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耗散结构理论视角下发展循环经济的若干思考

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[摘 要] 本文运用耗散结构理论论述了发展循环经济的客观必然性,以及建立大开放的经济系统、保持子系统之间的差异化、实行管理机制立体化和节能降耗法律化等对发展循环经济的重要作用。

[关键词] 耗散结构 循环经济 信息熵

1969年,比利时化学家伊里亚·普里高津提出了一种耗散结构理论。其基本含义是:一个远离平衡态的非线性的开放系统通过不断地与外界交换物质和能量,在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序状态转达变为一种在时间上、空间上或能量上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构被称为“耗散结构”。该理论与德国物理学家赫尔曼·哈肯的协同学、法国数学家雷内·托姆的突变学等构成了自组织理论体系。根据耗散结构理论,一个系统要形成耗散结构需满足五个条件:一是开放性系统;二是系统远离平衡态;三是系统内各部分之间非线性联系;四是系统内各部分存在随机的涨落交错的运动和变化;五是当控制涨落运动和变化的变量越过一定的阈值时系统即发生突变。耗散结构理论为解释热力学系统变化、生物进化以及经济发展、社会进步这些经典力学、相对论、量子力学和经济学理论等无法解决的不可逆现象的变化发展规律提供了科学理论依据。本文运用耗散结构理论,把发展循环经济作为一个开放系统和一个不可逆过程来研究,并研究了生产和消费的循环发展问题。

一、发展循环经济的客观必然性

物质资料的生产和消费是两个不同的不可逆过程。在传统经济中,生产和消费分别是“资源——产品——生产性污染排放”和“产品——使用——消费性污染排放”单向流动的线性经济活动,而在现代经济中,生产和消费分别是“资源——产品——生产性废物再生资源” 和“产品——使用——消费性废物再生资源”循环流动的非线性经济活动。因此,生产和消费是两个既相互联系又不同的螺旋式循环的经济系统。这种以减少资源、能源消耗和保护生态为目的经济即为循环经济。它具有开放性、远离平衡态、非线性、涨落性、突变性等耗散结构的特征。

循环经济是人类生产和生活的目标。按照马斯洛需求理论,生存是人类最基本的需求,在生存问题未解决时,人类会利用一切手段生产更多的生活资料,此时,生产和消费分别处于高投入、高污染、低产出和高支出、低消费、低品质的低水平发展之中,负熵很小,人类生产条件和生活环境严重恶化。当解决了生存问题后,人类主要考虑安全、舒适、人与自然和谐相处等问题,如减少资源和能源消耗,治理污染,改善生产条件,美化生活环境等,此时,负熵较大,生产和消费分别处于低投入、低污染、高产出和低支出、高消费、高品质的良性循环发展之中。

循环经济是生产力进一步发展的客观要求。二战后,欧美各国经济迅速恢复,生产力快速发展。20世纪40至70年代,美国、法国、联邦德国和日本等国的人均GDP纷纷越过1000美元大关,进入比较富裕的发展阶段。同时,这些国家大部分重视节能降耗。1991年,德、日等国率先发展循环经济。中国人均GDP虽于2003年跨入1000美元大关,但要保持快速增长所面临的问题十分严峻。例如,2004年中国的石油、天然气、铜和铝等重要资源人均储量分别仅相当于世界人均水平的10%、4.1%、25.5%和9.7%左右,而单位GDP的能耗分别是发达国家日本的7倍、美国的6倍,甚至是印度的2.8倍。因此,节能降耗是中国今后经济发展的主要课题。为此,2006年中国提出要把能源消费弹性系数由“十五”期间的1.2下降到0.4。可见,发展循环经济是经济社会进一步发展的迫切要求。

二、建立大开放的经济系统是发展循环经济的前提条件

与其它物质系统一样,生产和消费两个经济系统也有三种基本形式:

1、孤立系统。该经济系统与外界既无物质、能量交换,也无信息交换,系统只有内部资源、能源等消耗的正熵,而没有从外界获得所需资源、能源等的负熵,系统处于无序平衡态中,无法形成耗散结构,最终因内部资源、能源等消耗殆尽正熵达到最大值而瓦解。

2、封闭系统。该经济系统与外界有能量交换,但无物质、信息交换,系统内部资源、能源等消耗的正熵大于它从外界获得所需资源、能源等的负熵,系统仍处于平衡态的线性区域,无法形成耗散结构,最后也因内部资源、能源等消耗殆尽正熵达到最大值而瓦解。

3、开放系统。该经济系统与外界既有物质、能量交换,也有信息交换,系统内部资源、能源等消耗的正熵小于它从外界获得所需资源、能源等的负熵,当负熵增大到一定时,经济系统远离平衡态,形成耗散结构,由较低发展水平进入较高发展水平。

可见,从孤立到封闭再到开放是经济系统开放程度逐步提高的变化过程,也是经济由低级到高级的发展过程。因为循环经济是在经济系统与外界有物质、能量和信息交换的条件下产生和发展起来的,所以,开放的经济系统是发展循环经济不可缺少的前提条件。可以推知,经济系统越开放,越有利于系统与外界进行物质、能量和信息交换,经济系统获得的负熵就越多,就越有利于达到平衡态的非线性区域,并迅速形成耗散结构,推动循环经济由低级到高级有序发展。因此,一个国家在发展循环经济中,要树立大开放的观念,从全国乃至世界范围架构经济系统,这样,就能增加国家之间物质、能量和信息交换的机会和数量,优势和劣势就能得到更大的互补,就会减少一个国家内部能源、资源等消耗的正熵,相反,就会增加从国外获得所需资源、能源等的负熵。

三、经济系统内部功能上的差异化是循环经济发展的原动力

经济系统包含众多子系统,如行业子系统、地区子系统、企业子系统和家庭子系统等,这些子系统在空间上的分布是不均匀的,且它们的规模和质量也不相同。例如,在发达地区,高科技产业、资本密集型加工制造业和金融业等比较密集,而在不发达地区,能源、农业和劳动密集型加工制造业等产业比较集中。即使同一地区的不同行业,或者同一行业的不同企业,因为它们在经济系统中的地位和作用不同,经济成分、拥有要素、管理体制、企业文化、区位条件、技术水平、发展规模、收入分配等不同,所以,它们彼此之间也各不相同。

子系统之间的这些差异是功能上的不同,它进一步导致了地区之间、行业之间和居民之间的经济发展水平和收入水平的差距,而子系统之间的功能上的差异又是发展循环经济所必要的,所存在的利益上的差距也是不可避免的。因为,如果子系统之间没有功能上的差异和经济利益上的差距,则彼此之间就无物质、能量、信息交换的需要,经济系统处于静止平衡态,无法形成耗散结构,就无生机,最终会走向瓦解。相反,如果子系统之间存在功能上的差异和经济上的差距,则就会促使区域之间、行业之间、企业之间、员工之间进行竞争,使经济系统远离平衡态,形成耗散结构。因此,子系统之间功能上的差异和经济上的差距是循环经济由低级到高级发展的原动力。

但是,任凭子系统之间经济利益差距扩大也不利于发展循环经济,必须正确处理子系统功能上的差异与经济上的差距之间的关系。如果不强调效率就没人去投资开发资源、生产商品和消费商品,所谓资源再生就无意义;相反,如果只强调效率,而不对资源滥用滥排放行为依法制裁,也不利于转变经济增长方式和消费观念,不利于推动循环经济发展。因此,子系统之间功能上的差异要明显,经济利益的差距要适当。

四、经济系统内部与外部联系立体化给循环经济发展注入活力

经济系统中各子系统之间除存在功能上的差异和经济上的差距外,还存在一定的联系。一些产业和企业分别处于供应链中的不同环节,互为供求方,一个子系统的经济目的实现同时是另一个子系统实现经济目的的手段,这使它们相互依存相互依赖相互促进,形成一个非线性联系的立体型经济系统。根据耗散结构理论和协同学理论,子系统之间既有差异又有联系的非线性和立体型的管理体制会促进企业和居民既相互竞争又相互合作,使生产和消费充满活力和生机。

另一方面,在子系统与外界的物质、能量和信息交换过程中,产生了信息流、物流和资金流三种基本经济活动。其中,信息流是最基本的,这是因为商品交易是存在风险的经济行为,能否成功,决定于交易方掌握的信息量的多少,获得的信息越多越快越准确,交易成功的把握性就越大。对此,美国数学家香农提出了一个反映这二者关系的模型:

H= -∑pi log pi (i=1,2,…,n)

式中pi是某个子系统从第i个子系统获得有关信息的概率,H是负熵,被称为信息熵。该模型表示子系统获得的其它相关子系统的信息越多,信息熵越大,在生产和消费中,企业和消费者就越主动和越有活力,就会促进商品交换,增加物流和资金流,生产和消费就越呈现有序发展。中国国有企业因受高度计划的影响,普遍存在地区封锁、条块分割、垂直领导等现象,纵向的线性联系很强,横向的非线性联系较弱,对企业的资源和能源开发利用、产品质量监管、税费审计等监管反馈机制不健全,由此导致企业之间信息不畅,缺少合作,或者生产经营行为处于偏离宏观经济发展要求的失控状态,国有企业这种管理体制上的线性化、简单化和无序化不利于循环经济的发展。

五、节能降耗法律化是循环经济发展不可缺少的推动力

因为少部分生产者、消费者的节能降耗作用弱小,难以为继,所以只有通过一定手段对生产者、消费者自发的节能降耗行为加以正确引导,才能统一和放大,并形成巨涨落,推动循环经济发展。

日本为解决人口、资源和环境的矛盾,把建设循环经济社会作为国策。自20世纪70年代以来,日本政府先后颁布了许多关于节能降耗的法律法规,如《促进建立循环社会基本法》、《促进资源有效利用法》、《固体废弃物管理和公共清洁法》、《促进容器与包装分类回收法》、《家用电器回收法》、《建筑及材料回收法》、《食品回收法》和《绿色采购法》等。这些法律法规主要有三个方面的内容:一是提出建立循环型经济社会的根本目的是促进物质的循环,以减轻环境负荷,构筑可持续发展的社会;二是把减少废弃物(Reduce)、重复使用产品部件(Reuse)和循环利用废弃物 (Recycle)作为发展循环经济的基本原则;三是规定制造商、进口商具有回收各自制造、进口的家用电器的义务,并明确规定一些商品如电冰箱、电视机和空调器等再商品化率分别必须达到50%、 55%和60%以上。 这些法律法规通过正面引导和反面制裁,使日本企业和消费者的节能降耗行为得到充分放大,形成巨涨落,成为日本循环经济发展的强大推动力。

中国刚进入工业化初期,人均资源少,单位GDP能耗大,温室气体排放居世界第二,水土流失、土地沙化和草地退化严重,1/3的国土被酸雨污染,主要水系的2/5成为劣五类,上亿农村人口喝不到干净的水。因此,中国发展循环经济面临众多难题。本文认为,在发展循环经济中,中国要从本国实际出发,借鉴发达国家的经验,切实抓好以下工作:1、制定全国统一的中长期发展循环经济规划,健全适应循环经济发展要求的法律体系,建立面向世界的大开放的经济系统;2、区分不同地区不同行业,对不发达地区的基础产业和支柱产业在法律规范中采用弹性标准,分步推进循环经济发展;3、对高消耗高污染低产出低品质的生产行为和消费行为,通过法律、行政、经济等手段使其社会成本内部化、私人化,把其污染排放的机会成本提高到大于其获得的经济收益水平。同时,对于在国家发展循环经济规划下生产者和消费者的节能降耗行为予以奖励;4、各地要科学地布局基础产业和支柱产业,并以此作为供应链的主轴,建设产业群、科技园、工业园和农业园等;5、加强对居民消费观的正确引导,提高绿色消费意识,把居民的消费与企业的绿色生产和国家发展循环经济的要求有机地统一起来。这样,就有利于引导生产者之间、消费者之间的有序竞争和合作,使其节能降耗行为得以放大,形成推动循环经济发展的强大合力。○

参考文献:

[1] I·普里高津等《非平衡系统的自组织》[M],科学出版社,1986年。

[2] I·普里高津等《从混沌到有序——人与自然的新对话》[M],沈小峰译,上海译文出版社,1987年。

[3] 沈小峰等《耗散结构论》[M],上海人民出版社,1987年。

[4] 姜璐《自组织管理理论》[M],北京师范大学出版社, 1996年。

[5] 任佩瑜等《基于复杂性科学的管理熵、管理耗散结构理论及其在企业组织与决策中的作用》,管理世界[J],2001年6月。

[6] 刘艳梅,姜振寰《熵、耗散结构理论与企业管理》,西安交通大学学报(社科版)[J],2003年3月。

[7] 《中共中央关于制定“十一五”规划的建议》,中国网 [EB/OL], 2005 年10 月19 日 。

[8]中国发改委《节能中长期专项规划》,中国网[EB/OL],2004年11月25日。

[9] 中日商桥,《日本发展循环经济的法律体系借鉴》,《日本商情周刊》 [J/OL],总第158期,2005年12月12日。

责任编辑 张荣辉

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