[논문 리뷰] A Biophysical Approach to Production Theory

Jing Chen, James K. Galbraith|ArXiv.org|2009. 01. 19.

Advanced Thermodynamics and Statistical Mechanics참고 문헌 16인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 물리 법칙과 진화 원리를 바탕으로 경제 생산을 도출하는 생물물리적 생산 이론을 제안하며, 신경제학적 경제학의 더 현실적인 대안을 제공한다. 생산을 에너지 유량과 물질 전환에 의해 지배되는 열역학적 과정으로 모델링함으로써, 경제 시스템이 본질적으로 생물물리적 제약에 의해 제한됨을 보여주며, 전통적인 모델보다 실제 경제 현상을 더 잘 설명하는 단순한 분석 프레임워크를 제공한다.

ABSTRACT

Most people agree that human activities are consistent with physical laws. One may naturally think that sensible economic theories can be derived from physical laws and evolutionary principles. This is indeed the case. In this paper, we present a newly developed production theory of economics from biophysical principles. The theory is a compact analytical model that provides, in our view, a much more realistic understanding of economic (as well as social and biological) phenomena than the neoclassical theory of production.

연구 동기 및 목표

• 순수한 수학적 효용 극대화가 아니라 물리 법칙과 생물학적 진화에 뿌리를 두고 있는 경제 생산 이론을 개발하는 것.
• 에너지와 자원 부족성 같은 물리적 제약를 무시하는 경향이 있는 신경경제학적 생산 이론의 한계를 해결하는 것.
• 열역학과 생물물리 원리를 통합하여 경제, 사회 및 생물학적 시스템을 이해하는 데 더 현실적인 프레임워크를 제공하는 것.
• 생산 과정이 순수한 추상적 생산 함수가 아니라 에너지 유량과 물질 전환에 의해 본질적으로 지배됨을 보여주는 것.

제안 방법

• 생산을 에너지와 물질이 조직화된 시스템을 통해 전환되는 생물물리적 과정으로 모델링하며, 대사나 생태계 과정과 유사하다.
• 특히 에너지 보존과 엔트로피 생성 원리를 포함한 열역학 원리를 적용하여 생산의 단순한 분석 모델을 유도한다.
• 노동, 자본, 천연자원을 저장되거나 흐르는 에너지의 형태로 간주하며, 생산 출력은 에너지 투입과 효율성에 비례한다.
• 신경경제학 모델의 인위적인 가정을 피하기 위해 에너지 유량 역학에서 유도된 일반화된 생산 함수를 사용한다.
• 진화 원리를 통합하여 생산 시스템이 더 높은 에너지 효율성과 안정성 향방으로 진화함을 제안한다.
• 합리적 선택이나 마진 생산성 가정에 의존하지 않고도 관측된 경제 추세와 제약을 재현할 수 있다는 점에서 모델을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 경제 생산은 순수한 수학적 또는 효용 기반의 가정이 아니라 기본적인 물리 법칙에서 어떻게 도출될 수 있는가?
• RQ2 에너지 유량과 엔트로피와 같은 생물물리적 제약이 경제 생산과 성장에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ3 열역학과 진화 원리를 바탕으로 한 생산 모델이 신경경제학 모델보다 실제 경제 현상을 더 잘 설명할 수 있는가?
• RQ4 노동, 자본, 천연자원은 생물물리적으로 일관된 프레임워크 안에서 에너지와 물질 유량과 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ5 이 생물물리적 모델이 장기적 경제 지속 가능성과 정책에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• 생물물리적 생산 모델은 생산을 물리 법칙과 에너지 유량에 기반시킴으로써 경제 현상에 대해 더 현실적인 이해를 제공한다.
• 모델은 생산이 자본이나 노동뿐 아니라 가용 에너지와 물질 투입에 의해 본질적으로 제한됨을 보여준다.
• 생물학적 시스템과 마찬가지로 경제 시스템도 자연 선택과 유사한 과정을 통해 더 높은 에너지 효율성과 안정성 향방으로 진화함을 보여준다.
• 모델의 분석 형태는 단순하고 예측 가능하며, 인위적인 가정 없이 관측된 경제 추세를 설명할 수 있다.
• 신경경제학 모델은 복구 불가능한 물리적 제약를 고려하지 못해 장기적 성장에 대한 잘못된 예측을 내놓는다.
• 이 프레임워크는 지속 가능한 경제 발전이 특히 에너지 가용성과 생태계의 건강성과 일치시켜야 한다는 것을 시사한다.