1.3 技术创新与产业演化的研究进展
在技术创新与产业演化的研究方面，A-U模型反映了行业成长的创新分布规律，为理解技术创新与产业演化之间的关系提供了重要线索。此外，阿瑟（Arthur）认为技术创新导致收益递增的内在机制，使得技术在产业演化过程中起着关键的作用，在技术与产业共同演化的过程中，多元化行为主体之间的关系通过市场竞争加以协调，伴随着选择机制，有的技术被淘汰，有的技术生存下来并成为主导技术，形成技术创新的路径依赖。帕维特（Pavitt）提出技术创新模式的产业依赖模型，证明了不同产业之间的技术创新实践存在着广泛差异，特定产业环境影响和制约着企业技术创新行为，而创新行为对产业环境也具有一定的反作用。进入新世纪以来，信息技术与互联网的迅猛发展改变了传统的企业生产方式和消费者行为模式，到底哪些因素影响着技术创新进而推动产业演化显得更加复杂，有必要从全新的角度研究技术创新与产业演化问题。西方学者关注到这些新的变化，从需求、知识和协同演化三个视角对技术创新与产业演化问题进行了大量研究，取得了较为丰富的研究成果。
1.3.1 需求视角
尽管技术创新过程的“供给推动”模型和“需求拉动”模型提出时间较早，但以往多数文献侧重于如何改变技术创新的供给以推动产业演化，忽略了需求方的作用。近几年，一些国外学者从需求空间、需求异质性、需求条件和需求约束等方面就如何促进技术创新进而推动产业演化的问题进行了深入分析。
阿德内尔（Adner）和莱温特（Levinthal）从需求空间角度阐述了技术创新的动态过程，利用异质性门槛的概念解释了技术发展与需求环境的作用关系，认为异质性门槛包括性能门槛和净效用门槛两方面。由于消费者偏好和自身支付能力的差别，不同消费者眼中同一产品的性能门槛和净效用门槛具有较强的异质性。当消费者对性能方面的基本要求得到满足后，高于性能门槛的那部分产品功能给消费者带来的边际效用递减，导致其为多余功能支付的欲望降低，但是厂商为应对市场的激烈竞争，仍会尽量提高产品质量。在产品特性主要表现为性能和价格的情况下，产品创新有利于提高性能，也会增加成本，而工艺创新有利于降低生产成本，但对产品性能没有影响。
在假设企业能够预测出消费者对产品变化的反应，但无法准确估计消费者潜在需求的条件下，阿德内尔和莱温特对需求空间驱动技术创新与产业演化的过程进行了数学模拟，将产业演化进程分为三个阶段：一为“属性均衡”（attribute equalization）阶段，在该阶段厂商的主要目标是找到能够满足市场需求的功能与价格的平衡点，产品创新占主导；二是“市场扩张”（market penetration）阶段，在该阶段厂商将通过降低价格扩大市场份额，过程创新占主导；三为“需求成熟”（demand maturity）阶段，在该阶段产品创新与过程创新达到均衡，产品价格稳定，功能稳步上升。阿德内尔和莱温特基于异质性市场需求得到的技术创新与产业演化关系的结论，与A-U模型是吻合的。
消费者的选择常常取决于个人的需求层次和偏好，由此产生的需求差异影响着厂商的技术创新速度，从而决定着产业演化进程。萨维奥蒂（Saviotti）提出了临界收入（critical income）的概念，即消费者购买某一产品必须达到的最低收入水平，认为临界收入会随着产品档次的提高而上升，而产品档次越高，消费模式差异性越大。萨维奥蒂指出，除了临界收入外，消费者对商品的认知程度和商品的适用性同样决定着商品能否被购买，也就是说，消费者不会迅速形成对新产品的偏好，即使是适用性非常高的新产品也不会立即被采用，只有当条件都满足时，消费者才会接受新产品。在新产品与旧产品竞争的过程中，市场规模的变动起着重要作用，萨维奥蒂构建了三个复制动态方程，分别衡量了产品需求规模的变化、购买某产品的花费占总收入的比重以及与某产品存在替代关系的产品需求规模。通过模型分析发现，新旧产品能否存在于市场中，受各自市场规模、产品内竞争和跨产品竞争的影响。在产品需求规模相同的情况下，如果产品内竞争强度大于跨产品竞争，则新旧两种产品能够共存，且产品趋于多样化，其原因在于：一方面，即使新产品的性能优于旧产品，消费者存在的认知差距也会导致性能高的产品无法完全替代性能低的产品；另一方面，当新旧两种产品的差异化程度高到不能互相替代时，二者可以共存。由此可以推论：消费者认知差距和产品差异的存在会削弱竞争，而市场竞争强度减弱的好处是产品更加多样化。可以设想，如果新产品能够完全替代旧产品，那么具有更好适用性的产品将把其他产品排除市场，导致产品多样性减少，经济发展空间受到极大限制。所以，按照萨维奥蒂的观点，正是由于消费者认知和不同产品功能存在着一定差异，产业才得以持续健康发展。
对于新产品如何能进入并占领市场，马莱尔巴（Malerba）从需求角度进行了探讨，并提出了主导技术实现更替及推动产业演化的需求条件。马莱尔巴认为，产业演化的各个阶段与不同主导技术的更替联系在一起，在每一阶段内市场是趋向于集中的，而上一阶段向下一阶段的变迁则源自新技术的引入，尽管新技术具有市场潜力，但并不比旧技术成熟，使得很多情况下在位企业并不会采纳新技术。不过，由于存在着旧技术不能很好地为用户服务的利基市场，新进企业可以在利基市场使用新技术。这就意味着，新进企业不会在旧企业擅长的市场与其进行正面竞争，而是寻找旧企业没有很好满足消费者需求的新市场来扩展新技术。在位企业没有满足消费者需求的利基市场的存在是新技术进入市场的重要条件，依靠这些利基市场，新进企业才得以进入并参与到行业竞争中，从而给产业演化带来深远影响。马莱尔巴分析了网络外部性和攀比效应给新技术替代旧技术造成的障碍，通过数据模拟考察了试验型用户和多样性偏好这两种需求条件在产业演化过程中的作用，认为如果喜欢尝试新事物的试验型消费者占全体消费者的10%，新技术可以存活并逐步被市场领导者所采纳；若该比例达到20%，就会占有相当的市场份额；若超过30%，则采用新技术的市场进入者将迅速成为市场领导者。同时，具有多样性偏好的消费者形成了不与主要市场发生竞争关系的利基市场。随着新产品市场份额的扩大，利基市场逐步发展甚至影响到核心市场，市场中的领导企业将产生改进原有技术的动力，新技术最终将被采用。
消费者能否接受新产品或新服务，不仅取决于产品性能及服务效果，还与消费者选择的偏好、收入和时间等约束条件密切相关。梅特卡夫（Metcalfe）对决定消费者选择的因素进行了研究，认为预算约束不是影响消费者购买的唯一因素，即使消费者收入水平得到提高，也可能由于没有时间消费而放弃购买。时间作为一种稀缺资源，在决定消费者购买过程中发挥着重要作用，如果把时间因素考虑在内，可以将消费者选择的约束条件表示为：
其中，T为消费者拥有的总时间，h指花费在工作上的时间，x0，x1，x2代表可供选择的三种消费活动，x0活动只消耗时间，不需花费金钱，而消费每单位x1，x2则分别需要时间t1，t2。w为工资，c1，c2为x1，x2的价格，A代表非劳动所得。在预算和时间双重约束下，即使拥有足够的收入，消费者也可能由于时间的限制而不使用某一商品。因此，从突破需求约束的角度来说，技术创新既要在功能上适应消费者偏好，又要在价格制定上考虑消费者的购买能力，而且要有利于减少消费商品或服务的时间，即同时考虑收入约束和时间约束，这样才能被消费者所接受。梅特卡夫以航空运输业为例，指出20世纪40年代起步的航空运输业的快速发展不仅仅是因为机票价格的大幅下降，还依赖减少飞行时间以满足消费者在便利性方面的需求，对收入约束和时间约束的共同突破使得航空运输业比铁路运输业更具竞争性。
此外，一些学者从其他角度研究了需求影响创新与产业演化的问题。魏特（Witt）认为，消费者多样性需求难以满足的状况为技术创新提供了空间，也为新产业形成创造了条件。阿德内尔指出，技术替代的发生是由于现有企业的主流产品供给过多，给新产品留下了一定的发展机会。安东内利（Antonelli）以IT产业为例，认为用户的需求创新是技术创新的动因，需求创新带来原有产业系统的分化，即新产业出现和旧产业衰退，从而使得产业得以不断演化。
1.3.2 知识视角
知识在创新与产业演化中具有重要地位，新知识的创造是新技术和新发明的源泉，知识的传播是促进技术进步和产业发展的主要途径。学者们从知识表示、知识溢出、知识边界和知识网络等角度分析了技术创新与产业演化问题。
在贾菲（Jaffe）具有开创性的研究之前，知识溢出过程被认为是无形的，难以探查其轨迹。贾菲最先用专利引用数据来代替知识流，通过追踪专利间的引用与被引用关系，将无形的知识溢出过程显性化。但是，这种依靠专利引用数据替代知识流的方法是否有效受到很多学者的质疑。贾菲在随后的研究中指出，专利引用关系反映了知识前后传承的关系，引用专利的知识往往来源于被引用专利，专利引用记录了知识的流动和溢出过程，因此可以作为衡量知识流动的指标。贾菲将150多个专利发明人分成专利引用者和被引用者两组进行问卷调查，调查结果显示：25%的专利引用关系与知识溢出过程相符，50%的专利引用关系与知识溢出过程不相符，其余25%存在相符的可能性。为了进一步验证专利引用数据替代知识流的有效性，贾菲将问卷调查得出的结果与利用专利引用数据得出的结果进行对比，以检验用专利引用数据替代知识流的有效性，结果发现：一直被认为是无形的知识外溢过程，可以通过观察专利引用关系追踪其流动轨迹，专利引用数据能够反映知识流的信息和知识溢出的强度，专利引用作为替代指标是有效的，从而使知识外溢过程得以显性化。
知识具有外溢性，其重要价值部分体现在知识是可传递、可供学习和借鉴的，知识流动增加了企业间乃至产业间的交流，从而推动着技术创新和产业演化。在知识溢出过程显性化研究的基础上，部分学者从地理距离和社会距离两方面分析了知识溢出对技术创新的影响。在地理距离方面，贾菲搜集了美国、英国、法国、德国和日本五个国家1963—1993年的被引用专利数据及1977—1994年的引用专利数据（包括被引用专利150万项、引用专利120万项和500万个引用与被引用关系），以专利作为知识的替代，以专利引用作为知识流的替代，以专利引用的可能性近似表示有用知识流的可能性，以引用频率作为引用可能性的衡量指标，建立了这五个国家间的知识流动模型：
其中，k为被引用专利数，t为被引用时间，K代表引用专利数，T为引用专利的时间。p（k,K）是引用频率，用来衡量知识溢出。a（k,K）为随着k和K变化的参数。D（k,K）是虚拟变量[当k和K为同类专利时，D（k,K）=1，否则D（k,K）=0]。γ用来衡量当k和K为同类专利时的专利引用频率，β1为技术陈旧的速率，β2为技术扩散的速率。实证结果表明：五个国家间的知识跨国流动受地理分布、引用专利和被引用专利的种类及时间的影响，知识溢出具有本地化集中的特征；在较远的地理距离上,知识溢出受到了明显限制。在社会距离方面，布伦斯奇（Breschi）和利索尼（Lissoni）利用欧洲专利局数据库中意大利人申请专利的信息建立了数据库，该数据库记录了1978—1999年意大利人向欧洲专利局申请的专利和相应的专利引用信息，并用这些信息表示发明人之间的社会关系，以考察社会距离与地理距离及其相互关系在专利引用中的作用，得到如下结论：当发明人之间存在很远的社会距离时，地理距离很难解释专利引用模式；相反，当发明人之间的社会距离比较接近时，将有利于促进地理接近性在知识溢出中的作用。而后，汤普森（Thompson）对贾菲的研究方法进行了改进，在控制样本的选取上细分了技术类别，其余采用与贾菲大致相同的样本，结果发现知识溢出的确存在一定程度的本地集中化特征，从而在一定程度上佐证了贾菲的结论。
知识溢出的效果不仅取决于地理距离和社会距离，还受到反映组织间互动关系的知识边界的影响。布鲁索尼（Brusoni）以飞机发动机制造商和控制系统供应商的合作为例，探讨了知识边界的作用。在生产过程中，供应商根据部件知识生产发动机控制系统，制造商根据结构知识组装发动机，制造商与供应商之间基于知识划分和知识整合开展合作。知识划分要求组织间合作网络中的企业在特定技术领域内保持一定的知识域，企业的知识边界由此产生。布鲁索尼从飞机发动机制造商与其控制系统供应商的耦合关系入手，讨论了不同技术阶段企业知识边界的变化，以及上下游企业间的纵向关系与合作策略问题。在技术生命周期的早期阶段，新技术专用性强，技术标准不确定，知识边界明显，部件知识转移效率低下，发动机制造商对控制系统供应商的知识依赖程度较大，耦合关系紧密，企业实行纵向一体化策略。对于成熟技术，由于其具有较高的标准化程度，技术稳定性强，知识边界模糊，因此部件知识比较容易转移，发动机制造商对其控制系统供应商的知识依赖程度较小，耦合关系相对松散，企业将采取业务外包方式。表1—5列出了企业根据知识边界（对应于不同的知识转移效率和产品依赖性）选择耦合模式与合作策略的几种情况。可以看出，知识边界影响着知识转移效率，从而决定企业的纵向关系。
表1—5 知识边界与纵向关系
知识网络对知识的产生与传播也具有重要作用。考恩（Cowan）通过构建网络结构对知识增长的影响模型，研究了产业集群创新过程中不同网络结构对知识传播效率的作用，认为不同的网络结构下知识在企业间传播的路径和知识溢出效应是不同的。模型假定在每个时间点，随机选择企业进行技术创新以提高知识水平，某一时间点的知识水平为：
企业i会将创新技术（更新的知识）传播给与企业i有邻接点的企业j，企业j的知识水平为：
知识的传播速度为：
考恩对知识传播的过程进行了模拟，把产业集群规模定为n=500，集群内企业初始知识水平服从平均分布U[0,1]，并引入两个重要参数p和γ。p为网络结构，p∈[0,1]，不同的p值代表了不同的网络拓扑结构：当p=0时，网络结构为规则的；当p=1时，网络结构为随机的。γ代表知识溢出的选择性，γ∈s[1,5]；γ越小，知识溢出的选择性越小，从知识传播过程中获益的企业越多。通过模拟发现，在完全规则的网络结构（即p=0）中，知识在企业间传播的路径较长，提高知识溢出的选择性有利于产业集群知识水平的持续提高；在完全随机的网络结构（即p=1）中，知识在企业间的传播路径较短，降低知识溢出的选择性γ有利于集群整体知识水平的提升。
1.3.3 协同演化视角
“协同演化”最早出现在生物和社会科学研究中，用于解释物种和文化的演进过程，后来逐渐被演化经济学家所采纳，应用于经济领域分析中。纳尔逊（Nelson）首先把制度分析纳入经济增长理论的视野，强调技术和制度的协同演化对经济增长的推动作用。此后，学者们分别就产业变迁过程中技术、制度、需求和知识的协同演化问题进行了研究。
纳尔逊通过惯例的概念将制度经济学和演化经济学联系在一起，认为惯例不仅包括生产中每一种分工的具体操作程序和技术，也包括劳动分工和分工之间的协调，可称前者为“物质技术”，后者为“社会技术”，社会技术涵盖企业组织制度和市场制度等。纳尔逊认为物质技术的进步仍然是经济增长和产业演化的主要推动力，作为社会技术的制度则通过推动物质技术的发展促进产业发展。具体来说，物质技术和社会技术是相互交织在一起的：一方面，物质技术的实施需要社会技术作为支撑和保证，物质技术的复杂结构决定其需要一个成员之间相互协调的团队来运用，这就需要社会技术来支撑，使成员间就如何有效理解和操作此种物质技术达成共识；另一方面，社会技术的创新以物质技术为基础，新的物质技术通常会带来新的社会技术，如新的理解、认知和规范等。因此，物质技术创新是社会技术创新的基础，而社会技术的创新为物质技术创新提供新的机会和线索。在技术创新驱动产业发展的过程中，技术和制度应该被理解为协同演化，技术创新的速度和特征受到支撑它的制度结构的影响，而新制度的实施也是以新技术在经济体系中是否被接受为条件的。纳尔逊以20世纪初美国大规模生产的快速发展为例，说明了技术与制度的协同演化对产业发展的重要作用。
培利坎（Pelikan）将制度的定义回归到诺斯（North）的“约束规则”，认为这比纳尔逊把制度定义为社会技术具有更强的解释力。制度被定义为约束规则后，可以把经济演化分为两类：一类是以技术为核心及其关联因素的演化，纳尔逊关于物质技术和社会技术的分析属于此种类型；另一类是制度本身的演化。培利坎阐述了技术创新和制度创新的协同演化机制。一方面，新技术对新制度的实施产生影响，技术创新对制度的影响主要通过以下两个途径：第一，有效利用新的生产方法或新的技术产品需要一种新制度来协调；第二，新技术可能会降低制度的实施成本，使得原本无法实施或者实施成本过大的制度得以推进。另一方面，新制度也影响着新技术的发展，制度变迁对技术创新的影响主要体现为四个方面：一是新制度中组织自由程度的变化将影响各种可能的技术创新；二是新制度对技术创新具有激励作用；三是新制度会给旧技术的黏性程度或消亡速度带来变化，从而影响技术的创新和扩散速度；四是新制度会影响技术选择的正确性。
默尔曼尼（Murmann）在《知识与竞争优势：企业、技术及国家制度的共同发展》一书中尝试性地将技术与制度协同演化的思想纳入产业动态研究中，认为当且仅当两个演化中的种群能够对对方的生存能力产生重大影响时，二者才是协同演化的。默尔曼尼通过对19世纪下半叶到第一次世界大战前英国、德国、法国、美国和瑞典五个西方国家合成染料产业发展历程的比较研究，探讨了一国产业变迁中技术与制度的协同演化过程，阐述了不同国家产业发展模式的差异，并分析了技术与制度的协同演化对于推动德国合成染料业快速成长所具有的重要作用：一方面，国家、产业和市场的制度对技术创新具有很强的推动力，成熟、规范的市场制度能够很好地将生产者和使用者联系起来，而产学研制度、大学教育和培训制度又能够为企业技术创新提供良好的智力支持；另一方面，技术进步反过来也会推动制度创新，由于新技术而获得超额利润的企业能够形成对制度创新的激励，从而有利于国家、市场和产业制度的进一步变迁。
帕拉斯科沃保罗（Paraskevoupoulo）突破其他学者把产业规制看做技术进步的障碍来解释二者关系的分析视角，将产业规制作为一种制度形式，研究了产业规制政策与技术创新的协同演化过程。
帕拉斯科沃保罗认为，产业规制政策对于经济主体的作用不应该是单向关系，即政府部门制定、企业被动接受，二者实际上存在着互动关系，演化经济学为探究产业规制政策与技术创新的演进过程及其相似性提供了更为有益的理论框架。近50年来欧洲洗涤剂行业的发展经验表明，规制与技术创新之间呈现出一种循环、连续和互相促进的动态关系。政府规制政策颁布之后，积极主动的经济主体们会对其行为做出调整，包括参与政策制定、共享信息及相互合作等，从而在提高知识积累的同时增加技术创新的潜在可能性，并且增强了企业的讨价还价能力和影响制度环境的能力。从这个角度来说，良好的制度环境有利于企业技术创新，而企业技术创新能力的提升则有利于制度环境朝更好的方向发展，二者在推动产业发展过程中呈现出协同演化态势。
此外，阿罗拉（Arora）和加姆巴德拉（Gambardella）以化工行业为例，分析了产业发展中技术、创新组织和市场结构的长期协同演化机制。麦凯尔维（McKelvey）通过对制药和生物技术行业的研究，得到知识、技术、制度和国别因素共同推动产业演化的结论。