社会物理学 与可持续发展 牛文元 2007.07.04

（一） 社会物理学的发展轨迹

古典社会物理学 法国 奥古斯特孔德（Auguste Comte 1798-1857）继承C. H

古典社会物理学 比利时统计学家L.A.凯特莱于1835年在社会物理学的基础上，结合政治算术学和数学中的概率论创建了“社会统计学”。著有《社会物理学》（1835，1869）

近代社会物理学 哈佛学派 （ZIPF，1947） 华盛顿学派（GARISON，1949） 剑桥学派（HAGGETT，1951） 瑞典学派（HAGESTRAN，1953）

近代社会物理学 主要代表人物 薛定锷：生命是什么？（1946） Zipf： 人类最小努力原则（1947） Simmons：国家生存理论（1965） Wilson：城市和区域中的熵（1970） Abler： 空间结构与行为（1971） Haggett：地理空间的网络（1979） 普里高津：耗散结构理论（1982）

近代社会物理学借鉴 系统论 概率论 突变论 控制论 博弈论 协同论 信息论 选择论 耗散结构 运筹学 企图将自然科学中的成熟规则运用到社会行为、经济计量、人口计量、政治运动、空间活动中去解释有关等级性、协调性、稳定性、效能性、选择性、偏好性、不确定性和自组织等并力求统一在一个可计量的体系中。

现代社会物理学 John Clippinger ( Berkman Center, 哈佛大学，2004 ） 被称为美国社会物理学的现代缔造者之一，研究自发社会网络的形成机理和适应规则，针对海量微观粒子的量子力学原理，寻求社会物理学的实证基础。

2004.2.3. 《SCIENCE》发表 The Guardian on Philip Ball’s “Physics of Society”

Philip Ball 《Critical Mass : How One Thing leads to Another》 William Heinemann, London 2004

Helbing, D. and Molnar, P. Social force model for pedestrian dynamics Physical Review E. Vol.5: 4284~4286, 1995

Helbing, D., Keltsch, J. Modelling the Evolution of Human Trail Systems Nature, Vol.388:47-49 1997

Iberal, A. S. Outlining Social Physics for Modern Societies Proc Iberal, A.S. Outlining Social Physics for Modern Societies Proc. National Academy of Sciences, USA 1985

Philip Mirowski <More Heat Than Light : Eco- nomics as Social Physics, Phy- sics as Nature’s Economics>, Cambridge University Press 1999 (3rd edition)

Schelling, T. 《Micromotive and Macrobehavior》 W. W Schelling, T. 《Micromotive and Macrobehavior》 W.W.Norton, New York 1978

（二） 现代社会物理学发展三大基本动因

当个体的认知边界 接近 整体的认知边界时

当社会结构的等级性逐渐到 “世界是平的”

从社会分工的还原论寻求 “统一的整体论”

从社会行为的二元性到 表达心态的直接性

网络世界正在急剧改变现实社会 社会结构 社会行为 社会组织 社会功能

一、统一本源

承认物理世界和人文社会随处呈现广义的“差异” 承认广义差异和非均衡必然形成广义 的“梯度” 承认广义梯度和场势必然要产生广义的“力” 承认广义力的作用必然产生广义的”运动” 和“流” 探索广义的运动和流是自然科学和社会科学共同面对的统一要求

二、统一形态

从物质世界的量子化 到人文社会的量子化 why people do what particles do?

三、统一解释

如何从微观上的 随机性和无序性 寻求在宏观上的 可认知和可观控 如何从微观上的 随机性和无序性 寻求在宏观上的 可认知和可观控

现代社会物理学 一般定义 应用自然科学的思路、概念、原理和方法，吸取量子力学和热力学第二定律的精华，经过有效融合和理性修正，用来移植、模拟、解释和寻求社会行为规律和可持续发展规律的充分交叉性学科。

SOCIAL PHYSICS MODEL 现代社会物理学派 宣称必须求解 “WHY PEOPLE DO WHAT PARTICLES DO”

人作为微观粒子的社会物理学平台

（三） 社会物理学 应用示例

城市引力模型 SOCIAL PHYSICS MODEL 1687年牛顿万有引力定律： F = G(MiMj ) / (dij)2 1880年Ravenstein(英国)的人口迁移模型： T = K×PiPj / (dij)b 1970年Wilson（英国）的城市引力模型： Fij = K×(Qi)α(Qj)β/ (dij)b 1975年Clark（美国）的区域质量模型： Pm =∫d0e-bx(π2X)dx m

SOCIAL PHYSICS MODEL 空间充填原理（1） 1+P/P* = P/2 P = Ω/B 满足欧氏二维空间内，既无重叠又无真空的正多边形完全充填的解： 1+P/P* = P/2 P = Ω/B

SOCIAL PHYSICS MODEL 空间充填原理（2） 中国台湾省行政区六边形空间充填

SOCIAL PHYSICS MODEL 力的合成：绿洲系统的调控机理 DH = P/Q 正作用集P 负作用集Q 自然 社会 实际发展行为DH 负作用集Q 系统的理想临界状态 不可持续发展状态域 可持续发展状态域 正作用集P P Q 经济 绿洲系统行为调控 +1 1 P、Q分别表达“正作用集”和“负作用集”，并在统一基础上加以标准量化（如货币值、初始生产力值、生态服务价值、能值、生态足迹值等），区域系统的行为值用DH表达： DH = P/Q 系统行为临界调控论即动态地把“实际发展行为”置于理想临界状态之上（即DH≥0）。 在调控系统的行为轨迹时，可以分别从： 、在Q维持不变的条件下，提高P 、在P维持不变的条件下，降低Q 、在提高P的同时，降低Q 、P、Q都增大，必须保持P/Q＞1（比率不断增大） 、P、Q都降低，必须保持P/Q＜1（比率不断减小）

W = [(1- P)d exp(v)](H - v) SOCIAL PHYSICS MODEL 国家生存与发展能力的SIMMONS理论 变量 符号 自然变量 1．         资源丰度 2．         可替代能力 人文变量 3．         储备能力 4．         预知能力   P d H v   生存与发展能力：SG 不可存活的概率：W 西蒙模型（Simmons,1978）     SG = 1 – W W = [(1- P)d exp(v)](H - v)

SOCIAL PHYSICS MODEL 物理场理论的应用

SOCIAL PHYSICS MODEL 发展质量的多维矩表达 Z要素 X要素 Y要素 容忍度界限 适宜度界限 下限 较宜下限 较宜上限 上限 ymax y xopt x

Xn(t) = Cn{1+Aexp[-BCn(t)]}-1 SOCIAL PHYSICS MODEL 平衡扩散方程 Xn(t) = Cn{1+Aexp[-BCn(t)]}-1 技术发明的空间扩散

SOCIAL PHYSICS MODEL 热力学第二定律及熵理论 物资浓聚 （形成资源） 内能投入 （地壳以下 提供负熵） 废物 散热 （熵增） 物质组合 （成型、加工） 废料 废料处理 废料产生 太阳提供 负熵 资 源 生 产 的 熵 解

SOCIAL PHYSICS MODEL 质能守恒与经济过程 中心 周边 寻求投资机会的资本流 原材料供给 资金支付 刺激劳力需求 劳力供给流 资本和劳力走向均衡 资本丰富 劳力缺乏 劳力丰富 资本缺乏 诺贝尔经济奖得主索洛的“稳定状态增长” 诺贝尔经济奖得主列昂捷夫的“投入产出”

SOCIAL PHYSICS MODEL 力与市场空间竞争 N S a x y b a + x + y + b = l x = [l – a – b + (PS - PN) / C] / 2 y = [l – a – b + (PN - PS) / C] / 2 PN ，PS ：生产者N和S的产品价格 C ：单位运输成本

SOCIAL PHYSICS MODEL ZIPF定则的普适 Sm / Sn = K (n/m) Zr = P0 / r(b) b为非正整数的分数维 Arrhinins – Gleason Model (物种—面积关系) S = CAw W = f[X(u,v,h) , Y(x)] Population – order Model （人口—等级关系） P = P1 / r Horton Model （河流—等级关系） C = (r n+1 / rn)Ω Bradford Model （科学文献分布关系） r1:r2:r3··· = 1:a:a2 ··· Niu’s Resources Model （资源分布关系） Pr = P1 / rb b = [m,S(u,v,h,), Y,K, ··· ] b ≈ -1.556663 q r

（四） 群体行为的 社会物理学解释

社会物理学关于 社会行为的三大理论 1、社会燃烧理论 2、社会激波理论 3、社会行为熵理论 社会物理学关于 社会行为的三大理论 1、社会燃烧理论 2、社会激波理论 3、社会行为熵理论

一、社会燃烧理论 （社会动乱的机理表达） 二、社会激波理论 （社会动乱的时空形式） 三、社会“行为熵”理论 （社会动乱的本源分析） 一、社会燃烧理论 （社会动乱的机理表达） 二、社会激波理论 （社会动乱的时空形式） 三、社会“行为熵”理论 （社会动乱的本源分析）

理论基础之一 社会燃烧理论 （社会动乱的机理表达）

社会燃烧理论 识别和求取 社会动乱的“燃烧物质 社会动乱的“助燃剂” 社会动乱的“点火温度

社会燃烧物质：社会痛苦指数 失业率 社会保障度 贫困率 环境污染度 文盲率 生态退化率 犯罪率 执法公正度 灾害率 贪污受贿率 抚养比 通货膨胀率 物价上涨率 社会保障度 环境污染度 生态退化率 执法公正度 贪污受贿率 国民心理 区域公平度 政府效率指数

社会燃烧“助燃剂” 国民心理态势 社会舆论导向 （10大类型） 挑动力 理性、良好、 影响力 祥和、从众、 激发力 可容、劣化、 公信力 怀疑、恐惧、 过激、冒险、 社会舆论导向 挑动力 影响力 激发力 公信力 说服力 整合力

国民心理一般状况判（例） 高 低 物 价 工 资 心理一般 心理愉悦 心理恶化

社会稳定预警系统 临界 阈值 专 家 系 统 国内 动态 国际 目标 限制 时间约束 空间约束 50 100 社会稳定临界阈值定标

社会动乱点火温度 的“五环临界” 临 界 密 度 临 界 速 度 临 界 强 度 临 界 尺 度 临 界 深 度 社会动乱点火温度 的“五环临界” 临 界 密 度 临 界 速 度 临 界 强 度 临 界 尺 度 临 界 深 度

反演案例 1989天安门事件

1989天安门事件前北京社会不稳定态势 时间 指标

理论基础之二 社会激波理论 （社会动乱的时空形式）

社会动乱的激波理论 1、“传染病”模型 2、“谣言”模型 3、“蒙特卡洛”模型 4、“银行挤兑”模型 5、 时空耦合模型 6、 临界爆发模型 社会动乱的激波理论 1、“传染病”模型 2、“谣言”模型 3、“蒙特卡洛”模型 4、“银行挤兑”模型 5、 时空耦合模型 6、 临界爆发模型

SOCIAL PHYSICS MODEL 激波理论的“谣言传布”规则 B C 1.0 上限 时间T b(A) b(B) b(C) a(A) a(B) a(C) HAGERSTRAND(瑞典学派)激波传导理论

SOCIAL PHYSICS MODEL 信息扩散时空耦合曲线 单位时段扩散指数 离开信息源的距离指数

SOCIAL PHYSICS MODEL 空间扩散的“平均信息场” （MIF）

SOCIAL PHYSICS MODEL 空间扩散的“累积信息场” （AIF）

图1 时段1的动乱源空间

时段2的动乱扩散状态

时段4的动乱扩散状态

时段8的动乱扩散状态

时段16的动乱扩散状态

理论基础之三 社会行为熵理论 （社会动乱的本源分析）

社会行为熵理论 六大规则 1、人类普适“最小努力”原则（Zipf）2、自发追寻“熵最小”原则（主流疲劳） 3、自觉维系“心理平衡”原则（自调适） 4、持续激发“情商共鸣”原则（自偏好） 5、社会取向“倒U型走势”原则（自中心 6、都希望有让别人遵守而自己例 外的社会公约（贝卡里亚，二难悖论）

社会异变先兆性 （集中度） 判定规则

海量粒子在网络中分布系列谱 三大临界识别 1、正常态下的“随机分布” （系列谱=1.0） 2、趋于分散态下的极端值 （系列谱=2.0） 3、趋于集聚态下的极端值 （系列谱=0.0）

设在一个包含有n 个点的地域 A 中，以一个固定的面积单元a 作为“样方”进行分划，并且规定如下概念：A/a=r, n/A=x。在随机分布条件下，对于n 个点而言，某面积单元的a中一个点也不会被发现的概率为： （1） 当r 足够大时（亦即地域A中所用面积单元a不断变小时），则有：

于是式（1）可以写成e-ax。进而，在这个面积单元a中仅能发现某一个点而无其他点的概率是： （2） n 个点之中任何一个均可单独在该面积单元 a 中被发现的概率则为： （3）

当 r 足够大时，则 ，或（3）中之分母 将趋近于1，则（3）式可以写成： （4） 由此推及，在某个面积单元a中发现两个特定的点的机会应能表示成： （5）

对于 n 个点而言，两个点可以被选择的方式为 ： ！ 于是在这个单位面积 a 中发现两个点的概率为： （6）

同理，可以依次推出一个面积单元中包括3个点直 n 个点的概率。总括上述，点的各种概率分布的总体可以被认为是： （7） 这就是著名的Possion分布。其总概率必然等于1。 如果一个社会系统的空间结构符合于Possion分布所表达的规律，即它应当符合于：

可以认为，Possion分布即为正常条件下 社会系统空间分布的理想模式（=1.0）

社会异变性（集中度） 的网络研究方法

在处理具体的社会系统并对其空间分布实施量化时，应当依据上述所阐明的原理，将其抽象地转换为具有规范的、能相互测量的、能进行比较的数量关系。此种运用 E 尺度的处理过程，主要包括以下步骤： 统一网格 即针对研究对象，在不同的地域空间，按照确定的比例尺，分别选择一个合宜的“面积单元” a(样方)。该面积单元具有确定的形状（一般为正方形）和大小。由这样的面积单元在所研究的生态系统空间内分划出统一的网格。此网格中的每一个面积单元都将作为空间分布分析中的基本单位。 2. 确定点的数目和分布 根据特定的研究目的和内容，可以选择社会系统中的某种组成成分。由特定生态系统内容实行向“点”的统一数量转换时，将服从如下所拟定的公式：

（8） 式（8）中，ui 代表在第i个单元面积中所选择的某个社会异变所转化的点数； 表示在转换为点之前，第i个单元面积中所包含的该社会异变的实际情况（可能是数量的，亦可能是程度的，或是其它非数量的）；n 代表在该地域中将要设计的总点数。 3. 距离的判定 在近邻分析的基本原则下，把点间的距离判定改换成为含点面积单元之间的距离判定，并且通过“引力理论”对这个距离实施第一级订正，再通过“概率论”的借鉴，对该距离实施第二级订正，由此去处理由于各面积单元（含有点的）在统一网络中所处位置以及格内点数的不同，以及克服由于各面积单元中所含的点数目不同给距离测量带来的困难。

一个含有点的面积单元与其周围最近的含点面积单元之间的距离，将使用相对值表达。同时，将格间距离总和（加以格内点数订正）与正常随机分布的规范距离进行对比。 假设条件：在正常条件下，某一面积单元与四邻共8个方向上的面积单元（假定每个面积单元中都含有点）之距离，倘若在相垂直的4个方向上（按照坐标系统依次计为0， ），其相对距离取数值1；在斜交的4个方向上（按坐标系统依次为 ）的相对距离取值 。详细如图2所示：

各相邻面积单元之间的总距离公式： （9）

（10） 4. E 尺度指标 （11）

5. 空间分布系列谱

6. 实例论证

集中度是粒子实际分布距离总和 小于粒子随机分布时的距离总和 的度量（1.0 ~ 0.0） 有序度是粒子实际分布距离总和 大于粒子随机分布时的距离总和 的度量（1.0 ~ 2.0） 假设条件：在正常条件下，某一面积单元与四邻共8个方向上的面积单元（假定每个面积单元中都含有点）之距离，倘若在相垂直的4个方向上（按照坐标系统依次计为0， ），其相对距离取数值1；在斜交的4个方向上（按坐标系统依次为 ）的相对距离取值 。详细如图2所示：

（五） 传统发展战略 必然导致不可持续性

中国发展的六大严重挑战 一、人口三大高峰的巨大压力 二、自然资源的超常利用 三、促进生态环境倒U型曲线的逆转 四、现代化进程的急速推进 五、城市化战略的优先 六、区域不平衡的加剧

中国自然禀赋的发展背景 65%的国土面积为山地丘陵 33%的国土面积为干旱区荒漠区 70%的国土面积每年受东亚季风强烈影响 55%的国土面积不适宜人类的生活和生产 35%的国土面积经受土壤侵蚀和荒漠化 30%的耕地面积为PH值小于5的酸性土壤 20%的耕地面积存在不同程度的盐渍化或海水入侵 17%的国土面积构成了世界屋脊 中国大陆平均高度是世界平均高度的1.83倍  

中国主要资源占世界总数比 资源 比重（%） 人口（1997年） 21 草地面积 9.3 劳动力（1997年） 26 石油 2.34 国土面积 7.1 天然气 1.20 耕地 煤 10.97 灌溉面积 19 水电 13.22 水资源 7 国际专利数（1995年） 0.27 森林面积 3.3 国内投资（1994年） 3.4 二氧化碳（1995年） 14 GDP（1997年） 3.53 碳排放（1990年） 16 GDP，PPP（1997年） 11.86 保护地（1990年） 4 出口 劳动密集产品出口 10.55 进口 2.6 资料来源：《中国统计年鉴》（1994年）；世界银行年度报告，1993年、1995年和1996年，1998年，1999年；世界银行：《中国环境报告》，1997年；美国国务卿沃伦·克里斯托弗：“美国外交21世纪全球环境挑战”，1996年4月9日；莱斯特·布朗：《世界状况》（1995）；世界知识产权组织资料，引自新华社日内瓦1996年2月14日电；《中国统计年鉴》（1999）。

中国现状

Over 65000 small enterprises with lag technology and severe pollution was closed down

Beijing in sandstorm

Heat Island effects in Tianjin 城市的热岛效应 Heat Island effects in Tianjin

越来越多的人认识到，只有将经济、社会的发展与人口、资源、环境相协调，走可持续发展之路，才是中国发展的前途所在。

可持续发展的两大主线 人与自然关系 ： 人与人关系： 人类向自然的索取必须被 人类 对自然的回馈相平衡 人际关系、代际关系、区际关 系、利益集团之间关系应获得 互利和谐与共建共享

环境与发展达到动态平衡、满足人类对环境的要求 人类不同发展阶段的比较   比较项目 前发展 低发展 高发展 可持续发展 时间尺度 约1万年前 农业革命之后 工业革命之后 信息革命之后 空间尺度 个体、部落 区域、流域 国家、洲际 洲际、全球 哲学思考 无中心、低智 追求“是什么” 追求“为什么” 追求“将发生什么” 自然观 自然拜物（天然生物链一员） 自然优势主义 （天定胜人） 人文优势主义 （人定胜天） 人与自然协调进化（人地和谐） 生产方式 从手到口 个体劳作 简单技术和简单工具 复杂技术、工具和 社会分工 智力转化、知识经济 经济特征 采食渔猎 （保持延续） 自给型(简单再生产） 商品交换型 （市场、竞争） 协调、集约型 （高效、和谐、再生） 经济水平 融于天然生物链之中 初级水平 （生存为主） 高级水平 （发展为主） 优化水平 （效率与公正的平衡） 系统识别 无结构 简单结构 复杂结构 调控型结构   能量输入 人体肌肉 人、畜及天然动力 非生物能源 清洁、可再生、可替代能源 环境响应 —— 低度与缓慢退化 急剧环境污染与生态基础退化 环境与发展达到动态平衡、满足人类对环境的要求  

世界SD理论研究四大方向 一、经济学方向 代表：世界银行、莱·布朗等 核心：科技进步贡献率能否抵销或克 服投资边际效益递减率 内容：区域开发、经济全球化、信息 革命、结构调整等

二、社会学方向 代表：联合国开发计划署 核心：经济效率与社会公平之间取得 合理的平衡 内容：社会发展、社会分配、利益均 衡等

三、生态学方向 代表：联合国环境规划署、布伦特莱 夫人等 核心：环境质量与经济发展之间取得 合理的平衡 内容：生态平衡、自然保护、资源永 续利用等

四、系统学方向 代表：中国科学院可持续发展战略组 核心：可持续发展系统内部“发展 度、协调度、持续度”的逻辑自洽 内容：“人与自然”和“人与人”关 系的协同进化与平衡和谐、追 求系统整体效益的最大化

“自然-社会-经济”三大元素的复杂理论概念系统 “人口-资源-环境-发展”四位一体的实际运行系统 可持续发展的系统构建 “自然-社会-经济”三大元素的复杂理论概念系统 “人口-资源-环境-发展”四位一体的实际运行系统

可持续发展五大支持系统 一、生存支持系统—实施SD的“临界基础” 二、发展支持系统—实施SD的“动力牵引”

可持续发展的三维判别 发展度 协调度 持续度

可持续发展必须跨越的 三大“零增长”台阶 1、人口自然增长率达到零增长 2、资源和能源消耗速率达到 零增长 3、生态环境退化速率达到零增长

SD必须克服的五大瓶颈 一、人口再生产与物质再生产的背离 二、资源生产价值与生态价值的背离 三、环境容量无偿占有与自觉养护的 失衡 四、效率与公平之间的不协调 五、成本外部化导致的“制度失灵”

科学发展观 可持续发展理论的 结晶与升华

“全面”发展的内涵 1、“自然、经济、社会”复杂系 统的全面思考 2、“物质文明、政治文明、精神 文明”的全面建设 3、“政府、企业、公众”社会结 构的全面管理

“协调”发展的内涵 1、“发展动力、发展质量、发展公平”的 有机协调 2、“发展数量、发展效益、发展速度”的 有机协调 3、“点状发展、轴状发展、面状发展”的 有机协调 4、“人与自然、人与人、人自身”的 有机协调 5、“个体利益、团体利益、整体利益”的 有机协调

“可持续”发展的内涵 1、人类对自然的索取，必须由 人类向自然的回馈相平衡 2、当代人的发展，不能以牺牲后 代人的发展机会为代价 3、本区域的发展，不能以牺牲其 他区域或全球发展为代价

“以人为本”的内涵 1、惠及全民福祉 2、保障基本人权 3、创造机会平等 4、男女平等参与 5、弱势群体救助 6、文明共建共享 形成尊重人、培育人、提高人的社会氛围和以人的全面发展为基本宗旨

国家可持续发展水平判断 增长函数的 增长函数的 一阶导数(总量) 二阶导数(速率) 传统发展期 消耗总量 (增长) 消耗速率 (上升) 发展改善期 消耗总量 (增长) 消耗速率 (下降) 进入持续期 消耗总量 (常数) 消耗速率 (为零) 强可持续期 消耗总量 (下降) 消耗速率 (为负)

中国可持续发展战略 机遇与挑战 Capacity Demand 可持续能力 时间 1992 2050 Policy Window 中国可持续能力 瓶颈突破 2100

（六） 推行循环经济 寻求人与自然关系的战略突破

循环经济的宏观表达 “自然-经济-社会”的 整体良性循环 循环经济的微观表达 从线形经济形态向 闭环形经济形态转换 循环经济的宏观表达 “自然-经济-社会”的 整体良性循环 循环经济的微观表达 从线形经济形态向 闭环形经济形态转换

宏观循环经济的生态学原理 借鉴于自然界长期进化模式，区域发展同样具有“生产者、消费者和分解者”的三大功能。一个健康的区域应当能对上述三大功能实施综合协调、有机匹配，并达到流畅的运行。形成一种效率最高、物料最省、需求得到充分满足，生态环境维系良好的区域发展模式，实现“新型工业化道路”的目标。 循环经济：原理、概念与准则

生产者 自然生态系统 分解者 消费者

循环经济发展模式的基本准则 循环经济遵循“减量化”准则（Reduce） 以资源投入最小化为 目标。 循环经济遵循“资源化”准则（Reuse）以废物利用最大化为目标。 循环经济遵循“无害化”准则（Recycle）以污染排放最小化为目 标。

循环经济的六种发展模式

绿色未来之路

建设节约型社会八项要点 1、节约型的制度建设 2、节约型的政府建设 3、节约型的生产体系 4、节约型的消费体系 5、节约型的城市设计 6、节约型的社区设计 7、节约型的家庭计划 8、节约型的文化基础

1998年，全国人均建筑用地 为52. 9平方米 2002年，全国人均建筑用地 为82. 3平方米 四年期间全国人均用地增长 49 1998年，全国人均建筑用地 为52.9平方米 2002年，全国人均建筑用地 为82.3平方米 四年期间全国人均用地增长 49.9%，年均增长13.9% 超出同期全国GDP平均增长 5.4个百分点

中国城市与发达国家相比 城市住宅能耗平均高3.5倍 住宅建设耗水平均高出30% 每平方米建筑用钢材55公斤 比发达国家平均高出20% 中国城市与发达国家相比 城市住宅能耗平均高3.5倍 住宅建设耗水平均高出30% 每平方米建筑用钢材55公斤 比发达国家平均高出20%

中国能源设备效率同发达国家 比较状况 设备 中国 发达国家 差距 (%) 火力发电站 28 中国能源设备效率同发达国家 比较状况 设备 中国 发达国家 差距 (%) 火力发电站 28.5 36-38 6-10 工业锅炉 55-65 80-85 20-25 工业窑炉 5-37.5 40-60 40 风机 65-70 80-90 30 泵 65-80 78-90 10 资料来源: ERI 1990

中国和加拿大典型高层公寓建筑 的热损失（单位：瓦／m2. OC） 外墙 窗户 屋顶 北 京：现 状 1. 57 6. 40 1

中国重化工业加速发展 重工业 轻工业

能源密度

到2001年，中国人均可开采的 一次能源数量 石油2. 6吨（是世界平均的11. 1%） 煤炭 90吨（是世界平均的55 到2001年，中国人均可开采的 一次能源数量 石油2.6吨（是世界平均的11.1%） 煤炭 90吨（是世界平均的55.4%） 天然气1074立方米（是世界平均 的14.3%）

中国能源研究的应开始转向“开源”的革命性跃升 1、加速从“碳基能源”向“氢基能源” 的台阶式转换 2、率先突破“捕光蛋白” 生物光合能源 的基因芯片 3、作好“天然气水合物” 勘探与开发的 整体技术储备 4、迎接月面土壤中氦（3）能源获取的先 导性研究 5、组织空基能源的获取与传输的技术准备 6、制定国家“绿色能源”战略规划

1克氢可以释放出142KJ的能量，相当于汽油释放能量的3倍，而且对大气 无任何污染

截止到2005年，全球年产氢总量已达3600万吨，绝大部分从石油、天然气和煤炭中制取。

氢基能源产业示例之二 “煤炭气化集成联合循环”（IGCC技术）。现美国正抢占世界能源技术制高点。并用来建造50万千瓦、英国用来建造35万千瓦、日本在试运行30万千瓦氢基发电厂。从煤的气化中分离出氢气、二氧化碳、氮氧化物。氢用来发电；二氧化碳液化后埋入地下；氮氧化物用以生产肥料。其中液化的氢也用作燃料电池的动力。

日本氢能第一期研究计划 完成500兆瓦能源效率达60％以上的氢汽轮机工业化水平试验；完成能源转换效率90％以上的固体高分子电解质水电解法制氢技术研究；完成300吨/日氢液化设备、储氢合金分散运输系统、液氢用低温材料等基础技术的研究工作。

“氦电” 氦电是一种从氦元素和它的同位素中获取的电能（代替氚），与“核电”、“水电”、“风电”等一样，是一种大有希望的新型能源。 “氦电” 氦电是一种从氦元素和它的同位素中获取的电能（代替氚），与“核电”、“水电”、“风电”等一样，是一种大有希望的新型能源。

空间太阳能发电 把太阳能卫星发射到距离地球500至800公里的低轨道上，可以把太阳能24小时不间断地输送到几个不同的地面位置。太阳能微波发送的基础性实验已经获得成功，空间太阳能发电即将变成现实。

太阳能电池网 “太空蜘蛛”获取大规模空间太阳能

实现能源与资源消耗速率的 “零增长” 实现能源与资源创造财富的 “四倍跃进” 实现能源与资源支持社会的 “永续基础”

（七） 改变增长方式 构建现代发展新模式

现代区域发展的本质 1、时空压缩能力 2、时空互换能力 3、优化区位能力 4、发挥潜势能力 5、财富升值能力 现代区域发展的本质 1、时空压缩能力 2、时空互换能力 3、优化区位能力 4、发挥潜势能力 5、财富升值能力

集群经济是产业结构创新 循环经济是生产方式创新 知识经济是发展内涵创新 集群经济是产业结构创新 循环经济是生产方式创新 知识经济是发展内涵创新

集群经济的概念源自于自然生态学中“种群的生态位势分布”、“种群的共生原理”以及“种群的食物链关系”。

1990年波特在《国家竞争优势》一书中，引进了生态学概念到经济增长与区域发展中，并应用集群经济的名称去加以阐述，他认为：“在一个地理区域中，具有空间相邻、供需关联的企业集簇、通过生产过程和契约形式实现互补的共生关系”。

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德国产业集群的分布 钢 多特蒙德、埃森、杜塞尔多夫 工具制造 锁匠用具 勒姆什特 费尔贝特 ·埃森 ·多特蒙德 ·费尔贝特 餐具 ·杜塞尔多夫 光学制品 索林根 ·勒姆什特 维茨拉 莱韦库森· ·索林根 ·维茨拉 印刷机 化学制品 海德堡、符兹堡、奥芬堡 ·法兰克福 ·符兹堡 法兰克福 钢笔与铅笔 莱韦库森 ·纽伦堡 纽伦堡 路末斯哈芬 路末斯哈芬· ·海德堡 ·奥芬堡 内喀苏姆· ·雷根斯堡 珠宝 普福斯罕 ·普福斯罕 ·印格士 工具机 ·土林根 斯图加特 外科仪器 汽车 土林根 斯图加特、慕尼黑、印格士、内喀苏姆、雷根斯堡 德国产业集群的分布

法国的产业集群 图 4 法国的产业集群分布状况图 磁带业集群 香水瓶制造业集群 木材与家具业集群 汽车制造业集群 鞋业集群 汽车制造业集群 纺织业集群 眼镜业集群 陶瓷业集群 鞋业集群 塑料加工业集群 纺织技术集群 纺织业集群

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法国总理德维尔潘于2005年7月13日批准法国67个产业集群，其中6个是世界级的项目。他认为：“构建产业集群可以使法国越过工业史上一个重要阶段” 产业集群深化了专业分工、提高了效率、降低了成本，最大限度攫取了发展红利，提升了竞争力的位阶。 （法国《欧洲时报》）

充分认识适应“集群经济、循环经济、知识经济”的现代经济发展模式，是上一世纪传统发展模式的创新，是中国特色“新型工业化”道路的全面开拓，是新一轮经济周期提升我国发展能级的必然选择，是最大程度提高资源利用效率在“十一、五”期间的全新实验。

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