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基于耗散系统理论的创新型城市演化机制研究 吴尤可，钟 坚 (深圳大学 中国经济特区研究中心，广东 深圳 518060) 摘 要：城市具有典型的耗散结构形成的条件，表现出了开放性、远离平衡性，具备涨落和非线性的特征，并且其熵值特征 很明显。新经济条件下，创新型城市的建设，要考虑影响城市竞争力优势的最主要因素，在这个基础上来推动城市系统向创新 型的城市形态来演化。根据耗散系统的特点，应抓住有利时机推动创新型城市建设。 关键词：创新型城市；耗散系统；演化；熵值 中图分类号：F290 一文献标识码：A 文章编号：1000—2529(2011)05—0097—04 境交换物质、能量与信息，在外界条件达到一定阀值时，就 一 、 问题提出 可能从原先混乱无序的状态，转变为一种在时间和空间上 国际上针对创新型城市的研究始于2O世纪90年代， 都有序的状态[3】(tea)。普里高津把这种在远离平衡的非线性 西方学者首先意识到城市的衰退和面临的种种危机，将创 区形成的新的稳定有序的结构，称为耗散结构。耗散结构中 新思维扩展到经济、社会和文化层面，认为全面创新是城市 的有序，是一种动态变化的有序。 复兴发展的核心动力。城市变革与创新模型根据新经济增 2．耗散结构的形成条件 长理论，认为经济效益增长的核心是生产率增长，迈克尔 · 要形成耗散结构，须满足四个条件： 波特认为国家或区域经济增长包含四种要素驱动：生产要 (1)系统是开放的。根据系统与外部环境的关系，系统 素导向、投资导向、创新导向及富裕导向。在探讨城市的可 可被分为三类：第一类是孤立系统，即与外界既无能量交换 持续增长问题上，知识积累所带来的创新已经成为一个重 又无物质交换的系统；第二类是封闭系统，即与外界只有能 要方面。现代创新理论的研究从线性创新模式，发展到了创 量交换但无物质交换的系统；第三类则是开放系统，即与外 新系统和创新网络理论，强调创新的 系“统范式”。城市作为 界同时存在物质交换和能量交换的系统。任何一种耗散结 一 个复杂系统，除具有一般复杂系统的整体性、层次性、动 构，只有在开放的条件下才能形成、维持和生存。 态性等特征，还具有典型的耗散结构性质。耗散结构理论是 (2)系统是非平衡的。一个开放系统可能有三种不同的 布鲁塞尔学派领导人普里高津教授于1969年在一次理“论 存在方式：一是热力学平衡态，即系统内部达到一种定态， 物理与生物学”国际会议上提出的，并因此获得 1977年诺 不再有任何宏观过程，如宏观的热传导、热扩散或者化学反 贝尔奖，该理论在自然科学和社会科学的很多领域都产生 应等；二是近似平衡态，也叫线“性非平衡态”。诸如驰豫、输 了巨大影响。谷国锋用耗散结构理论来探索区域经济问题[1】， 运、涨落等现象，是平衡态附近的主要非平衡过程，都受趋 曾德明则用耗散理论来研究国家创新体系问 。可见，耗 向平衡这一总倾向所制约。三是远离平衡态。系统不仅在平 散结构理论在体系研究、创新研究等实践研究方面有重要 衡态不能导致有序，在近似平衡态，虽与外界存在能量和物 的理论意义。因此，从耗散结构理论出发，探讨创新型城市 质交换，其自发趋势仍是要回归平衡态，不能产生耗散结 的体系建设是个具有启发性的新视角。 构。系统只有远离平衡态，方可形成新的稳定有序的耗散结 构。因而，普里高津得出结论 非“平衡是有序之源”[n76)。 二、耗散系统的定义及条件 (3)涨落导致有序。产生有序结构的内部诱因是涨落， 1．耗散系统的定义 即系统中某个变量的行为对平均值发生偏离，它能使系统 一 个远离平衡态的开放系统，可以通过不断与外界环 离开原来的状态或轨道。如果系统处于临界状态，涨落可能 收稿 日期：2011-04．18 基金项目：国家社会科学基金