对称性视角下的世界经济系统演化理论与应用研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 15 4 1.17MB 108 页 15积分

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摘要

经济系统是一个不断演化的复杂系统，它具有众多关系错综复杂的变量。整

个系统体现出多层次性、强耦合性、非线性、开放性、不确定性和动态性的特点。

这些特点交织在一起，决定了经济系统特有的复杂演化。经济系统作为一个复杂

的动力系统，关系到人类的生存与发展。对经济增长演化现象及其规律的深刻理

解和把握，有利于人们灵活运用经济理论和方法，更好地控制社会经济的发展，

促进整个社会走向繁荣。分析经济系统的结构和功能，理解和掌握经济系统演化

的原因、途径和机制，从而促进经济系统不断地优化资源配置，改善经济结构，

发展和完善自身功能，无论在理论上和实践中都具有十分重要的意义。

世界经济体系的研究已经取得了很大的进展，但是其存在的缺陷和不足也不

可忽略。20 世纪经济全球化浪潮使得世界经济体系的空间和国际分工结构发生了

一系列显著的变化，对原有的结构产生了根本性的影响。面对这一新的形势的变

化，我们有必要采用全新的视角以及相应的理论工具，对世界经济结构的变动进

行重新的分析、理解和评价。分析当今世界经济特点、深入研究世界经济结构演

化机制，探讨世界经济体系中各个层次国家的地位、作用以及它们未来的发展策

略，对于加强各个经济体的联合和协作、实现资源有机整合、提升经济体的发展

质量、增强整体竞争力，对中国乃至世界的经济发展均具有重要的理论和实践价

值。

为此，本文以对称性这一新的研究视角，对世界经济结构的演化进行了力所

能及的探索。具体而言，我们利用对称理论这个分析工具，对当前世界经济结构

的特点以及世界经济结构的演化本质、过程及其机理进行了研究，并形成了一些

更加实际和丰富的新颖的观点。在具体研究中，本文将现代对称理论、复杂网络

理论分析方法，特别是关于动态系统分析的方法引入到世界经济体系分析中，以

阐明世界经济结构演化的本质、过程及其机理。

本文共有七章，五个部分。

第一部分(本文第一章和第二章)对世界经济体系理论取得的成就及其局限作

了简要评述，概述了对称理论及其方法，分析了将对称理论方法应用于世界经济

演化理论分析的可行性、前景及其意义。

第二部分(本文第三章)全面深刻地阐述了世界经济网络局域对称结构的动态

形成过程及其机理。较为详细地分析论述了世界经济体系复杂网络结构的形成原

因。揭示了世界经济网络呈现出非全局对称，而是局域对称结构的形成机制。

第三部分(本文第四章)详细评析了传统经济理论和模型在分析世界经济动态

结构演变过程的局限性，它不能全面深刻的解释当今世界经济网络局域对称结构

的形成机制。本文详细分析了影响经济系统演化行为的主要因素及其它们之间的

相互关系，引入了市场规模扩大、经济政策两个感知反应因素，针对世界经济系

统中心——外围局域对称结构形成及其演化机制，在经济理论已取得的成果基础

上，结合环带边界感知反应系统（SAR系统）理论建立了经济系统感知反应动态演

化模型，并基于模型深刻分析了微观经济体演化的原因、条件、发展过程，以及

世界经济网络局域对称结构的形成和演化过程。

第四部分(本文第五章)以世界经济联系的基础——国际分工结构的变动为基

础，从宏观和微观两个层面分析了世界经济结构对称到对称破缺的演化过程、路

径及其机制。论证了技术创新是世界经济结构发生对称破缺的主要的、永久的驱

动力。讨论了世界经济体系宏观结构的演化过程，从传统的中心——半外围——

外围结构向梯形结构发展。分析了世界经济网络微观个体，即内部国家间经济关

系和地位的对称破缺，三大经济对称中心发展各异，发展中国家实现了后发优势。

探讨了世界经济结构变动的过程中中国在经济网络中的地位变化及其发展机会，

并提出了主要发展对策。更深层次上揭示出世界经济结构动态演化过程的本质，

世界经济结构演化过程是对称破缺不断涌现的过程，是对称与对称破缺的统一过

程。

第五部分(本文第六章)为实证分析。我们构建了国际贸易网络，考察国际贸

易网络的对称性。我们根据实际情况选取影响权重的最重要的因素，确定权重指

标方程，从而构造了更为真实的国际贸易网络结构。我们计算了国际贸易网络的

自映射群以及网络的对称程度。然后，深入考察了国际贸易网络中的对称团和网

络商，研究国际贸易网络中对称团、网络商以及其中各类节点在国际贸易网络中

的功能、地位、角色及其相互关系。这些研究将对国际贸易网络未来的演化发展

有所帮助，对国际贸易网络健康发展提出有益的政策建议供决策部门参考。

最后，在本文第七章，我们总结了全文，并对进一步的研究作了展望。

关键词：经济体系对称演化感知反应国际贸易

ABSTRACT

Economic system, characterized by a lot of interacted and complicated variables, is a

complex system in continuous development. The multilevel nature, strong coupling,

nonlinear, openness, uncertainty and dynamic of the economic system result in its

complex and unique evolution. As a complex and dynamic system, economic system is

closely related to the survival and development of human society. Understanding the

phenomena and laws of economic growth and evolution deeply is the prerequisite for

people flexibly utilizing economic theories and methods to control the development of

economic system better, and finally promote social prosperity. It is very meaningful in

both theory and practice to study the reason, ways and mechanisms of economic system

evolution, which is critical for us to optimize the resource allocation of economic

system, improve the economic structure, and strengthen its own functions.

Although certain progress has been achieved in the study of world economic system,

there are still many defects, incompleteness in the theory and many content of the

existing theory is out-of-date. Specifically, a series of changes in world economic space

and the structure of international division of labor have great influence on the old

structure of world economic system. Considering such changes, we have to reevaluate

the evolution of economic structure, reanalyze the characteristics of modern world

economy, and reconsider the evolution of world economic structure as well as the role

of china deeply, by employing new theory and from new perspective. Only by this way

can we understand the evolutional essence of world economic system better, and

eventually promoting the development of Chinese even world economy in the future.

For this purpose, from the new perspective: symmetry and symmetry-breaking, we try

to explore the evolution of the world economic structure. Specifically, we analyze the

characteristics of present world economic structure, and investigate the essence and

mechanisms of the evolution of world economic system by employing the symmetry

theories. As a result, we come to a lot of novel conclusions which are also practically

meaningful. We introduce current developed theories and methods, including symmetry

theory and complex network theory, into the analysis of world economic system, so as

to clarify the essence, process and mechanisms of the evolution of world economic

system.

The paper is structured as five sections consisting of seven chapters.

In the first section (the first two chapters of the paper), we briefly review the recent

progress in the study about world economic system, and discuss the shortcomings of

existing researches. Then, we outline symmetry theories and methods. Finally, we

analyze the possibility, prospect and meanings of applying symmetry theory into the

study of evolution of world economic structure.

In the second part (the third chapter), we analyze the formation mechanism of present

network structure of world economic system as well as its future evolution trends. We

also discuss the reason for which the network structure is locally symmetric. The

dynamic process and formation mechanism of locally symmetric structure of the world

economic network are elaborated. In the analysis on the evolution of world economic

system, we explore the ways of evolution of real world economic system taking into

account the development history of world economic system, so that we can gain deep

understanding about formation mechanism on the local symmetry structure of the world

economic network and evolution mechanism of the world economic network.

In the third part (the fourth chapter), we analyze the limitations and deficiencies of

applying neo-classical economic theory, new growth theory, new system economic

theory, new economic geography theory and new trade theory into the study of

evolution of world economic structure. After defining economic system, determining

key factors of economic system evolution and identifying the boundary of economic

system, we analyze key factors affecting the evolution of economic system as well as

their interactions. Such static analysis further helps us to explore the dynamic growth

and development process of world economy. Then, we focus on the exploration on the

formation mechanism and evolution process of the center-periphery local symmetry

structure. With the help of previous achievements about sensitive and reactive theories,

we construct the sensitive and reactive model on the dynamic development of economic

system. With this new model, we elaborate the reasons, conditions and process on the

evolution of world economic system.

In the fourth part (the fifth chapter), we study the dynamic development of

international division of labor, which underlies the present world economy exchanges

and is responsible for the evolution of world economic structure from symmetry to

symmetry breaking. We show that technology innovation is the most significant and

permanent driving force accounting for the symmetry breaking occurring in the world

economic structure. We discuss the evolution of macro structure of world economic

system as well as symmetry breakings in the economic relations and status of countries

in the economic network. To reveal the essence of evolution of world economic

structure, we analyze the way that world economic system evolved from symmetry to

broken symmetry, elaborate the process of such evolution and explore the underlying

mechanism responsible for the evolution. At the same time, we discuss the development

of China in the evolution process of world economic structure, and give some

suggestions.

In the fifth part (Chapter 6), we construct world trade network and explore its

structural symmetry. We propose some new indicators to measure the degree of

symmetry of the network. Then, we build the equation of weight indicator by selecting

the most important factor affecting the network weight according to real situations, so

that the reconstructed world trade network can best characterize the real world trade

system. Then, we calculate the symmetry motifs and network quotient of the world

trade network, and discuss the functions, status and interactions of various types of

nodes in the symmetry motifs and network quotient. Such analysis is helpful for us to

promote future developments of world trade network.

At last, in Chapter 7, we concluded the paper with a summarization of the paper and

discussion about future works.

Key words: economic system, symmetry, evolution, sensitive and

reactive , world trade

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论…………………………………………………………………………….1

§1.1 研究动因和意义……………………………………………………….. …….1

§1.2 研究对象…………………………………………………………………..…..3

§1.3 研究方法……………………………………………………………………....4

§1.4 论文结构安排……………………………………………………………..…..5

§1.5 论文主要创新点………………………………………………………..……..7

第二章相关研究进展评述………………………………………….…………………9

§2.1 复杂系统演化是对称与对称破缺的统一……………………………………9

§2.2 经济系统演化理论…………………………………………………...……... 9

§2.3 世界经济体系理论发展史………………………………………………......10

§2.4 对称理论发展及其应用…………………………………………………......14

§2.5 网络结构对称性……………………………………………………...……...17

§2.6 网络结构对称性基本概念…………………………………………...……...17

第三章世界经济网络局域对称结构形成………………………………...…………21

§3.1 世界经济网络结构演化发展历史……………………………………….….21

§3.2 世界经济网络格局形成原因………………………………………...……...22

§3.3 世界经济网络非全局对称结构形成原因……………………...……….. ....26

§3.4 世界经济网络多个局域对称结构形成机制……………………...………...30

§3.5 本章小结……………………………………………………………………...32

第四章世界经济网络演化模型研究………………………………………...………33

§4.1 经济系统的演化………………………………………………………………33

§4.2 经济系统演化模型概述………………………………………………………35

§4.3 世界经济网络——环带边界感知反应系统（SAR）………………………42

§4.4 本章小结……………………………………………………………………...53

第五章世界经济网络：对称——对称破缺的动态演化…………………………....54

§5.1 国际分工理论的发展………………………………........................................54

§5.2 网络化国际分工………………………………………………….……….…..55

§5.3世界经济网络结构对称——对称破缺的动态演化……………..……..……59

§5.4世界经济网络演化发展趋势……………………………………..…..………73

§5.5发展中国家的发展现状和发展策略……………..……..…………………....76

§5.5 本章小结………………………..……………………………………………..79

第六章实证研究：国际贸易网络对称性…………………………………………....81

§6.1 国际贸易网络的构建………………………………......................................81

§6.2 国际贸易网络的局域对称性………………………………………………..84

§6.3 国际贸易网络局域对称结构形成原因………………………….…....….…87

§6.4 国际贸易网络局域对称性意义……………………………..…….……...…87

§6.5 贸易网络商的存在及其意义………………………….……….……............88

§6.6 贸易网络未来的演化发展…………………………………………………..89

§6.7 本章小结……………..…....…………………………………………...….....90

第七章全文的总结与展望………………………………………………………..…...92

参考文献………………………………………………………………………….....…94

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果………………………..….102

致谢…………………………………………………………………………………...104

第一章绪论

§1.1 研究动因和意义

本论文来源于上海市科委基础研究重点项目课题，“复杂金融与经济系统的

对称性和规范建模”(06JC14057)。

经济系统，是以人类的活动为中心的涉及到社会、经济、科学技术、文化教

育、生态环境等各个领域的一个有机的整体。

经济系统是一个不断发展演化的复杂系统，它包含许多子系统，具有众多关

系错综复杂的变量，整个系统具有多层次、强耦合、非线性、开放性、不确定性、

动态性的特点。这些特点交织在一起，表现出经济系统特有的复杂演化。经济系

统作为一个复杂的动力系统，关系到人类的生存与发展。如果我们对经济增长演

化现象及其规律有了深刻的理解和把握，那么运用经济理论和方法，人们可以更

好地把握和控制社会经济的发展，使其走向繁荣。许多经济学家终身致力于研究

经济发展演化这一领域，但是，直到现在，还不能说经济系统的演化规律已经被

人们完全掌握。

许多著名经济学家都意识到现代经济演化理论还存在着许多不足和缺陷，这

是因为经济系统本身是一个复杂的、立体的系统，不同的人从不同角度去观察它，

会看到不同的景致，得出不同的结论。经济学家可根据不同的假设前提，对同一

经济现象作出不同的解释，甚至得出截然相反的结论。这说明经济理论框架结构

还不是十分完善，一个连贯成熟的理论是不应出现这种情形的，尤其不应作出自

相矛盾的解释。在自然科学中现在已经很少出现这种情况，然而在经济学和其他

社会科学中却避免不了这种情形。这一方面是因为经济学和社会科学研究领域具

有特殊性，随机因素多，使其不能像自然科学那样通过实验对理论进行检验；另

一方面也有理由相信经济学还没有达到自然科学那样的成熟程度。

经济系统本身是非常复杂的：多变量的强相互作用构成高维的非线性系统；

丰富的层次结构以及错综的层次关系；政策因素的考虑；信息的不完备和不确定

性，包括其他环境作用，对经济系统带来的不确定性等等。这些事实，对经济系

统的正确抽象以及建立动力学模型、求解都会带来困难。虽然面对着众多的难点，

经济系统的动态演化研究探索却仍在发展，并已成为当前的研究热点，这个问题

的重要性是不言而喻的。经济与人类社会关系太密切了，不仅密切联系着人们的

生活，而且关系到决策者的行为。对经济规律的把握与经济政策制定，是各层次

经济管理人员关注的焦点。掌握经济系统的演化规律不仅会使人们对经济系统的

认识有本质上的突破和提高，而且对于其相关的学科，如数学、物理、系统科学、

世界经济体系演化理论与实证研究

计算机科学等也将有实质上的促进作用。

人们力图了解经济现象，掌握经济发展规律，使经济系统向着合乎人的目的

的方向发展。为了做到这一点，人们必须对经济系统的结构和功能进行分析，这

是经济理论分析的主要内容。经济学在多年的发展过程中对各种经济现象之间的

联系，对经济主体的行为作出了十分深入和细致的分析，现在我们对经济的细节

和全貌都有了一定的了解。但经济系统是多层次的具有十分复杂的结构和功能的

系统，仅凭逻辑方法和直观经验是难以做到周全和贯彻始终的。对经济系统演化

的详细的描述是困难的，大多数经济学家都认为现阶段还没有能力采用普适性的

框架来处理一般的经济系统演化行为。在这种情况下，对于经济系统演化发展进

行本质性的研究和分析就显得非常有意义。

经济系统是以一定结构形式存在的，系统的结构是系统保持整体性及具有一

定功能的内在根据。为了实现系统特定的功能要求，系统的组成要素，必须按一

定结构进行组织。系统结构决定着系统的功能，系统功能是系统内部结构固有能

力的外在表现。要素相同，结构不同，系统功能就不同，但不同的结构又可以有

相同的功能。因此，结构合理，才能使系统获得最佳的整体功能。所以，对于经

济系统结构的演化进行深入研究对于其未来的健康发展具有重要价值。

世界经济体系是非常复杂的经济系统,国内外学者对其相关的研究已取得了

很高的成就，但是，对其结构演化的研究无论在研究体系还是理论上均存在很大

的缺陷和滞后性，不全面也不系统,所以需要对其进行更深层次的探索和研究。本

文即以研究世界经济结构演化为出发点，从系统科学对称——对称破缺这个视角，

对其进行力所能及的尝试和探索。

世界经济体系不是静止和不变的，系统整体结构和内部局域结构一直处于再

生和演变的状态，不断的向外扩张、分解、以及重新组合，相对的稳定期是暂时

的。没有任何一种力量可以作为世界经济体结构演变变过程中的唯一动力，世界

经济体系内不同要素之间总是相互作用，彼此影响，但在特定的历史时期，某些

重要的结构变化的确在推动整个体系的演变过程中起到关键和决定性的作用[1]。

16 世纪现代意义“世界经济体系”开始成型，其基本的逻辑结构是不断变化

着的中心——外围式结构，中心——外围结构中不同类型的组成个体，彼此交织

在一起，互相影响。“中心一外围”理论是 20 世纪 40 年代由阿根廷著名经济学

家普雷维什提出的。该理论基于传统的国际分工，把世界经济分成了两个部分:一

部分是“大的工业中心”，另个部分则是“为大的工业中心生产粮食和原材料的”

外围。前者主要是由发达国家构成，后者则包括广大的发展中国家。由于技术进

步及其传播机制在“中心”和“外围”之间的不同表现和不同影响，这两个体系

第一章绪论

之间的关系是不对称的。“中心”与“外围”之间的这种结构性差异并不能说明

它们是彼此独立的，恰恰相反，它们是作为相互联系、互为条件的两极存在的，

构成了一个统一的、动态的世界经济体系。

国内外众多学者对于世界经济的结构及其演化规律进行了研究，他们从不同

的角度，试图分析传统世界经济体系的中心——外围结构形成机制及其动态演化

规律。但无论是正统古典或新古典的经济学家，都无法给出令人满意的答案。虽

然传统经济学能够告诉我们如何通过操纵现有的经济状态来提高经济效率，但却

没有告诉我们这些现有的经济状态从如何形成的[2]。但是，20世纪80年代前后，

罗默(Romer,[3])和卢卡斯(Lucas,[4])的新增长理论，2008年诺贝尔奖获得者克鲁格

曼(Krugman,[5],[1])的新贸易理论和新经济地理理论、布莱克（Blecker,[6])等人对

斯密分工理论的重新理解、迪肯(Dicken, [7])和维纳布尔斯(Venables,[8,9])的世界空

间经济观点，以及诺德豪斯(Nordhaus,[10])的新经济分析等等，这些国际经济理论

的新的研究成果，加深了人们对当前世界经济结构的特点和世界经济结构的变动

规律的理解和认识。

经济学理论上的一系列突破，为后来学者重新审视世界经济结构发展特征和

趋势奠定了理论基础。同时应该承认，无论现在世界经济体系呈现出什么结构，

它都不是任何一个国家或国际权威刻意安排的，同样，当今的任何一种力量也都

很难刻意地规划未来的世界经济状态[11]。因此，我们必须认识到贯穿于整个世界

经济体系形成过程中的历史条件和历史必然性。当然，“当我们还不能完全区分

或归纳所有的、复杂的构成要素的时候，要用准确的定量方法来分析行为本身是

不可能的，但以一种令人信服的定性方法进行演绎，却还是有可能的，而这种方

法今天就被我们用来解释宏观经济结构的演化和变动，……动态的宏观经济学主

要研究目的就是在总量的层面上，解释增长、波动和结构的变化”[12]。

新一轮经济全球化浪潮使得世界经济空间和国际分工结构的一系列深刻变

动，对原有的世界经济结构产生了巨大的影响。因此，我们有理由用一些新的眼

光和理论，对世界经济体系的演化发展问题进行重新的审视和评价。分析当今世

界经济特点、深入研究世界经济结构演化机制，探讨世界经济体系中各个层次国

家的地位、作用以及它们未来的发展策略，对于加强各个经济体的联合和协作、

实现资源有机整合、提升经济体的发展质量、增强整体竞争力，对中国乃至世界

的经济发展均具有重要的理论和实践价值。

§1.2 研究对象

本文的主要研究对象是世界经济结构演化机制、模型及其过程以及国际贸易

网络。

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摘要：

摘要经济系统是一个不断演化的复杂系统，它具有众多关系错综复杂的变量。整个系统体现出多层次性、强耦合性、非线性、开放性、不确定性和动态性的特点。这些特点交织在一起，决定了经济系统特有的复杂演化。经济系统作为一个复杂的动力系统，关系到人类的生存与发展。对经济增长演化现象及其规律的深刻理解和把握，有利于人们灵活运用经济理论和方法，更好地控制社会经济的发展，促进整个社会走向繁荣。分析经济系统的结构和功能，理解和掌握经济系统演化的原因、途径和机制，从而促进经济系统不断地优化资源配置，改善经济结构，发展和完善自身功能，无论在理论上和实践中都具有十分重要的意义。世界经济体系的研究已经取得了很大的进展，但是其...

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