超循环

善舞红袖传飞鸿莫言深闺空寂寞超循环论——汪丹2014010122理论概述超循环理论(HypercycleTheory)是德国科学家曼弗雷德·艾根于1971年创立的一种关于生命起源的自组织理论，它是从生物进化演变机理中研究得出的具有一定普遍适应性的生物进化理论。该理论认为在化学进化与生物进化之间必然有一个分子自组织阶段，完成从非生命向生命物质转化的质的飞跃。在该阶段，只有通过复合超循环形式才有可能产生蛋白质和核酸的相互合作，促使生命信息的起源和进化。超循环就是由多个反应循环相互结合构成的复杂反应循环。在超循环组织中，每个复制单元既能指导自己的复制，又对下一个中间物的产生提供催化支持。超循环能使组织的结合更加紧密，组织和结构具有更大的丰富性和多样性，使系统能量得以会聚，并被系统多次利用、充分利用，提高体系的非线性特征，促使系统进化。对于企业系统来说，无论是内部的生产经营活动，还是本身为适应社会环境而进行的组织、结构变化都是一种超循环进化行为。反应循环超循环理论主要内容：艾根侧重考察了生物化学中的各种循环现象,他把循环分为三个层次:第一层次:反应循环。即在反应循环过程中,存在反应物S,通过催化物E的作用,生成了产物P。在反应过程中,催化物E先与反应物S形成中间产物ES,然后进一步反应后转化为产物EP,最后催化物退出(分离出来),剩下产物P;这样一个循环称为反应循环催化循环第二层次:催化循环。作为比反应循环更高一级的循环,要求反应循环过程中至少存在一个环节是自催化反应,即至少有一个中间产物是自催化剂(反应物本身又是催化剂,可加速或者延缓反应物向产物转化的过程),而自催化系统或者说是简单的自我复制单元的循环,就是一种催化循环。超循环第三层次:超循环(hypercycle),即由小循环构成的大循环。简单的说,由反应循环耦合而成的催化循环就是超循环。但是,艾根所说的超循环,还有另一层意思:是指由催化循环在功能是循环親合起来的循环,即催化超循环。在这个超循环组织中,每个单元既能够自我复制,也能够催化其他单元的自复制。超循环不仅是自我再生、自我复制,还能自我选择、自我优化,从而向更高的复杂循环形态进化(超循环本身也可再分为不同等级、不同特征、不同状态的循环)。超循环的概念一开始是应用于探讨生命起源的问题,后来发展到自然界的演化,认为整个自然界也是通过超循环的形式向前发展的。不仅在自然科学领域、社会科学领域也适用于超循环理论的分析。因此,艾根将“超循环”作为其理论名称,认为是“一个自然界里的自组织原理”。超循环理论在本文的应用作为自然界运行规律的反应,超循环理论的指导意义重大、解释和应用能力十分强大。超循环的理念不仅包含一般循环经济、生态经济、绿色经济和可持续发展经济的内涵,更是超出上述经济形态的范围,具有广泛的指导意义。中国农业生态化发展现状我国农业生态化是从环境污染治理开始的，中国农业生态化发展面临的主要问题(1)生产主体积极性不够。经过多年的试点,生态农业具有经济效益、生态效益和社会效益统一的特性,但个体农户发展生态农业面临多种风险,如技术障碍、经济障碍、市场障碍等等。总体看来,生态农业发展主要依靠企业投入、政府补贴,才能提高发展的积极性。(2)资源利用不合理。发展过程中没有注意到在结合当地自然资源、生态概况,选择性针对性发展生态化农业产业。而出现资源利用不充分、不合理,资源浪费,造成二次污染等问题。(3)产品的非生态化。多数主体一边打着绿色产品、有机产品、生态产品的旗号,生产出来的确是非生态产品。(4)发展路径不清晰。现主体意识不强、资源利用不充分,产品非生态化问题的主体原因,就是生态化发展路径的不清晰。没有科学、简便、清晰的发展模式,农户很难在生态化发展过程中“提起精神”。中国农业生态化发展存在问题的主要原因(1)意识不到位。(2)资金不到位。(3)技术不到位。(4)管理不到位。(5)制度不到位。国外发达国家农业生态化的实践(1)欧盟及德国的生态农业。欧盟国家生态印章实行制度,所有符合欧盟“生态规定”的产品,允许标以生态标识。欧盟和各国政府发展生态农业的基本途径:一是为引导农民自觉保护环境。二是改变生产经营方式,减少环境污染。三是植树造林,美化环境。德国是世界上仅次于美国、法国和荷兰的第四大农产品和食品出口国。为保护资源与环境,联邦政府制订了以下方针:避免由于外源物质污染或经营措施不当而造成对农田内外群落的不良后果,注意对天然生物品种资源特别是生态方面有价值的群落的保护,保护风景名胜和自然景观。(2)美国精确(准)农业。精确农业是质量效益型农业,以优质高效为目标,重视农产品的质量,追求以最少的投入获得优质的高产出和高效益。(3)英国的永久农业”。“永久农业”是在节约资源和不破坏环境的基础上生产食物。(4)日本的循环型农业。坚持发展以有机农业为主的资源循环型农业,不但生态环境大大改善,而且经济稳步发展、农民生活富裕、社会秩序安定。(5)以色列节水农业。以色列已规划,农业灌溉将全部使用污水再处理后的循环水。以色列开发出的“土壤蓄水层处理”技术,使污水经处理后再通过土壤注回蓄水层,让土壤和沙层起到净化过滤的作用。(6)澳大利亚平衡型农业。澳大利亚极其重视自然生态平衡。(7)农业循环经济的典范——菲律宾玛雅农场。大规模农工联合生产企业,不用从外部购买原料、燃料、肥料,却能保持高额利润,而且没有废气、废水和废澄的污染。该农场合理地利用资源,形成了农林牧副渔生产良性循环的农业生态系统,实现了生物物质的充分循环利用,成为世界农业循环经济的典型。了解中国农业生态化发展现状、存在的主要问题和原因,有利于研宄解决农业生态化发展的路径问题。超循环经济的科学内涵与特征描述(1)概念。根据超循环理论,任何事物的运行都有三个层次:反应循环、催化循环和超循环,每个层次都是严格有机的联系着,是相对独立又有机统一的整体。超循环经济主要包括三个层次的循环:内循环、中循环、超循环。第一,经济内循环。即反应循环,指经济生产体系中将资源、土地、设备、人力、技术等生产要素投入运作,进而产生产品,作为催化剂的要素如设备、土地、人力等投入又转化出来,完成一个经济内循环。在经济内循环中,完成产品从生产、流通、消费到还原的整个过程,每个过程都能够实现低投入、低能耗、低排放、高产出、高效率、高健康的目标,也严格按照“减量化、再循环、再利用、再创新”的“4R原则”组织生产。第二,经济中循环。即催化循环,根据定义催化循环是若干反应循环构成的,反应循环本身不仅能够实现自我催化的循环,还能够实现催化其他循环体,即反应循环本身又是催化剂。结合经济发展的实际,经济中循环可表述为不同区域、不同行业的经济体,在实现自我生产性循环的同时,作为其他经济体的催化物,引起其他经济体的自我循环性生产。现实中表现为循环经济产业集群的发展和不同区域的经济体由于功能划分不同,形成集聚效应,资源共享、互为影响,经济体之间形成上下游的产业生态食物链关系。实质上是循环型产业生态链的构建问题,由于资源禀赋、技术差异、产业特点的特殊性,构建起集群生态化产业园区,实现经济体之间的物、中间产物与投入物的食物链。第三,经济超循环。即超循环,在超循环理论中指由反应循环耦合而成的催化循环。那么,在超循环经济理论中,指由经济内循环稱合而成的经济中循环,即经济超循环。在现实中,经济超循环主要体现为经济系统、社会系统、自然生态系统之间的循环问题,经济内循环、经济中循环重点是经济系统内部的循环,对于社会系统和生态系统有联系但不是重点;在经济超循环中,则重点是三个系统之间建立起来的物质流、信息流和资金流的循环问题。由于三大系统不断的矛盾循环运动,使得三个系统有向着良性互动、共生繁荣发展的可能性与趋势性,关键在于人类的科学调控。从超循环经济的内涵来看,可调控生产、流通、消费和还原几个阶段的具体行为,在制度、技术与环境的合理安排下,可实现三大系统的良性互动、健康协调发展。(2)性质。超循环经济具备如下基本性质:第一,超循环经济是幵放型经济。超循环经济以三个层面的循环作为主体内容,层层相扣,有机联系,但是与一般循环经济不同的是,超循环经济的三个层面循环是幵放式的。第二,超循环经济是高效型经济。作为一种新的经济发展形态,超循环经济的高效性表现在:一是对资源的节约、循环和重复利用程度较深；二是废弃物的排放量较低,与其他经济形态相比,超循环经济在经过“减量化、再循环、再利用、再创新”的4R原则下,最后无法利用而必须处理和排放掉的废弃物数量相对较少；三是在节约资源、高效利用资源和同时,产出量也是最高的,他比较其他任何经济形态的的经济产出量都高,因为在同一技术制度条件下,其他经济形态的资源重复数、利用次数都远低于超循环经济,不论是正常产品或者衍生产品,超循环经济生产的产品数量非常大。四是超循环经济不仅指产品的生产层面,在产品流通、消费与还原层面也体现了高效性,如超循环经济产业园区就分为生产功能型、流通功能型、服务功能型和还原功能型几种类型,不同类型的园区则发挥不同的核心作用。第三,超循环经济是互动型经济。这里的互动型经济,可指超循环经济发展中,经济系统与生态系统、社会系统的高效互动,在超循环经济中,经济系统不是一个独立的系统,必须稱合于生态系统和社会系统之中,三个系统共生、互动和繁荣发展。任何孤立看待经济发展问题的观念都导致发展问题的出现。第四,超循环经济是包容型经济。作为一种高效型经济发展模式,超循环经济必须具备高度的包容性。一是体现在与社会发展,即人类发展需求目标的包容，人类发展需要物质产品；二是表现为超循环经济与生态发展的包容性,经济发展需要消耗自然资源,受限于自然资源的数量和质量。超循环经济模拟系统我们可建立超循环经济系统模型,以“内循环(E)、中循环(I)和超循环(G)”形成的三环复合系统(简称EIG系统),表示为:V=f（E,I,G）其中:V超循环经济总系统,E：经济内循环系统,I:经济中循环系统,G：经济超循环系统。E,I,G分别表示经济内循环、中循环和超循环子系统,x,y,z表示物质流、信息流和经济投入价值,min表示各系统保证经济正常发展的最低水平。共生(依存)机制共生是系统的基本特性,是客观规律,也可以作为系统调控的主要指导原则,超循环经济复合经济是综合内循环、中循环、超循环的巨系统,其中的各子系统又有相应的位置,就是说子系统与总系统是包含的关系:各系统及其因子之间在总系统中是并的关系:而在子系统层面上,可这样描述:表示各子系统及其内部因子是种并的关系;系统边界问题,EIG系统都有自己的边界,但相互之间又有联系重叠的地方,一个子系统的因子可能又同时是另一个系统的因子,产生边界的重叠性。说明各子系统不是单独存在的,而是有紧密联系又相互独立的有机系统,因此系统调控中必须考虑到这种关系的存在。用集合概念表示为:上式表明:变量组对于经济内循环子系统的边际影响与对于经济超循环子系统的边际影响之比等于经济超循环子系统对超循环经济发展总系统的边际贡献率与内循环经济子系统对超循环经济发展总系统的边际贡献率之比;同理变量组对于经济内循环子系统的边际影响与对于经济中循环子系统的边际影响之比等于经济中循环子系统对超循环经济发展总系统的边际贡献率与内循环经济子系统对对超循环经济发展总系统的边际贡献率之比;说明各因素之间与总系统之间有种协同共生的关系。即,指标变量的边际改变对于经济内循环子系统的改善与对经济超循环子系统的改善之比,等于经济超循环效率的改善对于超循环经济发展总系统的贡献率和经济内循环效率改善对于超循环经济发展总系统的贡献率之比(协同共生的关系)则：如果aE/ax上升,则af/aE必然下降,说明子系统及因子之间的制衡协调机制,即如果某种指标变量的增量对于子系统的产出有明显影响的话,则子系统对于总系统的影响将趋于弱化,使得总系统不至于因某指标变量组的大幅改变而产生强烈动荡。制衡(约束)机制说明各子系统对超循环经济发展总系统的贡献率是不一样的,各指标变量组的边际变化对各子