基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究-杨陈.pdf

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1、 年第期 科技管理研究 收稿日期： ，修回日期： 基金项目：国家软科学重大合作项目“重庆市区域文化科技融合创新模式与机制研究”（ ）；重庆市高校创新团队项目“企业战略与技术创新”（ ）；重庆市决策咨询与管理创新项目“基于移动互联网的重庆特色文化产品协同创新信息支持系统关键技术研究”（ ） ： 基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究杨 陈，徐 刚，孙金花（ 西南财经大学工商管理学院，四川成都 ； 重庆理工大学管理学院，重庆 ）摘要：文化科技融合创新已成为促进文化与科技协同发展的新途径。以融合创新和协同创新理论为基础，应用系统动力学基本原理构建文化系统和科技系统相互作用的因果关系模型，并应用

2、 软件进行系统仿真，分析文化科技融合创新的路径及其影响因素。研究结果表明：文化与科技融合创新系统是由互为作用的复杂反馈机制构成，各反馈回路表示文化科技融合创新的实现路径；在实施路径中，产学研合作力度、市场需求预测准确度、创新激励机制完善度、文化中介服务体系完善度与文化科技融合创新产出间均存在显著正向影响。关键词：文化科技；融合创新；反馈机制；系统动力学中图分类号： 文献标志码：文章编号： （ ） ， ， （ ， ， ， ； ， ， ， ） ： ， ？ - ？ ， ， ， - - ： ； ； ； 研究背景融合创新是技术创新系统一体化发展的新趋势，而文化科技融合创新是文化系统、科技系统以及外部环境

3、系统三者间深度融合的复杂系统，是促进文化产业发展，提升区域技术创新能力和经济实力的有效途径。目前有关文化和科技融合创新的研究主要集中在文化与科技的作用关系，以及对特定区域科技促进文化产业发展对策上，大多数学者都认为科技对文化产业的发展具有重要的影响，如谭希培等通过分析文化和科技两者间的关系提出文化科技融合创新的正向关联，龙莉等从文化科技政策视角对科技政策创新如何推动文化产业发展进行深入研究，还有一些学者从区域发展层面分析促进文化科技融合创新的对策 ；但从融合创新实现路径的角度分析文化与科技融合创新的相关研究很少，如陈英武以图书出版行业为例，分析了科技创新作用下文化产业的适应力以及发展路径，并提

4、出了以“文化产业的科技适应力”为主体的分析框架。综上可知，目前多数研究认为文化与科技融合创新是由相互联系、互相影响的若干要素形成的复杂系统，且对于二者之间的关系有了一定程度的认杨 陈等：基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究识，但从总体上看：其一，现有研究主要基于定性方法进行分析，定量研究不多；其二，虽已有学者对文化科技融合创新的影响因素进行了分析，但相关变量的选择过于单一，且多从静态视角分析其作用机理，难以体现文化科技融合创新系统的动态性和复杂性；其三，已有文献集中于从科技对文化产业的推动作用进行分析，对于文化与科技反馈作用机制及其作用路径的研究少有涉入，然而，后者更符合文化科技融合创

5、新反馈机制的真实情况，更有利于文化科技融合创新效率的提升。因此，为了更准确地识别出文化与科技融合创新的实现路径及反馈作用机制，本文基于系统动力学基本原理，构建文化系统和科技系统的动态模型，并通过系统仿真来确立文化与科技融合创新的反馈作用机制，以期能够进一步丰富和完善文化科技融合创新理论，并对文化与科技融合创新效率的提高起到一定程度的促进作用。 文献回顾文化与科技融合创新研究已成为目前学者的关注焦点。自 年以来，大量关于科技推动文化产业发展的相关研究成果出现，这为本文对二者的反馈作用机制研究提供了一定借鉴。目前，多数学者从加快文化产业发展视角探讨科技对文化产业的作用机理，认为大力发展科学技术对于

6、改善文化发展方式、推动文化产业快速发展具有重要作用 。而从融合创新视角分析文化科技融合创新规律发现，文化科技融合创新的深度推进能够产生协同效应，提高文化创新的驱动力。还有一些学者从文化对科技反作用角度出发，指出只有在循环反馈的作用机制下才能更好地实现文化科技深度融合与创新。钟荣丙通过对文化科技一体化发展趋势分析，提出了文化科技一体化发展的实现途径。李辉等 从文化消费等方面分析文化发展对科技需求的影响，并提出了相应的对策与建议。纵观已有研究，虽然学者们关于文化与科技融合创新进行了大量探索，但是至今尚没有对文化与科技融合创新的关键问题文化科技融合创新的路径机制及相关影响因素进行系统的分析；同时，学

7、者们大多采用理论推演和案例研究等方法探析科技创新对文化产业的单向影响，忽略了文化科技融合创新中，由于文化系统和科技创新系统反馈作用机制所导致的复杂性、耗散性以及不确定性，缺乏对融合创新系统动态发展规律的深层次的定量分析。文化科技融合创新是一个系统的、动态的运作过程，基于理论推演方法的分析很难对系统间复杂的关系进行清晰、准确的文字描述；同时对于案例研究方法，由于其是基于各地区文化科技融合创新的实践总结所得，尚需进一步检验所得结论的信度和效度。为此，本文采用系统动力学作为研究方法，对文化系统、科技系统以及外部环境系统三者间的作用机制进行分析，以期能够揭示出文化科技融合创新的路径以及相关影响因素。

8、文化与科技融合创新的 模型构建 文化与科技融合创新的因果关系分析基于系统动力学的基本思想，首先需要确定系统边界 。由于影响文化科技融合创新的因素较为复杂，且各因素之间相互影响，因此，本文结合已有成果，建立了文化与科技融合创新的反馈机制，提出由“文化系统科技创新系统外部环境系统”三大子系统与其外部环境相互耦合而形成的复杂开放系统，且具有多变量、多回路和耗散性的反馈结构。按照文化与科技融合创新的相关影响因素，将系统划分为科技创新系统、文化创新系统，两个系统之间既相互独立又存在相互联系，因此形成了往复循环的反馈回路；此外，两个子系统又存在于社会和市场环境中，受到国家文化、科技政策以及文化市场消费需求

9、的影响，因此，分析文化科技融合创新的反馈机制及其重要影响变量，就必须要对影响文化科技融合创新正常运转的外部环境因素进行回顾和梳理。本文通过 方法分析了文化系统、科技创新系统以及外部环境系统等变量的相关影响因素，构建了因果反馈回路（见图），其中“”代表正反馈，“”代表负反馈；最后建立起一个包含变量和数学方程的系统动力学框架，从而对文化科技融合创新反馈机制进行长期动态的定量仿真和模拟。图 文化与科技融合创新的因果关系由图可知，文化与科技融合创新的因果关系中主要包含了 条回路，即 条文化科技融合创新实现路径，见表所示。杨 陈等：基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究表 文化科技融合创新实现路径

10、文化与科技融合创新实现路径路径说明文化科技融合能力科技转化能力文化表达方式文化创新能力创意内容丰富化文化创新理念文化转化能力文化科技融合能力科技转化能力文化表达方式文化创新能力创意内容丰富化创新环境文化转化能力文化科技融合能力科技转化能力文化表达方式文化创新能力创意内容丰富化文化创新机制文化转化能力主要表征了文化对科技的作用机制是通过文化创新理念、创新环境以及文化创新机制条路径实现文化科技融合能力科技转化能力文化传播路径文化创新能力创意内容丰富化文化创新理念文化科技融合能力科技转化能力文化表达方式文化创新能力创意内容丰富化文化创新机制文化转化能力文化科技融合能力科技转化能力文化产品形式文化创新

11、能力创意内容丰富化创新环境文化转化能力表明了科技对文化的作用机制是借助创新文化表达方式、优化文化传播路径以及改变文化产品形式条路径实现文化科技融合能力科技转化能力文化产品形式文化创新能力创意内容丰富化文化创新理念文化转化能力文化科技融合能力科技转化能力文化产品形式文化创新能力创意内容丰富化文化创新机制文化转化能力文化科技融合能力科技转化能力文化产品形式文化创新能力创意内容丰富化创新环境文化转化能力可知科技转化能力对推动文化产品形式的改变具有重要作用，文化创新通过完善文化创新机制、强化文化创新理念以及优化创新环境个路径实现对科技创新以及科技转化的支撑作用科技创新能力科技转化能力文化表达方式文化创

12、新能力创意内容丰富化文化创新理念文化转化能力科技创新能力科技转化能力文化表达方式文化创新能力创意内容丰富化文化创新机制文化转化能力科技创新能力科技转化能力文化表达方式文化创新能力创意内容丰富化创新环境文化转化能力强调了科技创新能力在文化科技融合创新作用路径中的重要作用通过对上述 条路径进行分析发现，创意内容丰富化作为衡量文化科技融合创新产出的重要指标之一，其表征的是文化产业发展中“创意和内容为王”的理念，主要受文化创新能力和市场需求预测准确度影响，两者与创意内容丰富化之间存在正相关关系。文化创新能力是实现文化创意的重要手段，本文所指的文化创新能力不仅包括文化表现形式的创新，更重要的是凸显文化内

13、容和文化内涵方面的创新。市场需求预测准确度是衡量文化创新经济和社会效益的主要变量，只有生产满足社会和市场需求的文化创新产品，才能真正实现文化科技融合创新的经济和社会价值。文化科技融合能力是衡量文化科技融合创新产出的关键指标，其表征的是将科学技术融入到文化创意库，将文化创新机制与科技创新融合起来的能力，不仅对文化创意内容丰富化具有重要影响，还代表未来文化科技融合创新的发展潜力，主要由文化转化能力和科技转化能力两个子因素间相互作用形成。其中，科技转化能力受到科技创新能力的影响；而文化中介市场完善度与文化转化能力具有正向关系。科技转化能力和文化转化能力是决定文化科技融合能力的重要变量，其中科技转化能

14、力是指对从科技创新能力中获取的与文化相关的内容进行吸收、转化的能力，是科学技术向文化创新过渡的中间环节，通过创新文化产品形式、优化传播路径以及改善文化表达方式个路径实现科技对文化的促进作用；同理，文化转化能力指的是对从文化创意中获取的，能够推动科技进步的内容进行转化和应用的能力，主要包括创新文化理念、健全文化机制以及完善创新环境三方面。科技创新能力对文化科技融合能力具有重要影响。科技创新能力是实现文化科技融合创新的重要推动力，文化艺术科技科研项目完成数代表与文化科技相关的基础性研究和应用性研究成果；科技创新动力指的是科研人员对于科技创新的主动性和积极性，受激励机制完善度等因素的制约；而产学研合

15、作力度则是提高创新能力的重要手段和方法，合作力度越大，从产学研联盟中获得的研究成果与文化创新人才就越多。 文化与科技融合创新的 流程图 模型基本情况及假设本文在上述因果关系图的基础上，引入状态变量（ ）、速率变量（ ）、辅助变量（ - ）以及常量（ ）构建了文化科技融合创新的系统流图（见图）。图 文化科技融合创新的 模型按照系统动力学方程设定基本原则以及各系统变量实际意义对各个变量的数学公式进行设定。在该系统中共存在个状态变量、个速率变量、个常量以及 个辅助变量。同时，为确保仿真结果的准确性，本文提出如下假设：（）根据文化体制改革的进程以及文化科技融合创新的实际运行情况，本文假设模拟仿真的初始

16、时间为 年；（）文化科技融合能力是由科技转化能力和文化转化能力直接决定的，在相同的外部条件下，科技转化能力和文化转化能力越强，文化科技融合力就越强，反之杨 陈等：基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究亦然；（）为简化模型，本文假定毕业生人数是由招生人数和未毕业人数决定，而招生人数主要取决于文化教育机构从业人员数。 参数设置在对模型方程进行设定过程中，各参数的选取和确定都是通过调研和分析相关年份的统计年鉴所得的数据，主要参考中国文化文物统计年鉴（ ）。具体来说：（）对于模型中状态变量初始值的设定，主要来源于统计年鉴和相关经验数据，其中文化艺术科技科研项目完成数和毕业生人数初始值均来自于中国

17、文化文物统计年鉴 ，分别为 个和 人；而文化科技融合能力和创意内容丰富化初始值则是根据相关经验和统计数据计算所得，文化科技融合能力的初始值为，创意内容丰富化的初始值为。（）针对模型中出现的个常量都是通过上述统计年鉴获得，其中文化艺术科技研发机构的初始值为 个，中高级职称人数为 人，文化教育机构从业人员数为 人，文化部门教育机构数为 个。 主要方程设计思路 创意内容丰富化 （文化创新能力文化创新中滞碍因素，）。 文化创新能力文化产品形式文化传播路径文化表达方式；文化创新能力主要通过文化产品形式、创新性的文化传播路径以及独特的文化表达方式个层面构成。 文化产品形式 *科技转化能力；借助科技转化能力

18、能够对文化产品的外观、具体表现形式产生正向影响。从我国有效专利构成情况来看，外观设计专利占比约为 ，能够成功转化的比例相对更低，因此相关度假定为 。 文化科技融合能力 （文化转化能力科技转化能力，）。 文化转化能力（创新环境文化创新机制文化创新理念）*文化中介市场完善度；通过创新环境、文化创新机制和文化创新理念个维度实现文化对科技的反作用，且反作用的强弱受到文化中介市场完善度的影响，文化中介市场完善度越高，文化转化能力越强，对科技创新的影响也越大。 文化中介市场完善度 （ ）；随着文化体制改革逐步深化，文化中介市场日益完善，因此本文采用表函数对文化中介市场完善度进行衡量，具体的表函数设定为：

19、（ ，）（ ， ），（ ， ），（ ， ），（ ， ），（ ， ），（ ， ），（ ， ），（ ， ）。 毕业生人数 （招生人数未毕业人数， ）；毕业生人数通过文化教育机构招生人数和未毕业人数之差表示，其中初始值由统计年鉴获得。 科技创新动力 *毕业生人数*创新激励机制完善程度；科技创新动力主要取决于具有相关专业基础的毕业生人数以及创新激励机制的完善程度两个方面。由于当前我国大中专毕业生在就业中普遍存在专业不对口问题，造成与文化相关的专业人才数量不足，影响创新动力，因此假设毕业后从事本专业工作并具有一定科技创新意愿的毕业生占毕业生总数的 。 模型有效性检验模型有效性检验是判断 模型预测性和准确

20、性重要的标准。文化科技融合能力主要是通过系统内部诸要素相互作用形成，文化艺术科技科研项目完成数和毕业生人数是提高科技创新能力、实现文化科技融合创新的重要变量，为此，本文以中国文化文物统计年鉴（ ）为依据，并将 年的值作为初始值，使用 软件对模型进行有效性检验，结果见表所示。从表不难看出，除 年外，系统仿真值和实际值的误差率很小，平均误差率小于 ；而 年文化艺术科技项目完成数的误差率较大的原因在于 年文化艺术科技研发机构数量减少，且高级职称人数从 年的 人减少为 年的 人，导致科研项目的申请数减少，使得 年科研项目完成数大幅下降。因此，根据系统结构决定系统功能的原理，从整体上看，模型能够较好模拟

21、现实中文化科技融合创新的路径及实现情况，满足研究的科学性和严谨性要求。表 研究模型的有效性检验年份文化艺术科技科研项目完成数毕业生人数仿真值实际值误差率仿真值实际值误差率 参数灵敏度分析系统动力学是对现实系统的模拟，其研究对象较为复杂，且对各变量之间的关系进行函数描述时带有一定程度的主观性，因此，为了使模型模拟分析和政策推荐更具科学性，本文采用灵敏度分析方法对模型中较为敏感的参数和政策进行研究，经过模拟以及对相关行为曲线变动差异的观察发现，产学研合作力度、激励机制完善度、文化中介服务体系完善度以及市场需求预测准确度等个变量对模型较为敏感。杨 陈等：基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究（

22、）产学研合作力度。在保持其他变量不变条件下，将产学研合作能力由现行数值增加 ，并对产学研合作力度进行灵敏度分析可知（见图），促进产学研合作向纵深方向发展对文化科技融合创新的产出具有显著正向影响。通过产学研合作，一方面可以实现在满足双方效用基础上的利益共享和风险共担，参与产学研合作不仅获得发明专利、实用新型专利以及外观设计专利等，还能够极大提升其科技创新能力；另一方面，科技创新能力是科技转化能力的基础，通过科技转化能力改变文化传播的路径、文化产品的外在表现形式，以及提升文化产品的科技内涵和人文内涵，最后丰富文化创意，实现“内容为王”的文化科技融合创新目标。图 产学研合作力度对融合创新的影响（）创

23、新激励机制完善程度。在保持其他变量不变时，通过对模型不断进行调试发现，创新激励机制完善程度与文化科技融合创新的产出具有正相关关系（见图），文化创新的激励机制完善程度是决定文化科技人员科技创新动力的主要因素。同时，文化企业和研究机构激励机制是否具有竞争性、能否满足员工的物质文化需求也对文化科技人员积极申报科研项目的行为起着重要的推动作用。由于目前我国文化企业和研究机构的创新激励机制不健全，一些激励条款没有得到有效实施，因此对文化科技人员难以形成“正强化”效应，限制了文化科技人员创新动力和人才效用的发挥，对提高文化科技融合能力、丰富文化创意内容产生负向影响。图 激励机制完善度对融合创新的影响（）市

24、场需求预测准确度。图是在保持其他变量不变时，将市场需求预测准确度调整了 后得到的仿真结果，得出市场需求预测准确度与文化科技融合创新的产出存在正相关关系。但是，由于市场需求本身不易被察觉和评估，且受到宏观经济环境和政策环境的作用，因而，市场需求预测准确度对于文化创意产业的影响更为突出。在市场经济条件下，文化创新必须以市场为导向，结合市场需求对文化创新的形式和内容进行社会价值和经济价值的评估，才能实现创意内容丰富化，满足消费者对文化创意产品的需求。图 市场需求预测对融合创新的影响（）文化中介服务体系完善度。提高文化转化能力、健全文化对科技的反馈机制主要可以通过完善文化中介服务体系来实现，文化中介服

25、务体系在文化和科技转化中具有桥梁作用。本文所指的文化中介服务体系主要包括文化市场中介组织体系以及文化金融中介服务体系。从图可以看出，将文化中介服务体系完善度提升 ，文化科技融合能力与创意内容丰富程度增加，说明文化中介服务体系完善度与文化科技融合创新产出具有相关关系。但是相较于市场需求预测准确度而言，文化中介服务体系完善度对文化科技融合创新产出的影响在 年这一阶段并不十分显著，而从 年开始相关行为曲线变化显著。究其原因，是因为在 年以前，文化中介服务体系长期处于缓慢发展阶段，而自 年党的十七届六中全会中明确提出健全现代文化市场体系，加强中介机构建设，加大金融对文化支持力度的决议后，文化中介机构进

26、一步健全，文化金融中介服务体系建设逐步展开，极大地推动了文化科技融合创新。图 文化中介服务体系对融合创新的影响杨 陈等：基于系统动力学的文化科技融合创新反馈机制研究 模型结论与建议本文通过对已有的文化科技融合创新的相关文献进行总结，结合文化科技融合创新实际运行情况，构建了文化科技融合创新的因果关系模型，通过因果关系模型明确了文化科技融合创新的实现路径和运行模式；在此基础上建立了文化与科技融合创新的系统动力学模型，通过 软件对模型进行有效性仿真研究发现，模拟情况和实际运行情况拟合度较高，所建 模型能够较好地预测文化与科技融合创新的实际运行情况。同时，通过对模型中较为敏感的参数进行灵敏度分析发现，

27、产学研合作力度、创新激励机制完善程度、市场需求预测准确度以及文化中介服务体系完善度对文化科技融合创新产出均具有正向影响。根据上述灵敏度分析，主要得到如下启示：（）产学研合作力度与文化科技融合创新产出存在正相关关系。产学研合作的实质是“异质性”主体间的联盟，产学研合作力度越大，对文化科技融合创新能力的影响就越强，为此，政府在为文化与科技融合创新提供基础设施、物质支持的同时，更应该在文化企业与科研院所以及高校间“牵线搭桥”，积极引导文化企业，尤其是中小型文化企业参与产学研合作，提高企业科技创新能力。但是对于大型文化企业，特别是具有完善科研设施的文化企业，不仅要鼓励其参与产学研合作，还要鼓励企业提高

28、自主创新能力，防止出现因为对产学研过度依赖而产生“挤出效应” ，从而对企业自身的科技创新能力产生消极影响。（）创新激励机制完善程度对文化科技融合创新产出具有正向影响。激励机制对文化科技人员具有强化作用，有利于提高研发人员进行科技创新的动力和项目申请的积极性，提升文化科技融合能力，因此，文化企业和文化研究机构可以健全创新激励机制，明确项目申报、科研成果与研发人员科研奖励的具体比例，提高科技创新的积极性。但是，激励机制的完善和全面贯彻实施与文化企业的绩效并不完全正相关，构建和实施还需考虑机制设计和实施的成本，如果成本大于文化科技融合创新产生的收益，那么完善的激励机制并不是最优的选择。（）市场需求预

29、测越准确，文化创新能力的经济价值越高。政府和文化企业要充分发挥在文化科技融合创新中的导向作用，积极改变在文化与科技融合创新反馈机制中的“闭门造车”现象，引导形成“市场需求科技研发文化转化进入市场产业化发展”的全新融合模式，提高文化创新能力，实现文化创意内容丰富化。（）文化科技融合创新产出受文化中介服务体系完善程度的影响。在中介服务体系建设中，政府一方面可以通过增加文化中介服务机构、推进中介机构企业化，为文化科技相互转化提供平台，提高文化科技转化效率；另一方面，政府引导金融机构与文化企业合作，为科技与文化转化能力提供资金支持，创建文化金融服务新模式，即：“企业评估担保机制资金支持科技创新文化转化

30、进入市场”，以此解决文化科技融合创新中资金不足的问题，促进文化创意市场繁荣发展。本文通过系统动力学建模与仿真，确立了文化科技融合创新反馈机制中文化与科技融合创新的实现路径及影响文化科技融合创新的主要因素，这不仅弥补了当前文化科技融合创新研究中缺乏定量分析的不足，还为促进文化科技融合创新提供了相应的对策与建议。但是本文在建模过程中对于相关变量的选择和参数设定方面还存在一定的主观性，因此在后续的研究中可以采用统计学相关方法对相关参数值进行设定，以进一步提高模型运行的准确性和结论的科学性。参考文献：刘立志融合创新区域技术创新发展的关键科技进步与对策， （）： 谭希培，蒋作华文化发展新动力：文化与科技

31、融合创新社科纵横， （）： 龙莉，蔡尚伟科技政策创新助推文化产业发展我国文化科技政策的问题与对策研究西南民族大学学报（人文社会科学版）， （）： 刘学华，周海蓉，陈恭上海推动文化与科技深度融合研究科学发展， （）： 江光华推进北京文化产业与科技融合的财政政策研究科技管理研究， （）： 陈英武科技创新冲击下文化产业的适应力与发展路径探析以图书出版业为例中共南京市委党校学报， （）： 吴晓雨，张宜春，严先机文化科技的内涵和外延艺术百家， （）： 王英文化科技创新与文化发展方式的转变兰州学刊， （）： 钟荣丙文化科技一体化发展的实现途径研究科技进步与对策， （）： 李辉，王彦峰，张玉娟社会文化大发展对科技的需求分析科技管理研究， （）： 王其藩系统动力学上海：上海财经大学出版社， ， ， 作者简介：杨陈（ ），男，四川江油人，博士研究生，主要研究方向为知识管理。徐刚（ ），男，四川德阳人，教授，硕士研究生导师，主要研究方向为企业战略与组织管理。孙金花（ ），女，黑龙江七台河人，副教授，主要研究方向为创新管理理论与方法。