自组织理论认为复杂系统中存在的微小涨落之所以被放大是因为在远离平衡的开放系统可以产生与线性作用不同的非线性相互作用。这种作用使系统内诸多要素丧失独立性而互为因果，形成双向信息传递的催化循环关系，从而使微小涨落越来越大直至形成巨涨落。开放的企业集群系统内部诸要素之间存在诸多的非线性相互作用，这是集群向有序方向发展，形成耗散结构的根本机制。
7.4.1 非线性相互作用表现
从复杂性科学和自组织理论角度考察，集群中非线性相互作用对于集群的形成、稳定和演进具有关键性作用，是集群自组织的内在原因和动力学条件。高新技术企业集群系统中各子系统间非线性相互作用表现在：
硅谷集中了大量高度分工、相互交融的产业元素，是世界上最大的信息产业集群。狭长的硅谷虽然穿越了30个城市，但就整体而言，它就像是一个单一完整的高技术工业城，其中塞满了 8 000 家电子信息公司，以及超过7 000家的制造商。即便是重量级的高技术公司，也抢着要在这里占有一席之地，例如微软在邻近的佛斯特市（Foster c ity）设有业务办公室，在古柏提诺（Cupertino）安插了程式工程师。这里大小企业比邻密集，通过彼此间知识、信息的交流、沟通，产生了巨大的综合聚集效应。
和传统企业自给自足、垂直整合的结构不同，硅谷企业选择的是竞争和合作交互、正式生意往来和非正式信息交流共存的所谓“交往建构”（Social Architec ture）。通过每个企业的进一步专业化生产，通过联合采购共同的原材料得到优惠以及共同开展市场营销等合作，可以使企业充分利用规模经济的优势，并在硅谷企业集群内形成完善的上下游一体化产业链，从而进一步促使专业基础设施、法律、金融和其他的专业服务迅速发展，并吸引适合需要的专业人才聚集到硅谷中。早在20 世纪50年代，斯坦福大学通过“荣誉合作项目”向当地的公司开放课堂。这个项目加强了公司与大学之间的联系，使工程师们既能同最新技术保持同步，又能建立专业联系。英特尔总裁葛洛夫指出：“跟相关企业如此地靠近在一起，对大家都有帮助。我们彼此合作，也相互竞争。硅谷，有着相当丰富多元的企业生态体系”（钟坚，2001）。以硅谷供应商与客户关系举例，企业通常会指定“有特权的”供应商与之建立密切的伙伴关系，经常交流长期业务计划乃至重要的销售预测与成本信息，并与供应商共同设计、开发和制造新技术系统。但是，企业也尽量避免形成对供应商的依赖性，以确保一个账户上的亏损不致影响全局。客户和供应商之间这种密切而不排外的合作关系，一方面保障了竞争的有序展开，促进了技术在各公司和各工业部门间的传播；另一方面也使客户和供应商变得更加专业化，技术上更加先进，并有能力对市场做出及时反应，从而使他们形成可持续的竞争优势。由于企业把专门技术提供给了供应商，也就通过供应商间接地帮助了其竞争对手，一系列企业间的二元关系所组成的企业网络则减少了与竞争者分享技术知识所带来的风险。
在硅谷，网络（而非单个企业）是创新活动的依托。通过网络中的信息传播，通过职业的变换组合，工程师们使各企业的技术倾向于转化为地方性公共知识。在这种情况下，不断更新的竞争环境不允许企业采取防御战略，最重要的是个人的独创性及领先创新，这些又都得依靠硅谷的社会和专业网络中存储的信息及经验。这就形成了硅谷的良性循环——竞争要求企业不断创新，创新反过来又刺激企业间的合作，随着时间的推移，所有企业都可从每个企业的创新中受益，形成相互循环催化的效应。这种横向合作网络和集体学习正是硅谷持续创新的制度保证。以上所述系统诸要素不是简单的数量叠加，而是通过非线性作用相互渗透、包含、转化、融合成硅谷整体的效应，使整体功能大于部分之和。在非线性作用下，系统内部各要素或子系统之间形成关联与协同，企业和相关机构间，通过排斥和吸引、竞争和合作，形成一种你中有我、我中有你，不可分割的关系，产生自组织效应，从而促使系统从无序向有序从低级有序向高级有序不断演化与发展形成自组织系统。所以说，不是有好的大学、科研机构、高新技术企业和风险公司的集中就能建成一个硅谷的。
在128公路地区，逐步形成自给自足的生产方式，企业强调保密更甚于合作。保密的文化使得宝塔形层次式的企业组织结构更加权力集中，信息垂直流动；企业之间、企业内部单位之间以及企业与外部机构之间的界限分明，相互之间缺少沟通。传统的生活方式和保密的需要使得企业力求将上下游活动内部化，尽可能实现自给自足，以保护企业的独立性；反过来，保密和提倡对企业的忠诚又左右着企业与顾客、供应商以及与竞争者之间的关系，强化了本地区个体主义文化的稳定和企业的自我依赖性。这样，基于专业化分工的超循环组织难以形成或者动态发展的弹性不足，超循环结构处于较低的层次。128 公路地区同样也聚集了以 MIT毕业生为代表的大批工程技术人才，但由于保密的需要和传统，这些人的信息只能从公司内部获得，他们的智力活动只属于自己的公司，而且只在上班的时间发挥作用。通常在下班后是回家而不是像硅谷人那样聚集在一起聊天，讨论各自对于市场和技术的观点。在工作以外的社交场合，即使是同事之间也避免谈到工作，更忌讳谈起公司的产品机密，当然也就谈不上和其他人做任何非正式的交流了。企业家们也有机会在定期的论坛和会议上见面并展开讨论，但这与硅谷那种非定向、非正式、不受任何约束的接触相比，要贫乏得多。信息就是这样在各个公司的相互隔绝中失去了它应有的价值，使128公路地区的创新条件又逊一筹。实际上，这使得企业之间基于信息资源共享、基于创新网络及基于个人社会关系的集群超循环结构都失去相互结合的机会和功能互补的基础。
在筑波科学城，东京的日本政府有关机构各自与下属单位都是垂直领导、垂直指挥，一体化运作，而政府部门之间却缺乏应有的协调和一致。因此而导致的局面是，上面各政府主管部门之间争权夺利，并且往往造成重复建设和巨大浪费；下面各研究机构之间互相独立、很少交流，国有机构与民间企业也互不来往。
中国台湾科学工业园区科学同业公会积极协调企业之间，企业与政府之间的沟通与协调，企业员工的公共福利等等多方面事务，建立信用机制，优化企业管理的重要力量。而中国台湾电力电子制造商协会及其类似中介组织，则为园区的 IC和半导体产业提供专业性服务，在加速企业学习进程和快速技术升级上发挥了核心性的作用。如电力电子制造商协会还积极撮合成员企业建立新产品协会和企业研发战略联盟。这些活动使得区内的企业与企业，企业与公共研究机构之间形成有序的网络结构。新竹高科技产业的竞争策略，主要采取专业化垂直分工和资源共享，形成“弹性专精”的复杂的相互作用体系。
广州天河科技园企业之间的联系还较弱。例如在园区内的创新链不完整，生产协作体系不健全，企业间相互持股的比例也很低。
7.4.2 非线性结合途径与形式：超循环组织
硅谷企业集群的形成、成长和发展过程中存在各种非线性作用，具体地表现为各种超循环结构的形成、解构和重组，并体现出企业从彼此孤立向相互关联，从部分到集群整体的具体过渡。
实践中，硅谷中微软（MICROSOFT）、英特尔（INTEL）、AMD等公司的发展历程提供了一个超循环组织的成功实例。20 世纪 70 年代，微软与英特尔形成“Wintel”联盟，从超循环论观点看，这种联盟实质上是一种超循环组织。两者的交叉催化作用表现在：微软公司不断开发出占用内存越来越大的软件，而英特尔推出功能越来越强的微处理器芯片，用户为追上微软推出的新版主流软件，不得不采用更高级的英特尔新型芯片，更高级芯片的选用又推动了微软的软件的普及和升级。英特尔和微软两个经营实体通过“编码”芯片与软件这两种“催化酶”而形成一个二元的超循环组织。
到20世纪80年代，IBM为与苹果（Apple）计算机竞争而推出个人计算机时，又选用了英特尔的芯片和微软的操作系统软件，IBM计算机市场营销的成功强化了“Wintel”联盟，同时演化成一种更高级的、更复杂的三元超循环组织。同时，AMD和英特尔都是与仙童半导体公司有渊源的衍生企业，AMD公司也曾在80年代获得英特尔颁发生产微处理器的许可证。近年来，AMD已逐渐发展成为英特尔最大的竞争对手。对原有超循环组织而言，AMD作为一个突变的“拟种”，力争（部分）取代英特尔进入到这个超循环组织。微软与AMD从 Athlonxp开始合作，逐步降低对英特尔的依赖性。另外，英特尔增加了对微软 Windows系统对手Linux的投入，而且推出自己的计算机，而 IBM除计算机外，自主开发软件能力日益强大。这些公司策略的不断调整和变化，使超循环组织处于动态变化之中。但其总体趋势是非线性作用得到强化，超循环组织的功能不断得到优化。微软、英特尔等 IT企业通过竞争、协同与选择建立起功能耦合的超循环组织，与不属于此循环的复制单元（其他同行企业）进行竞争并取得独特优势。“微软和英特尔的成功并不是因为最好的产品质量和产品差异化，也不是因为提供客户解决方案，而是因为它们的系统锁定的地位。AMD不是没有好产品，摩托罗拉生产的芯片速度也相当快。然而，微软和英特尔还是牢牢地控制了整个行业”（舒闻，2003）。
上述案例充分展示了硅谷超循环组织这种发展路径和模式的优势（李兴华，2004）。超循环组织的形成有利于强化企业与外界各成员、各要素的联系，产生功能耦合，交叉催化和正反馈效应，提高了企业的有序度。同时，循环圈的形成可以使企业对物质、信息和能量进行多次利用。特别是企业之间产生的超循环结构，使得作为主导性资源的信息和知识得到了循环往复和充分高效的利用，并且在运动过程中通过重新组合产生更多、更新的知识和信息。如果企业各自为战，缺少非线性联系，则内部产生或外部引入的许多知识和信息将被浪费和“蒸发”掉，知识和信息耗损严重，如128公路和筑波科学城的情况。另外，超循环组织也是企业寻求垄断地位，获取超高规模效益的重要途径。
同时，硅谷基于科技基础设施、风险资金、人才资本等共享资源，形成各种超循环组织，在硅谷集群之下形成了集群子系统，如生物技术、软件、纳米等集群。另外，在硅谷，经理们在上大学时可能就认识，或者在商业和政治活动中结识对方，企业间这种亲密的联系使形成共同的组织更加容易。硅谷存在大量基于校友（如斯坦福大学校友）、血缘关系（如华裔团体、印度裔团体）的个人关系与社会资本而形成的各种复杂非线性作用网络。
与硅谷强烈的非线性作用机制形成鲜明对比的是，128公路文化的核心是个体主义，组织网络结构比较单一。系统内各元素及子系统间相对孤立，缺乏相互联系与作用。由于受到自给自足结构的束缚和缺乏能带来技术或组织模式革新的生气蓬勃的新兴企业，其企业适应新的市场环境的能力十分差。当20世纪70 年代硅谷的企业正在形成与社会、大学、科研机构之间复杂的不可分割的密切关系的时候，128 公路则盛行着以传统、保密和自我封闭为主要特征的文化风气。这一地区大多数的工程技术人员来自新英格兰，许多人加入当地教育机构，他们的身份已经被家庭和种族的联系定了位，他们以在社会生活和商业活动方面非常保守而著称。企业强调保密更甚于合作。保密的文化使信息垂直流动；企业之间、企业内部单位之间以及企业与外部机构之间缺少功能耦合和相互催化。传统的生活方式和保密的需要使得企业力求将上下游活动内部化，尽可能实现自给自足，以保护企业的独立性。保守的传统和保密的风气也影响着当地劳动力市场和企业家创业的模式。人们希望自己的企业能稳定发展，因此对企业的忠诚重于创新和冒险。保守的文化使他们错误地认为他们原有的发展机制也可以成功地应用于未来，过分依赖于和政府建立的关系。128公路地区由于具有良好的工业基础以及电子工业的原先发展在很大程度上受政府采购行为的影响，因此在园区发展的初期，园区的领导层就致力于建立并保持与政府之间的密切关系，以期寻求政府的购买行为对已经建立起来的电子制造企业的财力支持，而不是着力寻求通过自身知识、能力求发展的道路。这样，使得企业集群逐步缺乏变化与创新，企业集群被锁定在原有“旧死”的超循环结构中，慢慢滑入近平衡状态，失去了发展的活力，这正是导致他们20 世纪80年代后期失败的主要原因。
而筑波科学城的情况则更为僵化，各种机构之间的非线性作用很弱。筑波是官僚科学城，在这里个人的意志只能体现在政府的计划之中，整个国立机构和个人都存在着一种惰性。他们依赖于政府资金的支持，最多只满足于个人成果的发表，而不注重科研与产业部门的结合，很少考虑让科技产品向商品转化，并且运用科技来促进和带动经济发展。作为个人，他们乐意在一家国立研究机构或大公司工作到退休，鲜见人员流动，同时很少有人勇于创业。政府也不讲究新技术的开发和应用，不善于与外界发生交往，使筑波的技术创新和产品开发举步维艰，从而也谈不上对本国经济和对世界科技发展有多大贡献。
中国台湾新竹企业集群的非线性作用比较强烈。特别是工业技术研究院通过技术的联合开发，或授权来进口技术，然后吸收、消化并在与本岛企业，主要是新竹科学工业园企业的项目合作中利用这项新技术，最终通过产品、设备和技术诀窍来推动进一步的商业发展。根据工业技术研究院统计，园区 80%的厂商与该院之间有各种合作关系。同时，工业技术研究院不断地辅导和衍生有竞争力的企业，成立以来已技术移转或成立衍生公司 40 多家，如 1983年衍生出台湾积体电路制造公司（UMC），1984～1988年分别衍生出台湾光罩制造公司、华邦电子公司和华隆微电子公司。这些产学研合作单位及衍生方式产生的公司，形成了各种功能耦合的超循环组织，在园区的发展历程上有重要的地位和作用。新竹园区管理局的统计表明，园区内厂商和研究开发人员至少一半以上与清华大学、交通大学及工业技术研究院有分工合作关系。交通大学的校友们、归台的留学人员团队在新竹的发展过程中相互信任和作用，形成纵横交错的各种人际关系。在这些研究机构的协同和参与下，新竹科学工业园的创新力量急剧增强，并带动整个台湾岛的科技水平提升（王振 朱荣林，2003）。同时，新竹的高新技术企业与美国硅谷、中国内地等地建立广泛的联系，形成了在人际关系、产业分工、科技创新及生产加工等方面复杂的互动网络。另外，国际知名企业也与新竹园区的公司签订技术合作，如茂硅与德国西门子联合开发64M DRAM产品，世大与日本东芝 Logic SRAM技术合作，力捷电脑与德国ELSA、日本 Canon建立战略联盟关系等。
小结：本章探讨了企业集群自组织的动力学条件，分析了硅谷集群中的非线性作用表现形式，将之与128公路地区情况进行比较分析，并以微软（MICROSOFT）、英特尔（INTEL）、AMD等公司的发展历程实证了超循环组织这一非线性体现形式。
作为一个开放的经济系统，高新技术企业集群在远离平衡态的非线性区域有可能自组织产生有序的耗散结构。而集群自组织是否发生，何时发生，进入何种分叉途径，则要通过随机涨落来决定。自组织理论强调，涨落导致有序，涨落对于系统新结构的形成具有关键性的触发作用，是集群自组织的诱发条件。
