经济利益驱动下的人口迁移动力学

摘要

人类社会是典型的复杂系统。借助复杂系统理论和统计物理思想，定量描述人类行为动力学，揭示人类及其社会系统的普适规律和机制，日益成为横跨物理学、数学、系统科学、控制科学、管理科学和社会学等多学科交叉研究的热点。本学位论文用统计动力学理论、动力学建模和原子结构类比三种手段进行人类迁移行为的研宄，力图建立对人类迁移以及与之紧密相关的区域经济发展比较全面的描述和理解。主要研究内容如下:
　　第一章介绍复杂系统和人类行为研究进展，包括复杂系统研究简史、统计物理在复杂系统中的应用、人类行为的时空动力学，特别是人口迁移动力学。在此基础上，明确本论文的研究内容，阐述研究动机、理论框架和具体方法。
　　第二章介绍与迁移相关的实证研究结果，包括:1）对1990-2013年间中国150个城市人口和国内生产总值(GDP)进行统计，揭示它们的分布规律。2）对1990-2009年间以省级区划为单位的中国经济发达地区的人口数据进行处理，获得区域经济规模对人口的依赖关系;揭示中国人口演化的普适性和特殊性;揭示人口迁移的规律性，以及诸如阵发等动力学特征。针对我们所面对的稀疏统计样本，提出了减小拟合误差、改善统计效果的数据处理方法。3）对1998-2016年间31个中国省级区划城市建成区总面积进行统计分析，用以间接反映中国经济的快速发展和人口迁移。4）对中国第五次和第六次人口普查关于流动人口受教育程度的数据进行统计分析，揭示由劳动者素质决定的经济发展模式的转变，以便预测未来社会的人口和经济状态。
　　第三章用统计动力学方法，再现人口分布规律，预测未来人口与经济发展的趋势。根据Cobb-Douglas生产函数和Harrod-Domar经济增长模型，建立了人口变化的Langevin方程。通过一定的数学变换，得到人口分布概率的Fokker-Planck方程。求解讨论从“原始社会”到未来，人口分布演化的规律性;通过引入人口和GDP的关系函数，由人口分布律得到经济规模分布律，从而预测未来世界的财富分布。
　　第四章建立以追求高经济利益为驱动力、以迁入区与迁出区人口规模之差为排斥力的合力作用下人口迁移动力学模型，其动力学演化规则包括:1）迁入区与迁出区人均GDP差异决定迁移的驱动力。2）在驱动力中计入由迁移距离所决定的迁移成本。3）迁入区与迁出区人口规模之差决定迁移的阻力（差值越大，迁入区人口规模相对越大，就业机会越少，竞争越激烈，对外来人口排斥作用越强）。4）引入开放系统演化的内在自调节机制—体现人口创造财富效率的综合技术水平（包含在C-D生产函数中）受GDP增长、人口增长、固定资本投资增长的反馈调节。由此模拟区域间人口迁移行为，再现实证规律。引入由正在发生迁移的“活性”区域构成的有向迁移网络及其结构参数、结构熵等特征量的变化，理解迁移规律形成的动力学根源。
　　第五章基于玻尔的原子模型，类比原子为人口聚集区，核外电子为区域人口（1个电子代表单位为百/千/万/...的1批人口），核电荷数多少为区域对人口的吸引力强弱，由此构建体现个体差异的区域人口迁移行为动力学模型。迁移规则为:1）某格点活跃度（对应原子的电离能）高于其4个近邻中至少1个格点，则该点即为潜在迁出区。2)1个潜在迁出区近邻中吸引力最强者（经济发展程度最高者—势能最低者）即为迁入区。3）由核外电子的屏蔽效应描写区域对电子迁入的排斥作用。4）由Logistic模型描写人口的自然增长。由此模拟人口在区域间的迁移行为，考察人口初始分布的影响，人口演化和经济发展的趋势、特征及其机制。
　　第六章总结与展望，对本论文的主要工作进行总结，并对未来工作，即在人类行为动力学领域的研究提出设想和建议。

目录

声明

摘要

1．1复杂系统研究

1．2统计物理在复杂系统中的应用

1．3人类行为动力学研究

1．3．1人类行为的时间特征

1．3．2人类行为空间特性研究

1．4本论文研究内容及背景

1．4．1经济利益驱动下的人口迁移动力学

1．4．2本论文研究内容

1．4．3本论文创新之处

1．4．4本论文研究框架

第二章人类迁移行为与区域GDP的实证统计

2．1引言

2．2实证数据的选择

2．3区域人口与GDP的实证统计

2．4区域人口与GDP之间关系的实证分析

2．5区域人口迁移行为实证统计

2．5．1人口迁移量的统计

2．5．2人口迁移行为的分析

2．6省、区和直辖市建成区总面积实证统计

2．7流动人口受教育程度实证统计

2．8本章小结

第三章区域人口与经济发展的统计动力学

3．1引言

3．2区域人口分布的随机动力学

3．3 Fokker-Planck方程与区域人口分布的概率描述

3．4区域GDP的随机动力学研究

3．5本章小结

4．1引言

4．2人口迁移动力学模型

4．3模型检验

4．4理论结果分析

4．5人口迁移网络结构特性研究

4．5．1复杂网络介绍

4．5．2复杂网络统计特征

4．5．3人口迁移网络统计特性

4．5．4人口迁移网络属性描述

4．6本章小结

第五章人口迁移的原子间电子转移的动力学模拟

5．1引言

5．2理论模型

5．3类电子结构的人口迁移模型

5．4模拟结果分析与讨论

5．4．1模型初值设定

5．4．2模拟结果分析

5．4．3分析人口规模初始值范围对演化结果的影响

5．4．4分析不同人口规模均匀分布对演化结果的影响

5．5分析人口自然增长对演化结果的影响

5．6本章小结

6．1工作总结

6．2工作展望

参考文献

附录

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

致谢