國際經濟合作系統的耗散結構特征分析

□楊紅利 李 萍 王海軍

一、耗散結構理論

(一)耗散結構的概念。耗散結構理論是20 世紀60年代由比利時物理化學家普里戈金(Prigogine)最先提出。耗散結構理論認為，一個遠離平衡的開放系統，通過不斷地與外界交換物質、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轉變為一種在時空或功能上的有序狀態，即“耗散結構”。［1］一個開放體系在達到遠離平衡態的非線性區域時，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生突變，從無序走向有序，產生化學振蕩一類的自組織現象。［2］簡單地說，耗散結構就是以開放性為前提條件，通過外界物質流、能量流、信息流等與系統內部各要素進行交換而形成的一種時空有序結構。

(二)熵的含義。熵的含義最初由熱力學奠基人魯道夫·克勞修斯提出，是指系統能量在空間分布的混亂程度，系統能量分布越混亂，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函數，用S 表示;系統能量，由Q 表示;時間變量T。系統熵包括正熵和負熵兩部分，正熵來自系統內部，外熵則由系統所處的外界環境輸入。任何系統的熵都是正熵和負熵之和。根據熵定律可知，系統內部正熵的產生是一個不可逆過程，隨著時間空間的變化，任何系統都會隨之產生正熵且恒為正值，只有當外部環境輸入的負熵的絕對值大于正熵產生值時，該系統才能實現從無序到有序的發展過程。

(三)耗散結構的必備條件。普里戈金的耗散結構理論指出系統從無序狀態過渡到有序的耗散結構存在幾個必備條件:

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

2．非線性性。系統內部各個主體之間存在著非線性關系，并且需要從外界不斷地輸入能量來維持。

3．遠離平衡態。在平衡態和近平衡態，漲落是一種破壞穩定有序的干擾，但在遠離平衡態條件下，非線性作用使漲落放大而達到有序。偏離平衡態的開放系統通過漲落，在越過臨界點后“自組織”成耗散結構，耗散結構由突變而涌現，其狀態是穩定的。耗散結構理論指出，開放系統在遠離平衡狀態的情況下可以涌現出新的結構。［3］在一個耗散結構中，上述條件彼此相互聯系，相互作用，依靠外界生產要素流的輸入與輸出來維持非線性相互作用的有序系統。

(四)國際經濟合作系統下的熵表達。國際經濟合作系統作為一個開放的、遠離平衡態的耗散結構系統，通過系統內部各主體的開放能力、學習能力、競爭能力的相互作用、相互制約，不可避免地促使了系統正熵的產生(diS)，導致系統秩序趨向紊亂。因此，為了抑制國際經濟合作系統的無序化，通過外界土地、資本等生產要素的輸入，引進抑制正熵產生的負熵(deS)，使得系統逐步走向有序化。任何社會經濟系統的總熵(dS)都會在任何可能出現的情況下增加、不變、減少，但為了保證整體系統的有序性，需要不斷引進負熵，維持系統總熵小于零。則國際經濟合作系統的熵表達公式為:dS=diS+deS;其中，dS 為系統總熵，是系統內外部產生的正熵與負熵的總和，當系統總熵dS≤0 時，整體系統會由無序走向有序，趨向穩定。相反，若dS ＞0，系統會逐步走向無序。整個系統總熵(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。diS 為系統內部各個經濟合作主體三種能力相互作用而產生的熵且根據熵增定律，diS 恒大于零，即diS ＞0 恒成立。而deS 為系統外部通過物質流、資本流、信息流等各種生產要素流入而產生的熵，由于外界的不用作用使得deS 可正、可負、也可為零，但為了保證系統的有序性、穩定性、長久性，需引進小于0 的負熵來抵消系統內部正熵的增加以降低整體系統的混亂程度。即此時，deS ＜0 且deS 的絕對值大于diS，即dS =diS +deS ＜0;這樣，才能使系統從無序狀態轉向有序、良性發展，形成穩定的耗散結構。通常，系統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，從而保證系統總熵的負向增加，保持系統的有序性、穩定性。

二、國際經濟合作系統的耗散結構

耗散結構理論認為，偏離平衡的開放系統，通過系統內部主體不斷地與外界環境交換各種生產要素，當影響系統變動的關鍵變量達到一定閾值時，系統很有可能發生“突變”，從原來的低級無序轉變成一種在時間或空間及功能等方面高級有序的新狀態、新結構，此結構即為耗散結構，能提高整個復雜自適應系統的自組織能力。［4］并不是任何一個國際經濟合作組織都能形成一個有序的耗散結構，它的形成必須包括兩個方面的內容:一是該系統必須是一個開放系統，以確保系統內部主體與外部主體在交換所需的生產要素時的便利性和有效性;二是系統內部必須存在非線性的作用關系，以確保該系統是存在一定的演化規律可循的。本文所研究的國際經濟合作主體的能力結構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內部各主體能力的變動，才能探討能力結構的變動對整個合作系統持續性和穩定性的影響。本文目的就是探討各個主體能力結構之間的非線性演化軌跡來模擬出整個國際經濟合作組織的穩定性和持久性的演化軌跡。由于國際經濟合作系統本身的開放性、遠離平衡態、非線性作用以及由系統內部各主體能力結構的不同導致的“漲落”等特點，因此，可以利用耗散結構理論對國際經濟合作主體的能力結構進行研究。

對于一個全球經濟系統下的國際經濟合作系統而言，最基本的生存方式就是“輸入——輸出”，如圖1 所示:整個國際經濟合作系統在開放能力的作用下，各種生產要素從系統外部輸入，然后根據學習能力、競爭能力兩力的“學習效應”和“競爭效應”的消化、吸收、創新，而后又向外界輸入新的生產要素或最終產品。在這個過程中，無論輸入或輸出，一旦停止，或國際經濟合作系統一經封閉，整個系統的穩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，國際經濟合作系統三種能力以開放能力為前提的基礎上，共同作用于整個系統，使之從無序的、非平衡的狀態逐步走向有序的、穩定的、平衡的系統狀態。

圖1 國際經濟合作系統耗散結構示意圖

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

(二)國際經濟合作系統的不可逆熵增。國際經濟合作系統是在有序、無序之間不斷循環變化的過程。當系統經歷某一過程時，用任何作用機制、方法都不能使系統與外界恢復原狀，則稱此過程為不可逆過程。根據熵定律［6］可知，系統的不可逆過程將引起內熵增加且恒為正值，系統的開放性使得外界負熵deS 的輸入抑制正熵產生，從而保持系統的平衡。國際經濟合作系統內部自發熵增是客觀存在的。因此，應在不違背熵定律的前提下，結合國際經濟合作系統自身特點及所處的外部環境，在加強合作的基礎上，“對內改革，對外開放”，以科技為動力，促使系統形成耗散結構，用外界輸入的負熵流抑制系統內部正熵的增量，保證系統的有序、穩定。

(三)國際經濟合作系統具有遠離平衡態的特征。國際經濟合作系統由于開放能力、學習能力、競爭能力三力相互作用、相互制約而存在能力勢差。一方面，通過系統內部能力調節，降低能力勢差過大帶來的擾動作用;另一方面，在外界的驅動下，有規則的波動和隨機擾動相疊加出現新的漲落機制，驅使系統遠離平衡態。因此，國際經濟合作系統是一個遠離平衡狀態的系統。事實證明，只有系統處于遠離平衡狀態，隨著系統本身能力勢差變動及外界環境影響，形成錯落有致的上下波動軌跡。國際經濟合作系統漲落機制的演化軌跡便是經歷了由無序向有序，新的有序向新的無序，周而復始，循環的突變過程，如圖2 所示。系統變動軌跡的模擬目的就是在證明該系統是否屬于一個遠離平衡狀態，還是屬于近平衡狀態。

圖2 國際經濟合作系統演化路徑

(四)非線性耦合機制的國際經濟合作系統。開放能力、學習能力、競爭能力作為國際經濟合作系統的能力變量，三者之間相互影響，相互制約，構成一個開放式的復雜循環圈。由于能力勢差、漲落機制的隨機性、系統內外部環境的不確定性、國際政治的不穩定性，使得系統對外表現的軌跡呈現非線性走勢。時間變量的引進使得國際經濟合作系統由靜態線性關系演化成動態非線性的漲落波動。若Vi(i =1，2，3……n)表示國際經濟合作系統的狀態變量(variable quantity)，t 表示時間變量，則國際經濟合作系統的演化方程可以用微分方程表示為:

當系統不隨時間變化而變化進入到特殊的靜止狀態時，有:

這是國際經濟合作系統在某一時間點靜態的表達方式，是一種特殊情況。

系統的隨機漲落和內外部環境的復雜性使得國際經濟合作系統呈現非線性波動軌跡。國際經濟合作系統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濟合作主體能力結構也是在不斷變化的，由能力結構影響的國際經濟合作類型也隨之發生變化。量變發展到一定程度，在一定作用力的驅動下必然發生質變，使整個國際經濟經濟合作系統在時間變量遞增的基礎上，逐步趨向有規律、穩定的態勢發展。

三、結語

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

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

［2］申維．自組織理論和耗散結構理論及其地學應用［J］．地質地球化學，2001，29(3):1 ～7

［3］http://www．baidu．com/

［4］李彪，王杰，張金春． 自組織理論在企業改革中的應用［J］．系統辯證學學報，2004，4:52 ～55

［5］儲祥銀．國際經濟合作幾個問題的探討［J］對外經貿大學學報，2010:1 ～5

［6］曹倉．管理組織中的熵定律及其對組織管理的影響［J］經濟問題，2000，12:13 ～16