國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的耗散結(jié)構(gòu)特征分析

□楊紅利 李 萍 王海軍

一、耗散結(jié)構(gòu)理論

(一)耗散結(jié)構(gòu)的概念。耗散結(jié)構(gòu)理論是20 世紀(jì)60年代由比利時物理化學(xué)家普里戈金(Prigogine)最先提出。耗散結(jié)構(gòu)理論認為，一個遠離平衡的開放系統(tǒng)，通過不斷地與外界交換物質(zhì)、信息和能量，在外界條件達到一定閾值時，就可能從原先無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時空或功能上的有序狀態(tài)，即“耗散結(jié)構(gòu)”。［1］一個開放體系在達到遠離平衡態(tài)的非線性區(qū)域時，一旦體系的某一個參量達到一定閾值后，通過漲落就可以使體系發(fā)生突變，從無序走向有序，產(chǎn)生化學(xué)振蕩一類的自組織現(xiàn)象。［2］簡單地說，耗散結(jié)構(gòu)就是以開放性為前提條件，通過外界物質(zhì)流、能量流、信息流等與系統(tǒng)內(nèi)部各要素進行交換而形成的一種時空有序結(jié)構(gòu)。

(二)熵的含義。熵的含義最初由熱力學(xué)奠基人魯?shù)婪颉た藙谛匏固岢?，是指系統(tǒng)能量在空間分布的混亂程度，系統(tǒng)能量分布越混亂，熵就越大。其表達式為:dS=dQ/T;

其中，由熵代表的不可逆過程的狀態(tài)函數(shù)，用S 表示;系統(tǒng)能量，由Q 表示;時間變量T。系統(tǒng)熵包括正熵和負熵兩部分，正熵來自系統(tǒng)內(nèi)部，外熵則由系統(tǒng)所處的外界環(huán)境輸入。任何系統(tǒng)的熵都是正熵和負熵之和。根據(jù)熵定律可知，系統(tǒng)內(nèi)部正熵的產(chǎn)生是一個不可逆過程，隨著時間空間的變化，任何系統(tǒng)都會隨之產(chǎn)生正熵且恒為正值，只有當(dāng)外部環(huán)境輸入的負熵的絕對值大于正熵產(chǎn)生值時，該系統(tǒng)才能實現(xiàn)從無序到有序的發(fā)展過程。

(三)耗散結(jié)構(gòu)的必備條件。普里戈金的耗散結(jié)構(gòu)理論指出系統(tǒng)從無序狀態(tài)過渡到有序的耗散結(jié)構(gòu)存在幾個必備條件:

1．開放性。無論是國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)，還是其他的社會經(jīng)濟系統(tǒng)都必須是開放的，這是成為耗散結(jié)構(gòu)的首要前提，是保證系統(tǒng)必須與外界進行各種生產(chǎn)要素流交換的先決條件。

2．非線性性。系統(tǒng)內(nèi)部各個主體之間存在著非線性關(guān)系，并且需要從外界不斷地輸入能量來維持。

3．遠離平衡態(tài)。在平衡態(tài)和近平衡態(tài)，漲落是一種破壞穩(wěn)定有序的干擾，但在遠離平衡態(tài)條件下，非線性作用使?jié)q落放大而達到有序。偏離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)通過漲落，在越過臨界點后“自組織”成耗散結(jié)構(gòu)，耗散結(jié)構(gòu)由突變而涌現(xiàn)，其狀態(tài)是穩(wěn)定的。耗散結(jié)構(gòu)理論指出，開放系統(tǒng)在遠離平衡狀態(tài)的情況下可以涌現(xiàn)出新的結(jié)構(gòu)。［3］在一個耗散結(jié)構(gòu)中，上述條件彼此相互聯(lián)系，相互作用，依靠外界生產(chǎn)要素流的輸入與輸出來維持非線性相互作用的有序系統(tǒng)。

(四)國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)下的熵表達。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)作為一個開放的、遠離平衡態(tài)的耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過系統(tǒng)內(nèi)部各主體的開放能力、學(xué)習(xí)能力、競爭能力的相互作用、相互制約，不可避免地促使了系統(tǒng)正熵的產(chǎn)生(diS)，導(dǎo)致系統(tǒng)秩序趨向紊亂。因此，為了抑制國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的無序化，通過外界土地、資本等生產(chǎn)要素的輸入，引進抑制正熵產(chǎn)生的負熵(deS)，使得系統(tǒng)逐步走向有序化。任何社會經(jīng)濟系統(tǒng)的總熵(dS)都會在任何可能出現(xiàn)的情況下增加、不變、減少，但為了保證整體系統(tǒng)的有序性，需要不斷引進負熵，維持系統(tǒng)總熵小于零。則國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的熵表達公式為:dS=diS+deS;其中，dS 為系統(tǒng)總熵，是系統(tǒng)內(nèi)外部產(chǎn)生的正熵與負熵的總和，當(dāng)系統(tǒng)總熵dS≤0 時，整體系統(tǒng)會由無序走向有序，趨向穩(wěn)定。相反，若dS ＞0，系統(tǒng)會逐步走向無序。整個系統(tǒng)總熵(dS)總是在正負之間交替，從而從無序走向有序，再從有序走向新一輪的無序，不斷循環(huán)。diS 為系統(tǒng)內(nèi)部各個經(jīng)濟合作主體三種能力相互作用而產(chǎn)生的熵且根據(jù)熵增定律，diS 恒大于零，即diS ＞0 恒成立。而deS 為系統(tǒng)外部通過物質(zhì)流、資本流、信息流等各種生產(chǎn)要素流入而產(chǎn)生的熵，由于外界的不用作用使得deS 可正、可負、也可為零，但為了保證系統(tǒng)的有序性、穩(wěn)定性、長久性，需引進小于0 的負熵來抵消系統(tǒng)內(nèi)部正熵的增加以降低整體系統(tǒng)的混亂程度。即此時，deS ＜0 且deS 的絕對值大于diS，即dS =diS +deS ＜0;這樣，才能使系統(tǒng)從無序狀態(tài)轉(zhuǎn)向有序、良性發(fā)展，形成穩(wěn)定的耗散結(jié)構(gòu)。通常，系統(tǒng)的正熵和負熵之間不可能一次就完全抵消，需要從外界多次反饋機制和自組織過程來引入負熵以抑制正熵增加，從而保證系統(tǒng)總熵的負向增加，保持系統(tǒng)的有序性、穩(wěn)定性。

二、國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的耗散結(jié)構(gòu)

耗散結(jié)構(gòu)理論認為，偏離平衡的開放系統(tǒng)，通過系統(tǒng)內(nèi)部主體不斷地與外界環(huán)境交換各種生產(chǎn)要素，當(dāng)影響系統(tǒng)變動的關(guān)鍵變量達到一定閾值時，系統(tǒng)很有可能發(fā)生“突變”，從原來的低級無序轉(zhuǎn)變成一種在時間或空間及功能等方面高級有序的新狀態(tài)、新結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)即為耗散結(jié)構(gòu)，能提高整個復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)的自組織能力。［4］并不是任何一個國際經(jīng)濟合作組織都能形成一個有序的耗散結(jié)構(gòu)，它的形成必須包括兩個方面的內(nèi)容:一是該系統(tǒng)必須是一個開放系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)內(nèi)部主體與外部主體在交換所需的生產(chǎn)要素時的便利性和有效性;二是系統(tǒng)內(nèi)部必須存在非線性的作用關(guān)系，以確保該系統(tǒng)是存在一定的演化規(guī)律可循的。本文所研究的國際經(jīng)濟合作主體的能力結(jié)構(gòu)其中一項能力即為開放能力，只有對外開放才能保證該合作系統(tǒng)內(nèi)部各主體能力的變動，才能探討能力結(jié)構(gòu)的變動對整個合作系統(tǒng)持續(xù)性和穩(wěn)定性的影響。本文目的就是探討各個主體能力結(jié)構(gòu)之間的非線性演化軌跡來模擬出整個國際經(jīng)濟合作組織的穩(wěn)定性和持久性的演化軌跡。由于國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)本身的開放性、遠離平衡態(tài)、非線性作用以及由系統(tǒng)內(nèi)部各主體能力結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致的“漲落”等特點，因此，可以利用耗散結(jié)構(gòu)理論對國際經(jīng)濟合作主體的能力結(jié)構(gòu)進行研究。

對于一個全球經(jīng)濟系統(tǒng)下的國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)而言，最基本的生存方式就是“輸入——輸出”，如圖1 所示:整個國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)在開放能力的作用下，各種生產(chǎn)要素從系統(tǒng)外部輸入，然后根據(jù)學(xué)習(xí)能力、競爭能力兩力的“學(xué)習(xí)效應(yīng)”和“競爭效應(yīng)”的消化、吸收、創(chuàng)新，而后又向外界輸入新的生產(chǎn)要素或最終產(chǎn)品。在這個過程中，無論輸入或輸出，一旦停止，或國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)一經(jīng)封閉，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有序性都將受到很大程度的影響。從圖中也可以看出，國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)三種能力以開放能力為前提的基礎(chǔ)上，共同作用于整個系統(tǒng)，使之從無序的、非平衡的狀態(tài)逐步走向有序的、穩(wěn)定的、平衡的系統(tǒng)狀態(tài)。

圖1 國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)示意圖

(一)國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的熵包括系統(tǒng)內(nèi)部自身條件形成的內(nèi)部熵diS(簡稱內(nèi)熵，內(nèi)熵的增加定義為熵增，系統(tǒng)熵增的不斷增加會致使該系統(tǒng)更加紊亂，屬于負向變量)和系統(tǒng)外界各種“流”的流入而引起的熵流deS 兩部分，總系統(tǒng)熵表示為dS。由于各個經(jīng)濟合作主體為賺取利潤而維持國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的穩(wěn)定，在開放系統(tǒng)的前提下，該系統(tǒng)不斷地與外界進行物質(zhì)、資本、信息的交換，當(dāng)系統(tǒng)從外部環(huán)境輸入的負熵流deS 的絕對值大于系統(tǒng)內(nèi)部熵增diS 時，總系統(tǒng)熵dS ＜0［5］，說明國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)存在著熵減機制，負熵流會一定程度上抵消正熵增加帶來的負面影響，促使整個合作系統(tǒng)走向有序、和諧、平衡、穩(wěn)定發(fā)展。

(二)國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的不可逆熵增。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)是在有序、無序之間不斷循環(huán)變化的過程。當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)歷某一過程時，用任何作用機制、方法都不能使系統(tǒng)與外界恢復(fù)原狀，則稱此過程為不可逆過程。根據(jù)熵定律［6］可知，系統(tǒng)的不可逆過程將引起內(nèi)熵增加且恒為正值，系統(tǒng)的開放性使得外界負熵deS 的輸入抑制正熵產(chǎn)生，從而保持系統(tǒng)的平衡。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)內(nèi)部自發(fā)熵增是客觀存在的。因此，應(yīng)在不違背熵定律的前提下，結(jié)合國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)自身特點及所處的外部環(huán)境，在加強合作的基礎(chǔ)上，“對內(nèi)改革，對外開放”，以科技為動力，促使系統(tǒng)形成耗散結(jié)構(gòu)，用外界輸入的負熵流抑制系統(tǒng)內(nèi)部正熵的增量，保證系統(tǒng)的有序、穩(wěn)定。

(三)國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)具有遠離平衡態(tài)的特征。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)由于開放能力、學(xué)習(xí)能力、競爭能力三力相互作用、相互制約而存在能力勢差。一方面，通過系統(tǒng)內(nèi)部能力調(diào)節(jié)，降低能力勢差過大帶來的擾動作用;另一方面，在外界的驅(qū)動下，有規(guī)則的波動和隨機擾動相疊加出現(xiàn)新的漲落機制，驅(qū)使系統(tǒng)遠離平衡態(tài)。因此，國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)是一個遠離平衡狀態(tài)的系統(tǒng)。事實證明，只有系統(tǒng)處于遠離平衡狀態(tài)，隨著系統(tǒng)本身能力勢差變動及外界環(huán)境影響，形成錯落有致的上下波動軌跡。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)漲落機制的演化軌跡便是經(jīng)歷了由無序向有序，新的有序向新的無序，周而復(fù)始，循環(huán)的突變過程，如圖2 所示。系統(tǒng)變動軌跡的模擬目的就是在證明該系統(tǒng)是否屬于一個遠離平衡狀態(tài)，還是屬于近平衡狀態(tài)。

圖2 國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)演化路徑

(四)非線性耦合機制的國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)。開放能力、學(xué)習(xí)能力、競爭能力作為國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的能力變量，三者之間相互影響，相互制約，構(gòu)成一個開放式的復(fù)雜循環(huán)圈。由于能力勢差、漲落機制的隨機性、系統(tǒng)內(nèi)外部環(huán)境的不確定性、國際政治的不穩(wěn)定性，使得系統(tǒng)對外表現(xiàn)的軌跡呈現(xiàn)非線性走勢。時間變量的引進使得國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)由靜態(tài)線性關(guān)系演化成動態(tài)非線性的漲落波動。若Vi(i =1，2，3……n)表示國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的狀態(tài)變量(variable quantity)，t 表示時間變量，則國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)的演化方程可以用微分方程表示為:

當(dāng)系統(tǒng)不隨時間變化而變化進入到特殊的靜止?fàn)顟B(tài)時，有:

這是國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)在某一時間點靜態(tài)的表達方式，是一種特殊情況。

系統(tǒng)的隨機漲落和內(nèi)外部環(huán)境的復(fù)雜性使得國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)呈現(xiàn)非線性波動軌跡。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)在三種能力的相互作用下，由于能力勢差的變化而形成的國際經(jīng)濟合作主體能力結(jié)構(gòu)也是在不斷變化的，由能力結(jié)構(gòu)影響的國際經(jīng)濟合作類型也隨之發(fā)生變化。量變發(fā)展到一定程度，在一定作用力的驅(qū)動下必然發(fā)生質(zhì)變，使整個國際經(jīng)濟經(jīng)濟合作系統(tǒng)在時間變量遞增的基礎(chǔ)上，逐步趨向有規(guī)律、穩(wěn)定的態(tài)勢發(fā)展。

三、結(jié)語

國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)屬于一種耗散結(jié)構(gòu)，具有開放性、不可逆熵、遠離平衡態(tài)、非線性變化和漲落的特征。國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)作為一個開放的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)部各個子系統(tǒng)之間相互影響的產(chǎn)生正熵增加，當(dāng)外部環(huán)境影響產(chǎn)生的負熵(deS)的絕對值大于熵增值(diS)時，整個系統(tǒng)將實現(xiàn)從無序走向有序、有利的系統(tǒng)模式。但是，現(xiàn)實與理論總是存在一定的偏差，現(xiàn)實多種因素不規(guī)律的變動(如系統(tǒng)內(nèi)部成員政治突變)使得國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，熵增增速明顯快于負熵增速，促使系統(tǒng)發(fā)展到新的無序狀態(tài)。運用耗散結(jié)構(gòu)理論研究國際經(jīng)濟合作系統(tǒng)，目的就在于發(fā)掘影響系統(tǒng)熵增的潛在因素，提前找出解決對策，使總系統(tǒng)熵保持負值，始終保持有序結(jié)構(gòu)，促進整個國際經(jīng)濟合作組織的有序、健康、持久發(fā)展。

［1］Prigogine I．R． Introduction to Them odynamics of Irreverible Processes［M］．New York:Interscines Pub，1967

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［3］http://www．baidu．com/

［4］李彪，王杰，張金春． 自組織理論在企業(yè)改革中的應(yīng)用［J］．系統(tǒng)辯證學(xué)學(xué)報，2004，4:52 ～55

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