聚散原理——可持续发展的一般理论，本文主要内容关键词为：可持续发展论文,原理论文,理论论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N061.3 文献标识码：A文章编号：1005—6408（2006）02—0052—06
迄今为止，我们对系统的研究都侧重于系统的信息输入、输出以及反馈，侧重于描述系统的结构、功能和稳定性，[1] 很少关注系统能量（或物质）的输入和输出对系统的影响。对于生命系统来说，维持生存是根本目的。所以生命系统的信息收集、利用、反馈以及结构调整和功能保持，都是为了系统的生存或寿命延续。而维持生命系统生存最重要的因素就是“负熵”或者能量[2]。倘若没有能量的维持，生命要不了多久就会死亡。事实上，对能量或物质的依赖并不只限于有机生命系统，具有耗散结构的无机自组织系统也离不开能量，否则系统将趋向熵增，这意味着死亡；即使是一般的无机系统，它也是由基本物质材料构成的，如果不进行必要更新，系统也会因材料老化而崩溃。
因此，不论是生命系统还是无生命系统，都依赖物质或能量，都有一个诞生、成长、壮大、衰败和死亡的过程。天体、生物、家庭、村落、公司及国家等都不能离开物质和能量而生存，不能逃脱由生到死这样一个循环运动过程。所以，从广义上讲，无机非生命系统也有寿命。
然而，不同的系统或对象从生到死走过的历程各不相同。即使是相似的系统，它们的寿命有时也会有很大的差异。同样是一粒种子，经过播种、浇水、施肥和护理，有的能长成参天大木，有的则很快夭折；同样是人，有的寿至百岁，有的英年早逝；有的公司一成立就倒闭，有的则数世不衰。一棵树、一个人、一个公司、一个国家……都可以看作是一个系统，那么，这些系统的兴衰或者寿命是由什么决定的呢？
从辩证法的观点来看，系统的兴衰不外乎内因和外因两个因素。但是，不同的系统和环境有着迥然的内因和外因，我们的研究不是为了寻找这些具体的内因和外因，而是要深究外因和内因是如何相互作用的，以便能够找到一个普适的理论或模型。
本文通过对各种系统的探讨，力图找出系统发展和衰败的一般原因，从而建立起系统可持续发展的一般理论。
1 聚集与扩散
我们知道，一个与外界没有物质和能量交换的孤立系统，其熵必然趋向增大。这将导致系统走向死亡。所以，系统要保持生机与活力，就必须不断地与外界交换物质和能量。因此，任何一个有生机的系统都在与外界进行物质和能量交换。交换的实质就是系统物质和能量的聚集与扩散。物质和能量由系统之外进入系统就是系统的聚集运动，它导致系统物质或能量在量的方面增加。物质和能量由系统之内逃逸到系统之外或在系统内进行再分配就是系统的扩散运动，扩散运动则导致系统物质（或能量）在量的方面减少或质的方面发生变化。
1.1 聚集运动
聚集运动为系统发展和上升提供了能量，是保证系统由小到大，由无序到有序，由简单到复杂，由低级到高级运动的必要条件。一个受精卵之所以能够发育成为一个较大的成体，就在于它在不断地从环境摄取它所需要的各种营养物质；一个小村庄发展成为一个大都市，一粒星子发展成为一颗巨大的恒星等等，就在于它们都能够不断地聚集物质。生物如果不聚集能量，就会不断消瘦并逐渐走向死亡；城市如果不经常性地输入必需的物资，就会逐渐走向崩溃。如果没有聚集运动，宇宙就不可能形成恒星、行星等天体，生命和人类也不会诞生。所以，聚集运动是系统的一个基本属性。宇宙的一切系统无不在进行着聚集运动。恒星聚集宇宙尘埃，大海吸纳江河，植物汲取养分，动物采摘果实、捕获猎物，人类积聚财富……聚集是宇宙一切发展的动力。
系统通过聚集运动而获得物质和能量，可以导致其发生质的变化，或者用热力学的语言讲就是导致系统“熵”的减少（有序性增强）。我们的地球，最初是一个均匀松散的球体，随着地球不断地吸收和聚集星云物质，地球开始融化，物质进行重组，由是其结构和功能发生了质的变化，其表面积聚了大量的水，周围形成了一层厚厚的大气，为生命的诞生提供了必要的条件。一个城市在发展初期，资金不足，道路破损，乱搭乱盖严重，规划水平低下，往往给人以乱的感觉。但是，随着城市对财富（资本）的不断聚集，城市的发展就会不断地发生变化，当一个城市的资金聚集达到一定程度时，人们就会着手对城市进行改造，从而使整个城市的道路和房屋建设以及整个规划水平焕然一新。
如果系统聚集运动速率太慢，就得不到及时的物质和能量供给，整个系统的发育和成长将受到影响和制约。植物如果不能及时聚集肥料和水分，它就会枯萎；一个城市或国家如果与外界隔绝，不聚集必要的物资，就会走向衰败。在20世纪80年代末，伊拉克还是一个繁华的国度，可是在90年代初，由于国际社会对其进行封锁和制裁，使该国石油不能出口，各种物资也不能进入，结果一下子成为中东地区最穷的国家之一。
当然，如果系统聚集运动速率太快，也不利于系统的健康发展，甚至会导致系统走向衰败或死亡。在自然界里，那些生长缓慢的植物（如银杏等）和动物（如乌龟等）的寿命都比较长，而那些生长较快的动植物（如牛、梧桐等）的寿命大多较短，原因就在于此。系统的聚集具有选择性。每个系统都是根据系统的目的来选择聚集的物质和能量对象的。例如，行星聚集的是物质；植物聚集的是肥料、水分、阳光和二氧化碳；动物聚集的是食物；人类聚集的则是财富。系统的选择性越强，或者说系统选择的对象越精确，系统就越复杂（高级）。
1.2 扩散运动
扩散运动是保证系统不断进行代谢的前提，是系统进行自我调节和在系统内部建立淘汰机制的动力。扩散运动与聚集运动一样，也是系统的一个基本属性。恒星在放射光芒的同时，也把无数粒子和大量能量扩散出去了；地球的外层也有大气在不断地逃逸；植物在不停地蒸发水分、呼出二氧化碳；动物除了呼出二氧化碳之外，还在不断地排泄粪便……系统通过扩散运动能够排出废弃的物质或淘汰系统内部不适应的部分，使系统能够不断地适应环境的变化。
扩散运动有两种：一是内扩散运动，一是外扩散运动。内扩散运动就是系统将聚集的物质和能量均匀地分配（扩散）到系统内部各个部分的运动；外扩散运动就是系统内部物质或能量扩散到系统之外的运动。例如，植物的根部吸收养料和水分后，通过木质部把这些养料运输到植物的各个部分，就是内扩散运动；通过蒸发作用，植物的水分逃逸到空中，冬天里，叶子散落地上等等，就是外扩散运动。
内扩散运动可导致系统结构的变革，它是系统由量变走向质变的根本动力。如果没有内扩散运动，系统的聚集只是量的堆积，系统永远也不会发生质的变化。同时，系统内部的扩散运动，也是协调内部各个子系统的关系，保持系统内部平衡、和谐和整个系统稳定的前提。系统只有维持了内部的稳定与和谐，才能形成活力，继续发展壮大。一个公司是一个大系统，它作为一个整体在不断地从市场聚集财富，然后按贡献大小将这些财富的一部分分配给公司的员工，以此来维持员工的生活，保持员工的体力和智力以及调动员工的积极性。所以，发工资就是公司的一种内扩散运动。这种扩散运动对于稳定员工队伍，增强公司的凝聚力至关重要。如果一个公司把聚集的资金全部用于扩大再生产，不给员工发工资或发给员工很少工资，那么就会引起员工的不满甚至罢工，从而影响公司的进一步发展。
外扩散运动是系统进行吐故纳新和淘汰不适应部分的一种机制。一个系统如果这一机制不健全，那么系统就会不稳定甚至会走向衰败。
1.3 系统的兴衰
聚集和扩散运动是一切系统的基本属性。聚集是扩散的前提和保证，没有聚集的扩散运动是不可长久的运动，是走向衰退和死亡的运动；扩散是聚集的源泉和动力，没有扩散的聚集同样是短命的。所以，任何一个有生机的系统，都是聚集和扩散运动的统一体。在一般情况下，系统的聚集速率与扩散速率是不相等的。如果一个系统的聚集速率（U[,j]）大于该系统的外扩散速率（U[,k]），那么该系统就是一个正在发展壮大的系统。换句话说，聚集速率大于外扩散速率（U[,j]＞U[,k]），是系统发展壮大的前提条件。
城市是一个系统，对于这个系统来说，如果平均每天进入的资源（包括物资、资金和人才等）大于其输出的资源，那么城市就在发展壮大；反之，城市就在萎缩、衰败。一个生态系统中某一物种的数量，如果没有其他因素的阻呆滞，那么依据马尔萨斯的等比级数增加定律，则有
dN／dt＝（b－d）N
式中b是出生率，d是死亡率，N是种群总数，t为瞬间时间。[3]
对于种群来说，出生就是聚集运动，死亡就是扩散运动。某一时刻种群个体的增长速率取决于种群的总数以及其出生率和死亡率。在上式中，如果b＞d，那么种群就呈增长趋势，如果b＜d，那么种群就呈萎缩趋势，如果b＝d，那么种群就呈稳定状态。
1.4 聚散原理
聚集和扩散是两种十分普遍的运动现象。天体的形成和毁灭、动植物的生老病死、城市的兴衰、云朵的聚散……在宇宙中，几乎找不出一个不作聚集和扩散运动的物体（或系统）。一个物体（或系统）只要有生有死，只要与外界有物质或能量交换，就存在着聚集和扩散运动。
研究发现：在任何系统中，都存在着聚集和扩散运动，如果系统的聚集速率大于（外）扩散速率（U[,j]＞U[,k]），那么系统就会趋向发展和壮大；如果系统的（外）扩散速率大于聚集速率（U[,j]＜U[,k]），那么系统将趋向萎缩和衰败。系统的内扩散速率决定着系统内部的结构调整和质变，系统的发展速率（U[,j]－U[,k]）只有与系统的结构和系统与环境的关系相适应，系统才能持续发展下去；当系统发展过慢时，就会落后于环境对系统的要求，使系统在竞争中处于不利地位，当系统发展过快时，就会打乱内部的秩序或打破环境平衡，使内部的结构调整跟不上系统整体发展（形势）的变化或与周围环境不协调，这两种情况都会导致系统走向萎缩和衰败。这就是系统运动必须遵循的聚散原理。
例如，一片空地上生长着若干梧桐苗，在这些梧桐苗之间有依存和竞争关系。众多梧桐苗一起生长，可以依靠集体的力量抵御风力的侵袭，抗击病虫害等，这比单株树苗独自生长具有优势；但是，一定空间里的阳光、水分和养分是有限的，在一起生长的树苗必须为争夺这些稀缺资源而竞争。在竞争中，长得快、长得高的树苗将能获得较多的阳光、水分和养分。获得较多的阳光、水分和养分，将使树苗长得更快、更高，使之在竞争中处于更有利的地位，渐渐地它们就会长成参天大树。反之，梧桐苗就会在竞争中处于劣势，跟不上那些占优势梧桐的生长，结果它们生长的阳光被遮挡，水肥被掠夺，这样梧桐苗会进一步消瘦。所以，一般说来，能够快速生长的梧桐，就有可能抢走其它梧桐的阳光、水分和养分，从而扼制其它梧桐的生长，使自己在竞争中保持优势。一些得不到足够阳光、水分和养分的梧桐将会被淘汰。
某一梧桐要保持对其他梧桐的生长优势，就必须更多更快地从周围环境聚集阳光、水分和养分。这就要求梧桐必须把聚集来的物质和能量更多地用于生长根系和枝叶，因为阳光、水分和养分都是由根系和枝叶来吸收的。同时，梧桐还要长得更高才能更好地争夺阳光。这就是说，树干长得更高，枝叶长得更茂，根系长得更发达，在竞争中就越处于有利地位。所以，我们经常看到，树木拥挤地方的树大多长得挺拔细长，而生长在莽莽原野上的独株树木一般都长得粗矮敦实。
然而，梧桐长得快、长得高，并非总是有利的。第一，如果枝叶多了，根系较少，那么由根系吸收和输送的营养就不能满足光合作用的需要，从而影响树木的生长；不仅如此，另外由于根系较少而枝叶茂盛，使树木显得头重脚轻，很容易被大风或动物所毁坏。第二，如果根系较多而枝叶较少，那么“原材料”虽然能够保证，但碳水化合物的“生产车间”就会显得不足，同样会抑制树木生长。第三，要保证树木的根系和枝叶都很发达，而且又能长得“出人头地”，则只有使主干长细一点，保持“苗条”体形。但是，这样的树木很容易被大风或野兽折断。
因此，一株树木要在竞争中保持优势，并持续生长下去，则必须保持各个部分的协调生长。根系、主干和枝叶等部分必须匹配，任何一个方面生长快了或慢了，都会影响树木整体生长和生存。
2 系统的可持续发展
2.1 凝聚力和离散力
一个系统之所以能够形成并不断地生长或者发展壮大，原因就在于每个系统都有一个共同的目的或者核心，系统的各个部分或者说每个子系统都忠于这个目的或核心，服务于这个目的或核心，从而形成一种系统凝聚力，保持系统各个部分的紧密结合和协调发展。譬如，一个有机体系统的共同目的就是不断地“吃”进“负熵”，以维持系统的稳定，保持系统的活性；一个公司的目的就是获得利润，以此来保证员工工资和公司正常运转以及发展。这里有机体和公司都有一种凝聚力，正是这种凝聚力存在，保证了有机体各个部分和公司员工能够既有分工，又有协作，不断地为系统生存和发展贡献自己的力量。
但是，系统各个部分或子系统在忠于整个系统大目的的同时，又都有各自不同于系统整体大目的的小目的。只是在多数情况下，小目的与大目的之间没有根本的矛盾冲突，小目的一般都服从于大目的，但是，在有些时候，小目的会与大目的发生碰撞，甚至形成十分尖锐的对立，从而在系统内部形成一种与凝聚力相反的离散力。这种离散力的出现，轻则使系统出现动荡和不稳定，重则导致系统崩溃。
自然界和人类社会中的许多系统解体的根本原因就在于系统内部出现了这种离散力。人的身体是由一百亿个细胞组成的聚合体，每个细胞都支持肌体的整体利益，同时它们又都在为各自的利益而行动。譬如我们身上的一个皮肤细胞，它在尽一个皮肤细胞的职责：吸收各种营养，排出废物，保护皮肤，并作为一个皮肤细胞而不断地代谢更新和复制。它既不同于脑细胞所执行的功能，又不同于血液细胞所执行的功能。它只是为了自身的利益——不断地繁殖更新以及把基因遗传下去而工作。这就要求它必须与肌体的其他细胞进行合作，因为只有整个肌体生存下去，它才能生存下去。因此，它自身的利益也是身体中其他细胞的共同利益，只要把自己的工作做好了，它就是为整个肌体的生存做出了贡献。然而，既然肌体的每一个细胞都要繁殖和更新，而肌体中的养分不可能是无限可用的，所以，各个细胞之间也存在着为了繁殖的竞争。不过，在一般情况下，我们体内的细胞都能安分守己，服从大局，维护肌体整体的生存，不会因为一己私利而大动干戈。然而，有时某些细胞在一些特定的条件下，其“自私”的一面可能被诱发出来，这时它们就不顾肌体的整体利益，不停地“巧取豪夺”体内的“原材料”，无限制进行自我繁殖，结果牺牲了其他细胞利益，导致整个肌体失衡，最终使大家同归于尽。这些疯狂自我繁殖的细胞就是我们通常所说的癌细胞。
所以，所谓的癌细胞只不过是我们体内的一些普通细胞，只是由于它们“自私”的欲望膨胀，在肌体内产生了离散力，破坏了肌体平衡，导致肌体生病。
因此，在系统中，离散力与凝聚力是一对矛盾。凝聚力是保证系统形成、生存和发展的前提，但离散力也并非后生的。在任何系统中，凝聚力和离散力是与系统同时存在的，两种力在系统中相互作用、相互依存、相互制约。系统的涨落就是凝聚力和离散力相互斗争的结果。当凝聚力在系统中占主导地位时，系统就能够生存和发展，当离散力在系统中占主导地位时，系统就趋向衰败和崩溃。
2.2 可持续发展的条件
可持续发展不仅是一个社会经济问题，也是一切系统都存在的共性问题。人类社会、生态系统、种群、个体以及国家、公司等各种系统都有一个诞生、成长、壮大、衰退和死亡的过程。如何延长这一过程的时间，亦即怎样使系统长时间地保持在成长和壮大期，延缓系统进入衰退和死亡的时间，就是我们所说的可持续发展的问题。
前面讲过，系统要发展壮大，其聚集速率必须大于扩散速率（U[,j]＞U[,k]）。但是这只是一个必要条件，不是充分条件。要保证系统发展或者能够持续发展，仅仅有聚集速率大于扩散速率是远远不够的。一个系统要保持持续发展势头，则必须满足以下几个条件：
第一，系统内部结构必须与其聚集速率或者说系统的发展速率相一致。一般说来，发展或生长着的系统，其结构时时刻刻都在发生变化。这种变化是自发的，是系统适应环境的一种自我调节。而系统内部结构的变化或调整是通过系统的内部扩散运动提供的物质和能量来实现的。所以，如果内扩散速率与系统的聚集速率不相一致，那么，就不可能保证系统的内部结构与其聚集速率相一致。这样，系统就会由盛到衰。
第二，系统作为一个整体其内部结构必须与其所在的环境相协调。任何系统的发展都离不开环境的支撑。首先，系统需要从环境吸取物质或能量，以维持系统的生存和发展。如果环境中物质和能量贫乏，不能保证系统的生存和发展需要，系统就不可能长久地生存和发展下去。譬如，我们在养花时，如果不经常更换花盆的土壤和向花盆里添加肥料和水分，花盆里的花很快就会枯死。其次，系统的发展要受环境中其他各竞争系统影响和制约。如果系统发展慢了，将受到取得竞争优势对手的抑制，甚至被扼杀（如前面讲到的梧桐的生长竞争）；如果系统发展快了，将得不到环境的支持，也会导致灭顶之灾。例如，一个汽车集团发展快了，与之相匹配的配件公司的生产或者消费者的消费水平就有可能跟不上，则可能导致该汽车集团衰退。
由此可见，系统的聚集（或发展）速率必须与其内部结构的调整、环境的变化相协调。如果系统的内部结构与其聚集（或发展）速率不相协调，或者系统作为一个整体它的结构与环境不相适应，较快的聚集速率反而会加速其灭亡。这样的事例在自然界比比皆是。例如，以桉树叶为食的澳洲木虱，在一般情况下，种群密度很低，只维持在低水平上波动。但是，有时木虱也能偶然“逃脱”自然因素的制约，迅速增殖，种群密度呈几何级数增长，出现种群大爆发。桉树叶被吃光，成虫失去产卵的地方，于是种群密度很快就会由于饥饿、疾病等因素的作用而猛然下降，出现种群崩溃。[4] 研究表明，在生态系统中，有一个普遍的现象，那就是如果一个物种发展很快，一下子繁荣起来，那么，接下来的就很可能是该物种迅速走向衰败，甚至灭绝。地质历史时期绝大多数灭绝事件都始于灭绝生物迅速发展并走向鼎盛之时。三叶虫、笔石、鹦鹉螺和恐龙等生物的灭绝无一例外都是这样。[5]
在社会经济生活中也大量地存在着类似现象。一些国家往往是在发展到鼎盛的时候便开始走向衰退、灭亡，如秦王朝、日耳曼帝国、前苏联等等；历史上资本主义的每一次经济危机，也都发生在经济生活的鼎盛期之后。从20世纪80年代开始，东南亚经济迅速发展，成为引人注目的世界新的经济增长点。可是，在1998年的金融危机中，这些昔日的亚洲经济“小虎”却从此一蹶不振。
如果用x表示系统的聚集速率，y表示系统的扩散速率，z表示系统的结构情况，w表示系统与环境的关系，u表示系统正常发展（生长）速率，那么就应该有：
u＝f（x，y，z，w）
也就是说，要保持系统可持续发展，系统的发展速率必须与其聚集速率、扩散速率以及其内部结构和环境条件相适应。
2.3 竞争与协同
竞争既是系统发展的一种压力，也是一种动力。如果没有竞争，系统将产生惰性，并最终走向萎缩。自然界中处处存在着竞争。物竞天择，适者生存。正是有以竞争为核心的自然选择的作用，生命才得以不断进化，世界才变得丰富多彩。竞争既存在于系统与系统之间，也存在于系统内部。适当的竞争可以加快系统的发展和进化。
然而，竞争也是一把双刃剑。过度的竞争不仅不会加速系统的发展，而且还会导致系统的毁灭。譬如，前面讲到的那片梧桐，如果每一株梧桐都尽其所能地开展竞争，那么，由于树干不能吸收养分，只起到支撑枝叶的作用，所以，梧桐就会最大限度地把聚集来的养分用于树木长高，生产根系和枝叶，因为只有这样才更利于梧桐吸取养分，而聚集的养分越多，梧桐就会长得更快、更高，在竞争中处于更加有利的地位。这样一来，这片梧桐就会“齐心协力”地长高，使每一株梧桐都会变得细长。这样的梧桐是很难抵御狂风暴雨和野兽、家畜破坏的。所以它们的寿命也不可能很长。不过，竞争是动植物的天性，很少有植物为了延长寿命而放弃竞争的。凡是树木比较密集的树林，树木的竞争都比较激烈，树木长高的速率也比较快。
对于树木来说，放弃竞争就等于自杀。因为如果某一株树不参入竞争，其他的树很快就会超过它，盖过它，抢走它的养分和阳光，使之逐渐枯萎、死亡。如果让一片树林中的所有树都放弃竞争，那么情况就大不一样。
也许有人会说，这些梧桐的寿命短，并不是它们竞争的结果，而是周围的空间太小，是环境的限制缩短了它们的寿命。其实不然，这些树木完全可以生长慢一些，长矮小些，把更多的养分用在制造种子上，这样不仅能够延长自己的寿命，而且还可以让种子寻找新的生长空间，延续自己的基因。
所以，竞争的运用必须加以控制，使之适度。真正适应环境、能够持久生存和发展的系统是那些既不放弃竞争，又能与环境中的其他竞争系统协同发展的系统。
因此，一个系统的发展成长要受许多条件或因素的制约。稍有闪失，系统就会走向萎缩或衰亡。
2.4 聚散周期
一般说来，一个系统的历史，就是其聚集和扩散的历史。系统从诞生开始不断发展壮大就是聚集的过程，当系统达到辉煌的顶点时，它就开始走下坡路，慢慢地萎缩、衰退，最后整个系统解体消亡。这是系统发展的总过程。实际上，任何系统的发展过程都不会这么简单。在系统由生到死的过程中，还有许多由“聚集—扩散—聚集”构成的小的周期运动。例如，一棵树苗长成大树的过程，总的来讲是一个聚集占主导地位的过程，但是在这个过程中也有扩散占主导的时候：在每年的秋冬季，树木停止生长，落叶归根；一个人在成长的过程中，也有生病消瘦体重减轻的时候；一个不断发展壮大的公司，也会有偶尔的亏损……但是，所有这些发生暂时萎缩的系统，其结构与环境仍然保持在比较适应的范围。所以，只要系统是适应环境的系统，暂时的小规模的扩散速率大于聚集速率，往往不会影响系统的发展趋势。相反，这种周期性的萎缩，对于系统进行自我调节，以及淘汰不适应的部分都有着积极的作用。
3 小结
自然界和人类社会的一切系统都在作聚集和扩散运动。系统的成长或萎缩就是由系统的聚集和扩散速率的相对大小决定的，当系统的聚集速率大于其外扩散速率时，系统就表现为发展（成长），当系统的聚集速率小于其外扩散速率时，系统就表现为衰退。总的趋势为成长的系统在某些时候也会出现暂时的萎缩，总的趋势是萎缩的系统在某些时候也会出现暂时的成长。当系统的聚集速率与系统的扩散速率、内部结构和环境条件相适应时，系统就会持续成长，反之，系统就会走向萎缩甚至衰亡。
收稿日期：2004—12—03