利润,使企业在市场竞争处

于有力地位,因而能在一定程度上自发地组织和培育创新。

但是,创新收益的外部性和创新成本的内部性使创新从本质

上来讲是风险、不确定性与高额回报并存的,正是由于创新

的风险和不确定性,使得创新不仅仅取决于企业的策略,同

样在很大程度又取决于政府的行为。在创新行为系统中,政

府与企业是一对策略互动主体,他们是在互相研究对方的策

略后做出最佳反应决策,由于有限理性条件下的短视行为,

其策略反应是一种不断调整的动态过程,因而表现出行为生

态学的特征

[1]

。演化博弈论是把博弈理论分析和动态演化过

程分析结合起来的一种新理论,最初产生于行为生态学。它

从有限理性的个体出发,以群体为研究对象,认为现实中个

体并不是行为最优化者,个体的决策是通过个体之间模仿、

学习和突变等动态过程来实现的

[2]

。随着博弈论研究的深

入,演化博弈论在经济社会领域得到了广泛的应用。有鉴于

此,本文在前人研究的基础上,运用演化博弈理论对企业创

新行为系统中政府和企业的行为进行分析,以期揭示政府和

企业创新行为的复杂性和动态演化路径。

表1 创新行为系统中政府和企业博弈的收益矩阵

企业

政

概率P

府

鼓励

不鼓励

x

1-x

创新

Y

U-m+e,V+m+f

U,V-n

不创新

1-y

U-m,V+m

U,V

1 基本假设和模型

为了建构模型和简化计算的需要,特作如下假设:

博弈方:假设该博弈方都是有限理性,且划分为两类,

即企业和政府。

行为策略:对于政府来说,其策略可以是鼓励企业创新,

也可以不鼓励,因此其策略选择空间为(鼓励,不鼓励);

而对于企业来说,它也有两种选择,进行创新和不进行创新,

其策略选择空间为(创新,不创新)。

行为策略的采取比例。假定在博弈的初期,政府选择鼓

励的企业创新的概率为x,选择不鼓励的概率为1-x;企业

群落中选择创新的企业比例为y,选择不创新的企业比例为1

-y。

收益矩阵:随机博弈中双方的收益矩阵如表1所示。

收稿日期:2007-10-31,修回日期:2008-01-08

现对矩阵含义的解释如下:(1)当政府不鼓励创新且企

业也不进行创新时,也即维持现状的条件下,企业将逐步丧

失竞争力,但由于这是一个渐进的耗损过程,因而在一定时

期内,政府和企业均能够取得一定收益,假定此时政府获得

的收益为U,企业所获得的收益为V。(2)当政府鼓励企业

创新且企业也选择创新时能够创造更多的收益,假定此时创

造的总收益为U+V+(e+f),政府获得的收益为U-m+e,

企业获的收益为V+m+,f其中m为表示的是政府为了鼓励

企业创新而制定的资金扶持政策,如创新基金、减税退税等,

这样政府的一部分收益就转移给企业,企业收益相应地增加,

当然政府鼓励企业进行创新也体现在环境保护政策上,如完

善的产权制度、市场制度等,保障了企业创新有利可图,这

部分并没有体现在m上,但是可以间接地体现在e+f上,这

将在后文进行详细讨论。(3)当政府为了鼓励企业创新并给

予企业资金扶持,而企业在获得政府给予的资金条件下采取

了欺骗手段并没有进行创新时,所创造的总收益仍为U+V,

只是政府将一部分收益给了企业,政府的收益变为U-m,

企业的收益增加为V+m。(4)当政府不鼓励创新而企业进

行创新时,由于政府政策的不完备导致剽窃、模仿盛行,企

业不但没能从创新中得到什么好处,反而由于前期的研发费

用而遭受了部分损失,企业收益变为V-n,但是对于政府而

言并没有什么大的影响,政府的收益依然为U。(5)假定e、

、m、n>0且ef、f>m,这是因为,对企业的长远发展而言,

创新比保守好,对整个社会而言,政府激励创新而企业实施

创新会更好

[3]

。

2 政府与企业的演化博弈分析

根据上述假设和收益矩阵可知,采取鼓励企业创新策的

基金项目:2007年/南京师范大学研究生优秀论文培育计划0资助项目

茆翠红等:创新行为系统中政府与企业的演化博弈及稳态分析

的政府期望收益额为:U

G1

=y(U-m+e)+(1-y)(U-m),

采取不鼓励策略的政府期望收益额为:U

G2

=yU+(1-y)U,

故政府平均期望收益额为:

)

U

G

=xU

G1

+(1-x)U

G2

。

同理,采取创新策略的企业的期望收益额为:U

E1

=x(V

-m+f)+(1-x)(V-n),采取不创新策略企业的期望收益

额为:U

E2

=x(V+m)+(1-x)V,故整个集群企业的平均期

)

=yU

E1

+(1-y)U

E2

。望收益额为:

U

E

我们引入演化稳定均衡中的复制动态方程

[4]

:

dx/dt=x(U

s

-

)

(1)

U

)

复制动态实质上是描述某一特定策略在一个种群中被采

用的比例或频率的动态微分方程,式中:x为一个种群中博弈

方采用策略s的比例;U

s

为该博弈方采用策略s的期望得益;

)

为该博弈方采用其策略空间中所有策略的平均得益;dx/dt

U

为该博弈方采用策略的比例随时间的变化率。上述动态微分

方程与生物演化中描述的特性个体频数变化其自然选择过程

的/复制动态0过程相一致,因此称为/复制动态方程0。

这样根据复制动态方程(1),经过简单运算后得到政府

采用鼓励企业创新策略的复制动态方程为:

dx/dt=x(U

E1

-

)

(2)

U

E

)=x(1-x)(ey-m)

同理,可以得出集群企业采用创新策略的复制动态方程

为:

dy/dt=y(U

G1

-

)

(3)

U

G

)=y(1-y)1(f+n)x-n2

由式(2)、式(3)构成的微分方程组可以找到这个系

统的均衡点为(x,y):(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)

[5]

和(n/(f+n),m/e)。根据Friedman提出的算法,微分

方程组构成动态系统的群体动态,其均衡点的稳定性分析可

以通过分析该系统的Jaconbian矩阵的局部稳定性得到,对微

分方程组(2)、(3)依次求关于x,y的偏导数,可得出Ja-

conbian矩阵为:

(1-2x)(ey-m) x(1-x)e

J=

y(1-y)(f+n)(1-2y)[(f+n)x-n]

从而得出Jaconbian矩阵在这5个均衡点的行列式的值和

符号,以及Jaconbian矩阵迹的值和符号,并由此判断这5个

均衡点的局部稳定性。计算结果见表2。

表2 动态系统的局部稳定性分析

均衡点

O

A

B

C

x=0,y=0

x=0,y=1

x=1,y=0

x=1,y=1

J的行列式及符号

mn +

+

J的迹及符号

-(m+n)

e

m+f

-

局部稳定性

ESS

不稳定

不稳定

ESS

鞍点

13

N点),系统将收敛于ESS稳定点O(不鼓励,不创新),若初始

状态处于折线ADB右上方区域CADB时(如图1中的M点),

系统将收敛于ESS稳定点C(鼓励,创新),说明政府和企业的

博弈行为表现出对初始值的依赖性。从分析可以得出,通过参

数的调整可以使区域OADB的面积减小而区域CADB增加,即

将鞍点D向左下方移动可以使系统达到理想均衡状态C的概

率增加,如给定的初始条件N可以从区域OADB跳到CADcB,

因此,可以说企业创新行为是可控和可激励的

[6]

。

图1 政府和企业博弈的动态复制相图

3 模型的参数分析及激励政策

下面结合相位图对影响初始状态变化的参数逐一分析:

311 参数e、f

e、f是政府和企业分别从企业创新获得的/超额利润0

中分配的收益。当e增加时,D向下移动,由图1可以看出

区域OADB的面积减小而区域CADB的面积增加,系统演化

至ESS稳定点C的可能性随之增加。同样地,当f增加时,D

向左移动,区域OADB的面积减小而区域CADB的面积增加,

系统演化至ESS稳定点C的可能性越大。从上述分析可以看

出:不论是政府还是企业,从创新行为中获得的收益越大,

政府鼓励企业创新的可能性越大,而企业进行技术创性的动

力也就越大,从而形成了政府)))企业双赢的局面。为了能

够从企业创新行为中分配到的收益最大化,政府需要提供一

套完整的技术创新保障制度,主要包括产权制度、市场制度、

企业制度等

[7]

,为企业进行技术创新营造一个良好的外部环

境,确保企业可以从技术创新中获得最大的/超额利润0。

312 参数m

m是指政府为了鼓励企业进行创新作出的一种资金扶持

政策,如对于一些创新成本高的高科技企业,为了鼓励企业

技术创新,政府给予企业创新资金、免税退税等等

[8]

,相当

于创新收益在政府和企业之间的一种再分配。当m增加时,

企业获得的资助越多,相应地减小了企业技术创新的内在风

险性,企业选择技术创新的可能性就越大,那么政府和企业

从创新中获得的收益增加,即e与f值增大,从而鞍点D向

左下移动,系统演化至ESS稳定点C的可能性越大。

313 参数n

n表示在企业进行了技术创新,但是由于政府不鼓励创

新,没有提供优良的市场环境和保护企业创新的政策,导致

模仿和剽窃就会大行其道,创新企业蒙受的损失。当n增加

时,鞍点D向左移动,即企业进行技术创新的可能性变小。

这与实际情况非常相符合,企业创新损失收益越大,当然越

有可能选择保守策略即不进行创新行为。

因此,在博弈初始时选择不激励策略的政府,通过学习

和模仿,自然会选择收益大的策略,随着时间的进展,选择

(下转第16页)

(e-m)m +

+

-

mf +

(e-m)f +m-(e+f)

0

Dx=n/(f+n),y=m/e-

(e-m)mnf

-

(f+n)e

由表2知,在5个局部均衡点中仅有2个均衡点是具有局

部稳定性的,也就是本文演化博弈的演化稳定策略(ESS),即

(鼓励,创新),(不鼓励,不创新)。该演化系统还存在2个不

稳定的均衡点和1个鞍点。将上述创新行为系统中政府和企

业双方博弈的复制动态关系用相位图表示如图1所示。

从图1中我们不难看出,O(0,0)或C(1,1)是这个博弈的

进化稳定策略,最终收敛到那个策略要看系统的初始状态。

若初始状态处于折线ADB左下方区域OADB时(如图1中的

16

参考文献:

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[5]朱美光,韩伯棠,李强1高新区/二次创业0发展战略与政策

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作者简介:朱美光(1973-),男,汉,河南永城人,博士,副教

授,主要研究方向战略管理、区域经济。

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业0对策研究[J].武汉理工大学学报:社会科学版,2004

(本文责编:彭统序)

(上接第13页)

激励创新的概率会越来越大,企业在政府激励政策下为了追

求创新利润而选择创新,于是博弈进入CADB区域,博弈将

收敛于进化均衡状态C。

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作者简介:茆翠红(1979-),女,汉族,安徽芜湖人,硕士研究生,

研究方向为企业创新、博弈论;钱钢(1965-),男,汉族,江苏常

州人,教授,博士,研究方向为企业创新、博弈论、信息安全管理;

胡伟伟(1983-),男,汉族,安徽安庆人,硕士研究生,研究方向

为企业创新、博弈论。

4 结论

本文通过构建演化博弈模型从理论上证实了政府激励政

策对于企业创新行为的重要性,并将政府的激励政策分为环境

保护政策和资金扶持政策,讨论了这两种政策在鼓励企业创新

行为中的不同作用。由于创新具有收益的外部性和成本的内

部性,导致创新动力的自然不足,而政府的这两种政策分别改

善了创新外部性和内部性的缺点,从而促进了企业进行创新的

动力。同时企业创新行为带来的积极效应,如带动更多的企业

选择技术创新、增加了整个社会的福利等等,将会促使政府进

一步完善技术创新激励策

[9]

。但是,技术创新过程从本质上

看是一个不断试错的过程,政府所构建的制度环境并不一定从

一开始就能够促进企业的技术创新,在企业技术创新行为系统

的演化过程中,政府的行为必须根据企业的反应不断的调整,

在不断的调整、试错过程中构建最优的制度环境、激励政策,从

而促进企业与政府的良好互动,提高整个社会技术创新的效

率,增加社会的福利,提高政府效益。

参考文献:

[1]SIMON1TheoriesofDecision-makinginEconomicsandBehavioral

(本文责编:赵永强)