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经济增长、自私的基因与全球能源困境

已有 2040 次阅读 2023-4-28 09:36 |系统分类:科研笔记

契子:20186月在瑞士苏黎世联邦理工学院访学时,我从一位参加苏黎世中国科学俱乐部活动的博士那里了解到密苏里科技大学的生物学家侯沉老师的工作,见科学网博文《蚁群是一个超级生物吗?》。侯老师主要研究昆虫社会的群体智能,而我主要研究人类社会的群体智能,在理解了侯老师的工作之后,我意识到昆虫社会的研究结果也许可以被应用到人类社会。在与侯老师交流之后,就有了我们与林黎、王汉杰两位老师今年在经济学期刊Structural Change and Economic Dynamics上发表的合作论文Superlinear growth and the fossil fuel energy sustainability dilemma: Evidence from six continents》。接下来我对这篇论文做一个介绍。


发展与摆脱贫困是人类社会永恒的主题。但在一开始这并不是一件容易的事情。因为在19世纪以前的所有岁月里,人类一直都挣扎在贫困线附近,并且循环往复,用经济学的术语来说则是,人类社会的人均收入几乎总是趋于一个很低的贫困线水平。对此,加州大学戴维斯分校的经济史学家 Gregory Clark绘制了一幅很生动的图1 [1]


图1.jpg

图1

从这幅图可以很清晰的看到,自公元前1000年到公元19世纪初的近3000年岁月里,整个人类社会的人均收入都徘徊在一个非常低的水平附近。18世纪时,英国经济学家马尔萨斯首先注意到这个现象,此后这个现象被学界称作“马尔萨斯陷阱”。马尔萨斯认为人口指数级增长,而生活物资线性增长,不可避免地要导致饥饿、战争和疾病,所以人均收入总是在人口的增长与抑制中被维持在一个低的水平。

不过,从图1可以看到,自19世纪之后,世界上一部分地区的人均收入急剧增长,并开始扩散到全球的其它地区。现在,普遍认为是始自英国的工业革命促发了技术的快速提升,从而使得生活物资转变为超线性增长,进而超越了人口增长的速度。20世纪中叶以来,经济学家们建立了大量的经济增长模型来解释技术如何快速推动人均收入增长,但是对于“技术”的起源,经济学家却难以给出令人满意的答案。

现代主流经济学的哲学基础还建立在“还原论”之上,也就是任何经济社会中所产生的现象都能被个人行为所完全解释。在经济学家看来,技术的产生不外乎是“教育”和“投资”的结果。但是“教育”和“投资”在19世纪以前的很长一段岁月里一直都存在。

不同于现代主流经济学的“还原论”方法,我把复杂性科学的“涌现”思维引入到经济系统的研究中,从而发现人类社会在整体上会涌现出“群体智能”[2-11],这被反映为“技术”水平的不断提升。而要在人类社会中涌现出这种群体智能,并不是一件很轻松的事情,它大概需要满足下面的四个条件[2]:

1. 每个人是自利的;

2. 每个人的决策行为是合法自由且独立的;

3. 个人物资的产权分配是合理界定且受法律保护的;

4. 信息的传递是自由且无成本的。

这四个条件如果被满足,那么就可以最大化人类社会的群体智能,削弱这些条件则会削弱群体智能的强度。一个详细而全面的中文介绍可见我的著作《涌现秩序——技术与文明的演化》(2022年6月出版)[12]。

利用这四个条件,我证明[2,8,10]:所谓的“技术进步”其实就是人类去中心化分散决策所带来的“群体智能”。并且,技术涌现的直接结果是人均收入的超线性增长[8,14]:

图2.jpg

方程(1)是一个非常干净的结果。它显示超线性增长源于指数A,而A等于“技术回报/人均收入”。值得注意的是,在我的理论中,方程(1)只有在人口数量非常大的时候才成立,这也是群体智能涌现的特点——量变引发质变

我们可以简单谈一下方程(1)的两个结果。 

(a). 如果“技术回报”很小甚至为0,同时“人均收入”又显著大于“技术回报”,那么A则趋于0,此时由方程(1),人均收入几乎维持在一个不变的水平。这很像公元前1000年到公元19世纪近3000年岁月里人类社会发生的事情。

 

(b). 如果“技术回报”很大,那么A也会很大,此时由方程(1)人均收入将超线性增长。这描述了19世纪之后人类社会大多数地区已经和正在发生的事情(见图2)。

 图4.jpg

图2:Gamma代表指数A

现在重新回到前面的四个条件。回顾历史,文艺复兴之后,自由和产权意识逐渐提升,这很符合条件2和3。尽管如此,四个条件中却有一个条件非常特殊,它使得我开始关注生物学家侯沉老师的工作。这个条件就是“每个人是自利的”。对于人类来说,“自私的基因”决定了其自利的本性。但是像蚂蚁这种特殊的昆虫社会,却是一种群体利他的社会,比如部分蚂蚁会为了照顾其它蚂蚁的子女而自愿放弃生育。当然,这种利他性也带来了好处,并被反映为一种“节能”的群体智能——社会的能源消耗以亚线性增长[13]:

图3.jpg

其中,B<0代表能源消耗是亚线性增长。这种节能型社会的优点是,随着社会成员数目的增加,人均能耗反而下降,从而能源是可持续的。因此,指数B<0可以被视为能源可持续的一个最低标准。尽管这是研究昆虫社会而来,但是我觉得对于人类社会同样适用。

反观人类社会,我与合作者通过分析全球超过106个国家(遍及全球6个洲)的化石能源消费数据发现[14],对于不可再生的化石能源,人类社会的能耗是超线性增长的,即B>0,见图3。此时人均能耗随人口的增加而快速递增,显然,这种能耗模式是不可持续的。这意味着,人类的“自利”是一把“双刃剑”,它在促进人类社会技术涌现的同时,却也导致不可再生能源的过度消耗。

图5.jpg

图3:Phi代表指数B+1

中国人历来讲求人与自然的和谐共生,随着化石能源的快速消耗,以及随之而来的环境问题,绿色发展已成全球的当务之急。

在这里,我们尝试建议一种税收政策来扭转能源消耗不可持续问题,并同时不破坏GDP的超线性增长。具体可见论文[14]:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0954349X23000528

 

 

 

 

参考文献:

[1]. 吴乐旻. 富种起源. 中信出版社. 20232

[2]. Tao, Y. (2016): Spontaneous economic order. Journal of Evolutionary Economics 26, 467-500

[3]. Tao, Y. (2018): Swarm intelligence in humans: A perspective of emergent evolution. Physica A 502, 436-446

[4]. Tao, Y., Wu, X., Zhou, T., Yan, W., Huang, Y., Yu, H., Mondal, B., and Yakovenko, V. M. (2019): Exponential structure of income inequality: evidence from 67 countries. Journal of Economic Interaction and Coordination 14, 345-376

[5]. Tao, Y. (2020): Self-referential Boltzmann machine. Physica A 545, 123775

[6]. Tao, Y., Sornette, D., and Lin, L. (2021): Emerging social brain: a collective self-motivated Boltzmann machine. Chaos, Solitons & Fractals 143, 110543

[7]. Tao, Y. (2021): Life as a self-referential deep learning system: A quantum-like Boltzmann machine model. Biosystems 204, 104394

[8]. Tao, Y. (2021): Exponential Income Distribution and Evolution of Unemployment Compensation in the United Kingdom. Preprints.org 2021, 2021070350 (doi: 10.20944/preprints202107.0350.v1)

[9]. Tao, Y. (2021): Boltzmann-like income distribution in low and middle income classes: Evidence from the United Kingdom. Physica A 578, 126114

[10]. Tao, Y. (2021) Decentralized Decisions and Technological Progress: A Formal Proof. Preprints.org 2021, 2021070499 (doi: 10.20944/preprints202107.0499.v1)

[11]. Tao, Y. (2023): Memoryless Property of the Income Distribution as an Indication for Testing the Equality of Opportunity: Evidence from China (1978-2015). Preprints.org 2023, 2023030279 (https://doi.org/10.20944/preprints202303.0279.v1.)

[12]. 陶勇. 涌现秩序——技术与文明的演化. 西南大学出版社. 20226

[13]. Hou, C., Kaspari, M., Zanden, H. B. V., and Gillooly, J. F. (2010): Energetic basis of colonial living in social insects. Proceedings of the National Academy of Sciences 107, 3634-3638

[14]. Tao, Y., Lin, L., Wang, H., Hou, C. (2023): Superlinear growth and the fossil fuel energy sustainability dilemma: Evidence from six continents. Structural Change and Economic Dynamics 66, 39-51

 




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