熵在经济学中的应用和价值

熵在经济学中的应用和价值吴娟摘要：熵理论是自然科学的一种理论方法，本文对熵理论在经济系统中的应用做了一点探索。

分析了熵能够与社会经济学相互交叉的原因，并论述了熵作为经济系统的状态函数，其值大小的意义以及对经济系统的指导作用。

关键词：熵；经济系统；耗散结构“熵”理论最初是见于热力学的研究中，它与经济学的交叉渗透在近30年发展起来。

学者们普遍认为，熵的概念和理论，对社会经济系统具有重要意义。

因此，将熵的概念和理论应用于社会经济系统，是经济研究的新方法之一，并巳取得了一些令人信服的成果。

本文试图对熵理论在经济学中的应用和价值做一些探索。

一、熵应用于经济学的背景和原因传统经济学认为，人类的劳动是经济发展的终极动力，经济发展的历史是劳动合理化的结果。

这种观点使得资源问题与环境问题日益突出，当经济规模给予自然环境影响很大的时候，将导致出现一种矛盾的结论，即经济系统的运动来源于经济系统自身。

熵理论所规定的自然法则指出，从环境中孤立出来的系统，很快就会停止运动，失去发展变化的能力。

社会经济系统也是这样，若没有自然环境提供的从低熵到高熵持续着熵流，社会经济系统就难以维持非平衡状态，而很快被归之于平衡态。

因此，从熵的角度看来，包括社会经济活动、自然环境，所有一切都是自然的，都遵循自然规律。

社会经济系统与自然环境的统一，使人们可以变换到一个新的角度去考察经济系统的运行。

传统经济学认为人类的劳动创造价值，现在看来，这只是提出了问题的一个方面。

社会经济活动依赖于从自然环境中获得资源，经济学上称为“消费资源”或“消费能量”，但这里说的能量不同于物理学的能，这里的能量指的是能量的质，能源的利用实际上是利用能的转化能力，在这种意义上产生的“消费能量”的说法，准确地说应该是消费了能的质，即转化能力。

20世纪70年代，槌田敦注意到在物理学中描述转化方向的“熵增加原理”，并把它推广应用到社会经济现象中，发展了经济科学。

他确定熵为资源或能量的价值标准，这不仅是因为熵很好地表征了对人类的价值的变化，而且从资源的消费过程中得出的自然规律表明价值的消费过程就是熵产生的过程，这可以说是熵增大原理在经济学中的本质表现。

为了区别经济学上的“价值”，把以熵规定的价值称“物理价值”。

资源所具有的熵愈大，物理价值就愈小。

社会经济系统需要从环境中输入低熵资源，利用其物理价值进行活动，同时，还需要把生产消费过程中产生的大量熵废弃到系统外。

自然生态环境一方面要不断为经济系统提供资源来源，同时另一方面，又要不断地接受废弃的熵。

以上任何一个系统都具有双重职能，整体上形成了循环共生的相互依赖关系。

在自然界和社会经济活动中，循环是普遍存在的。

可以说，生命系统各种就是由很多循环协调组成的某种集合。

如经济活动自身就包含着许多元循环，如资本循环，它是经济系统的基本运行规律，又可分为货币资本、生产资本、商品资本等微循环。

所有这些循环都是熵循环的表象形式。

循环得以存在的动力就是从低熵到高熵的熵流。

熵理论运用于经济系统的分析中，直接意义是表明着经济系统与自然生态系统的循环共生关系，本质上却揭示出一种通过循环共生性表现出的发展变化的不可逆性。

各个循环环绕组成的是一个不可逆转的非循环过程，熵增大明确地指出了这一方向。

而且，建立在循环共生基础之上的熵增不可逆性是经济过程中最基本的不可逆表现。

二、熵值的意义从上述论述看来，熵定律是客观存在的，能量总是不可挽回地从有效形式转化到无效形式，经济增长是有极限的。

下面，我们具体来分析一下经济系统中的熵。

（一）熵值大小的意义和热力学中熵一样，经济学中的熵作为描述经济系统的重要变量，反应了社会经济这个复杂系统的各个层次各个子系统的状态。

物理学已经告诉我们，熵具有容积性质，具有加和性，∑=++++=i n S S S S S S 321。

对于一个经济系统，越是庞大、复杂，描写其性质状态的变量越多，总熵包含的熵项也越多。

从经济系统具体的演化，即表现为物质、能量、信息的转化来分析，根据熵项所反映系统能够状态的重要性，主要有效益熵、结构熵、演化熵、资源熵、信息熵、环境熵等几项。

无论对于哪一种类的熵，熵值为零0=S ，表示系统内只有一个子系统。

这也就构不成系统，结构单一则无结构，经济活动停止，这时虽熵值最低，但也无效益可言。

这种状态相似于热力学第三定律所描写的，“在绝对零度时，纯净完整晶体的熵值为零”。

但就经济系统而论这就意味着一切经济活动停止且资源高度垄断，无生产经营活动。

但另一极端是系统子系统极多，毫无统属关系，或资源高度分散，生产经营活动无法进行；或生产经营活动及商品流通分配高度混乱，熵极高。

这同样不是我们所追求的。

从人们从事经济活动的目的来看，所希望的是经济系统效益高、熵值低。

但就系统本身与外界能量不断交换绝不会是熵值为零，因而应有一个最佳熵。

如结构熵，一定的组织并不是越简单越好。

一个企业不设立各种部门是不行的，机构太多亦不利。

管理部门少自然好，但太少不能进行有效管理也使效益下降。

因而必然有最佳组合结构，也就产生最佳熵值。

自然不同层次的系统不能用同一熵值衡量。

而且按照前面说的，∑=i S S ，其熵项有些是对生产、经营有利的、必须的，而有些是并不希望的，或不必要的，如环境熵。

生产经营活动，或者流通、分配活动不可能不扰动环境，但要使这个熵越低越好。

而信息熵是负熵流，可消除不确定性，其值为负。

总之，按照∑=i S S 我们希望经济活动高度有效，同时又高度有序。

必有一个最佳状态，此时的熵值可谓最佳熵值。

（二）熵值的变化可预测系统演化方向根据热力学第二定律的熵增加原理：不可逆绝热自动过程的方向是熵增加的方向 ()0>-=∆A X S S S A X S S >对于开放系统，系统熵便分成两部分：S d S d dS i e +=，其中S d i 是系统内部的熵产生，因为总在同一方向产生，故恒为正值；而S d e 可以是负值，但必然有外界对系统的能量消耗，当S d S d i e >而且0<S d e 时系统熵值变小，称耗散结构。

社会经济系统是个开放系统，与外界有物质、能量、信息交换。

这些交换增加S d e 。

从耗散结构可知，外部环境中能量、信息的流入可使S d e 是负值（物质增加只能是正值），亦即必须序参量变化达到临界值时，系统成为耗散结构。

此时熵值变小，有序程度增加，系统有了生机。

0≤∆S 即S d S d i e >且0<S d e 。

此时，控制参量微小的涨落都会使系统发生突变，耗散结构又会分叉，进人新的更高级的耗散结构分支，系统更加有序，熵值又趋减小。

从熵值考虑，增加负熵流即增加能流和有用信息的流入，但S d i 同时增加，因此总熵S不会变为负值。

我们追求熵值趋低的状态。

从社会经济系统的各个熵项看，一些熵如结构熵，演化可以减少（信息、能量流入所使）；一些熵如环境熵，对企业、公司、部门等微观系统可以因其消除污染、治理环境而减少。

因此合理配置资源，消除环境污染，以增大负熵流而减少环境熵、结构熵等使总熵值减少，达到既使经济高度活跃、效益增加又使系统高度有序是我们的目标。

耗散结构理论告诉我们，必须控制序参量，使系统由热力学分支进入耗散结构分支。

即必须C A A （A 为控制参量，C A 是控制参量的临界值、分叉点）。

经济系统必须掌握好影响其状态的变量，尤其是序参量。

使它大于一个定量、使经济系统处于耗散结构，则系统会使熵值低，保持良性发展。

如果小于控制参量，则回到热力学分支状态，将进入熵增大变化趋势中，这一经济系统必然混乱越演越烈。

经济系统的控制参量是什么？依照经济系统的本质和活力的来源，是利润和总熵。

无论大小企业乃至国家这巨大经济系统，都要有赢利，这样，经济才能生存、发展。

如果投人劳动和资本，结果产出的产品销售后不够支付工资和成本，这个经济系统就不能维持下去。

利润的表现离不开生产经营活动、也就离不开系统的演化．演化又要求一定的结构。

演化与外界必有能量、信息、物质交换，这必有熵的变化。

对于耗散结构这一开放系统必能使总熵值在某一限定值以下才能保持某一有序状态。

亦即经济系统良性发展必总熵值趋低（但决不会为零且有最佳值）。

反之，经济系统恶化，若熵值增大而达某一值，系统已变混乱就不是耗散结构。

如一企业虽然它的产品有销路有利润，但因各种原因并不能实现，因而处于亏损状态，如结构上的问题，领导人决策失误（素质差或不团结，谋私利等），或管理不善，虽然产品有销路有订户，但如果产不出，或者产出来但销路渠道不畅，或对客户了解不够（信息不全）被骗或拖欠贷款，使本单位资金缺乏，陷于停顿；或虽然利润较大，但污染严重，也会被政府勒令停产。

总熵值（各熵项熵值之和）必然增大且越过一定值，使此系统从耗散结构转力热力学结构，最后导致破产。

可见总熵值为经济系统的序参量，存在一阈值为控制参量的临界值。

（三）运用熵理论指导经济系统运行在经济系统中，熵流维持着经济系统的运行，在维持一定利润的前提下，还要保证总熵值较小。

这就要求我们积极探索经济运行本身固有的客观规律，构建市场、政府、伦理三位一体、共同协调作用的控制机制，以达到资源的有效配置，信息的有效处理，实现低熵经济系统。

另一方面，熵定律是客观存在的，从熵增的过程可以看出，社会物质产量的增加，在某种程度上是以资源和环境为代价换取来的，外界的能量、信息、物质流入到经济系统，产生低熵产品和高熵废物。

因此，我们不可避免地面临着日益恶化的资源与环境问题。

要控制这个问题，首先，就必须合理进行各种经济活动，使熵差的转变能对人类更有“价值”。

另外，我们还应该站在当代大系统观的高度，把经济、社会、资源和环境作为有机整体来考虑，大力发展教育，发展绿色科技、绿色农业、绿色工业和绿色市场等，促使资源可续利用，生态环境良性循环，坚持走“天人调谐”的可持续发展道路。

综上所述，熵作为一个经济系统（无论复杂的巨系统，还是微观的某一企业）的状态函数，蕴含深刻，有着重大意义，应用熵来衡量经济体系的运行状态，并按照熵理论来调节经济系统是有效而科学的方法。

我们应依据熵理论，以最小的能耗，传递和处理经济信息，实现经济效益和社会效益的最佳结合，不断克服经济运行中的熵增问题，有效地发展生产力和改善人们的生活。

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