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1、基于自组织的循环经济系统演化过程研究张杰赵峰（自动化学院 哈尔滨工程大学 哈尔滨 黑龙江，150001 ）摘要：徊环经济在国内和国际都是新生事物，研究彳盾环经济理论对我国实现可持 续发展及建立循环型社会具有重要的理论意义和实践意义。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。通过对这些问题的研究，对于我们 坚持科学发展观和建立和谐社会都具有重要的理论意义和实践价值。关键词：自组织 徊环经济 大系统 生态经济 嫡 阈值The Study on the Evolvement Process of the Sys
2、tem of the CircularEconomy based on the Theory of Self-OrganizationAbstract: Circular economy is a new thing in domestic and overseas, It is provided with important theory meaning and practice meaning to study the theory of the circular economy for realizing sustainable development and constructing
3、circular society in our country. The dissipative structural theory is taken as foundation in the article, the system dynamics and the ecological economy are applied for studying the front problem of the circular economy in this text, The article has furthermore analyzed the condition, motive force,
4、route and prospect of the development of the circular economy system, it has important theory meaning and practice value for us to insist scientific developing view and set up harmonious society.Key words: Self-organization Circular economy Great system Ecological economy Entropy Threshold number0引言
5、正半人类社会进入纪元后的第三个千年的时候，一个举世瞩n而又被称z为 “全球性问题”的头号悖论，正在困扰着我们的星球。简言乙 就是人类社会现 今这种生存和发展模式的前提下，而对着“发展与代价” z间的两难困境：“人 口膨胀一-需求增长”与“资源消耗增长-一环境恶化、承载力下降”这两种相互 联结而又尖锐对立的状态，使得这个问题的解决难以在同一条件下得到满足。我 们认为，“全球性问题”产生的根源在于人类往昔和现今的生存和发展方式小失 半的环节和因素长期积累的效应。以往的经济特征是高开采、高消费、低利用及 高排放，这种经济方式只考虑经济的发展，没有考虑到资源环境的容量和承载力， 这种经济发展方式使人类
6、发展难以为继。循环经济就在这种背景下产生的，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 和资源环境乙间的矛盾在同一个系统内得到合理解决是半今面临的难题。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。1循环经济系统与自组织理论的内涵1.1循环经济与循环经济系统的内涵循环经济(Circuit economy)是与知识经济并提的一种新经济，是新世纪 国际社会发展的新趋势。“循环经济” 一词是由美国经济学家K 波尔丁在20世 纪60年代提出的，是指运用“减量化、再利用、资源化”三项
7、原则，将人、自 然资源和科学技术统一纳入一个大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及 其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消费的线性增长经济，转变为依靠生态型 资源循环来发展的经济模式。循环经济模式是按照生态规律和经济规律，充分考 虑资源和环境容量，利用牛态系统的物质流、能量流和信息流特征实现经济社会 活动的良性循环。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索纳入 同一个体系中，体系中的各要索之间联系紧密、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
8、， 建立起一种新形态的经济模式。循环经济和循环经济系统并无本质差别，只是考 虑的角度不同，循环经济是从经济木身来看待问题，是经济的一种形态；循环经 济系统是从系统的理论出发，以新的视角将循环经济以一个有机系统来研究它、 考察它。1.2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) 分形理论” (Fractal Theory)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
9、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H的是自组织形成过程，血T1组织理论其实是-个理论群 或理论体系，整个自组织理论群包括上而提到的耗散结构理论、协同学、突变论、 分形论和混沌理论。因此，就每一个理论而言，事实丄都存在一个方法，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。自组织方法论自建立以来，在研究自然界中许多问题时都取得了突破性进 展，尤其将自组织理论引入到生物、经济及社会等领域更是取得了丰硕的成果。 本文用自组织理论来研究我国的循环经济问题，从-个全新的角度出发来探讨我 国循环经济系统的
10、演化过程，摒弃了以往研究经济问题从经济本身出发而不把经 济、社会及环境纳入一个大系统中去研究的窠臼，对循环经济理论的前沿问题作 了一些有益的探究。2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纽织运动外，它们在更高层面上相互影 响、相互作用和耦合，在更大层面丄自组织运行和演化。从自组织理论的基础丄, 循环经济系统的演化过稈可作如下剖析，耗散结构理论是解决循环经济系统口组 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
11、口组织的动力学问 题，突变论则是研究循环经济系统口组织的途径问题，至于分形和混沌理论，是 从吋序与空间的角度研究了循环经济系统自纽织的复杂性和图景问题。这样整个 循环经济系统在自纽织理论的基础上建立了自己演化过程的总体框架。3基于自组织的循环经济系统演化过程研究3.1基于耗散结构的循环经济系统发展条件研究1969年，比利吋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。所谓 耗散结构，是指在远离平衡态情况下所形成的有序结构，是研究耗散结构的性质, 它的形成、稳定和演变规律的科学。普利高津的耗散结构理论突破了传统的物理 学以封
12、闭系统和平衡结构为主要研究对彖的框架，而以远离平衡的开放系统为研 究对象，来研究体系与外界进行能量和物质交换，及形成和维持的稳定化了的宏 观体系结构，即非平衡状态下宏观体系的白组织现象。普利高津通过理论研究和 大量实例考察发现，在开放体系的耗散中，系统存在着从简单到复杂、从无序到 有序、从对称到破缺的进化过程，这种过程在不违背热力学第二定律的前提下， 可以和生物学进化论所揭示的方向一致。这样，耗散结构理论把热力学第二定律 与达尔文进化论统一在更为广泛、更为普遍的理论中。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F
13、1发的运动到有 序的状态。怎么确定循环经济系统能够h组织运行呢？也就是说怎么确定循环经 济系统H组织的阈值呢？循环经济能否H组织运行是由爛的原理确定的。关于 爛，著名的德国物理学家玻尔兹曼(L. Boltzmann)导出了一个关于癇的统计性公 式，即:S = kH In o)o其中3即热力学几率，心=l3xl0也焦耳/度。同时，S=dis + deXj dis是 由体系内部的不可逆过程产生的，这部分爛变称为炳产生，是统内部自发产生的 爛变，永远不会为负值(),内部可逆变化时为零，自发不可逆变化时大于 零。是由体系与环境Z间交换物质、能量引起的，称为爛流，其正、负由开放体系的性质、条件不同决定的
14、。据上述可他，系统是汲取了环境的负爛（流） 血达到自身爛的减少的，在这里“汲取环境的负爛”可理解为是向外界放热，也 即形成负爛流。生命体生存的条件是需要一个恒定的温度，为了维持这个温度， 需要的不是一味地补充能量，而是降低爛，这说明生命体要维持生命的关键所在 从环境汲取负爛。对于循环经济系统来说，耍维持其存在，也要从环境中 汲取负癇，即要不断的向外界输出产品，加紧资金回收，并排出废弃物，血不是 在产品滞销的情况下，一味的采购原料，造成大量产品积压的情况。循环经济系统要保持良性循环，高效运行的话，就要不断的向外界环境（与 Z相关的市场）输送物质、能量和信息，以不断的增大H己负炳即des0,循环经
15、济系统的有序性方向将会发生改变，其由无序性向有序性演化转变 为该演化过程停止，或变为其逆向过程，此时的企业将出现生存困难，并最终走 向完结，使爛达到极大。因而，我们可以得出，循环经济系统自组织的条件，即 循环经济系统自组织阈值的判据为，从外界环境中汲取的爛小于自身所产生的负 爛。3. 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。1977年哈肯发表了他的专著协同学，1983年他又发 表了专著高等协同学。作为横断科学“新三论”之一的协同学理论，是研究 远离平衡态的开放系统在与外界有物质或能量交
16、换的情况下如何通过自己内部 协同作用，自发地出现在吋间、空间以及功能丄的有序结构的，它是系统自身如 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 统内部子系统或因子的竞争，这里的竞争既有子系统之间的竞争，又有子系统同 部因索的竞争，然后由于它们的竞争而产牛协同作用，再到经济序参量（经济规 律）的产生。竞争是系统演化的最活跃的动力。这是因为，系统内部储要索或系 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开就是永恒的，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 储要索或不同系统之间对外部环境和条件的
