淺析科技成果轉化系統的熵理論范文

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摘要：首先從科技成果轉化過程出發，構建科技成果轉化系統，闡明該系統與外界產生交流的接口。然后從熵理論的角度分析各種接口，包括資金、人才、技術、制度、政策等因素對科技成果轉化系統的熵所產生的影響。最后從熵原理的角度提出了系統的優化策略，使系統能夠朝著更加穩定有序的方向發展。

關鍵詞：熵理論；科技成果轉化；系統研究；有序性；科技成果轉化系統

引言

我國的科技成果數量逐漸增多，但成果的應用率卻不高，科技成果所產生的經濟效益與社會效益也遠遠低于歐美發達國家，科技成果轉化難這個問題已經成為一個比較突出的問題。為此，許多專家學者都希冀通過對科技成果轉化系統的分析為促進科技成果轉化提供相關的建議。李承宏、羅培元等[1]將生物耦合的概念應用到科技成果轉化系統的研究中，試圖找到影響科技成果轉化的各種因素相互作用的一般規律，建立合理的科技成果轉化管理體系。呂建秋、王宏起等[2]將科技成果轉化系統對照自然生態系統，從生態學的角度對科技成果轉化過程進行分析，并提出相應對策。柳岸[3]將三螺旋模型運用到了科技成果轉化系統中，提出了適用于我國科技成果轉化的三螺旋模型，即國家干預主義模式。趙玉林[4]運用自組織理論，認為科技成果向現實生產力的轉化是無序到有序的演化，同時表明了這種演化的條件為系統開放、非線性作用和巨漲落。經過文獻調研表明，現有的研究大多集中于科技成果轉化的自組織研究，熵的理論在科技成果轉化中的應用并沒有過多的討論。熵概念的提出距今已有上百年的歷史。在這段時間內，有大量的物理學家如克勞修斯、申農、玻爾茲曼等對熵理論的發展與應用等都作出了巨大的貢獻。1856年，德國物理學家克勞修斯首次提出熵的概念，認為熵是用來表示能量在空間分布是否均勻的物理量，能量分布越均勻，其熵值就越大[5]。之后，玻爾茲曼又于1872年在研究氣體分子運動的過程中，首次對熵概念提出了微觀解釋，后來普朗克•吉布斯對其作了進一步的研究，解釋得更為明確[6]。1948年，申農將熵的理論引到信息論的研究中，奠定了現代信息論的理論基礎，同時又進一步擴展了熵概念的含義，熵不再是僅僅與熱力學中的系統有關，而且與概率建立了親密的聯系，熵的應用范圍又被進一步拓寬[7]。此后，熵的運用逐漸擴展到生物學、信息學、管理學等領域。可以認為，熵概括了事物從有序到無序的發展過程。根據熵理論，熵值的大小可以反映系統的有序程度。當系統的狀態發生改變時，系統的熵值也會隨之發生改變。所以可以根據熵值的變化來考察系統演化的速度和方向[8]。對于一個開放的系統來說，系統的熵值主要分為兩部分：ds=des+dis；其中，ds表示系統的總熵值，des表示系統與環境發生物質、能量或信息的交換所產生的熵值，des可為正亦可為負，dis表示系統不可逆而產生的熵值，其值一定為正。系統的總熵等于系統內部自發產生的熵值與系統與外界交換物質、能量和信息所產生的熵值的總和。如果des>0，那么系統會越發混亂，系統向退化方向演化，朝著無序方向演化；如果des<0，那么系統熵值降低，系統有序度增加，朝著有序方向演化。所以，只有從外界環境向系統引入負熵流時，系統的總熵值才有可能減小，系統才會由原來的狀態向更加有序的狀態演化[9]。科技成果轉化系統是一個包含耗散路徑的社會系統，它自然也會受到熵原理的支配。根據熵理論，科技成果轉化系統只要運行，系統內部就必然會產生正熵，就會使系統一直朝著無序的方向發展。本文從熵的定義出發，對該系統進行分析，并從熵理論的角度提出了該系統具體的優化策略，希望可以使系統獲得更多的負熵來中和系統內部所產生的正熵，達到系統從無序向有序發展的目的。

1科技成果轉化系統的構建

1.1科技成果轉化過程分析科技成果轉化的最終目的就是要將科研成果轉化成市場所需的商品或者服務，產生相應的經濟效益和社會效益。針對科技成果轉化系統的復雜性以及各個主體之間的相互關聯，可以將整個科技成果轉化過程分為成果形成階段、中試轉化階段以及產品生產階段[10]3個階段，這3個階段也對應著相應的模型。（1）成果形成階段模型成果形成階段一般包括理論研究階段以及成果改進階段。理論研究階段主要是對基本理論的研究，一般由研究機構、高校來完成；成果改進階段主要是對市場需求信息、該成果相關發展情況進行分析，從而進行立項決策，再投入一定的資金、設備、人才進行成果的改進。該階段基本完成了理論到技術的轉換（圖1），這一階段一般是由科研機構、高校以及企業的研發部門共同合作完成。（2）成果轉化階段模型成果轉化階段是科技成果由理論向實際進行轉化的一個階段。首先根據市場需求信息進行可信性分析，對可行的成果投入一定的資金、設備、人才等，對其進行試驗開發，形成實驗樣品，此時需再根據市場需求信息，對該樣品的市場前景進行分析，向有市場前景的樣品投入資金、設備、人才等資源，將其轉化成符合市場需求的商品或服務（圖2）。這個階段一般是由科研機構、高校以及企業、中介機構等共同合作完成。（3）產品生產階段模型產品生產階段是科技成果走向市場的一個階段。首先將轉化后形成的商品或服務交給企業，由企業進行一定的包裝，再向其投入資金、設備、生產人員等資源將其批量生產，再投放市場獲取相應的利益（圖3）。這個階段則主要由企業來完成，主要完成技術產品向商品產品的轉化，并向市場進行輸送，該階段成果的表現形式為商品或服務。與此同時，成果轉化的過程并不是單向進行的，在科技成果成功轉化為市場所需的產品服務后，也需要對市場需求的情況進行分析，并將分析情況再反饋到科技成果的基礎研究階段，再進行技術的改進與創新，從而研發出更有價值的產品。1.2科技成果轉化系統運行機理模型上文根據科技成果轉化過程將科技成果轉化系統分為3個子系統模型。為了理清在整個科技成果轉化系統中與外界產生的各種交流，本節將構建完整的科技成果轉化系統，如圖4所示。從圖4中可以看出，對于科技成果轉化系統來說，外部的人員流、資金流、市場需求、政策環境或制度與理念等因素都能產生負熵的來源。

2科技成果轉化系統的熵增

整個科技成果轉化系統并不是一個封閉的系統，它與系統外界不斷地進行物質、能量或信息的交換。只有不斷地為系統引入資金、人才、技術、市場信息、政策等負熵流來抵消由系統不可逆所造成的熵增，才有可能使得系統的總熵值為負，系統才會朝著更加有序的方向發展。根據熵的理論建立以下熵的計算公式，設i代表系統中每個會影響熵值的因素，如企業規模、人才素質、組織結構、信息獲取能力等，Ki為各種因素的權重，Pi為每個因素影響科技成果轉化系統熵值變化的概率，dis各影響因素所產生的熵值；設e為由外界引入到系統中的各個因素，如引入的人才、資金、技術、市場信息等，Ke為科技成果轉化系統引入的熵中各種影響因素所占的權重，Pe為每個因素影響引入的熵值變化的概率，des為引入的各個影響因素的熵值，所以科技成果轉化系統的總熵值ds為:科技成果轉化系統從外界引入的熵值des可正可負亦可為零，并且各種外界的影響因素對系統的影響也是不一樣的，有積極的部分也有消極的部分，其對系統總熵值的影響如表1所示。（1）des全為正熵。在實際情況中體現為影響科技成果轉化的發展，乃至影響科技發展的全部消極因素的總和。例如：科技成果轉化制度建設不完善，適合科技成果轉化的制度未能全部引入科技成果轉化的系統中；科技成果轉化的資金還不能很好地滿足其需求，轉化的各項費用增加的幅度遠遠大于轉化所帶來的收益；科技成果轉化的人才隊伍建設還有待進一步加強，專門的科技成果轉化人才匱乏；科技成果轉化對市場需求關注不足。經轉化后形成的產品還不能完全被市場所接受；技術市場還不能進一步為科技成果的轉化輸入先進技術等。（2）des全為負熵。這有3種情況，分別為|des|>dis、|des|<dis、|des|=dis。當|des|>dis時，說明系統的每一個接口所帶來的與外界的交流都是起到有益作用的負熵，并且其數量可以抵消系統所產生的正熵，使得整個系統處于一個負熵的狀態，系統會向有序的方向發展。例如：科技成果轉化制度先進、政策到位、轉化所需的資金充足、技術先進，科技成果轉化工作能夠順利進行。這說明系統內部與外界產生的所有交流對系統來說都是有益的，這種情況屬于比較理想化的狀態，也是我們奮斗的目標。當|des|<dis時，說明系統與外界交流所產生的負熵是有助于系統有序發展的，但還不足以抵消系統所產生的正熵，所以這些負熵很有可能被系統逐漸耗散掉。例如：科技成果轉化所需的資金充足、技術先進，但相關的政策、制度并沒有落實到位，資金、技術等因素所產生的負熵對系統起著一定的有益作用，但這種負熵的引入并沒有達到系統漲落的零界點，所產生的漲落一般都會被系統耗散掉，這就代表科技成果轉化系統的優化工作雖然展開了，但對其投入的量并不足夠，從長遠的角度來看，也就相當于并沒有展開優化工作，所以，要根據系統自身的情況開展重點工作，以此使系統產生漲落并促使漲落達到巨漲落。當|des|=dis時，說明系統與外界產生的交流剛好抵消了系統內部所產生的正熵，在這種情況下，系統會處于比較穩定的狀態，既不會向更加穩定的方向發展，也不會向更加混亂的方向發展，這種情況屬于理想化的情況，現實情況中一般不存在。（3）des部分正熵部分負熵，但整體上是正熵。在實際情況中，體現為科技成果轉化工作很難順利進行下去，也就是說，系統與外界所產生的交流雖然存在某些利于科技成果轉化的因素，但從整體上并不能抵消甚至減少系統內部所產生的正熵，所以整個系統將繼續朝著更加混亂的方向發展。例如：科技成果轉化的相關制度、政策等可能都利于其發展，但資金、技術、人才等沒有到位，轉化工作難以進行。（4）des部分正熵部分負熵，但整體上是負熵。這也分為3種情況，分別為|des|>dis、|des|<dis、|des|=dis。當|des|>dis時，雖然存在一些不利于其發展的因素，但科技成果轉化工作依然能在探索中前行。例如：科技成果轉化工作的平臺建設可能比較落后、功能不夠齊全，但制度與政策又較為合理、領導高度重視、資金和人才也比較到位，結果是科技成果轉化工作在發展中可以不斷克服困難，系統也朝著更加有序的方向發展。當|des|<dis時，在實際中雖然存在著一些利于科技成果轉化的因素，但這種有利因素太少，沒能使其發生根本性的變化，科技成果轉化系統仍然朝著無序的方向發展。當|des|=dis時，與外界發生交流的總和剛好抵消了系統所產生的正熵，這種情況屬于理想情況，在現實生活中一般不存在。

3科技成果轉化系統的優化策略

根據科技成果轉化系統與外界產生交流所帶來的熵的性質、數量、結構等的不同，針對熵流的不同表現，提出了以下科技成果轉化系統的優化策略。（1）從熵流的性質來看，主要從拓寬科技成果轉化系統負熵來源的角度提出以下建議：一要確保科技成果轉化資金投入實現持續穩定的增長，保證資金來源的渠道暢通且多樣，資金來源的結構要更加合理。二要確保人才專業性較強，對科技成果管理、知識產權保護、利益分配制度等有一定的了解，引進的人才有一定的科技成果轉化工作的經驗。三要確保科技成果改進技術與市場需求相對接，提高企業承接和應用科技成果的能力，同時要使科技型企業占比保持一個合理的水平。四要確保科技成果轉化相關法律法規的健全、法制體系的完善，使得科技成果的歸屬問題、利益分配問題、產權界定問題、風險承擔問題都有規可循。五要建立公正、客觀的科研成果價值評估體系，完善科技項目的論證、審批、實施、驗收等機制，引入競爭機制，并建立行之有效的監督機制。六要將市場需求作為轉化工作的出發點和歸宿，確保轉化出來的產品或服務能夠被市場所消化。（2）從熵流的數量與結構來看，主要是從增大科技成果轉化負熵流強度的角度提出以下建議。一是要加大對科技成果轉化工作的資金支持力度，并有針對性地為一些轉化難度高、轉化周期長但又能產生較高的社會效益與經濟效益的科技成果項目設立專項轉化基金；建立和發展完善的風險投資體系；充分運用宏觀調控的功能，拓展資金來源的形式，優化轉化資金來源結構。二是要提高人才引進的數量，滿足科技成果轉化開展相關工作對人才的需求；在關鍵崗位與核心工作上，要確保局部的人才引進數量能夠超過原來的需求量，在局部范圍造成巨漲落，從而帶動其他工作的展開；在非關鍵崗位與非核心工作上，在引進人才數量無法滿足崗位需求時，要重視人才素質培養，發揮其主觀能動性，這樣的效果相當于引入了絕對值相對較小的負熵。三是要對現有的技術要進行更加深入的挖掘與研究，使其能夠發揮更大的作用；不僅要提高科研機構、高校等研發方的研發技術，而且要重視產品生產時的創新技術。四是要將各項制度都認真地貫徹落實，并確保各項制度的有效運行；要提高成果轉化工作的相關人員的轉化理念，縮短個人之間的差距。五是要充分認識市場需求的重要性，對市場需求進行挖掘、分析，提高成果轉化后形成的產品或服務的可用性，確保大量市場信息的引入。（3）要根據熵流的特點進行工作安排。在做任何工作之前都要分清主次，尋找工作重點和突破口，從而帶動工作的順利開展。例如，通過對科技成果轉化系統的分析，發現市場需求這個熵能夠持續不斷地與科技成果轉化系統進行交換，交換頻率很高，產生的漲落持續不斷，不容易被系統耗散掉，所以就要加強對市場需求這個要素的重視，要對市場需求的產生、演變、發展、影響因素等進行深入的研究。利用熵理論對系統進行分析，讓我們深刻地認識到系統只有保持其開放性，不斷向其引入更多的負熵，才會向更加有序穩定的方向發展。為此，今后不但要深入研究單個系統，還要研究系統與其他系統之間的作用機理、影響因素，使得系統更加開放，從更多的渠道獲取更多的負熵。

4結語

本文利用熵理論對科技成果轉化系統進行分析，不僅能夠使得我們從新的角度來審視成果轉化及其系統內部之間各個子系統的關系，還能讓我們充分理清系統與外界進行交流所產生的熵的性質、數量、作用機理以及作用結果。本文通過系統的分析，從熵理論的角度提出了以下3點對于科技成果轉化系統進行優化的建議：一要拓寬科技成果轉化系統負熵的來源，即從資金、人才、技術、制度、政策等各個外部的因素中向科技成果轉化系統內輸送負熵。二要增大科技成果轉化系統負熵的強度，主要是要加大資金的投入，特別是社會資金的投入；加大人才投入的數量，特別科技成果轉化相關人才的數量等。三要根據熵流的特點對工作進行安排，即要分清主次，尋找工作重點和突破口。科技成果轉化系統只有保持其開放性，從更多的渠道獲取負熵，才會向有序的方向發展，科技成果轉化工作才可以更加行之有效地展開。但是，本文只是定性提出從哪些外部接口引入負熵以及如何引入負熵，定量分析還有待今后進一步開展。

參考文獻

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作者：錢學程 趙輝 望俊成 單位：中國科學技術信息研究所