熵及其演化應用的文獻綜述

趙容麗

摘要：介紹了熵的來源及演化，并以經濟學視角為例對熵的演化進行了文獻的梳理與總結，最后作簡要述評。

關鍵詞：熵演化 經濟學

一、概念提出

1923年德國科學家普朗克來我國講學，胡剛復教授翻譯時在商字上加了個火字（表示與熱有關）來代表Entropy，從而我國漢字庫里出現了“熵”字。

二、熵的演化

熵概念著漸從熱力學領域演化開來。它不僅可以與熱力學過程相聯系，而且可以與微觀分子運動相結合，在自然和社會科學各個領域的應用也著漸豐富起來。熵理論所規定的自然法則指出，從環境中孤立出來的系統，很快就會停止運動，失去發展變化的能力。社會經濟系統也是這樣，若沒有自然環境提供的從低熵到高熵持續著熵流，社會經濟系統就難以維持非平衡狀態，而很快被歸之于平衡態。因此，從熵的角度看來，社會經濟活動、自然環境等所有一切都是自然的，都遵循自然規律。

熵不會減少，只能增加或保持不變。Boltzmann（1872）在研究氣體分子運動過程中，基于把熱理解為微觀世界分子運動的觀點，對熵作出微觀解釋，認為在有大量粒子（原子、分子）構成的系統中，熵就是表示粒子之間的混亂程度的物理量，是系統內分子熱運動無序程度的定量量度。Shannon（1948）把波爾茲曼熵概念引入信息論，把熵作為一個隨機事件的不確定性或信息量的量度，從而奠定了現代信息論的科學理論基礎，大大地促進了信息論的發展。信息熵具有更為廣泛和普遍的意義，即廣義熵。E.T.Jaynes（1957）把用于非熱力學領域的熵增原理稱為最大熵原理，這主要是取自熵增原理中封閉系統的熵自動增到最大且穩定在最大熵狀態。即任何物質系統總是在約束下爭取（呈現）最大自由權狀態，最終導致系統達到約束引牛允許的最混亂、最復雜、最豐富的狀態。因此，很多自然現象、社會現象以及人的行為都受到最大熵原理的支配。Golan等（1996）將最大熵原理進行了拓展，提出廣義最大熵（GME）。

三、熵的應用

（一）海洋經濟學

當然我國的經濟學家在海洋經濟領域的專家學者也展開了利用熵解決海洋經濟問題的研究。對于海洋經濟的研究基本是基于熵刻畫指標體系的完善性，再得出相關的建議。狄乾斌，韓雨汐（2014）運用信息熵構建了海洋生態系統可持續發展能力評價模型，分析各個指標對海洋生態系統可持續發展能力的影響，從而提出提高海洋生態系統可持續發展能力的相關性的措施。許冬蘭，王超（2013）基于熵權法構建我國海洋經濟與海洋環境的指標體系，再對兩者的協調度進行實證分析，得出促進我國海洋經濟與海洋環境協調發展的對策。

（二）管理經濟學

H.A.Simon曾指出：管理就是決策，而決策在很大程度上取決于對信息的掌握以及對未來結果的預測與評估。管理經濟學像信息經濟學一樣，在熵泛化的基礎上，利用信息熵建立與決策相關的數學模型，充實并更新著管理經濟學的內容。宋華嶺（1999）認為管理的信息與概念在傳遞過程中的傳遞效率與阻力損失的度量，就是對管理系統輸入的物質、能量與信息的轉化成管理功效的轉化率的度量。李龍飛（2008）運用熵權理論構建項目投資的熵權決策模型，通過算例驗證模型的合理性，并針對目標權重進行靈敏度分析，為項目投資決策提供一種有效的分析方法。現代物流的應用之中，王西（2015）詳細闡釋了服務創新績效的評價指標體系，并構建出基于改進的熵權-雙基點法構建了現代物流管理企業服務創新績效評價的理論模型。

（三）區域經濟學

在區域經濟學領域，由于區域經濟學是從經濟學角度研究區域經濟發展與區域關系協調的科學熵也得到了廣泛的應用。區域經濟學中的熵一般都是指的區位熵，由P.Haggett首先提出并運用于區位分析中。區位熵在衡量某一區域要素的空間分布情況，反映某一產業部門的專業化程度，以及某一區域在高層次區域的地位和作用等方面，是一個很有意義的指標。周子英等（2012）運用信息熵理論對長沙市的土地利用變化進行時間序列和空間變異分析，結果發現長沙市土地利用變化主要表現為耕地、園地、林地、未利用地、水域及水利設施用地的減少以及交通、居民點和獨立工礦用地的增加，直接導致了其信息熵的變化。

四、簡要述評

愛因斯坦認為熵定律是科學定律之最，可以作為信息不確定性的度量。作為一種新的世界觀，在現代科學技術文化領域中它猶如一顆明星正日益璀璨。如今，熵被公認為當代物理學前沿中的五大重要概念之一，熵定律在信息、社會、經濟等領域也給人們帶來重要啟示，使得人類在生產生活中，獲取最大效益的同時盡量減少熵的增加，為人類社會的和諧與可持續發展提供科學的依據。總之，認識和掌握熵原理，對于我們能夠用科學的思想及世界觀去指導和調整人類的生產及生活行為是十分必要的。