淺析科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的熵理論范文

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摘要：首先從科技成果轉(zhuǎn)化過程出發(fā)，構(gòu)建科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，闡明該系統(tǒng)與外界產(chǎn)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(shù)、制度、政策等因素對科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的熵所產(chǎn)生的影響。最后從熵原理的角度提出了系統(tǒng)的優(yōu)化策略，使系統(tǒng)能夠朝著更加穩(wěn)定有序的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：熵理論；科技成果轉(zhuǎn)化；系統(tǒng)研究；有序性；科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

引言

我國的科技成果數(shù)量逐漸增多，但成果的應(yīng)用率卻不高，科技成果所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益與社會效益也遠遠低于歐美發(fā)達國家，科技成果轉(zhuǎn)化難這個問題已經(jīng)成為一個比較突出的問題。為此，許多專家學(xué)者都希冀通過對科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的分析為促進科技成果轉(zhuǎn)化提供相關(guān)的建議。李承宏、羅培元等[1]將生物耦合的概念應(yīng)用到科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的研究中，試圖找到影響科技成果轉(zhuǎn)化的各種因素相互作用的一般規(guī)律，建立合理的科技成果轉(zhuǎn)化管理體系。呂建秋、王宏起等[2]將科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)對照自然生態(tài)系統(tǒng)，從生態(tài)學(xué)的角度對科技成果轉(zhuǎn)化過程進行分析，并提出相應(yīng)對策。柳岸[3]將三螺旋模型運用到了科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中，提出了適用于我國科技成果轉(zhuǎn)化的三螺旋模型，即國家干預(yù)主義模式。趙玉林[4]運用自組織理論，認為科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)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(tǒng)開放、非線性作用和巨漲落。經(jīng)過文獻調(diào)研表明，現(xiàn)有的研究大多集中于科技成果轉(zhuǎn)化的自組織研究，熵的理論在科技成果轉(zhuǎn)化中的應(yīng)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(nèi)，有大量的物理學(xué)家如克勞修斯、申農(nóng)、玻爾茲曼等對熵理論的發(fā)展與應(yīng)用等都作出了巨大的貢獻。1856年，德國物理學(xué)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(nóng)將熵的理論引到信息論的研究中，奠定了現(xiàn)代信息論的理論基礎(chǔ)，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(xué)中的系統(tǒng)有關(guān)，而且與概率建立了親密的聯(lián)系，熵的應(yīng)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(xué)、信息學(xué)、管理學(xué)等領(lǐng)域。可以認為，熵概括了事物從有序到無序的發(fā)展過程。根據(jù)熵理論，熵值的大小可以反映系統(tǒng)的有序程度。當系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生改變時，系統(tǒng)的熵值也會隨之發(fā)生改變。所以可以根據(jù)熵值的變化來考察系統(tǒng)演化的速度和方向[8]。對于一個開放的系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的熵值主要分為兩部分：ds=des+dis；其中，ds表示系統(tǒng)的總熵值，des表示系統(tǒng)與環(huán)境發(fā)生物質(zhì)、能量或信息的交換所產(chǎn)生的熵值，des可為正亦可為負，dis表示系統(tǒng)不可逆而產(chǎn)生的熵值，其值一定為正。系統(tǒng)的總熵等于系統(tǒng)內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生的熵值與系統(tǒng)與外界交換物質(zhì)、能量和信息所產(chǎn)生的熵值的總和。如果des>0，那么系統(tǒng)會越發(fā)混亂，系統(tǒng)向退化方向演化，朝著無序方向演化；如果des<0，那么系統(tǒng)熵值降低，系統(tǒng)有序度增加，朝著有序方向演化。所以，只有從外界環(huán)境向系統(tǒng)引入負熵流時，系統(tǒng)的總熵值才有可能減小，系統(tǒng)才會由原來的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)演化[9]?？萍汲晒D(zhuǎn)化系統(tǒng)是一個包含耗散路徑的社會系統(tǒng)，它自然也會受到熵原理的支配。根據(jù)熵理論，科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)只要運行，系統(tǒng)內(nèi)部就必然會產(chǎn)生正熵，就會使系統(tǒng)一直朝著無序的方向發(fā)展。本文從熵的定義出發(fā)，對該系統(tǒng)進行分析，并從熵理論的角度提出了該系統(tǒng)具體的優(yōu)化策略，希望可以使系統(tǒng)獲得更多的負熵來中和系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的正熵，達到系統(tǒng)從無序向有序發(fā)展的目的。

1科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的構(gòu)建

1.1科技成果轉(zhuǎn)化過程分析科技成果轉(zhuǎn)化的最終目的就是要將科研成果轉(zhuǎn)化成市場所需的商品或者服務(wù)，產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟效益和社會效益。針對科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的復(fù)雜性以及各個主體之間的相互關(guān)聯(lián)，可以將整個科技成果轉(zhuǎn)化過程分為成果形成階段、中試轉(zhuǎn)化階段以及產(chǎn)品生產(chǎn)階段[10]3個階段，這3個階段也對應(yīng)著相應(yīng)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(gòu)、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(guān)發(fā)展情況進行分析，從而進行立項決策，再投入一定的資金、設(shè)備、人才進行成果的改進。該階段基本完成了理論到技術(shù)的轉(zhuǎn)換（圖1），這一階段一般是由科研機構(gòu)、高校以及企業(yè)的研發(fā)部門共同合作完成。（2）成果轉(zhuǎn)化階段模型成果轉(zhuǎn)化階段是科技成果由理論向?qū)嶋H進行轉(zhuǎn)化的一個階段。首先根據(jù)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(shè)備、人才等，對其進行試驗開發(fā)，形成實驗樣品，此時需再根據(jù)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(shè)備、人才等資源，將其轉(zhuǎn)化成符合市場需求的商品或服務(wù)（圖2）。這個階段一般是由科研機構(gòu)、高校以及企業(yè)、中介機構(gòu)等共同合作完成。（3）產(chǎn)品生產(chǎn)階段模型產(chǎn)品生產(chǎn)階段是科技成果走向市場的一個階段。首先將轉(zhuǎn)化后形成的商品或服務(wù)交給企業(yè)，由企業(yè)進行一定的包裝，再向其投入資金、設(shè)備、生產(chǎn)人員等資源將其批量生產(chǎn)，再投放市場獲取相應(yīng)的利益（圖3）。這個階段則主要由企業(yè)來完成，主要完成技術(shù)產(chǎn)品向商品產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，并向市場進行輸送，該階段成果的表現(xiàn)形式為商品或服務(wù)。與此同時，成果轉(zhuǎn)化的過程并不是單向進行的，在科技成果成功轉(zhuǎn)化為市場所需的產(chǎn)品服務(wù)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(chǔ)研究階段，再進行技術(shù)的改進與創(chuàng)新，從而研發(fā)出更有價值的產(chǎn)品。1.2科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)運行機理模型上文根據(jù)科技成果轉(zhuǎn)化過程將科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)分為3個子系統(tǒng)模型。為了理清在整個科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中與外界產(chǎn)生的各種交流，本節(jié)將構(gòu)建完整的科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，如圖4所示。從圖4中可以看出，對于科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)來說，外部的人員流、資金流、市場需求、政策環(huán)境或制度與理念等因素都能產(chǎn)生負熵的來源。

2科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的熵增

整個科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)并不是一個封閉的系統(tǒng)，它與系統(tǒng)外界不斷地進行物質(zhì)、能量或信息的交換。只有不斷地為系統(tǒng)引入資金、人才、技術(shù)、市場信息、政策等負熵流來抵消由系統(tǒng)不可逆所造成的熵增，才有可能使得系統(tǒng)的總熵值為負，系統(tǒng)才會朝著更加有序的方向發(fā)展。根據(jù)熵的理論建立以下熵的計算公式，設(shè)i代表系統(tǒng)中每個會影響熵值的因素，如企業(yè)規(guī)模、人才素質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)、信息獲取能力等，Ki為各種因素的權(quán)重，Pi為每個因素影響科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)熵值變化的概率，dis各影響因素所產(chǎn)生的熵值；設(shè)e為由外界引入到系統(tǒng)中的各個因素，如引入的人才、資金、技術(shù)、市場信息等，Ke為科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)引入的熵中各種影響因素所占的權(quán)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(zhuǎn)化系統(tǒng)的總熵值ds為:科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)為影響科技成果轉(zhuǎn)化的發(fā)展，乃至影響科技發(fā)展的全部消極因素的總和。例如：科技成果轉(zhuǎn)化制度建設(shè)不完善，適合科技成果轉(zhuǎn)化的制度未能全部引入科技成果轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)中；科技成果轉(zhuǎn)化的資金還不能很好地滿足其需求，轉(zhuǎn)化的各項費用增加的幅度遠遠大于轉(zhuǎn)化所帶來的收益；科技成果轉(zhuǎn)化的人才隊伍建設(shè)還有待進一步加強，專門的科技成果轉(zhuǎn)化人才匱乏；科技成果轉(zhuǎn)化對市場需求關(guān)注不足。經(jīng)轉(zhuǎn)化后形成的產(chǎn)品還不能完全被市場所接受；技術(shù)市場還不能進一步為科技成果的轉(zhuǎn)化輸入先進技術(shù)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(tǒng)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(shù)量可以抵消系統(tǒng)所產(chǎn)生的正熵，使得整個系統(tǒng)處于一個負熵的狀態(tài)，系統(tǒng)會向有序的方向發(fā)展。例如：科技成果轉(zhuǎn)化制度先進、政策到位、轉(zhuǎn)化所需的資金充足、技術(shù)先進，科技成果轉(zhuǎn)化工作能夠順利進行。這說明系統(tǒng)內(nèi)部與外界產(chǎn)生的所有交流對系統(tǒng)來說都是有益的，這種情況屬于比較理想化的狀態(tài)，也是我們奮斗的目標。當|des|<dis時，說明系統(tǒng)與外界交流所產(chǎn)生的負熵是有助于系統(tǒng)有序發(fā)展的，但還不足以抵消系統(tǒng)所產(chǎn)生的正熵，所以這些負熵很有可能被系統(tǒng)逐漸耗散掉。例如：科技成果轉(zhuǎn)化所需的資金充足、技術(shù)先進，但相關(guān)的政策、制度并沒有落實到位，資金、技術(shù)等因素所產(chǎn)生的負熵對系統(tǒng)起著一定的有益作用，但這種負熵的引入并沒有達到系統(tǒng)漲落的零界點，所產(chǎn)生的漲落一般都會被系統(tǒng)耗散掉，這就代表科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的優(yōu)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(yōu)化工作，所以，要根據(jù)系統(tǒng)自身的情況開展重點工作，以此使系統(tǒng)產(chǎn)生漲落并促使?jié)q落達到巨漲落。當|des|=dis時，說明系統(tǒng)與外界產(chǎn)生的交流剛好抵消了系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的正熵，在這種情況下，系統(tǒng)會處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，既不會向更加穩(wěn)定的方向發(fā)展，也不會向更加混亂的方向發(fā)展，這種情況屬于理想化的情況，現(xiàn)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(xiàn)為科技成果轉(zhuǎn)化工作很難順利進行下去，也就是說，系統(tǒng)與外界所產(chǎn)生的交流雖然存在某些利于科技成果轉(zhuǎn)化的因素，但從整體上并不能抵消甚至減少系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的正熵，所以整個系統(tǒng)將繼續(xù)朝著更加混亂的方向發(fā)展。例如：科技成果轉(zhuǎn)化的相關(guān)制度、政策等可能都利于其發(fā)展，但資金、技術(shù)、人才等沒有到位，轉(zhuǎn)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(fā)展的因素，但科技成果轉(zhuǎn)化工作依然能在探索中前行。例如：科技成果轉(zhuǎn)化工作的平臺建設(shè)可能比較落后、功能不夠齊全，但制度與政策又較為合理、領(lǐng)導(dǎo)高度重視、資金和人才也比較到位，結(jié)果是科技成果轉(zhuǎn)化工作在發(fā)展中可以不斷克服困難，系統(tǒng)也朝著更加有序的方向發(fā)展。當|des|<dis時，在實際中雖然存在著一些利于科技成果轉(zhuǎn)化的因素，但這種有利因素太少，沒能使其發(fā)生根本性的變化，科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)仍然朝著無序的方向發(fā)展。當|des|=dis時，與外界發(fā)生交流的總和剛好抵消了系統(tǒng)所產(chǎn)生的正熵，這種情況屬于理想情況，在現(xiàn)實生活中一般不存在。

3科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的優(yōu)化策略

根據(jù)科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)與外界產(chǎn)生交流所帶來的熵的性質(zhì)、數(shù)量、結(jié)構(gòu)等的不同，針對熵流的不同表現(xiàn)，提出了以下科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的優(yōu)化策略。（1）從熵流的性質(zhì)來看，主要從拓寬科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)負熵來源的角度提出以下建議：一要確保科技成果轉(zhuǎn)化資金投入實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的增長，保證資金來源的渠道暢通且多樣，資金來源的結(jié)構(gòu)要更加合理。二要確保人才專業(yè)性較強，對科技成果管理、知識產(chǎn)權(quán)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(zhuǎn)化工作的經(jīng)驗。三要確?？萍汲晒倪M技術(shù)與市場需求相對接，提高企業(yè)承接和應(yīng)用科技成果的能力，同時要使科技型企業(yè)占比保持一個合理的水平。四要確保科技成果轉(zhuǎn)化相關(guān)法律法規(guī)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(chǎn)權(quán)界定問題、風(fēng)險承擔問題都有規(guī)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(jiān)督機制。六要將市場需求作為轉(zhuǎn)化工作的出發(fā)點和歸宿，確保轉(zhuǎn)化出來的產(chǎn)品或服務(wù)能夠被市場所消化。（2）從熵流的數(shù)量與結(jié)構(gòu)來看，主要是從增大科技成果轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化工作的資金支持力度，并有針對性地為一些轉(zhuǎn)化難度高、轉(zhuǎn)化周期長但又能產(chǎn)生較高的社會效益與經(jīng)濟效益的科技成果項目設(shè)立專項轉(zhuǎn)化基金；建立和發(fā)展完善的風(fēng)險投資體系；充分運用宏觀調(diào)控的功能，拓展資金來源的形式，優(yōu)化轉(zhuǎn)化資金來源結(jié)構(gòu)。二是要提高人才引進的數(shù)量，滿足科技成果轉(zhuǎn)化開展相關(guān)工作對人才的需求；在關(guān)鍵崗位與核心工作上，要確保局部的人才引進數(shù)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(guān)鍵崗位與非核心工作上，在引進人才數(shù)量無法滿足崗位需求時，要重視人才素質(zhì)培養(yǎng)，發(fā)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(xiàn)有的技術(shù)要進行更加深入的挖掘與研究，使其能夠發(fā)揮更大的作用；不僅要提高科研機構(gòu)、高校等研發(fā)方的研發(fā)技術(shù)，而且要重視產(chǎn)品生產(chǎn)時的創(chuàng)新技術(shù)。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(zhuǎn)化工作的相關(guān)人員的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化后形成的產(chǎn)品或服務(wù)的可用性，確保大量市場信息的引入。（3）要根據(jù)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(zhuǎn)化系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)市場需求這個熵能夠持續(xù)不斷地與科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進行交換，交換頻率很高，產(chǎn)生的漲落持續(xù)不斷，不容易被系統(tǒng)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(chǎn)生、演變、發(fā)展、影響因素等進行深入的研究。利用熵理論對系統(tǒng)進行分析，讓我們深刻地認識到系統(tǒng)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(wěn)定的方向發(fā)展。為此，今后不但要深入研究單個系統(tǒng)，還要研究系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的作用機理、影響因素，使得系統(tǒng)更加開放，從更多的渠道獲取更多的負熵。

4結(jié)語

本文利用熵理論對科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進行分析，不僅能夠使得我們從新的角度來審視成果轉(zhuǎn)化及其系統(tǒng)內(nèi)部之間各個子系統(tǒng)的關(guān)系，還能讓我們充分理清系統(tǒng)與外界進行交流所產(chǎn)生的熵的性質(zhì)、數(shù)量、作用機理以及作用結(jié)果。本文通過系統(tǒng)的分析，從熵理論的角度提出了以下3點對于科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進行優(yōu)化的建議：一要拓寬科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)負熵的來源，即從資金、人才、技術(shù)、制度、政策等各個外部的因素中向科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)內(nèi)輸送負熵。二要增大科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)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(shù)量，特別科技成果轉(zhuǎn)化相關(guān)人才的數(shù)量等。三要根據(jù)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?？萍汲晒D(zhuǎn)化系統(tǒng)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(fā)展，科技成果轉(zhuǎn)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。

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作者：錢學(xué)程 趙輝 望俊成 單位：中國科學(xué)技術(shù)信息研究所