基于自组织的循环经济系统演化过程研究

来源:用户上传      作者: 张　杰　赵　峰

　　[摘要] 循环经济在国内和国际都是新生事物，本文以自组织理论为基础，用系统动力学和生态经济学的方法来研究循环经济的前沿问题，分析了循环经济系统发展的条件、动力、途径及图景。
　　[关键词] 自组织循环经济大系统熵
　　循环经济就在“人口膨胀――需求增长”与“资源消耗增长――环境恶化、承载力下降”这两种相互联结而又尖锐对立的状态这种背景下产生的，它将经济、社会和资源环境纳入同一个系统中考虑，从大系统演化的角度去考察循环经济的发展问题，力争将经济、社会和资源环境之间的矛盾在同一个系统内得到合理解决是当今面临的难题。基于此，本文以自组织方法论和大系统理论为工具，从系统演化的角度这一新视角来研究循环经济的发展问题。
　　
　　一、循环经济系统与自组织理论的内涵
　　
　　1.循环经济系统的内涵
　　循环经济系统就是根据大系统理论，将经济、社会和资源环境三个要素纳入同一个体系中，体系中的各要素之间联系紧密、相互制约、耦合互动的开放性、循环性的综合大系统。它按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构人类的经济社会系统，使经济社会系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中，建立起一种新形态的经济模式。
　　
　　2.自组织理论的内涵
　　20世纪70年代以来,当代自然科学前沿出现了一大批像“耗散结构论”(Dissipative Structure Theory)、“协同学”(Synergetics)、“突变论”(Morphogensis)和“混沌理论”(Chaotic Theory)等这样的新兴学科，它们的研究对象尽管不同，但都具有共同的特征，那就是它们都是非线性的复杂系统，或是非线性的复杂的自组织形成过程。在这类系统或过程中，颇为引人注目的是自组织形成过程，而自组织理论其实是一个理论群或理论体系，整个自组织理论群包括上面提到的耗散结构理论、协同学、突变论和混沌理论。因此，就每一个理论而言，事实上都存在一个方法，然而从整体的看，又应该存在一种相互联系各个理论的统一的自组织方法论。
　　
　　二、基于自组织的循环经济系统演化过程的理论架构
　　
　　循环经济系统是一个开放的复杂大系统，它具有一般系统演化的特征之外，还有自己独特的演化方式和途径。循环经济系统内的经济子系统、社会子系统及资源环境子系统除了自身按照客观规律自组织运动外，它们在更高层面上相互影响、相互作用和耦合，在更大层面上自组织运行和演化。在自组织理论的基础上，循环经济系统的演化过程可作如下剖析，耗散结构理论是解决循环经济系统自组织出现的条件环境问题，协同学基本上是解决循环经济系统自组织的动力学问题，突变论则是研究循环经济系统自组织的途径问题，至于混沌理论，是从时序与空间的角度研究了循环经济系统自组织的图景问题。这样，整个循环经济系统在自组织理论的基础上建立了自己演化过程的总体框架。
　　
　　三、基于自组织的循环经济系统演化过程研究
　　
　　1.基于耗散结构的循环经济系统发展条件研究
　　1969年，比利时布鲁塞尔学派领导人普利高津教授在一次“理论物理与生物学”的国际会议上针对非平衡统计物理学的发展而提出了耗散结构理论。由耗散结构理论推知，循环经济系统虽然是一个开放的系统，并不能说明循环经济系统就可以进行自组织运行，循环经济系统内部及总体不可能从无序的运动状态自发的运动到有序的状态。怎么确定循环经济系统能够自组织运行呢？循环经济能否自组织运行是由熵的原理确定的。关于熵，著名的德国物理学家玻尔兹曼(L.Boltzmann)导出了一个关于熵的统计性公式，即:S=kBInω。
　　其中ω即热力学几率，kB=1.3×10-23焦耳/度。同时，S=dis+des,dis是由系统内部的不可逆过程产生的，这部分熵变称为熵增，是系统内部自发产生的熵变，永远不会为负值(dis≥0)，内部可逆变化时为零，内部不可逆变化时大于零。而 是由系统与环境之间交换物质、能量引起的，称为熵流，其正、负是由开放系统的性质、条件不同决定的。据上述可知，系统是汲取了环境的负熵（流）而达到自身熵的减少的，在这里“汲取环境的负熵”可理解为是向外界放热，也即形成负熵流。对于循环经济系统这样的“有机体系”来说，要维持其存在，也要从环境中汲取负熵，即要不断的向外界空间输出物质、释放能量和传递信息。同时，系统内部的经济子系统、社会子系统和环境子系统也要进行物质、能量和信息的交换。只有这样，才能实现整个系统的良性循环。
　　
　　2.基于协同学的循环经济系统演化动力研究
　　协同学(Synergetic)是由原联邦德国斯图加特大学理论物理学教授哈肯(Herman Haken)创立的，是研究远离平衡态的开放系统在与外界有物质或能量交换的情况下如何通过自己内部协同作用，自发地出现在时间、空间以及功能上的有序结构的，它是研究系统自身如何保持自组织活力的重要方法。
　　循环经济系统如何演化的？其动力是如何产生的？其首先基于循环经济系统内部因子的竞争，这里的竞争既有子系统之间的竞争，又有子系统内部因素的竞争，然后由于它们的竞争而产生协同作用，再到循环经济序参量的产生。竞争是系统演化的最活跃的动力。这是因为，系统内部储要素或系统之间的竞争是永存的，它虽然依条件不同可大可小，或强或弱，但由于运动的永恒，系统内部各个子系统之间的差异就是永恒的，因而它的存在和演化也是永恒的。循环经济系统内部发展的不平衡性实际上是竞争存在的基础，再加上系统储要素或不同系统之间对外部环境和条件的适应与反应不同，获取的物质、能量以及信息的质量也存在差异，因而必定存在竞争。从循环经济系统演化的角度看，这种竞争一方面成就了系统远离平衡态的自组织演化条件，另一方面推动了系统向有序结构的演化。
　　循环经济系统演化的动力除了来自系统的竞争作用外，还有协同的作用。子系统的竞争使子系统中的某些运动趋势联合起来并加以放大，从而使之占据优势地位，支配循环经济系统整体的演化。同时，由循环经济系统内部子系统的竞争和协同产生了序参量，其既是子系统合作效应的表征和度量，又是系统整体的运动状态的度量。这是因为:一方面是系统内部大量子系统集体运动的产物;另一方面又起着支配或役使系统子系统的作用，主宰着系统整体演化过程。
　　
　　3.基于突变理论的循环经济系统演化途径研究
　　突变理论是法国数学家勒内・托姆提出的。突变论方法研究了系统在其演化的可能路径方面所采取的方法论思想。
　　循环经济系统总体上是由经济子系统、社会子系统和资源环境子系统构成，其演化的途径是由三者演化糅合而成的。由突变论可知，系统的演化路径具有多样性，如果经济子系统和社会子系统的突变以及由于两者的耦合作用所导致的环境的突变对循环经济系统良性演化出现有益的局面，则其影响因子的运动方向是循环经济系统演化的方向。因此，我们有理由认为，循环经济系统的演化途径是科技进步、社会变革与革命，以及两者共同促成的资源环境的有益于循环经济系统良性循环的逐变和突变。
　　
　　4.基于混沌理论的循环经济系统的图景研究
　　混沌理论(Chaotic Theory)也称混沌学，是由美国气象学家洛伦兹(E-Lorenz)最早创立的。
　　混沌理论应用于循环经济系统是其蝴蝶效应、对初始条件的敏感性依赖和信息增殖三个原理，这三者是有时间顺序的有机整体。对初始条件的敏感性依赖表明，在循环经济系统中如果初始条件哪怕是极其小的差异，通过信息增殖，将导致整个系统在宏观上出现不同的演化过程和演化阶段，也就是出现蝴蝶效应。基于此，为了实现整个循环经济系统的良性循环，在循环经济系统演化出现偏离良性发展的起始阶段，通过措施和反馈机制及时调整它的运行，使整个系统沿着良性方向发展，以免整个系统的逆向恶性演化或崩溃。这些措施和反馈机制不是系统外生的量，而是系统的内生变量，大多是系统中的社会子系统中的国家政策和措施。因此，循环经济系统内的因子好像混沌杂乱，无章无序，但只要我们控制其演化过程中波动的初始条件，在蝴蝶效应的作用下，就会引导循环经济系统向人们预期的方向发展。
　　
　　四、结束语
　　
　　本文运用自组织理论来研究了循环经济问题。虽然自组织理论是研究客观世界的理论，而循环经济属于社会经济领域，有人的因素，但自组织方法论是研究自然界万事万物演化规律的科学，由于由经济、社会及资源环境构成的循环经济系统是自然界的一部分，以及客观世界的统一性，因而自组织理论可以研究循环经济系统的演化的，并对其做出了有益的探索。

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