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第条

能源分散带来的经济发展

通过
阿尔托·安妮拉
1,2,3,*
斯坦利·索尔特
4,*
1
芬兰赫尔辛基大学生物科学系,FI-00014
2
芬兰赫尔辛基大学生物技术研究所,FI-00014
芬兰赫尔辛基FI-00014赫尔辛基大学物理系
4
生物科学,宾厄姆顿大学,宾厄姆顿,纽约13754,纽约州,美国
*
应向其发送信件的作者。
2009,11(4), 606-633;https://doi.org/10.3390/e11040606
收到的材料:2009年9月17日/接受日期:2009年10月14日/发布日期:2009年10月21日

摘要

:
经济活动可以被视为一个由2热力学定律。当普遍定律在局部被表述为运动方程时,它揭示了一个正在增长的经济体会发展出功能性机械,并以这样一种方式进行等级组织,从而趋向于平衡经济体内部及其所处环境的能量密度差异。多样的经济活动导致了能源的流动,这些能源将优先沿着最陡峭的下降路径流动,从而使非欧几里德自由能源景观趋于平坦。这种“最大能量分散”原理,相当于最大熵产生率,产生了经济规律。收益递减规律源于自由能源的递减,而供求关系则表现为寻求相互依存的能源密度之间的平衡。经济演化是耗散运动,其中驱动力和能量流是不可分割的。当存在多个自由度时,经济增长和衰退本质上不可能进行详细预测。也就是说,经济发展的轨迹是不可整合的,细节不可预测,因为玩家的决定也会影响其他玩家的未来决定。我们认为,决策最终是从各种行动中选择那些能够最有效地减少主观感知能量梯度的行动。
PACS代码:
05.统计物理;热力学;非线性动力系统;87.23.-n生态与进化;89.65.s社会和经济体系;89.75.-k复杂系统

1.简介

经济系统和生物系统之间的相似性并没有被忽视。共同的根源来自基于自然选择的进化理论的形成[1]. 达尔文在阅读《马尔萨斯》时受到这样一种观点的启发,即有利的变异是在生存斗争中得以保留的[2]. 自我导向和自我调节过程的宗旨首先被古典自由主义假定为被“看不见的手”操纵[]后来改写为自由放任政策[4]今天,它被赋予了自由市场原则,尽管用了更精细的术语[5].
是时候重新审视经济系统和生物系统之间的基本相似性了热力学定律,最近被表述为自然过程的运动方程[6,7,8]. 在这种形式下,自然选择的进化可以被认为是由2法律。这种关系与之前关于2的管理作用的推理一致定律,也被称为熵增原理,用于指导许多有生命和无生命的自然过程[9,10,11,12,13,14,15,16,17,18].
当然,在过去,增加熵的原则也激发了跨学科思维[19,20]并产生了进化经济学、热经济学和经济物理学[21,22,23,24,25,26,27,28]. 然而,灵感并没有耗尽,因为熵定律用乔治斯库·罗根的话来说仍然面临着许多概念上的困难和同样众多的争议[19].
关于熵的常见考虑与本研究的主要发现进行了对比。这里的理由是,经济活动不受2一个完整经济系统的熵不会因其多样性活动而减少,而是以牺牲其周围环境的熵增加为代价。相反,根据能量守恒,当经济活动导致能量密度的相互差异趋于平缓时,经济及其周围环境的熵都在增加(可用能量减少)。这里的关键是,根据开放系统的统计物理,增加熵意味着能量的分散,而不是增加无序。最后,我们了解最终的经济活动的动机,不是利润或生产力的最大化,而是分散能量。
这些结论来源于相同的统计理论[6,7,8]这一理论最近被应用于理解不同的进化过程[29,30,31,32,33,34,35,36,37]第2个发现该定律可以产生功能结构、等级组织、偏态分布和sigmoid累积曲线,这些也是经济的特征。在这里,我们使用热力学形式来解决经济学的一些基本问题。是什么推动了经济增长和多样化?收益递减规律、帕累托原则、供求平衡和比较优势原则从何而来?为什么预测经济增长和衰退如此困难?
这里从严格的物质和操作角度探讨这些问题。据了解,这种热力学观点直接或间接地以能量的形式将一切事物联系在一起,可能会立即使一些人感到不足。例如,信息作为经济活动的基本指南,难道不是非物质性的吗?然而,有人认为,如果不以物理形式表示信息,就无法存储或处理信息,而物理形式又受热力学定律的制约[38,39,40]. 此外,我们完全承认,在试图解释开放系统的行为时,适用于封闭系统的传统确定性和简化主义形式的物理被合理地拒绝,例如为了人类的努力。然而,2当使用开放系统的统计物理正确表述定律时,它揭示了自然界是一个内在相互依赖的系统,其演化本质上是一个非确定性过程。因此,我们的整体叙述旨在消除对物理主义的普遍怀疑和担忧。然而,我们的目标不是将经济学转化为物理学,而是在2解释自然界中所有不可逆运动的定律。
我们将继续把一个经济体描述为一个能量传递系统,首先是定性的,然后是数学术语。随后,阐明了经济发展和衰退的棘手性质,并举例说明了伴随而来的结构、功能和组织变革。一些常见的经济关系和规律源自普遍存在的自然规律。最后,讨论了决策的主观本质。

2.作为能源输送系统的经济

根据我们的自然主义方法,经济是一个能量转换系统。为了使用开放系统的统计物理以自相似的方式描述其特性和演化,系统的所有实体都被视为系统本身(图1). 每个实体都与物理生产过程产生的能量密度相关联。当所有实体都通过其能量密度进行估价时,就可以从相应的密度差异中推断出经济系统的发展方向。它的运动,作为能量流,将沿着限制条件允许的可用通道,从高密度引导到低密度。熵是加性对数概率测度,它量化了系统向越来越可能的状态演化的过程。
我们从定义基本概念开始,以减少误解的空间。产品数量N个j个生产活动产生的结果被索引为j个它们是由大量可用的各种原材料或半成品制成的N个k个农业、工业、物流、信息、,.,转换的进程N个k个N个j个还耦合了能量量子Δjk公司每个单位产品。能源供应可以有多种形式,包括劳动,就物理学而言,劳动就是工作。每个物质实体j个,与能量含量相关,表示为G公司j个相对于平均能量k个B类每个实体的系统。由于历史原因,环境温度的日常意义通过关联k个B类温度计感应到的地球物理系统的平均能量密度。同样,体温是测量生物系统平均能量密度的方法。在同样的意义上k个B类对于一个充分统计的经济体系来说,这是一个有意义的概念,在这个体系中,实体之间经常相互作用[41]. 在以前的研究中,经济系统是根据平均能量密度进行比较的[42]. 不可区分(相同)实体的池N个j个是自然过程(如化学反应)的结果,是由密度表示的能量储存库ϕj个=N个j个经验(G公司j个/k个B类) [43].
图1。将经济体描述为能源传导系统的自相似描述。在与周围系统(较大的圆圈)的交互(直线和箭头)中,每个实体都被视为自己的系统(圆圈)。能量差Δμjk公司j个k个系统和外部能量通量Δjk公司(灰色背景)认为与转型相关的因素是经济活动的驱动力。能量差异是产生能量流的力量(蓝色箭头),并将经济系统推向热力学静止状态,此时系统内及其周围环境的能量密度差异已趋于平缓,因此既没有增长也没有下降。稳定状态是由系统与其周围环境之间不断的能量双向流动来维持的。
图1。将经济体描述为能源传导系统的自相似描述。在与周围系统(较大的圆圈)的交互(直线和箭头)中,每个实体都被视为自己的系统(圆圈)。能量差Δμjk公司j个k个系统和外部能量通量Δjk公司(灰色背景)认为与转型相关的因素是经济活动的驱动力。能量差异是产生能量流的力量(蓝色箭头),并将经济系统推向热力学静止状态,此时系统内及其周围环境的能量密度差异已趋于平缓,因此既没有增长也没有下降。稳定状态是由系统与其周围环境之间不断的能量双向流动来维持的。
熵11 00606 g001
值得强调的是,我们将一个不同的实体区分为在能量方面不同于另一个实体,而不是通过其配置(例如具有等熵拓扑或几何特性)。换句话说,系统中能量相同的实体的相互顺序是无关紧要的。就经济能量学而言,任何这些相同的商品都具有同等价值。这样吉布斯的形式主义[43,44,45]允许我们关联任何实体k个到任何其他j个通过比较相应的潜力μk个=k个B类自然对数ϕk个μj个=k个B类自然对数ϕj个.何时μk个+ Δjk公司>μj个,更多产品N个j个可以用可用的原材料制造N个k个和任何输入能量Δjk公司另一方面,当μk个+ Δjk公司<μj个经济体系将寻求减少过剩产品的方法。因此,自由能,也称为亲和力A类jk公司=μk个+ Δjk公司μj个是经济活动的驱动力,这些经济活动以物质形式和辐射形式产生不同的能量流,这些能量流以物理标量势和矢量势表示。
我们强调,每个实体,包括通过其物理表示的信息,都被分配了由其生产过程产生的能量密度。例如,如果没有实际制作并表示为环境平均气压的瞬态波动,就不存在语音。诚然,本示例中的相关能量含量很小,但不能忽略不计。演讲必须存在才能被听到。因此,根据自然法则,即使是最“非物质”的商品和服务也不可能脱离物理形式而存在。表述的能量“成本”可能很小,但对于理解热力学的必要性至关重要,尤其是所有经济活动都要遵守的能量流动中的能量守恒。
将经济活动视为沿着能源梯度直接向下流动的能源,这一观点是显而易见的。然而,它可能看起来不太熟悉,因为生产过程通常不是自发的,而是主动驱动的,就像运动是“上坡”一样。我们强调,驱动力正是自由能(也称为火用),包括任何外部流入Δjk公司,例如,功。总作用力,当为正时(A类jk公司>0),使生产N个j个可能的过程(德国j个/日期> 0),从统计上看,能量流总是“下坡”的。根据我们的自然方法,所有过程,无论是有意识的还是无意识的,都必须遵循能量扩散的规律。
一个经济体,就像一个生态系统一样,是由高能量环境的能量流入驱动的,例如通过消耗化石燃料和捕获太阳辐射。相反,当暴露在低能量环境中,并切断生产或进行维修和修复的电源时,所有从吸能生产过程中产生的产品随后都会发生消耗性降解。因此,正如生命实体一样,商品也受到寿命的限制。因此,经济效益就像化学潜力一样μj个,使用周围的电源不断再生。这导致物质在经济系统和生态系统中不断循环。在这些条件下,合成过程中的随机变化或生产的精心设计可能会产生更有效的能量传递机制,这些机制将由流动本身自然选择,以更有效地平衡密度差异。

3.作为能量分散过程的经济演变

将一个经济体描述为一个能量传递系统,将所有相互作用的实体与能量密度联系在一起。系统内部及其周围环境的密度差异是引导能量流动以减小差异的力。这个概念是卡诺观察到的只要存在温差,就可以产生动力[46].
概率的概念,P、,这是一种简明的方法,用于捕捉整个经济体系因各种力量引导的大量流动而在其无数运动中的活力状态。根据自相似形式主义P(P)= ΠP(P)j个,是概率的乘积,因此P(P)j个与由实体组成的子系统关联j个以数字表示N个j个(有关推导,请参阅参考资料[6,8]):
熵11 00606 i001
scale-independent表示法以递归的方式显示N个j个它们本身也是由各种实体构成的k个每种不同的成分都有数量N个k个(图1). 形式πN个k个在分子中确保如果k个-配料不见了,没有j个-可以制造产品(P(P)j个= 0). 简并jk公司表示k个-即使在j个-产品。能量差ΔE类jk公司= ΔG公司jk公司– Δjk公司在生产过程中,由内在差异Δ桥接G公司jk公司=G公司j个G公司k个原料和产品之间以及外部流入Δjk公司.除以阶乘N个j个! 意味着相同的组合配置N个j个在系统中是无法区分的。提名人被提升为N个j个因为生产过程可能会将原料组合成任何无法区分的产品。
经济状态的总对数(因此是加性的)概率测度是熵S公司=k个B类自然对数P(P).它考虑了所有能量密度和转换路径:
熵11 00606 i002
其中能量差,,自由能A类jk公司= Δμjk公司– Δjk公司是引导转变的动力N个k个N个j个.电位差Δμjk公司=μj个 – Σμk个包含的副产品和副产品N个j个以∑为单位k个与之相反的符号。斯特林近似意味着系统通过充分的统计特性得到了很好的定义,,A类jk公司/k个B类<<1吸收或发射量子而其平均能量密度没有显著变化k个B类。否则,如果S公司不是足够的统计信息k个B类[41],嵌入式实体,例如半成品N个k个他们自己将迅速转变。显然,然后是N个j个会有危险。例如,很难用砖建造房屋,因为砖本身还很软,而且还在变形。在这种情况下,必须在较低层次上分析生产过程[47,48]其中潜入的进化过程涉及k个-实体,例如砖块的制造,可以用同样的自相似形式来描述。
通过减少自由能,经济从一种状态发展到另一种状态。通过微分和使用链式法则,可以从方程式3.1和3.2中获得各种活动沿不同梯度向下传播能量所产生的可能运动方程(数据处理程序j个/德国j个)(德国j个/日期):
熵11 00606 i003
其中流程生成器:
熵11 00606 i004
通过大量流驱动一系列状态变化v(v)j个=德国j个/日期消耗动力的A类jk公司.人口变化德国j个和时间步长日期仅为方便起见,将其表示为连续,而实际过程以量化步长Δ前进N个j个Δ期间t吨.
第2个热力学定律以总概率运动方程的形式(方程3.3)是对经济发展的有力描述。然而,事实并非如此P(P)但许多活动和物质流动都适合监测经济状况。在一个充分统计的系统中,每个流:
熵11 00606 i005
通过电导(生产能力)与相应的动力成正比σjk公司>0以满足连续性v(v)j个= –Σv(v)k个在密度之间ϕj个和不同密度ϕk个[6,49].
方程3.5中的线性关系是从Onsager的倒数关系中熟悉的,这些倒数关系被认为在接近稳态时是有效的[50,51]. 这里是条件A类jk公司/k个B类假设<<1是一个充分的统计系统,但假设不成立并不罕见。当流体从层流变为紊流时,流体力学也熟悉这种临界现象。当转换机制σjk公司当自由能A类jk公司与平均能量密度相当k个B类,流量和力之间的线性关系(方程式3.5)失败,但这并不妨碍自相似描述。当在特定层次结构级别上不满足充分统计的条件时,需要在层次结构的下一级别更详细地描述该过程。例如,生产线的一系列改进将通过增加产量来增加吞吐量σjk公司根据方程式3.1–3.5,演化导电系统的时滞完全包含在递归、尺度相关系统描述中。
统计上充分的假设A类jk公司/k个B类<<1也会在系统内能量分配不足以维持其完整性时失效,保持共同k个B类当一个经济部门大量流入(或另一个部门大量流出)时,经济就会解体。当快速增长的子系统没有有效连接,无法将收购的资产分配给其他人时,该子系统将获得更大的独立性。最终,当大量涌入人口停止时,再分配过程会迎头赶上,独立性的偏离也会结束。分裂和重新融入的过程完全包含在自相似的形式主义中。
我们强调了能量密度的差异A类jk公司(方程式3.5)驱动流量,而不是数密度的差异N个j个,通常用于经济[52]以及生态模型,例如,写为耦合微分方程组[53]. 这些模型基于质量作用定律[54]错误地认为,即使系统具有足够的统计性,在动力学过程中,转化率也会发生变化。因此,动力学似乎与热力学不一致。
演化经济的运动方程(方程3.3)可以使用熵的定义重写S公司=k个B类自然对数P(P)作为熵递增定律[6,8]:
熵11 00606 i006
运动方程说熵S公司当能量密度差异增加时A类jk公司,通过各种流量减少v(v)j个.非负性分布式存储/日期从通过在3.6中插入方程3.5获得的二次型中可以明显看出。从开放系统统计物理得到的公式与化学热力学的基本准则是一致的[45],,熵最大值对应于自由能最小值以及分布式存储卡诺给出[46],Gouy-Stodola定理[55,56]热力学的数学基础[50,57,58].
方程式3.6的形式表明,驱动可能运动的是系统与其周围环境之间的能量密度差。当与周围环境的差异为正时,经济会繁荣,反之,当差异为负时,经济就会衰退。环境的重要性显而易见,例如,当一个经济体受到禁运的限制时。需要强调的是,在经济发展和衰退期间,经济的熵和环境的熵都在增加。没有空间提出一个临时命题,即系统的熵可能会以其外部的熵增加为代价而减少(或反之亦然). 这样的慷慨会破坏能量守恒,因为系统和周围环境在相互的界面上共享相同的流量[8].
最终,当没有进一步和更快的方式来消耗自由能源,也没有找到额外的能源时,经济会达到稳定状态,就像生态系统达到顶峰一样,这是一种总转导最大的成熟状态[59,60]. 最大熵状态的特征是实体的分布没有相互密度差异[6]
熵11 00606 i007
稳态总体N个j个N个k个能量传递机制的差异由相互的能量差Δ决定E类jk公司= ΔG公司jk公司– Δjk公司相对于平均能量k个B类特定系统中的每个实体。日常的温度概念,单位为开尔文,乘以k个B类,是指温度计敏感的每分子环境大气气体的平均能量。在相同的物理意义上,一个经济体的平均能量密度可以量化。然而,将每笔交易中的能源变化制成表格将非常繁琐。相反,各种经济晴雨表被用来检测经济体系的状况。最大熵态S公司最大值=k个B类ΣN个j个不锈钢所有能量密度差都消失了,这是一个动态静止状态,因此变化ΔN个j个关于稳态总体N个j个不锈钢通过与保守流量(∑ΔN个j个Δμjk公司= 0). 在现代,除了一些短暂的时期外,经济并没有处于静止状态。相反,由于越来越有效的农业、工业、物流和信息处理,来自周围环境的平均能源流入量一直并仍在增长[61].

4.不确定性经济演化的起源

2运动方程形式的定律阐明了提供准确经济预测的困难所在。演化方程(方程3.3)虽然简单,但无法解析求解,例如,以闭合形式集成,因为当存在多个自由度时,变量L(左)P(P)不能相互分离,因为它们都依赖N个j个A类j个演化系统的不整合特征意味着经济轨迹是不确定的。不确定性源于以下因素。
首先,一个经济体,就像任何其他热力学系统一样,是由相互作用的实体组成的。换句话说,潜力μk个与其他电位呈函数关系μj个通过可用的转换机制(图1). 在市场中μk个可以转换为μj个通过各种交易,这里使用许多流量方程(方程3.5)表示,因此产品和其他经济实体,就像任何其他形式的能源一样,是相互依存的。由于连续性v(v)j个= –Σv(v)k个在转换中,更改一个实体而不影响其他实体是不可能的。能量流动v(v)j个和驱动力A类jk公司是不可分割的L(左)当存在三个或更多自由度(代理)时,彼此之间的冲突。流量会影响驱动力,而驱动力反过来又会影响流量。玩家做出的决定将改变其他玩家可以访问的状态集,而这些状态集又会通过他们自己的决定影响其他玩家的可访问状态集。当电流不守恒时同等条件下假设不成立,运动方程不能通过变换来求解,从而得出确定系统时间进程的分析公式。因此,包括经济增长和衰退在内的演变过程是不可整合的,无法详细预测经济发展的轨迹。这个问题与三体问题中首先遇到的问题完全相同[62]后来发现种子也有混沌行为[63,64]. 确定解决方案的非确定性过程(此处为自由能最小值)确定了在许多其他自然过程中预测经济增长的计算问题,即非多项式时间完成[34,65].
第二,要理解发展中经济难以驾驭的根源,关键是要认识到国家的变化是耗散性的。如果不从周围获得至少一个量子的能量或向周围发射量子,就不可能将一个实体转换为另一个独特的实体[6,7,8]. 当用半成品组装时,很容易看到一些外部能量被吸收到产品中。它是产品区别于原材料的基本成分。由于能量流入(或流出),一个开放的进化系统能够进行转换,从而导致身份的净变化,而一个封闭的静止系统仅限于身份的等熵交换。运动方程(方程3.3)和流动方程(方程3.5)与传统的物理形式主义不同,后者是为仅显示等熵和确定性动力学的封闭保守系统设计的。这种用标准化概率进行的不变描述不足以解释一个开放的、非服务的经济体。开放系统将因能量流入或流出而增加或减少其能量含量,直至达到静止状态,在周围环境中达到能量平衡。只要系统的能量含量发生变化,就没有范数,这就需要找到一个幺正变换来求解特征方程。因此,经济增长就像生态演替一样[35]是一个没有运动不变量的过程。因为Noether定理[66]不成立,并且Liouville定理不适用于这个非哈密顿系统,在分析经济系统时,为封闭的确定性系统设计的许多强大的物理机制被禁用。这意味着不可能预测(确定)未来的状态,因为这些状态并不预先存在,而是由不可逆转的进化过程在每一刻产生的特定状态。
结论是,预测经济增长或下降的困难不仅是由于对系统属性的不完全了解,而是由于自然过程的固有特征。当然,人们早已认识到,传统的封闭系统形式主义并不能恰当地描述开放系统。然而,进化方程通常不是使用统计物理直接从基本原理推导出来的。相反,使用了马尔科夫链或确定性分析公式等随机过程[67]为固有的非确定性进化过程建模。当然,这些是实际的近似值,但在传达为什么难以预测经济增长和衰退方面并不明确。
流量方程3.5可用于建立经济模型,状态方程3.6可用于监测经济状况。模型系统将通过非确定性演化对流入和流出做出响应。所获得的场景具有代表性,即输入是现实的,并且模型适应了系统内及其周围环境的相关交互机制。规模依赖形式主义允许我们对微观和宏观经济进行建模。此外,当使用自相似模型时,可以动态分配计算能力,以将描述细化为重要的细节,或者将其从无关紧要的因素中粗粒度化。在任何情况下,通过确定性有限自动机获得预测的确定性和范围是一个冗长的过程,因为演化状态空间是巨大的,通过它进行搜索是困难的[68].
当然,一个不断发展的经济体内在的不整合行为并不意味着其各种潜力的信息μk个,个流量v(v)j个 和可用jk公司-转换路径无助于估计当前状态和预测未来状态。但是,即使基于相同的前提,预测也会在越来越长的时间内出现分歧。此外,还强调,单纯的信息收集及其揭示本身就是热力学过程,必然会影响经济进程。当然,这在实践中已被理解,并由立法加以规范,但在这里,这与力和流相互不可分割的自由度非接触系统的基本特性有关。例如,禁止使用内幕信息,因为这会限制可想象的行动,从而危及整体进展。

5.自然选择标准

增加熵的原理不仅是增加,而且是尽可能快地增加。这已被公认为是最大熵产生原理[17]. 这一原理表明,能够假设多种构象的系统往往会假设一种构象,或经常返回到一种构像,从而最大化供电能量梯度的耗散率。这种耗散促进了熵的产生,即使某些能量被捕获为火用,因为任何工作的法定能效都很低。自然规律在能量传递机制的迭代改进中体现出来。一个经济发展到拥有越来越有效的机制,就像一个生态系统进化到拥有越来越有效的物种一样。对于最有效的能量传播机制的自然选择通常被认为是仅由相互竞争驱动的,有时被称为军备竞赛,而较少关注通过向等级组织进化而获得的收益,有时被视为共同进化、合作甚至利他主义。
能量梯度是物理过程的动力,正如经济活动的动力一样,但我们注意到,当没有机制来引导能量流动时,系统无法感知这些动力。例如,电压差在没有传导路径的情况下不会产生影响,就像原材料供应和客户购买力构成能量密度差一样,但只要没有流量来平衡梯度,就不会对经济状态产生影响。根据方程式3.5,当生产线作为能量传递机制开始泵出特定的产品流时,这种静止状态将首先发生变化。一个原型机构比什么都没有要好,它只会触发更精细机械的发展。
理解自然选择对越来越有效的机械的偏见的关键是认识到实体受寿命的限制,因此必须再生。因此,对共同资源的竞争是不断的。这种竞争倾向于提高工作效率,这反过来又增加了熵产生的速度。当几种转导机制出现时,以转导系数为特征σjk公司>0,消耗一个共同的自由能池,来自同一来源通过不同机制的流量大小根据σjk公司当一个特定机制无法从公共资源中获得足够的流量,甚至无法进行自身再生时,就生物学而言,它将因竞争而面临灭绝。正如有利的基因突变改变食物链并影响生物进化一样,技术发展改变了能量流动并重新引导经济增长。最终,经济生产力的最有效途径将所有流量都汇聚在一起,而对于最不有效的能源分散方式,则什么也没有留下,然后“停业”。这种最大熵产生的热力学原理,相当于最大能量分散,是普遍适用的。
当机制之间出现比较优势时,能量流将相应地重定向。重新路由可能会很快发生,特别是当消耗的自由能可以用来提高特定的优越机械能力时。在经济方面,利润被投资于提高生产能力。从生物学角度来看,粮食投资于人口增长。根据进化论的统计物理公式,输送大部分能量的机制是通过流动自然选择的[1,6,7,69]. 根据自相似层次理论,自然选择是一种系统概念,因为机制就像个人或群体一样是一个系统。由于有足够的不减少的能源,进化不仅表现在“自私”的竞争中,而且还表现在通过专业化、合作甚至“利他”行为的整合中,这些行为旨在提高能量传播的总速度,以实现双赢。
我们注意到,在经济背景下,预计沿最陡梯度的最大能量分散的自然偏差是由“看不见的手”引导的。然而,我们强调,根据2法律规定,经济活动的主要动机是最有效地分散能量,而将这些过程定义为有意识还是无意识则是次要的。因此,在重定向流量和改变机制方面也消耗自由能量的立法及其执行被视为自然力。在生物系统中,自然选择也在起作用,无论是在繁殖有意寻找特定性状时,还是在它们对无意力作出反应时[1]. 当自由能耗尽时,通过熵增率在机制之间进行选择是一个特别严格的标准。这种情况通常被称为“小幅经营”。此外,通过大规模的转变(“规模经济”)降低了单位成本。
由于动力学机制(例如生产线)本身是通过合成流程组装而成的,尽管我们通常认为合理化生产是工程设计和协调行动的结果,但偶尔仅仅是随机变化可能会产生改进的机制。重要的是,无论行动是偶然的还是有意的,在增加自由能消耗时,都会倾向于采用一种改进的机制。通过技术进步实现经济增长,就像通过基因突变实现生物进化一样,主要是“修补”[70].
每当系统中出现一种新的高效机制时,能量梯度、流动和机制之间的相互作用就特别有趣(图2). 然后,当高效机制消耗其可获得的自由能并累积可能很快与其他密度失去平衡的新密度时,平稳状态将被快速演化所打断。很快,系统将重新调整航向,以纠正超调。由于其自催化性质,正反馈机制,向稳态的轨迹可能以振荡的方式进行。即使是大型现代经济体,也可能首先经历快速增长期,然后随着高效机制的出现,并成功提取了大量资产,但仍未能很好地融入体系,从而导致经济严重下滑,例如由于缺乏有效的控制和再分配机制。当过剩的资源被消耗掉时,进化最终会陷入停滞状态。标点符号和停顿的间歇过程[71]也称为自组织临界[72,73]是进化过程中固有的。这与稳定经济增长的愿望相冲突,在稳定经济增长中,系统将通过演变保持其完整性,以便分布式存储/日期>0同时全部A类jk公司/k个B类<< 1.
图2。基于2的经济模拟演化热力学定律。根据方程式3.5,流量,包括零星变化(流量中高达10%),沿着最陡的自由能梯度向下。熵(S公司黑线)随着各种新型、越来越有效的机制的出现而增加(j个蓝线)能够从周围获得越来越多的能量。当一种新的机制出现时,增长率增加,而接近平稳状态时,收益递减。在进化过程中,在不同时间取样的分布t吨(蓝色条形图),从低水平的简单机制转变-j个高精密机械的分数-j个分数。每一部分都与一个种群相对于其他种群的能量传递效率成正比。灾难发生在t吨c(c)。它摧毁了一小部分静态生产能力(红色条)。因此,当系统恢复歪斜分布需要时间时,熵会瞬间骤降。轴的比例以任意单位表示,因为模拟是基于与比例无关的形式。技术细节见附录。
图2。基于2的经济模拟演化热力学定律。根据方程式3.5,流量,包括零星变化(流量中高达10%),沿着最陡的自由能梯度向下。熵(S公司黑线)随着各种新型、越来越有效的机制的出现而增加(j个蓝线)能够从周围获得越来越多的能量。当一种新的机制出现时,增长率增加,而接近平稳状态时,收益递减。在进化过程中,在不同时间采样的分布t吨(蓝色条形图),从低水平的简单机制转变-j个高精密机械的分数-j个分数。每一部分都与一个种群相对于其他种群的能量传递效率成正比。灾难发生在t吨c(c)。它摧毁了一小部分静态生产能力(红色条)。因此,当系统恢复歪斜分布需要时间时,熵会瞬间骤降。轴的比例以任意单位表示,因为模拟基于比例相关形式。技术细节见附录。
熵11 00606 g002

6.不断演变的能源格局

通过方程式3.1-3.7对经济体进行热力学描述,尽管其符号简洁,但非常精确。许多术语表示所有电位μj个、他们的相互差异、所有转变的流程v(v)j个以及所有jk公司-转换机制。然而,按照原子和量子的精度对经济进行建模既不实际也没有指导意义,但根据方程式3.5,很容易建立和执行自然过程的粗粒度模拟[29,30,31,32,33,34,35,36,37].
模拟有助于例证进化的主要特征和非确定性特征,但当它被描绘为进化中的能量景观时,许多可以从运动方程(方程3.6)直接理解[7]. 为此,熵的变化率分布式存储/日期被重写为流的能量平衡
熵11 00606 i008
通过乘法d日自然对数P(P)用平均能量k个B类.与时间相关的切向向量作为方向导数D类j个= (dx公司j个/日期)(∂/∂x个j个)跨越连续极限中的能量景观,恰当地称为仿射流形[7,8,49,74] (图3). 歧管的高度是高电位μk个/k个B类=英寸[N个k个经验(G公司k个/k个B类)]在现场x个k个山谷是低电位μj个/k个B类=英寸[N个j个经验(G公司j个/k个B类)]在x个j个。它们在连续极限中的差异用梯度–导数表示单位k个/∂x个j个外能由场∏表示jk公司/c(c)t吨在正交方向上(冗余地)表示为各种经济活动产生持续流动v(v)j个=dx公司j个/日期从高处到山谷。在进化过程中,由于大量水流,景观正在变平。
方程式6.1中给出的能源景观是弯曲的,非欧几里得的[75]. 这意味着两点之间的距离是有方向的,三点之间的三角形角度之和不等于180°。这些并不是弯曲时空的奇异特性,但却是公认的,例如在信息论中[41]. 这些特征在经济体系中也很常见。方向性意味着,通过将流入的能量耦合到装配体,将来自原材料的产品组合在一起,与将产品分解为释放能量的原材料不同。两个相反的过程因能量通量的净方向不同而不同。装配通常是内凹的,而拆卸是外凹的过程。三角不等式意味着产品的总成本取决于装配中使用的特定半成品。装配所需的能量越少,景观就越欧几里得(均匀)。生产过程经过优化,以沿最小作用路径进行变换(变分原理),沿着弯曲度最小的路径。这将是最经济的轨道。沿着最优路径的这种运动对应于最小的浪费。另一种表述相同原理的方法在“结构理论”中描述[76].
图3。经济以一种自相似的方式被描绘为嵌入周围能源景观的系统内的系统(环绕循环路径)。层级组织中不同的高能量密度与引导能量流动(蓝色箭头)的转导机制相关,这些能量流动从周围环境流向经济体。最终,地形可能会向新的水流开放(右虚线箭头),因此之前受限的稳态系统将面临演变,例如被视为一体化导致的经济重组。
图3。经济以一种自相似的方式被描绘为嵌入周围能源景观的系统内的系统(环绕循环路径)。层级组织中不同的高能量密度与引导能量流动(蓝色箭头)的转导机制相关,这些能量流动从周围环境流向经济体。最终,地形可能会向新的水流开放(右虚线箭头),因此之前受限的稳态系统将面临演变,例如被视为一体化导致的经济重组。
熵11 00606 g003
由有限材料密度组成的非平稳能量景观由净耗散量φ弯曲jk公司/∂t吨在中jk公司-转换。外部能量(工作)除了原材料和产品之间的潜在差异外,还驱动生产过程。然而,正如高斯所指出的,在局部地区,弯曲的景观可以被视为近似欧几里德式的[8,77]. 换句话说,要很好地近似高密度源μk个在流出过程中不会耗尽,并且低密度汇μj个流入过程中不填充。从经济角度来看,欧几里德近似值意味着原材料和产品的价格在持续交易期间不会发生变化。在实践中,人们当然注意到,特别是巨额交易确实会改变后续交易的价格。合同旨在实现可预测性,但只提供有时间限制的报价,最终是因为当描述为能量密度景观时,自然界本质上是非欧几里德的。
将一个经济体描绘成一个由能源流动演变而成的景观,固然是抽象的,但也允许人们使用在其他背景下建立的概念。从数学上讲,不断演变的景观是一个经历几何流的仿射流形[75]. 就物理学而言,不断演变的景观是一个相互作用密度的热化系统。从生物学角度来看,进化中的景观是一个由相互作用的物种组成的成熟食物网。从经济角度来看,不断演变的格局是参与者的市场经济不断增长。

7.整合和瓦解的动机

经济体就像生态系统一样,将自己组织在嵌套的层次系统中,以改进能量分散。在层次结构的每个层次上,一个较大的系统为其完整的子系统提供了环境。然而,在整个层次结构中,活动的动机是相同的,即能源的扩散。经济作为能源转导系统的嵌套层次结构的整体描述在能源转导方面是自相似的,因此景观中包含盆地内的盆地(等式3.3)。和6.1)。换言之,全球经济由国民经济组成,每个住房经济区反过来容纳地区、公司、家庭等。
同样,生物圈是由生态系统组成的,每个生态系统都容纳个体,而个体又包含器官、细胞、细胞器等[78]. 生物系统早在亿万年前就集成到生物圈中,生物圈中也包含系统内的系统。例如,真核细胞包含细胞器、叶绿体和线粒体,这些细胞曾被认为是独立的生物体[79]. 在更高层次的层级组织中,还发现了各种形式的共生与合作。
活动重组将有助于经济增长。两个类似的单元,例如产生类似潜力的公司(例如产品)通过从相同资源中提取μk个将相互竞争[12]. 根据李亚普诺夫准则,这样的系统是不稳定的[44,64]. 这种情况在生物学背景下被称为竞争性排斥,如果各单位之间存在差异,这种情况可能会得到解决[80]或者其中一个消失,或者在合并中被另一个同化。
不断进行的经济一体化伴随着众多技术标准的出现,以确保和促进自由能源的消耗。标准化的价值随着越来越大的系统而增加。同样,生物标准,如通用代谢物、氨基酸手性共识和通用遗传密码,通过基于相同基础成分的分化,使生物圈紧密结合[29].
综合活动中的产品差异化或专业化导致熵产生的增加,用等式3.4总和中增加的项数表示。新机制可以获得新的潜力,或更有效地利用那些尚未充分利用的潜力。众所周知,正如生物多样性建立在多样性基础上一样,经济增长会带来进一步的经济增长。此外,许多政策促进了经济多样化。尽管努力使活动多样化,但某些特定的潜力可能仍然有限,或者特定的机制可能成为经济增长的瓶颈。同样,缺水限制了陆地生态系统的增长和多样化。最终,第二定律本身通过消耗周围的能量密度,对所有系统施加了增长的极限[61].
在高度一体化和多功能的经济体中,许多流量迅速沿替代路径重定向,以应对不断变化的潜力和机械创新或失败。一个有着有效基础设施的经济体将迅速沿着新出现的梯度调整其流动方向,并适应周围环境施加的力量。此外,一个富裕的社会有很大的能力,影响周围环境并抵抗变化的高能成分。相比之下,一个支离破碎、一边倒的经济体在应对环境变化时调整其发展方向的速度很慢。此外,一个贫穷的社区对周围环境几乎没有任何影响,在反对变革的努力中,其微弱的潜力很快就会耗尽。
然而,一体化本身并不是目的。当综合机械的能量传递不如作为独立系统运行的内部化子系统时,我们建议组织必然会解体。各层级的集成由一个子系统支持或反对,这取决于其对周围环境的局部主观看法。根据2定律(方程3.6)的主观性将仅由感知到的接近梯度来塑造。子系统在进入时支持集成分布式存储/日期相反,我们建议,当集成似乎提供较小的分布式存储/日期系统无法独立生产。这种整合(或解体)的驱动力实际上是如何在任何特定系统中发生流动的,将取决于可用的机制。一直以来,有人提出,只有当新能级导致更快速的整体能量梯度耗竭时,才可能出现在动态层次中[81].
将经济一体化归因于能源扩散的普遍规律,起初可能会显得违反直觉,因为扩散意味着扩散,而经济活动则在积累总量[82]. 然而,集合体,例如密集的技术基础设施,是一种允许经济从其周围环境中提取资源的机制。例如,原油资源是全球经济体系集中利用的高能环境。相反,当一个经济体解体时,随着相互作用的破裂,能量从系统中流出。然后,铁路、电力和电话网等总单位的能源密度已经高于相对贫困的环境,这些高能基础设施将遭到掠夺。同样,从生物学角度来看,一个大的尸体对其他生物来说也是一个慷慨的供应。在每一层次中,环境的总能量含量必须更高,系统才能从中受益。在相反的情况下,环境将从系统中受益。法律是一样的,只是观点不同。
今天,我们见证了经济全球化,其动机是试图获取和消耗越来越多的周围自由能源,以保持经济增长。这种整合旨在通过增强相互作用和调整亚系统机制来促进能量传递,以更快地引导流动。这表明,例如作为分工和专业化,产生了比较优势和劣势。这些内部变化被称为重组,是经济一体化的基础,在经济一体化中,相互作用将子系统组装成系统。伙伴之间的信任是相互理解相互依存关系和遵守共同制度的标志。一个综合系统的合作功能得到执行,例如通过实践、规则、禁忌、立法和传统。与早期的想法一致[83]文化已经出现,并设计了等级组织,以促进能源的有效传播。

8.经济关系的根源和规律

尽管能源扩散的自然过程是不确定的,但它要求在全球范围内节能的同时,能源沿着最陡峭的梯度向下流动,从而给经济系统带来了一定的关系和规律。
典型的经济增长曲线是线性尺度上的总体S形曲线,并由对数图上的幂律区域控制[84,85]. 最初自由能很高,增长很快接近指数级。由于转化活动,自由能减少。差值递减∑μk个(t吨) + Δjk公司μj个(t吨)单位时间≥0代表生产商的利润μj个生产商可以投资获得的免费能源来提高其生产能力,以及获得更多的原材料和能源,以期保持快速增长,从而改善其熵生产状况。然而,最终,当没有新的创新和供应时,自由能源会下降。这个特殊的业务分支正在成熟,其增长正在放缓。最后,当自由能源完全消失时,就无法再获得利润,但当市场上产品饱和时,仍然可以谋生,就像成熟生态系统中有生命的人口趋于平衡一样。
它来自于逐渐减小的差值∑μk个(t吨) + Δjk公司μj个(t吨)≥0,附加输入ΔN个k个将产生额外的输出ΔN个j个边际收益递减。通常,里卡多的这一经典定律还附有一条警告,即只有“过了某一点”,收益才会开始递减。这种对边际产品最初递增的经验观察是由上述初始增长引起的,而初始增长可能会因活动重组、产能增加、,功效和专业化。由于自催化作用,最初的生长曲线是凹的,后来才变成凸的,形成了一个整体的S形,几乎是逻辑形式[86].
在市场均衡时,∑μk个+ Δjk公司=μj个,需求和供应相等,,平衡。对于给定的供应量,消费者需求的增加,用Δ的增加表示jk公司,产生差异,∑μk个+ Δjk公司>μj个+ Δjk公司´通过提高Δ表示的价格来平衡jk公司´对于给定的需求,生产者供应的增加会产生差异,这种差异通过降低价格来平衡,假设像往常一样没有其他替代品(图4). 与潜力相关的资金有助于交易动机,就像外部能量Δ一样jk公司还有增值税、海关、,等。与影响转化率(方程式3.5)和影响市场均衡(方程式3.7)的潜力相关,也间接地与回收资产返回系统时的潜力相关。一般来说,特定商品价格的变化也会影响其他产品的需求和供应,然后弹性表现为非确定性。这些棘手的响应可以使用流量方程方程3.5进行模拟。
图4。需求(黑色)和供给(蓝色曲线)与购买力Δ相关jk公司和定价Δjk公司寻求能量密度之间的平衡(方程3.7)ϕj个ϕk个与产品关联(N个j个)和原材料(N个k个).
图4。需求(黑色)和供给(蓝色曲线)与购买力Δ相关jk公司和定价Δjk公司寻求能量密度之间的平衡(方程3.7)ϕj个ϕk个与产品关联(N个j个)和原材料(N个k个).
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从物理角度来看,自由市场经济通过其在统计上独立的贸易和交易行为,可以自由地寻求最陡峭的梯度,因此,根据方程式3.6和6.1,可能会通过最大陡峭梯度上的大量流量朝着局部平衡方向移动。考虑到自然过程是不确定性的,很难沿着最陡峭的梯度控制经济。这种自由的思想曾被称为放任主义。然而,应该指出,尽管层级组织中的整合构建了能量分散过程,但它也促进了转型中的统计独立性,例如通过立法禁止垄断、卡特尔和使用内幕信息。
我们根据这一物理原理对经济关系进行的研究并非详尽无遗,而是具有示范意义。还有一些关系的有效性受到质疑[87],例如菲利普斯曲线[88]这似乎无法将通货膨胀和失业率与滞胀联系起来。虽然货币的物理对应物是几乎非物质形式的能量,菲亚特牌汽车货币是一种协议。由于确定性协议仅在稳态条件下严格成立,因此在非欧几里德增长和衰退条件下,对货币的信任并不完全牢固。在战乱地区经济崩溃的情况下,人们对金钱的不信任尤其明显。当考虑到信任的这些方面时,可以理解菲利普斯曲线给出的依赖性,以便量子的大小,作为交易动机的货币单位正在减少相对的平均能量密度(k个B类)经济正在增长。显然,随着经济增长消耗劳动力,失业率在经济增长期间有所下降A类jk公司相反,经济下滑将面临通缩风险和失业率上升。

9.经济稳定性、波动性和波动性

经济系统很少受到稳定环境的影响或不受内部扰动的影响,但为了了解稳定的性质和扰动的原因,需要研究平稳国家的特性。
自然分布接近对数正态,其累积曲线为S形[31,89]. 特定人口的规模N个j个在方程式3.7中,取决于其相对于同一系统中所有其他机制从周围获取能量的能力。例如,在发达经济体中k个B类最丰富的部分与中等收入家庭有关。对数图上分布的这些主要部分遵循幂律,在收入的背景下称为帕累托原理。与最贫穷者相关的低收入部分较小,长尾的高收入部分也较小[90]与最富有的人联系在一起[91]. 发展中经济体的相应分布,特点是低k个B类,在较低分数处的峰值[92,93]. 通常将收入分配作为不平等指标[94]然而,这里对财富不断演变的分布的洞察力来自于能量扩散定律。早些时候,这些倾斜分布及其被视为幂律的累积曲线是使用统计物理概念获得的[95],尤其是缩放中的自相似性[28],或使用Tsallis的熵[96],但不明确来自2法律,尽管最大原则被理解为处于控制之中[87].
当经济增长时,由于在发展过程中采用了新的更具生产力的机制并建立了基础设施,同时放弃了生产力较低的流程和过时的传统,因此能源分配会发生更大的变化(图2). 生产速度和物质利用外部能源的快速循环对于达到越来越高的总经济地位至关重要,如下所示S公司例如,自动化将释放资源用于其他目的,从而加快潜力的再生,而这些潜力又反过来成为其他产品潜力的原材料。这些激烈的行动直接源于经济潜力是亚稳定的,它们容易退化。营业额越来越高,需要更多的能源或更有效地使用能源。因此,经济增长必然伴随着能源消耗的增加。
经济系统中总能量摄入和多样性之间的比例定律和关系同样适用于生物系统,在生物系统中,物种内个体的分布是倾斜的,接近对数正态分布,在对能量传递贡献最大的部分达到峰值[31,59]. 能量流入和生态系统的规模(通常按面积计算)决定了平均能量分散和分布最丰富的部分[32].
稳态经济是一个由稳定的通量维持的保守系统,没有净能量流(dQ公司jk公司/日期= 0). 它的等熵运动,,欧几里德能量景观上的动力学,是沿着统计上可预测的轨迹,仅由势能和动能平衡条件2决定K(K)+单位=0作为净流量〈〉 = 0. 稳态动能流向与流向对应的商品交换没有净损益。稳态结构-功能多样性,能量传导机制的最大熵划分,可以在博弈论中称为帕累托效率经济,也可以称为混合策略维持的纳什均衡[97]. 然而,由于周围环境很少长时间保持不变,因此静止状态通常只是昙花一现,系统随后会趋于衰老并循环使用[12].
稳态经济是稳定的,不受N个j个根据李亚普诺夫准则δS公司<0和d日δS公司/日期> 0 [44,64]. 任何超额或短缺±δN个j个很快就会被反向流动的相反梯度所消除德国j个/日期并将系统返回到最大熵分区。同样的现象也常见于生态系统中的人口波动,这些生态系统由稳定的能量流入和稳定的热量流出维持。我们强调,耗散系统的任何特定稳态都只对现有密度和机制的变化保持稳定,但必须适应环境的变化以及新机制施加的变化。生产的变化可能产生新的优越机制,以提供获得新资源的途径。然后这个系统又一次进入了进化的轨道。因此,对于任何经济体,就像对于生态系统一样,都没有绝对的稳定保证。此外,由于任何耗散系统的寿命有限,系统中总是有处于不同发展阶段的系统在走向成熟的道路上。
当周围的能量密度周期性地变化时,例如按年度节奏变化时,就会对生态系统和经济系统产生相应的变化。环境中的零星变化被视为波动和扰动。例如,当一场自然灾害摧毁了一些能源传导机制时,国民生产总值会暂时下降。同样,在生物系统中,当森林被大火烧毁时,光合作用急剧下降。此外,在化学系统中,浓度会波动,而在物理系统中,温度会变化。因为进化的目标是S公司最大值状态、稳定性自然是所有机制所追求的。因此,当代人类在全球范围内的努力追求对越来越大的环境进行更大的控制,例如通过陨石监测和伴随的预防措施。这些有意识的行动旨在通过生物手段促进全球内环境的稳定,这种稳定已经维持了大约亿万年。盖亚理论阐明了这一命题[98]最近显示是从2法律[33].
内源性波动、波动和经济趋势尤其令人感兴趣,希望了解它们是如何产生和传播的,以及如何干预它们并减轻其不利后果。这些自催化和渐进现象不仅限于经济系统,而且表现为生态系统相关的人口波动和化学系统振荡,以及物理系统中的诱导排放。在所有情况下,当系统中首次出现强大的转导机制时,将产生大量的流量,反过来,这些流量将被投资于提高转导能力。有许多生态学例子表明,外源物种的引入导致了内源种群的重大变化。
当一种新的机制出现时,新的潜力迅速但片面地积累起来,导致生态或经济结构失衡。特别是,自动催化过程很容易导致系统失衡,,远离方程式3.7给出的分布。插入自催化依赖关系时,德国j个/日期N个j个,在方程式3.6中,我们认识到δS<0并且d日δS/日期<0,这意味着违反了Lyapunov稳定性准则。因此,自动催化过程很容易破坏平衡。当一个经济体出现强大机制时,与原材料、半成品相关的密度、储蓄等。,很容易被过多的产品或资产耗尽。这些自我增强的动力机制是内在经济动荡的原因。例如,与燃料、食品供应、库存、,.,但以现代电子形式表示,可以从一种形式迅速转换为另一种形式。巨额存款和巨额赤字的快速积累表明存在失衡,需要进行不可避免的重组,以恢复稳定的分割。
当流量改变方向以恢复平衡时,尽管其自然目标是达到稳定状态,但其后果本身可能是毁灭性的。由于经济系统与生态系统一样,都依赖于能量流入,因此重组过程将影响系统从周围环境中吸取能量的机械能力。当纠正措施低于平衡时,需要时间来恢复重要机制,以恢复危机前的高熵状态(图2). 事实上,政府干预往往是为了减缓活动速度,以防止过热或“泡沫”,反之则是为了加快和维持活动速度,防止衰退。然而,预测这些决定的后果并不容易,因为随后的运动本质上是不确定的。例如,针对特定潜力和机制的立法措施往往会产生意想不到的副作用。另一方面,一般措施往往是缓慢的。例如,提高利率和减少货币数量影响到整个经济。利率,如税收,将作为额外的交易成本,改变方程式3.7给出的余额,并降低方程式3.5给出的利率。资金的减少将降低交易的整体流动性潜力。同样,缺少阳光或水等重要成分将限制生态系统的生长。尽管在经济监测和生态系统监测方面取得了进展,但很难跟踪所有潜力和流量,也很难认识到各种自催化机制,以便及时作出适当反应。因此,我们在此提出的开放系统的统计形式主义并没有提供关于如何在特定情况下采取行动的简单解决方案,而是理解了预测和指导非确定性过程的固有困难。

10.关于决策

增加熵的原理很简单,但如何在备选行动中作出决定,并选择沿着最陡峭梯度产生流量的行动,并不总是显而易见的。然而,当货物j个ĵ都是完美的替代品,选择单价最低的产品并不困难。根据熵相关的效用函数,消费者喜欢该产品j个结束ĵ何时(分布式存储/德国j个)(德国j个/日期) > (分布式存储/德国ĵ)(德国ĵ/日期). 消费者作为一个热力学系统,根据影响其进一步产生熵能力的因素,在备选方案之间作出主观决定。此外,生产商还根据对能量梯度的主观看法做出决策。市场中的每个参与者都会倾向于一系列特定的转换,通常称为策略,从一个状态转移到另一个更高的熵产生状态。出于这一自然原因,消费者和生产者的观点并不相同,但也不一定是对立的,更像是高度一体化经济中的平行关系。
由于玩家通过直接或间接的能量流动相互依存,每一个动作都伴随着反应,通常被称为其补充[99]. 因此,随着整个经济体系的发展,流动不断转向,以平衡参与者之间以及与环境相关的能量密度差异。整个经济系统的熵是对整个全球过程的一种加性度量,它是从沿着梯度向下的众多局部过程中总结出来的。因此,没有必要让每一个参与者都意识到他们众多的个人行为和相互作用所导致的全球进程。协同行动、合作甚至利他行为表明,自由能量是由相互作用产生的,而个人的努力、竞争甚至自私行为则意味着层级组织中较低级别的活动。
我们强调,决策是主观的,没有“理性选择”的普遍标准,因为梯度是主观经验的。为了优化非确定性扩散过程,每个参与者的目标是在其决策中考虑他人决策所造成的影响。很自然,决策有时似乎不一致。如果一个选择看起来最成功,并且与之前的决定一致,那么当它伴随着以较低价格结束的重大风险时,就不一定会被选中分布式存储/日期因此,行为是多种多样的,使用混合策略以确保平均分布式存储/日期将保持高位。换言之,确保系统中的能量流达到最大。同样可以想象的是,球员们会回避严格一致的行为,因为一般来说,确定性的行为举止并不是对非确定性自然过程的最佳反应。
大型经济体为其子系统(参与者)提供了众多机会,各种能量梯度。尽管经过慎重考虑,利用某一特定资源的决定终究会降低开采率分布式存储/日期风险已被意识到,因为某一特定子系统可能未被告知其他关键电流,以便更真实地预测其未来状态。不断变化的经济形势也可能迅速变化,以至于曾经繁荣的条件变成了贫穷的环境。由于其固有的不确定性和混乱性,经济发展(增长或衰退)可能会沿着意想不到的轨迹发展。综合耗散以经济损失的能量和物质来总结损失。总之,决策的物理描述并没有暴露其复杂性,而是提供了对非确定性过程的基本见解。

11.讨论

在这项研究中,经济学的跨学科考试本身并不是目的,而是应用能量扩散的普遍自然规律的结果。经济系统并没有被描述为模仿生物系统,但两者都被视为普遍存在的自然规律的表现,这种自然规律同样适用于化学和物理系统。诚然,增加熵的原理在数学形式上似乎在技术上微不足道,但它的概念一致性来自层次理论的原理。能量传递和耗散变换中的自相似性是掩盖历史起源学科划分的关键因素。
传统上,经济活动被认为是有动机的,因为它们为人类福利提供了手段,或者仅仅因为它们使利润成为可能。我们将经济活动定义为增加熵生产的一种手段,总结了许多术语,就像国民生产总值(GNP)一样,国民生产总值是衡量所有生产的商品和服务的常用指标。然而,我们强调,并不是所有生产力都对以熵生产衡量的经济增长起作用,熵生产会变为负值,例如由于临时生产过剩。在命令经济或运行不佳的市场中,可能需要一段时间才能发现不良行为并采取纠正措施。事实上,最近的研究表明,当经济体的大多数因素都是稀疏联系的,只有少数几个中心枢纽有大量联系时,经济体对抗持续内生扰动的稳定性就会受到损害[100,101]. 经济进化自然地指向高度集成的层级系统,在该系统中,统计上独立的行动可以确保最大的能量流,从而快速平衡所有可获得的能量梯度。任意行动的集合在统计上是随机的。
信息在经济活动的热力学描述中不应具有特殊地位。信息在其物理表现形式中是一种商品,与任何其他商品一样,尽管其价值(通过指示行为导致的熵增加来衡量)通常很高[40]. 信息不对称[102]这意味着知情的代理比不知情的代理更适合配备机制。逆向选择,例如在委托代理问题中遇到的,源于决策的主观性质,这是不断变化的开放系统的固有特征。利用各种机制,包括被称为规则、传统和立法的机制来促进增长符合经济体系的利益,一方面通过保护所有者在积累集合强大机制所需总量方面的权利,另一方面,通过确保其代理人知情并配备适当机制,例如在教育过程中获得。
效用是一个基本但难以捉摸的概念,这里用熵产生率来确定;最终但看不见的动机是分散能源。经济通过减少自由能(最终相当于增加熵)向能量流入下更可能的物质分布方向发展。这种推理基于统计物理,不会低估指导经济活动的决策,而是允许我们合理化或构建人类行为。
统计描述产生的统计规律和规律是不同经济系统的特征,这并不奇怪,但有趣的是,同样的理论也提供了对个体代理人决策的洞察力。自相似层次形式主义将个人视为自己的系统,其决策来自一个自然过程,最终由许多甚至相互冲突的力量驱动。然而,这种自然化的经济活动观并不否认自由意志但意识到它受到轴承自由能配置的限制。

补充材料

补充文件1

致谢

我们感谢Leena Kekäläinen和Igor Matutinovic启发性的讨论和有益的建议。

附录

能量传递系统的演化可以通过计算每个实体来模拟j个人口变化率德国j个/日期使用流量方程方程3.5。通过分配所有实体来确定系统的启动状态j个具有初始值N个j个,以及G公司j个并定义了内生性和外生性jk公司-带速率的变换σjk公司环境的初始状态同样由实体的数量定义N个k个用能量G公司k个和能量Δjk公司与系统中的反应耦合。初始自由能项A类jk公司计算并用于驱动人口变化ΔN个j个时间步长Δt吨随后,更新所有驱动力,并再次用于推动人口变化的下一步。当阶跃Δt吨保持较短,力不会突然改变,系统仍具有足够的统计特性,可以用共同的平均能量密度来描述k个B类。通过这种方式,模拟的进化逐步推进,而熵(方程3.6)作为状态度量,仅受监控。模拟接近一个动态平稳状态,其中种群在自由能最小值附近波动。通过改变速率可以获得具有代表性的非确定性过程集合σjk公司(随机)。
一般来说,非确定性过程的模拟不会在多项式时间内完成。计算时间随着基本构建块数量的增加而迅速增加N个1(稳定实体)和可用jk公司-转换。当使用PC时,一个简单的暴力模拟从10开始5基本的积木将到达一个静止状态的隔断外壳102 j个-隔夜上课。据推测,通过绘制自由能景观并沿最佳下降方向引导路线的算法,可以改善收敛性。

工具书类

  1. 达尔文,C。论物种起源; 约翰·默里:英国伦敦,1859年。[谷歌学者]
  2. T.R.马尔萨斯。人口原则对未来社会进步的影响及戈德温、康多塞特等作家的思考; 约翰·默里:英国伦敦,1798年。[谷歌学者]
  3. A.史密斯。国富的本质及其成因探析; W.Strahan和T.Cadell:英国伦敦,1776年。[谷歌学者]
  4. Brebner,J.B.Laissez——十九世纪英国的公平与国家干预。《经济学杂志》。历史。 1948,8, 59–73. [谷歌学者] [交叉参考]
  5. 自由贸易理论的当前立场。美国经济协会出版物 1904,6, 29–65. [谷歌学者]
  6. 夏尔马,V。;Annila,A.自然过程——自然选择。生物物理学。化学。 2007,127, 123–128. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  7. 凯拉,V.R.I。;Annila,A.行动最少的自然选择。程序。R.Soc.A.公司。 2008,464, 3055–3070. [谷歌学者] [交叉参考]
  8. Tuisku,P。;佩努,T.K。;Annila,A.根据时间。程序。R.Soc.A.公司。 2009,465, 1173–1198. [谷歌学者] [交叉参考]
  9. 涌现吸引子和最大熵产生定律:一般进化理论的基础。系统。物件。 1989,6, 187–198. [谷歌学者] [交叉参考]
  10. Ulanowicz,R.E。;《生命与熵的产生》,B.M.Hannon著。程序。R.Soc.B公司 1987,232, 181–192. [谷歌学者] [交叉参考]
  11. 布鲁克斯,D.R。;首席执行官Wiley。作为熵的进化:走向统一的生物学理论第2版。;芝加哥大学出版社:芝加哥,伊利诺伊州,美国,1988年。[谷歌学者]
  12. Salthe,S.N.公司。发展与进化:生物学的复杂性与变化; 麻省理工学院出版社:美国马萨诸塞州剑桥,1993年。[谷歌学者]
  13. 施耐德,E.D。;凯,J.J.《生命是热力学第二定律的体现》。数学。公司。模型。 1994,19, 25–48. [谷歌学者] [交叉参考]
  14. 松野,K。;Swenson,R.热力学在当前渐进模式及其在生命起源背景下的作用。生物系统 1999,51, 53–61. [谷歌学者] [交叉参考]
  15. 布鲁克斯,D.R.有机体的本质:生命拥有自己的生命。程序。纽约学院。科学。 2000,901, 257–265. [谷歌学者] [交叉参考]
  16. 罗伦茨,R.D.行星,生命和熵的产生。国际天文生物学杂志。 2002,1, 3–13. [谷歌学者]
  17. Dewar,R.非平衡稳态中涨落定理、最大熵产生和自组织临界的信息论解释。《物理学杂志》。A: 数学。消息。 2003,36, 631–641. [谷歌学者] [交叉参考]
  18. 雷恩,A。;Foster,J。;Potts,J.新熵定律与经济过程。经济。复杂。 2006,, 354–360. [谷歌学者] [交叉参考]
  19. 乔治斯库·罗根(Georgescu-Roegen),N。分析经济学; 哈佛大学出版社:美国马萨诸塞州剑桥,1967年。[谷歌学者]
  20. Jaynes,E.T.信息理论和统计力学。物理学。版次。 1957,106, 620–630. [谷歌学者] [交叉参考]
  21. R.R.纳尔逊。;S.G.温特。经济变化的进化论; 哈佛大学出版社:剑桥,马萨诸塞州,美国,1982年。[谷歌学者]
  22. Paltridge,G.W.最大耗散的气候和热力学系统。自然 1979,279, 630–631. [谷歌学者] [交叉参考]
  23. 康宁,P.A。;Kline,S.J.《热力学、信息和生命重访》,第二部分:“热力学”和“控制信息”。系统。物件。 1998,15, 453–482. [谷歌学者] [交叉参考]
  24. 伯利,P。;J.福斯特。经济学和热力学——经济分析的新视角; Kluwer学术出版社:荷兰多德雷赫特,1994年。[谷歌学者]
  25. 陈,J。经济学的物理基础——分析热力学理论; 《世界科学:新加坡》,2005年。[谷歌学者]
  26. Ruth,M.对经济过程分析的热力学见解。非平衡热力学与熵的产生; Kleidon,A.,Lorenz,R.,编辑。;施普林格:德国海德堡,2005年;第243-254页。[谷歌学者]
  27. Jenkins,A.D.热力学与经济学。在线可用:http://arXiv.org/abs/cond-mat/0503308v1(2009年10月15日访问)。
  28. Mantegna,R.N。;斯坦利阁下。经济物理学导论:金融中的相关性和复杂性; 剑桥大学出版社:英国剑桥,2000年。[谷歌学者]
  29. 贾科拉,S。;夏尔马,V。;Annila,A.手性共识的原因。货币。化学。生物。 2008,2, 53–58. [谷歌学者]
  30. 贾科拉,S。;El-Showk,S。;Annila,A.基因组多样性背后的驱动力。生物物理学。化学。 2008,134, 232–238. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  31. Grönholm,T。;Annila,A.自然分布。数学。Biosci公司。 2007,210, 659–667. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  32. Würtz,P。;Annila,A.多样性关系的根源。《生物物理学杂志》。 2008,2008. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  33. 卡纳尼,M。;Annila,A.Gaia又来了。生物系统 2009,95, 82–87. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  34. 夏尔马,V。;凯拉,V.R.I。;Annila,A.蛋白质折叠是一个进化过程。物理 2009,388, 851–862. [谷歌学者] [交叉参考]
  35. Würtz,P。;Annila,A.生态演替是一个能量扩散过程。物理A 2009,(正在印刷中)。[谷歌学者]
  36. Annila,A。;Kuismanen,E.能源扩散产生了自然层次。生物系统 2009,95, 227–233. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  37. Annila,A。;Annila,E.为什么会出现生命?国际天文生物学杂志。 2008,7, 293–300. [谷歌学者] [交叉参考]
  38. Landauer,R.信息是物理的。物理学。今天 1991,五月, 23–29. [谷歌学者] [交叉参考]
  39. Landauer,R.通信中的最低能耗要求。科学类 1996,272, 1914–1918. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  40. 卡纳尼,M。;帕卡·科宁,K。;Annila,A.信息的物理特性。程序。R.Soc.A.公司。 2009,465, 2155–2175. [谷歌学者] [交叉参考]
  41. 库尔巴克,S。信息论与统计学; 威利:美国纽约州纽约市,1959年。[谷歌学者]
  42. Dragulescu,A.A。;Yakovenko,V.M.英国和美国财富和收入的指数和幂律概率分布。物理A 2001,299, 213–221. [谷歌学者] [交叉参考]
  43. J.W.吉布斯。J.Willard Gibbs的科学论文; 牛弓出版社:伍德布里奇,康涅狄格州,美国,1993-1994。
  44. Kondepudi,D。;我·普里戈金。现代热力学; 威利:美国纽约州纽约市,1998年。[谷歌学者]
  45. 阿特金斯,P.W。;德保拉,J。物理化学,第8版。;牛津大学出版社:美国纽约州纽约市,2006年。[谷歌学者]
  46. Carnot,S.《关于火的动力的思考》(1824)。萨迪·卡诺(Sadi Carnot)对火的动力的思考,以及E.Clapeyron和R.Clausius关于Termodynamics第二定律的其他论文; Mendoza,E.,编辑。;彼得·史密斯:格洛斯特,马萨诸塞州,美国,1977年。[谷歌学者]
  47. Salthe,S.N.《层次理论原理概述》。通用系统。布告栏 2002,31, 13–17. [谷歌学者]
  48. Salthe,S.N.工作的自然哲学。 2007,9, 83–99. [谷歌学者] [交叉参考]
  49. 拉文达,B.H。非平衡统计热力学; 约翰·威利父子公司:美国纽约州纽约市,1985年。[谷歌学者]
  50. de Groot,S.R。;马祖,P。非平衡热力学; 北荷兰出版公司:荷兰阿姆斯特丹,1962年。[谷歌学者]
  51. 吉亚马蒂,I。非平衡热力学; 施普林格:德国柏林,1970年。[谷歌学者]
  52. R.M.古德温。社会主义、资本主义和经济增长的增长周期; Feinstein,C.H.,编辑。;剑桥大学出版社:英国剑桥,1967年。[谷歌学者]
  53. A.J.洛特卡。数学生物学基础; 多佛:美国纽约州纽约市,1925年。[谷歌学者]
  54. 瓦奇,P。;古德堡,C.M。关于亲和力的研究; (Forhandlinger 35);Videnskabs-Selskabet i Christiana:挪威奥斯陆,1864年。[谷歌学者]
  55. Gouy,L.G.Sur L’energie可利用。J.de Physique博士 1889,8, 501–518. [谷歌学者]
  56. A.斯托多拉。蒸汽轮机和燃气轮机; 麦格劳·希尔:美国纽约州纽约市,1910年。[谷歌学者]
  57. 欧文,D.R。热力学数学基础第一课程; 斯普林格·弗拉格:美国纽约州纽约市,1984年。[谷歌学者]
  58. Lucia,U。概率、遍历性、不可逆性和动力系统。程序。R.Soc.A公司 2008,464, 1089–1104. [谷歌学者] [交叉参考]
  59. 罗森茨威格,M.L。物种时空多样性; 剑桥大学出版社:英国剑桥,1995年。[谷歌学者]
  60. 普里戈金,I。;Wiame,J.M.Biologie et thermodynamic des prevenomes inreversables.《生物与热力学不可逆现象》。Experientia公司 1946,2, 451–453. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  61. Chaisson,E.J.《能源使用的全球长期供暖》。EOS交易Am.Geophys。工会 2008,89, 253–255. [谷歌学者] [交叉参考]
  62. 彭加雷,J.H.Sur le problème des trois corps et les quations de la dynamicque。M.Lindstedt研究的分歧。数学学报 1890,13, 1–270. [谷歌学者]
  63. 洛伦茨,E.N.确定性非周期流。J.大气。科学。 1963,20, 130–141. [谷歌学者] [交叉参考]
  64. S.H.斯特罗加茨。非线性动力学和混沌及其在物理、生物、化学和工程中的应用; 威斯特维尤:剑桥,马萨诸塞州,美国,2000年。[谷歌学者]
  65. M.R.加里。;D.S.约翰逊。计算机与难治性。NP-完备性理论指南; 弗里曼:美国纽约州纽约市,1999年。[谷歌学者]
  66. Noether,E.不变变分问题。全国生理残障咨询委员会。v.d.格式。d.Wiss zu Goettingen,Mathphys。克拉斯 1918, 235–257. [谷歌学者]不变变化问题。运输。理论统计物理。 1971,1, 183–207.
  67. 斯托基,N.L。;卢卡斯,R.E。;普雷斯科特,E.C。经济动态的递归方法; 哈佛大学出版社:剑桥,马萨诸塞州,美国,1989年。[谷歌学者]
  68. 西普瑟,M。计算理论导论; PWS出版社:美国纽约州纽约市,2001年。[谷歌学者]
  69. Swenson,R.《末端导向物理学与进化秩序:消除一的人口问题》。复杂系统的控制论:自我组织、进化与社会变革; Geyer,F.,编辑。;Intersystems出版物:萨利纳斯,加利福尼亚州,美国,1991年。[谷歌学者]
  70. 雅各布·F·进化与修补。科学类 1977,196, 1161–1166. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  71. Eldredge,N。;S.J.古尔德。古生物学模型; 肖普夫,T.J.M.,编辑。;库珀·弗里曼:美国加利福尼亚州旧金山,1972年;第82–115页。[谷歌学者]
  72. 斯涅彭,K。;贝克·P。;Flyvbjerg,H。;Jensen,M.H.进化是一种自组织临界现象。程序。国家。阿卡德。科学。美国。 1995,92, 5209–5213. [谷歌学者] [交叉参考] [公共医学]
  73. 美国威特(Witt,U.):自我组织与经济——有什么新特点?结构。改变经济。发电机。 1997,8, 489–507. [谷歌学者] [交叉参考]
  74. J.M.李。平滑流形简介; 施普林格出版社:美国纽约州纽约市,2003年。[谷歌学者]
  75. 卡罗尔,S。时空与几何:广义相对论导论; 艾迪森·卫斯理:伦敦,英国,2004年。[谷歌学者]
  76. Bejan,A。;Lorente,S.自然界构型生成的构造理论。J.应用。物理学。 2006,100, 1–27. [谷歌学者] [交叉参考]
  77. 温伯格,S。引力和宇宙学,广义相对论的原理和应用; 威利:美国纽约州纽约市,1972年。[谷歌学者]
  78. Salthe,S.N.公司。进化的层次系统:它们的结构和表示; 哥伦比亚大学出版社:美国纽约州纽约市,1985年。[谷歌学者]
  79. Margulis,L.共生的遗传和进化后果。实验寄生虫。 1976,39, 277–349. [谷歌学者] [交叉参考]
  80. 布朗,W.L。;Wilson,E.O.字符置换。系统。Zool(动物园)。 1956,5, 49–64. [谷歌学者] [交叉参考]
  81. Salthe,S.N.动态层次结构中新层次的起源。 2004,6, 327–343. [谷歌学者] [交叉参考]
  82. 案例,K.E。;R.C.费尔。经济学原理; 普伦蒂斯·霍尔:上马鞍河,新泽西州,美国,2004年。[谷歌学者]
  83. M.哈里斯。文化唯物主义——文化科学的斗争; 兰登书屋:美国纽约州纽约市,1979年。[谷歌学者]
  84. 布洛克,W.A.经济学中的缩放:读者指南。Ind.Corp.变更 1999,8, 409–446. [谷歌学者] [交叉参考]
  85. Chave1,J。;Levin,S.生态和经济系统中的尺度和尺度。环境。资源。经济。 2003,26, 527–557. [谷歌学者] [交叉参考]
  86. Verhulst,P.F.Recherches matiques sur la loi d'accroissement de la population(P.F.韦尔赫斯特,P.F)重新研究了人口的数学问题。努夫。梅姆。阿卡德。罗伊。科学。贝莱斯利特。布鲁塞尔 1845,18, 1–38. [谷歌学者]
  87. P·萨缪尔森。经济分析基础; 哈佛大学出版社:美国马萨诸塞州剑桥,1947年。[谷歌学者]
  88. 菲利普斯,A.W.英国1861-1957年失业与货币工资变化率之间的关系。经济学刊 1958,25, 283–299. [谷歌学者]
  89. 林伯特,E。;西澳州斯塔尔。;Abbt,M.《科学中的对数正态分布:关键和线索》。生物科学 2001,51, 341–352. [谷歌学者] [交叉参考]
  90. Anderson,C.长尾。有线 2004,十月. [谷歌学者]
  91. 2006年经济调查收入数据; 美国人口普查局,住房和家庭经济统计司:华盛顿特区,美国,2007年。
  92. 桑德鲁姆,R.M。欠发达国家的收入分配; 劳特利奇:英国伦敦,1992年。[谷歌学者]
  93. 收入分配手册; 阿特金森,A.B。;Bourguignon,F.(编辑)Elsevier:荷兰阿姆斯特丹,2000年;第1卷。
  94. 库兹涅茨,S.经济增长与收入不平等。美国经济。版次。 1955,45, 1–28. [谷歌学者]
  95. 西尔瓦,A.C。;Yakovenko,V.M.,1983-2001年美国“热”和“超热”收入阶层的时间演变。欧洲鱼。莱特。 2005,69, 304–310. [谷歌学者] [交叉参考]
  96. Tsallis,C.Boltzmann-Gibbs统计的可能推广。《统计物理学杂志》。 1988,52, 479–487. [谷歌学者] [交叉参考]
  97. 福登堡,D。;蒂罗尔,J。博弈论; 麻省理工学院出版社:美国马萨诸塞州剑桥,1991年。[谷歌学者]
  98. J.E.洛夫洛克。盖亚时代; 牛津大学出版社:英国牛津,1988年。[谷歌学者]
  99. M.J.奥斯本。博弈论导论; 牛津大学出版社:英国牛津,2004年。[谷歌学者]
  100. J.D.波茨。新的进化微观经济学; 爱德华·埃尔加:英国切尔滕纳姆,2000年。[谷歌学者]
  101. Matutinović,I.商业周期的微观经济基础:从制度到自动催化网络。《经济学杂志》。问题。 2005,39, 867–898. [谷歌学者]
  102. “柠檬”市场:质量不确定性和市场机制。Q.J.经济。 1970,84, 488–500. [谷歌学者] [交叉参考]

分享和引用

MDPI和ACS样式

Annila,A。;萨尔特,S。能源分散导致经济发展。 2009,11, 606-633.https://doi.org/10.3390/e11040606

AMA风格

Annila A,Salthe S。能源分散导致经济发展。. 2009; 11(4):606-633.https://doi.org/10.3390/e11040606

芝加哥/图拉宾风格

安妮拉、阿尔托和斯坦利·萨尔特。2009年,“能源分散导致经济发展”11,编号4:606-633。https://doi.org/10.3390/e11040606

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