随着经济全球化的步伐加快和信息技术的迅猛发展,产业集群已成为区域经济发展的重要驱动力,而这种动力主要来源于其自身的创新能力。产业集群创新以网络组织形式不断拓展,在区域创新体系形成过程中发挥重要作用,并呈现显著的复杂系统特征。要提高产业集群的创新能力,就必须探求产业集群创新系统的演进规律,明确创新过程中相关主体的关联关系和运行规律。由于产业集群创新系统是一个复杂的非线性系统,因而存在大量无法用还原论来解释和研究的反馈与涌现问题。另外,传统研究的基础是固定结构的经济系统,而现实产业集群创新主体之间的关系瞬息万变,固定结构难以对现实情景精准刻画。针对传统经济学范式在产业集群创新问题研究中的局限性,本文将从产业集群多主体参与创新的特点入手,依照复杂适应系统理论“自下而上”的研究范式,对产业集群创新主体“适应性造就复杂性”的行为特征进行刻画,揭示产业集群这一组织形式的创新优势来源,并为相关领域的经济决策提供参考依据。通过对现有研究成果的梳理,对产业集群创新主体行为研究的相关概念进行了界定。从基本属性、演化过程和主体行为三方面对复杂适应系统的特征进行描述,在此基础上提炼出复杂适应系统理论的应用思路。介绍了知识进化、合作创新、群体行为和创新网络四种基本理论,这是论文进行复杂适应性研究的理论工具。在对理论工具总结的基础上,本文进一步借助数理分析方式将理论抽象为可定量研究的过程。以复杂适应系统特征为基础,对产业集群创新系统的基本属性、演化过程和主体行为所表现出的复杂适应性特征进行阐述,论证了产业集群创新系统的本质是一种复杂适应系统。通过引入复杂适应系统理论,分别从主体自身、主体之间和多主体三个层面对产业集群创新过程中涉及到的适应性学习行为、交互合作行为以及群体行为涌现进行了详细刻画,并借助刺激——响应模型、逻辑斯蒂增长模型和受限生成过程模型对上述核心行为的原理进行抽象概括。针对不同层面主体行为特点,选择进化计算、随机微分方程、多主体仿真、复杂网络、案例分析作为产业集群创新主体行为的分析方法,从而使得理论概念成为可视化、可操作的具体行为模型,搭建了基础理论和定量模型之间的桥梁。首先,从单一主体角度对产业集群创新主体的适应性学习行为进行分析。以主体自身特点为基础,运用生物遗传学中的nk模型构建了定量模型。通过适应度景观作为表征,将学习过程中的影响要素转化为模型的参数输入,得到了不同条件下的适应度景观。对参数进行调节,定量分析变化程度的大小,从而描述创新过程中单一主体行为的复杂适应性。结果表明:产业集群创新主体自身并不是静止的,而是动态发展的,即通过自组织和反馈作用来“学习”和“成长”,不断适应环境的改变以寻求自身的生存与发展。从定量模型角度来看,则表现为整体适应度值的大小不仅与各要素的状态水平有关,同时还要受到要素之间非线性作用大小(即模型中k值大小)的影响。其次,从主体相互作用的角度入手,对产业集群创新主体之间的交互合作行为过程进行刻画,捕捉主体之间的均衡联动关系。运用演化稳定策略和复制动态方程两个关键性工具,考虑合作创新成本、合作创新收益、政府支持额度等因素构建经典的演化博弈模型并进行分析。在此基础上,引入产业集群创新主体适应性,并将其视为系统噪声构建随机微分方程组,分析适应性对双方的博弈策略选择产生的影响。结果表明:在不考虑主体适应性的条件下,产业集群创新主体之间是否合作涉及到的因素包括合作创新成本、合作创新收益、政府支持额度,存在一定的条件能够促使主体之间进行合作,即博弈达到稳定状态;在引入产业集群创新主体适应性的条件下,适应性会对双方的博弈策略选择过程和选择时间产生影响,即参与博弈主体的策略选择过程更加复杂且呈现非线性特征,并会更快地做出有利于自身的博弈决策,但是最终稳态策略不变。最后,将单一主体的适应性学习行为和主体之间的交互合作行为视为内在动力,上升到产业集群创新系统的宏观层面对多主体的群体行为涌现效应进行分析。通过对企业、高校和科研机构、政府、中介等主体的行为进行定义,运用repast仿真平台对群体行为涌现的规模效应进行仿真演示;通过描述复杂网络拓扑结构特征指标和改进ba网络模型,对群体行为涌现的结构效应进行仿真演示。结果表明:在产业集群创新资源禀赋和环境不确定性都比较高的情况下,大量主体选择合作创新的策略,促使整个创新系统产生非常明显的涌现规模效应;在具有无标度性特征的创新网络持续演化过程中,主体(网络节点)通过对环境的适应不断调整自身行为规则,促使网络结构不断优化并带来创新优势,产生显著的涌现结构效应。本文研究的理论意义在于将复杂适应系统理论与产业集群创新理论相结合,运用“适应性造就复杂性”的经典理念,从主体行为角度建立了产业集群创新的复杂适应性研究框架,不仅是对产业集群及其创新理论的有益拓展,也延伸了复杂适应系统理论的应用范围。研究的实际意义在于从主体行为角度去解释产业集群创新问题,更加便于对现实情境进行理解,同时选择中关村产业集群作为案例分析对象,加深了对产业集群创新机理的认识,为企业、政府、高校、科研机构以及中介等相关主体更好参与创新活动、共同培育具有持续性竞争优势的产业集群提供政策依据。