趙容麗
摘要:介紹了熵的來源及演化,并以經(jīng)濟(jì)學(xué)視角為例對熵的演化進(jìn)行了文獻(xiàn)的梳理與總結(jié),最后作簡要述評。
關(guān)鍵詞:熵演化 經(jīng)濟(jì)學(xué)
一、概念提出
1923年德國科學(xué)家普朗克來我國講學(xué),胡剛復(fù)教授翻譯時在商字上加了個火字(表示與熱有關(guān))來代表Entropy,從而我國漢字庫里出現(xiàn)了“熵”字。
二、熵的演化
熵概念著漸從熱力學(xué)領(lǐng)域演化開來。它不僅可以與熱力學(xué)過程相聯(lián)系,而且可以與微觀分子運(yùn)動相結(jié)合,在自然和社會科學(xué)各個領(lǐng)域的應(yīng)用也著漸豐富起來。熵理論所規(guī)定的自然法則指出,從環(huán)境中孤立出來的系統(tǒng),很快就會停止運(yùn)動,失去發(fā)展變化的能力。社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)也是這樣,若沒有自然環(huán)境提供的從低熵到高熵持續(xù)著熵流,社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)就難以維持非平衡狀態(tài),而很快被歸之于平衡態(tài)。因此,從熵的角度看來,社會經(jīng)濟(jì)活動、自然環(huán)境等所有一切都是自然的,都遵循自然規(guī)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(yùn)動過程中,基于把熱理解為微觀世界分子運(yùn)動的觀點,對熵作出微觀解釋,認(rèn)為在有大量粒子(原子、分子)構(gòu)成的系統(tǒng)中,熵就是表示粒子之間的混亂程度的物理量,是系統(tǒng)內(nèi)分子熱運(yùn)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(jī)事件的不確定性或信息量的量度,從而奠定了現(xiàn)代信息論的科學(xué)理論基礎(chǔ),大大地促進(jìn)了信息論的發(fā)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(xué)領(lǐng)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(tǒng)的熵自動增到最大且穩(wěn)定在最大熵狀態(tài)。即任何物質(zhì)系統(tǒng)總是在約束下爭?。ǔ尸F(xiàn))最大自由權(quán)狀態(tài),最終導(dǎo)致系統(tǒng)達(dá)到約束引牛允許的最混亂、最復(fù)雜、最豐富的狀態(tài)。因此,很多自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)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(jìn)行了拓展,提出廣義最大熵(GME)。
三、熵的應(yīng)用
(一)海洋經(jīng)濟(jì)學(xué)
當(dāng)然我國的經(jīng)濟(jì)學(xué)家在海洋經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的專家學(xué)者也展開了利用熵解決海洋經(jīng)濟(jì)問題的研究。對于海洋經(jīng)濟(jì)的研究基本是基于熵刻畫指標(biāo)體系的完善性,再得出相關(guān)的建議。狄乾斌,韓雨汐(2014)運(yùn)用信息熵構(gòu)建了海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價模型,分析各個指標(biāo)對海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力的影響,從而提出提高海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力的相關(guān)性的措施。許冬蘭,王超(2013)基于熵權(quán)法構(gòu)建我國海洋經(jīng)濟(jì)與海洋環(huán)境的指標(biāo)體系,再對兩者的協(xié)調(diào)度進(jìn)行實證分析,得出促進(jìn)我國海洋經(jīng)濟(jì)與海洋環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的對策。
(二)管理經(jīng)濟(jì)學(xué)
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(jié)果的預(yù)測與評估。管理經(jīng)濟(jì)學(xué)像信息經(jīng)濟(jì)學(xué)一樣,在熵泛化的基礎(chǔ)上,利用信息熵建立與決策相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,充實并更新著管理經(jīng)濟(jì)學(xué)的內(nèi)容。宋華嶺(1999)認(rèn)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(tǒng)輸入的物質(zhì)、能量與信息的轉(zhuǎn)化成管理功效的轉(zhuǎn)化率的度量。李龍飛(2008)運(yùn)用熵權(quán)理論構(gòu)建項目投資的熵權(quán)決策模型,通過算例驗證模型的合理性,并針對目標(biāo)權(quán)重進(jìn)行靈敏度分析,為項目投資決策提供一種有效的分析方法?,F(xiàn)代物流的應(yīng)用之中,王西(2015)詳細(xì)闡釋了服務(wù)創(chuàng)新績效的評價指標(biāo)體系,并構(gòu)建出基于改進(jìn)的熵權(quán)-雙基點法構(gòu)建了現(xiàn)代物流管理企業(yè)服務(wù)創(chuàng)新績效評價的理論模型。
(三)區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)
在區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域,由于區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)是從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與區(qū)域關(guān)系協(xié)調(diào)的科學(xué)熵也得到了廣泛的應(yīng)用。區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)中的熵一般都是指的區(qū)位熵,由P.Haggett首先提出并運(yùn)用于區(qū)位分析中。區(qū)位熵在衡量某一區(qū)域要素的空間分布情況,反映某一產(chǎn)業(yè)部門的專業(yè)化程度,以及某一區(qū)域在高層次區(qū)域的地位和作用等方面,是一個很有意義的指標(biāo)。周子英等(2012)運(yùn)用信息熵理論對長沙市的土地利用變化進(jìn)行時間序列和空間變異分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)長沙市土地利用變化主要表現(xiàn)為耕地、園地、林地、未利用地、水域及水利設(shè)施用地的減少以及交通、居民點和獨(dú)立工礦用地的增加,直接導(dǎo)致了其信息熵的變化。
四、簡要述評
愛因斯坦認(rèn)為熵定律是科學(xué)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(xiàn)代科學(xué)技術(shù)文化領(lǐng)域中它猶如一顆明星正日益璀璨。如今,熵被公認(rèn)為當(dāng)代物理學(xué)前沿中的五大重要概念之一,熵定律在信息、社會、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域也給人們帶來重要啟示,使得人類在生產(chǎn)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(xù)發(fā)展提供科學(xué)的依據(jù)??傊J(rèn)識和掌握熵原理,對于我們能夠用科學(xué)的思想及世界觀去指導(dǎo)和調(diào)整人類的生產(chǎn)及生活行為是十分必要的。