颠覆性技术创新：理论源起、整合框架与发展前瞻

进入新时代，世界经济结构发生了广泛而深刻的变革，颠覆性技术创新已成为创新发展的“重要引擎”，发展颠覆性技术是掌握竞争和发展主动权的关键。经过四十余年的改革开放，中国取得了经济与社会的长足进步。与之相伴，技术创新管理实践也经历了从模仿与跟随到自主与整合，再到颠覆与引领的范式迭代。面对高度复杂化与不确定的国际与国内环境，探索颠覆性技术创新的整合框架，洞悉颠覆性技术创新的性质与规律，系统化阐释我国颠覆性技术创新的实践探索、理论贡献与时代约束，是回首来路、把握当下、放眼未来的重要一环，更是助力我国以发展颠覆性技术为依托实现系统性超越的重要理论探索。

长期以来，关于颠覆性技术创新的研究面临三大挑战：

• 其一，是理论边界不清晰，核心概念存在模糊性；
• 其二，是缺乏整合性的分析框架；
• 其三，对理论与实践未来发展缺乏较清晰的认识。

为回应上述需求与挑战，研究基于创新理论演化视角，以技术的颠覆性为切入点，回溯颠覆性技术创新的理论源起、发展脉络与迭代演化，构建涵盖颠覆性技术创新的关键特征与核心规律的整合框架，为企业创新战略的制定与宏观经济政策调整提供理论依据与分析工具，为颠覆性技术创新理论范式的未来发展提供方向性指引。

基于研究基础，颠覆性技术创新框架可以被概念化为：以颠覆性技术为核心，涵盖技术的获得、识别、采纳与扩散的研究体系，主要关注创新主体如何提升颠覆性技术的搜索效率、识别成功率、应用（采纳）效果以及扩散效能，以获得更好的创新表现与可持续竞争优势。

01 颠覆性技术的内涵维度

颠覆性技术的内涵包含三个主要维度：技术新颖性、技术优越性与技术外部性。三个方面的特征共同构成了颠覆性技术的内涵与边界，形成了三维的颠覆性技术内涵模型（见图1）。

图1 颠覆性技术的内涵维度

（1）技术新颖性。技术“新颖性”是颠覆性技术的前提性指标，也就是“必要条件”，其既是颠覆性技术区别于“主导性技术”的关键，也是其与激进性技术、突破性技术、非连续性技术以及离群技术等的共享内涵。新颖性强调技术的差异性，这种差异性既可以体现在技术的原理上，也可以体现在构成要素上，更可以体现在要素的组合方式上。与之相对应的，研究者在对颠覆性技术的新颖性进行测度的时候，多采用新技术与主导技术之间的某种“距离”来实现。具体例如：清洁能源之于化石能源技术、数码相机之于胶片相机技术等，尽管新旧技术在实现特定目标方面具有相似性，但二者所依赖的技术路线却大相径庭。因此可以说，尽管新颖性并不必然带来颠覆性，但缺少新颖性的技术是难以成为颠覆性技术的。

（2）技术优越性。技术“优越性”的概念来自于熊彼特对于颠覆性创新特征的讨论，其构成了颠覆性技术的另一个必要性条件。仅仅与主导性技术有差异的新技术并不必然有能力取代现有技术，技术迭代的根本动力仍是基于优越性。具体而言，技术优越性有两种：

• 一种是功能优越性，即新技术在功能上显著优于现有主导性技术。功能优越性可以助力新技术采纳者提供比在位企业更优的产品或服务，从而颠覆在位者或开辟新的市场。功能优越性的典型代表如：喷气式发动机之于螺旋桨发动机、数字信号之于模拟信号等。
• 另一种是成本优越性，即新技术在实现与主流技术相同或类似功能时，其综合成本明显低于现有技术。成本优越性可以使新技术更容易被企业采纳，也更利于企业制定低端市场战略，从而帮助其依托成本优势在竞争中颠覆行业在位者。具体的例子如可循环航天器技术，人工合成胰岛素技术。

综上可知，颠覆性技术的“优越性”体现在其可以实现更优秀的功能以及/或以更低的成本实现同样（或类似）功能。

（3）技术外部性。技术“外部性”是助力颠覆性技术被采纳乃至扩散的重要前因。所谓创新外部性是指技术（或产品）的应用对除商业主体和用户之外的第三方利益相关者或非利益相关者的影响。在“正”外部性的影响下，这些第三方主体可能成为被动受益者或“免费搭车者”；反之，在“负”外部性的影响下，第三方主体可能成为无辜受害者或成本的被动承担者。从制度合法性角度来看，颠覆性技术应具备“正”的外部性，从而更容易获得外部的合法性支持，进而有利于自身的（被）采纳与扩散。反之，具有“负”外部性的技术即便具有新颖性与优越性，也很难得到政府的支持与社会的欢迎，从而难以大规模采纳与扩散。具体而言，颠覆性技术的正外部性有四个维度：社会维度、环境维度、伦理维度与国家发展维度。其中，社会维度指新技术的采纳与扩散可以惠及民众，有利于提升社会的整体福利水平；环境维度指新技术的采纳与扩散有利于环境的保护或环境危机的解决；伦理维度指的是新技术的应用不应违反科学伦理；国家发展维度的含义是颠覆性技术应积极回应国家战略需求，助力国家转型发展，提升国家竞争力。

02 颠覆性技术创新框架体系

内涵分析只能从技术角度阐释颠覆性技术与其他诸如渐进性技术、维持性技术、连续性技术之间的本质区别，然而颠覆性技术创新的过程并非只由技术特征决定。实际上，颠覆性技术创新是一个从技术研发到技术市场化再到技术社会化的过程，涉及科研主体、市场主体、社会主体与政府主体的博弈与竞合。与传统的颠覆性创新关注市场进入与开拓战略有所区别，颠覆性技术创新的研究从技术发展视角切入，关注创新颠覆的过程中技术的获得（搜索与涌现）、识别、采纳与扩散（见图2）。

图2 颠覆性技术创新框架体系

（1）颠覆性技术的涌现规律。涌现性是获得颠覆性技术的核心规律之一，它揭示了颠覆性技术极难获得与预测的根本原因。颠覆性技术的涌现性特征有三：

• 其一，不确定性。颠覆性技术的产生基于大量技术要素的创新性组合，其本质上是在讨论复杂技术系统下的技术动态演化。因此，技术创新的产出在其颠覆性维度上具有高度的不确定性。
• 其二，去中心化。在高度复杂化且技术元素依存度较高的创新系统中，颠覆性技术的分布是去中心化的，潜在的颠覆性技术并非存在于现有主导技术的周围，而是以相对均匀的概率分布在整个复杂技术系统之中。
• 其三，非连续性。在复杂适技术系统中，技术创新的演化是非线性与非连续的，非线性是指颠覆性技术并非沿着某个已知方向发展而来，而是以非线性的未知路径替代现有技术，因此通过传统的技术路线图的线性思维很难捕捉，非连续性是指技术突破的涌现频度在时间维度上是非均匀的，难以依某些固定的规划来执行。

（2）颠覆性技术的搜索能力。根据涌现规律，在高度复杂的技术系统中，颠覆性技术的发现是偶发的、不确定的且高度依概率的，以往以获得确定性产出为目的的搜索方式将不再适用。因此，颠覆性技术的搜索战略主要包括三方面：

• 其一，超越本地的跨领域的搜索能力。经典假定认为创新主体只能进行本地搜索，而考虑到颠覆性技术涌现的去中心化与高不确定性特征，更具有“探索性”的搜索策略将成为必须。
• 其二，处理高度复杂环境的认知能力。在高度复杂的创新系统中，数颠覆性技术是非中心化散落分布的，创新者的认知能力可以处理这种高相互依赖所导致的复杂情景，并抓住那些大量存在但不易被传统推演方式与本地搜索方式发现的创新机会。
• 其三，双元创新能力的重要作用。如前文所述，面向颠覆性技术获得的不确定性、去中心化与非连续化特征，企业需要开始探索性的技术搜索。然而，过度实施探索性搜索可能会使企业暴露在无法预测的巨大风险中，从而极易陷入“探索—失败—再探索”的所谓“失败陷阱”之中。因此，企业需要具备平衡探索式与利用式技术搜索的双元创新能力。

（3）颠覆性技术的识别。在现有颠覆性技术创新的研究中，技术“识别”无疑是重要的组成部分。对于企业而言，较早的识别出自己或竞争对手的潜在颠覆性技术，将更容易实现自身的颠覆性战略目标并有效防止自身“被颠覆”。对于政策主体而言，及时地识别出潜在的颠覆性技术，将有利于相关产业政策体系的制定、方向调整与完善，进而有助于颠覆性技术的培育与国家创新转型发展。目前，颠覆性技术的识别方法涵盖主观质性分析与客观定量分析在内的多种类型：

• 在（主观）定性分析方面，主流研究以技术路线图分析、文本挖掘、德尔菲法、情景分析、历史案例、扫描与情报分析等方法为主。主观分析方法的优势在于可以借助专家与从业人员的长期积累的知识来对技术发展轨迹进行预判，缺点是颠覆性技术恰恰常出现在主流专家不易发觉的“边缘地带”，这使得定性分析的准确性存在天然缺陷。
• 在（客观）定量分析方面，主流方法主要基于文献与专利信息，包含对专利新颖性、专利被引结构等、专利前沿性的测度，以及基于物种入侵模型等的技术颠覆性测度。客观方法的优势在于可以避免主观认知偏误的影响，而缺点在于难以将产业发展中一些难以量化的实际情况以及尚未以数据形式呈现的趋势识别出来，从而使得识别的实效性较差。

从发展的眼光来看，颠覆性技术识别的研究愈发趋向于综合与集成性方法的运用，基于新颖性、影响力等多种维度的识别方法正在涌现。

（4）颠覆性技术的采纳与扩散。首先，颠覆性技术“采纳”（应用）是企业应用颠覆性技术实施既有市场进入或开拓新市场的过程，也即传统颠覆性创新研究中讨论最集中的“创新颠覆”过程。依赖于颠覆性技术的功能优越性与成本优越性，企业可以采用“新市场颠覆”或“低端市场颠覆”战略来实施创新颠覆。在所谓新市场（也称“零消费”市场）战略下，产品（或服务）因技术赋能而具有新颖性与优越性（亦可能具有成本优势），从而极易被消费者接受而开拓新市场。在低端市场战略下，产品（或服务）因颠覆性技术的成本优越性而具有价格优势，从而可以实现从低到高颠覆在位者的目标。其次，颠覆性技术的“扩散”可以被认为是一个技术推动下的产业升级过程。其中，常见的扩散路径有两条：

• 一是通过颠覆在位者，使得既有市场中的其他企业成为模仿者，从而实现技术的扩散。典型的例子如特斯拉（Tesla）汽车，通过开放专利来提升整个新能源汽车产业的整体竞争力，同时实现了颠覆性技术的扩散。然而，这种情况在实践中较为少见，大多是情况下持有颠覆性技术专利的企业往往希望继续保持竞争优势，而不愿开放专利来“主动”使专利扩散。
• 二是通过建立分拆企业（spin-offs）来实现颠覆性技术的扩散，这是因为：一方面，基于种群生态理论，新兴产业中颠覆性技术的所有者有动机通过技术扩散来提升整个产业中群的合法性与竞争力；另一方面，企业也有避免自身颠覆性技术被模仿以维持竞争优势的动机。因此，为了平衡两种动机，企业可通过建立分拆企业来实现可控的技术扩散。

03 新发展格局与颠覆性技术创新发展前瞻

新发展格局下，我国颠覆性技术创新将迎来新机遇、新约束与新挑战。全球化与逆全球化的碰撞将引发更加复杂的国际竞争环境，从而影响整个技术创新环境的规模与复杂性。尽管可能存在时域性波动与区域性差异，但整体而言，受限于基础科学的发展周期，整个人类社会创新系统的规模增速将进一步收敛，而技术元素复杂将持续提升。这种趋势所带来的冲击，对于不同创新主体都将产生深远影响：

• 第一，其将为潜在颠覆者带来机遇，创新系统地形学特征的离散化趋势将为颠覆性技术的涌现创造有利环境，潜在颠覆者可以在远离主导性技术领域的场域搜索并获得足以颠覆领先者的技术，这为我国以及其他发展中国家实现技术赶超带来了机遇，诸如量子卫星、特高压输电技术等技术，正是我国在非传统性技术场域实现颠覆性突破的典范；
• 第二，其将为创新者带来约束，复杂性的提升将带来复杂性灾难以及组合与认知耗尽，这将对包含领先者与潜在颠覆者在内的所有创新主体带来约束，颠覆性技术的获得越来越难以通过线性思维与本地搜索来达成。此外，伴随着国际竞争的加剧，领先者可能会切断某些重要技术领域间的连接以阻止潜在颠覆者的搜索行为，如发达国家对我国在高强度碳纤维、微球技术、超精密抛光技术等“卡脖子”领域实行技术封锁，以及近期实施的高端芯片“断供”等行为，都旨在“脱耦合”创新图景以限制搜索；
• 第三，其将为领先者带来挑战，技术系统复杂性是一柄“双刃剑”，其不仅为我国追赶发达国家提供了机遇，也为其他后发国家赶超我国提供了条件。创新如逆水行舟不进则退，如不能把握来之不易的历史机遇期，实现整体的技术突破与创新颠覆，则我国很有可能被其他后发国家赶超。

新发展格局下，创新政策的制定与调整需要新思路。在复杂性极高的技术系统中，任何基础性技术元素的点状突破或者若干分离领域的创造性连接，都有可能为整个系统带来极大的推动。从国家整体层面来看，政策制定者应当通过相应的政策调整来扩大创新系统的规模，并拓展搜索主体的来源。

• 首先，激励基础性科学研究将为我国的颠覆性技术发展带来长期红利。国务院于2018年1月19日发布《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》，提出在科技与产业变革蓬勃兴起的大背景下，一些基本性科学问题或将迎来重大突破，而我国的基础科学研究短板依然突出；强调应充分尊重科学研究的“灵感瞬间性、方式随意性、路径不确定性”的客观规律，强化基础研究并促进基础与应用研究的融通发展，引领原创新基础科学成果的重大突破。
• 其次，鼓励“万众创新”将引导潜在主体参与更大规模的技术搜索。国务院于2018年9月18日发布《国务院关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》，强调激发多元化主体的创新积极性，提升支撑性平台的服务能力，加大对“专精特新”中小企业的支持力度，培育“单项冠军”与“科技联合体”。中小企业主体大量而广泛的搜索将推动颠覆性技术涌现概率的进一步提升。
• 最后，推动人工智能等新兴技术与传统科技领域以及艺术、哲学、人文等领域的广泛连接，将进一步拓展创新图景的整体规模，或将极大的推动颠覆性技术的发展。国务院于2017年7月8日发布《新一代人工智能发展规划》，强调应推动人工智能新兴技术与数学、量子科学、心理学、社会学、经济学、神经科学等相关基础学科的交叉融合。在此基础上，可考虑进一步打破学科与领域壁垒，建立多学科互联共通的柔性学科联合体，推动对颠覆性技术更大范围的广泛搜索。

新发展格局下，颠覆性技术已经成为企业乃至国家获得发展优势的关键所在。如何把握时代特征与历史机遇，制定与调整创新政策，孕育革新创新思维，进而发展迭代创新管理理论范式，已成为回首来路，立足当下，展望未来的重要课题。颠覆性技术如同奔流大河中最激昂之浪花，神秘莫测而又奇异诡谲令人神往，对颠覆性技术创新理论的不断探索将是中国范式走向全球化情境的必由之路，更是助力我国实现系统性创新超越的重要抓手。