贪婪算法的基本原理范例(3篇)

时间:2024-12-27

贪婪算法的基本原理范文篇1

摘要:针对可重构计算硬件任务划分通信成本较小化的问题,提出了一种基于深度优先贪婪搜索划分(DFGSP)算法。首先,从待调度的就绪队列中取出队首任务,在某一硬件面积约束下,按深度优先搜索(DFS)方式扫描一个计算密集型任务转换来的有向无环图(DAG),逐个划入满足要求的节点;然后,一遇到不满足面积要求的任务节点时,就计算当前划分模块间输出边数(可量化为通信成本);最后,跳过当前不满足要求的任务节点,继续搜索该点之后处于就绪状态的节点,当搜索到满足要求的点时,按加入该点后不增加当前划分块间输出边数和尽可能填满可重构运算阵列的原则进行。实验结果表明,与现有的簇划分(CBP)、簇层次敏感两种划分算法相比,提出的算法获得了最小划分模块数和平均跨模块间I/O边数最小的均值,通过在可重构任务编译器上的实际验证,算法显著地改善了硬件任务的划分效果,而且运行开销没有明显增加。

关键词:可重构计算;时域划分;深度优先贪婪搜索;通信成本;资源约束;硬件碎片

中图分类号:TP302文献标志码:A

Abstract:Thispaperproposedahardwaretaskpartitioningalgorithmaccordingtotheproblemsofcommunicationcostminimuminreconfigurablecomputing,calledDFGSP(DepthFirstGreedySearchPartitioning).Atfirst,thefronttaskwastakenfromthereadyqueue,aDirectedAcyclicGraph(DAG),whichwastransformedfromacomputing-intensivetask,wasscannedandpartitionedbyDepthFirstSearch(DFS).Then,thenumberofoutputting-edges(quantizedtocommunicationcost)ofcurrentpartitioningmodulewascomputedwhenthetasknodedidnotmeettheareaconstraints.Finally,thereadytasknode,whichconsideredsufficientlypartitioningmoduleoutputting-edgeswhichwerenotincreasingandmadegooduseofreconfigurableresourceshardwarefragmentassoonaspossible,wasscannedandpartitioned,afterskippingthetasknodewhichdidnotmeettheareaconstraints.IncomparisonwiththeCluster-BasedPartitioning(CBP)algorithmandLevelSensitiveCluster-BasedPartitioning(LSCBP)algorithm,theexperimentalresultsshowthattheproposedalgorithmcanobtaintheleastnumberofpartitioningmodulesandtheleastaveragenumberofinput-outputedgescrossingmodules,andthepracticalresultsonreconfigurabletaskcompiler,作者电话回复要求改过。indicatetheproposedalgorithmgetsaprominentimprovementinhardwaretaskpartitioningperformanceoverpreviousalgorithms,whiletherun-timeefficiencyispreserved.

Keywords:reconfigurablecomputing;temporalpartitioning;depthfirstgreedysearch;communicationcost;resourcerestraint;hardwarefragment

0引言

可重构计算结构可以看成是由时间和空间构成的二维结构[1],其具有时间域上的可编程性和空间域上可配置性。目前,可重构计算技术在音、视频的压缩[2],嵌入式与可重构计算机系统[3-5],图像处理[6]等方面得以广泛的应用。可重构计算可以定义为对结构固定的硬件计算平台,根据应用的不同需要对可重构硬件进行动态配置,根据配置信息来改变内部可重构单元的功能和相互之间的连接关系,并在辅助设备(包括控制硬件和软件)的协同下完成相应的计算任务[7]。

在可重构计算的任务编译器设计过程中,由关键循环转换来的数据流图(DataFlowGraph,DFG)如何被映射到可重构处理单元(ReconfigurableProcessingUnit,RPU)是实现可重构计算机系统高性能的关键所在,其中任务图的划分又是其中的重要一环,划分是映射的前提,划分子图的提取对映射结果好坏产生很大的影响,因此可重构计算的硬件任务划分问题是可重构计算中的难点问题,而且图的时域划分问题已经被证明是一个NP完全问题[8],故该类问题常常得到的是较优解。

在这样的背景下,本文对可重构相关的划分算法和划分块间的通信成本的较小化等方面进行了深入的研究,提出了一种深度优先贪婪搜索的硬件任务划分算法。实验证明该方法有效减少了划分块的块间边数和划分块数。

1相关研究

传统的DFG时域划分算法根据电路的抽象层次进行划分,可大致分为两种:网表级时域划分和行为级时域划分[7]。行为级时域划分方法是本文的研究重点,相关算法很多,通信成本是影响可重构计算机系统性能的主要因素之一,主要以通信代价作为优化目标的典型时域划分算法有以下几种,分述如下。

文献[9]用概率构造与遗传算法(ProbabilisticConstructiveGeneticAlgorithm,PCGA)相融合来对相关的硬件任务进行划分,旨在获得较小的任务簇集合和较低的通信代价,效果较好,但是PCGA运行的时间较长。

文献[10]提出划分合并簇算法(PartitioningMergingClusters,PMC),该方法首先对待划分DFG按扇出和扇入两种类型簇分别做初始划分;然后,分析簇之间的关系,在满足硬件资源限制的前提下,按概率将簇进行合并,目标是减少通信量。但是因为存在硬件资源约束问题,所以初始扇出和扇入两种类型簇很难划定,而且即使划定,初始产生的划分簇在很多情况下也不能合并。

簇划分(Cluster-BasedPartitioning,CBP)算法是一个典型的列表调度算法[11],执行时能获得较小的通信代价,划分效果良好。簇的层次敏感划分(LevelSensitiveCluster-BasedPartitioning,LSCBP)算法对CBP算法进行了改进[12],克服了该算法机械选取节点划分的缺陷,提高了硬件资源的利用率,取得了较好的效果。

2问题定义

为了凸显本文研究的侧重点,下面给出一些前提条件:1)待划分的任务由DFG表示,一个计算密集型任务已经转换为一个DFG;2)一个划分可以直接映射到一块可重构单元阵列(ReconfigurableCellArray,RCA),RCA的面积为一个定值,并且可以被重复使用。

针对具体的研究内容,本文对相关概念定义如下。

定义1一个计算任务或程序的DFG可以表示为一个三元组G=(V,E,W)。其中:顶点集V={vi|vi是有序运算符,1≤i≤n},|V|=n表示运算符的个数;边集E={eij|eij=〈vi,vj〉,1≤i,j≤n},eij表示从vi到vj的有向边,vi是vj的直接前驱节点,vj是vi的直接后继节点,表示了vi和vj两个运算符的先后依赖关系,vj的执行依赖于vi,|E|=m为边的数量;权集W={wi|表示vi所占的硬件资源面积,1≤i≤n}。

一般而言,可重构计算系统的可重构处理单元(ReconfigurableProcessingUnit,RPU)的面积为一个定值,表示为ARPU。对于任意一个大任务的DFG很难被全部被映射上去,这就需要对该DFG进行分割。不同的分割方法由不同的划分算法实现,对于任一个计算任务或程序的DFG,在满足相关约束条件下,采用某种分割方法可以获得一个具有M个划分块的划分,表示为P={P1,P2,…,PM},|P|=M,其中,第i个划分块Pi由DFG的若干个节点组成,1≤i≤M。Pi和Pj要求具有严格的执行顺序,若Pi先执行,Pj紧跟Pi后执行,表示为PiPj,则称Pi为Pj前驱模块,Pj为Pi的后继模块。

定义2一个DFG的划分问题可以描述如下。

输入G=(V,E,W);ARPU。

输出G的一个划分P={P1,P2,…,PM}。

约束条件1)∩Mi=1Pi=;2)∪Mi=1Pi=V;3)Pi∈P,1≤i≤M,∑wj≤ARPU,wj为Pi中所有包含的第j个节点的权值;4)P中所有的前驱和后继划分块之间不存在非法依赖关系;5)RPU支持流水线处理。在计算资源成功映射的前提下,划分内所有的边都能在硬件中实现连接。

目标1)划分块数较少;2)块间边数较少。

定义3设V是一个计算任务或程序的DFG的有序运算符中的任一个运算节点,则V被划入一个划分块的前提是V的所有的前驱节点均已经被分配到相应的划分块中。一个合理的划分要求划分块之间不产生非法依赖关系。由于DFG是一个有向无环图,如果一个节点的前驱节点被分配到其后继模块中,就会引发非法依赖关系现象。图1给出了这种情况的图示,为了简化问题描述,假设一个任务或程序的DFG中各个节点的权值相同,这样,本文可以将面积的单位等价于节点的个数。设ARPU=4,获得P1和P2两个划分,如果划分块的执行次序是从P1P2,因P1划分中运算节点V6前驱V3位于P2划分,反之亦然,所以划分块P1和P2之间产生了非法依赖关系,如图1所示。

3深度优先贪婪搜索划分

3.1深度优先贪婪搜索划分算法设计

为了保证某个DFG在划分时能获得较小划分块间边数,同时充分利用可重构计算阵列的资源,深度优先贪婪搜索划分(DepthFirstGreedySearchPartitioning,DFGSP)算法在满足可重构资源面积约束的条件下,按深度遍历的方式,同时考虑了存储边数和硬件资源两个因素,而且DFGSP算法在初始化过程中,将原始输入作为文件直接读取。综上,DFGSP算法采用以下两个策略来进行算法设计。

策略1追求块间通信成本的较小化。

DFGSP算法按深度优先搜索的思想进行划分,一遇到不满足要求的点时跳过,继续搜索该点之后处于就绪状态的节点,当搜索到满足要求的点时,加入当前块设置限制条件如下:首先计算当前块的块间边数,在保证当前块的块间边数不变的情况下,尽可能地把满足要求的节点放入当前的划分块,如果新的运算节点加入后的块间边数小于等于当前块边数则加入;否则不加入。这样做的主要目的是使更多的紧密型运算节点放在一起,从而获得整个DFG划分块间的通信成本的较小化。

策略2在保证当前划分块通信成本的较小化的情况下,使可重构运算阵列面积利用最大化。

按深度优先搜索的思想进行划分,算法在划分完当前就绪节点后面积仍有剩余时就停止,但是该剩余面积还有可能满足剩下的队首节点后面节点的面积要求,因此在保证当前划分块执行通信成本的最小化的情况下,可以在队首节点之后按同时满足加入某节点后不增加当前划分块间的边数和尽可能填满可重构运算阵列的原则进行贪婪搜索满足要求的就绪运算节点,从而提高系统资源的利用率。

定理1DFGSP是一种综合考虑可重构硬件资源和划分块间边数深度优先贪婪搜索算法。

证明本证明分为两个部分:第1)部分证明DFGSP是一个综合考虑任务硬件资源和划分块间边数的贪婪搜索算法;第2)部分证明DFGSP算法是一个深度优先搜索算法。

1)令S(n)是谓词“给定一个DFG,并且该图顶点集合V满足|V|=n≥1,则DFGSP是一种综合考虑可重构硬件资源和划分块间边数的贪婪搜索算法”。

用数学归纳法证明,基本步骤如下。

步骤1当n=1,即V只有一个元素,块间边集E={},块间边数计数变量为j,初值为0,即有V={v1},则有P={P1},P1={v1},j=0,S(1)为真。

步骤2当n=2,设ARPU=1(ARPU为一个约定的划分面积),基于DFGSP算法进行任务划分存在两种情况:一种情况是任务节点v1和v2存在依赖关系,若v1为v2的直接前驱,v2为v1的直接后继,则这两个具有固定次序的客体可组成一个序偶表示为〈v1,v2〉,假设划分的执行顺序为P1P2则P={P1,P2},P1={v1},P2={v2},块间边数j=1;另一种情况是任务节点v1和v2不存在依赖关系,且两个节点同时就绪,DFGSPDFGS按先来先服务(FirstInFirstOut,FIFO)的原则优先选择就绪队列的首节点进行分配,若队列的排列顺序为{v2,v1},则P={P1,P2},P1={v2},P2={v1},块间边数j=0;则S(2)为真。

归纳步骤如下。

假设当n=k-1时命题成立,S(k-1)为真。

当n=k时,在ARPU约束下,不妨设采用DFGSP分割具有n个顶点DFG可以获得一个具有M个划分块的划分,可表示为P={P1,P2,…,Pi-1,Pi,…,PM},前k-1个节点(即v1,v2,…vk-1)已经按DFGSPDFGS算法划分完毕,当前划分的块间边数j=δ,因为每个划分块包含的节点数有可能多于一个,所以设获得的相应划分块为P={P1,P2,…,Pi-1},现考查从余下顶点序列V={vk,vk+1,…,vn}选取第k个节点vα的处理过程,DFGSP算法搜索当前就绪列表中所有满足要求节点(即indegree(vi)=0,k≤i≤n的点),当前就绪列表队首的节点的面积不满足要求,但是当前队首后面的运算任务节点面积满足要求。具体可以分为以下两种情况。

①若队首后面的运算任务面积满足要求的节点与当前划分块内的节点无联系时,算法就依据FIFO的调度策略分配相应的任务,若当前划分|Pi-1|

②若队首后面的运算任务面积满足要求的节点存在两种类型:a)与当前划分块内的节点无联系;b)与当前划分块内的节点有联系。则优先划入第b)种类型的运算节点,若当前划分|Pi-1|

由①、②可知,S(k)为真,即对k个元素而言,DFGSP是一个综合考虑可重构硬件资源和划分块间边数的算法。综上,S(n)为真,即给定一个具有n个节点的DFG,DFGSP是一个综合考虑可重构硬件资源和划分块间边数的算法。

2)DFGSP算法每次搜索满足划分要求和充分考虑硬件资源的硬件利用碎片的节点时,搜索的节点的次序从一个节点出发,依次逐个划入该节点的满足要求的直接后继节点,这和深度优先搜索特性吻合,故DFGSP算法又是一种深度优先搜索算法。

由1)、2)可知,DFGSP是一种综合考虑可重构硬件资源和划分块间边数的深度优先贪婪搜索算法。证毕。

基于上述两个策略的算法描述如下:

算法1DFGSP。(DepthFirstGreedySearchPartitioning)

程序前

InputADFGofagiventask;

Ouputoptimizededgesacrossedmodulesofallthemodules&module-numbers

Initialization&inputdatatable;part=1;

Foreachnodevi∈Vdo

calculateeachnodeindegreenumbers;

if(node[i].indegree=0)

AddQueue(vi);

Endif

EndForeach

while(n

while(pQueue!=NULL)do

ui=QueueFront();

Total_Cost=node[ui].size+RCost;//把队首元素所占的硬件资源大小加入

if(Area_Filled+Total_Cost

加入当前节点;更新填充面积;

更新就绪列表;

通过函数edges1=Acrossed_modules_Edges()计算当前划分块的块间边数

Endif

if(Area_Filled+Total_Cost>ARPU)

跳过该点,搜索该点之后的所有满足当前面积要求&可以划入的运算节点;

更新就绪列表;更新填充面积;并将它们依次保留在一个存储数组中

Endif

Endwhile

Foreachnodevi∈Vdo

依次从存储数组中取出满足要求的点

并且通过函数edges2=Acrossed_modules_Edges()计算加入该点的划分块间边数

if(edges2

加入该点

Else

删除该点

Endif

Endforeach

开辟新块;

Area_Filled=Total_Cost=0;

通过排序函数sortlist()找到当前就绪节点层次号最小的点;

并以该点为起点进行新一轮的划分

Endwhile

分别计算DFG的划分块数和块间边数

输出较优解P和E

EndDFGSP

程序后

3.2算法时间复杂度分析

DFGSP算法在执行前,一个DFG总的节点数、每个运算节点运算类型和占用的资源数已知。每个节点前驱与后继的个数及列表在初始化函数Init()通过任务节点的二维关系矩阵求得,该运算的时间复杂度为O(n2)。求每个节点的入度的时间复杂度为O(n)。DFGSP算法进行贪婪硬件划分的平均时间复杂度为O(n2)。综上,DFGSP算法的时间复杂度为O(n2)。

4实验及其结果分析

由于LSCBP和CBP两个算法是目前典型的减少通信成本效率较高的算法,本章通过软件仿真将本文的算法与LSCBP和CBP两个算法进行对比。为了便于比较,本文统一用重构硬件资源面积作为约束条件。各类运算的占用资源量见表1,各类运算所占的重构硬件资源数(单位用可配置逻辑模块(ConfigurableLogicBlock,CLB)个数表示)是参照XC4000E系列8位FPGA来确定的。

本文采用C语言实现了DFGSP、CBP、LSCBP算法,并用划分基准程序集对其进行了测试验证。基准程序集包含6个程序,它们是快速数据加密算法(FastdataEnciphermentALgorithm,FEAL)、快速傅里叶变换4次展开(FastFourierTransform4,FFT4)、快速傅里叶变换8次展开(FastFourierTransform8,FFT8)、快速傅里叶变换16次展开(FastFourierTransform16,FFT16)、逆离散余弦变换(InverseDiscreteCosineTransformation,IDCT)、离散余弦变换32次展开(DiscreteCosineTransform32,DCT32),其操作单元的数量和占用的硬件资源总数如表2所列,其中,“―”表示划分用例没有该种运算。程序的开发环境是Visual2010,运行环境是WindowsXP,PC的处理器为IntelCorei3CPU,主频为2.26GHz,内存为2GB。

CBP、LSCBP算法模块数的计数均包括第0层输入的划分。统计块间输出边时,如一个运算节点有两条及以上输出边,只统计一次。ARPU随机选取60CLB、70CLB和80CLB三个值。其中:P表示划分块数,E表示划分块之间的I/O边数。

4.1DFGSP算法与CBP算法的比较

DFGSP算法和CBP算法对比实验的数据见表3~5,表中的Δ%表示相对改进百分比。相对于CBP而言,DFGSP所获得的P值是最小的。

4.2DFGSP算法与LSCBP算法的比较

DFGSP算法与LSCBP算法比较的实验数据见表6~8。LSCBP算法是对CBP算法的改进,旨在优化P和E,但相比于DFGSP而言,P值和E均值均大于DFGSP算法。

从上述实验比较结果可以看出,DFGSP相比于CBP、LSCBP两种算法而言,模块数是最小的,块间均值也是最小的。但是DFGSP的局限性是每个划分后的模块内部运算任务之间的并行度没有达到最大,所以本文算法适用于想获得划分模块数和块间存储成本较小的场合。

5结语

本文提出了一种DFGSP算法,该算法采用深度优先搜索的思想综合考虑了DFG划分块数和块间的边数最小化等因素,动态调整节点的调度次序。采用通过真实的计算密集型任务转换来的DFG,与CBP、LSCBP两种算法进行了比较,结果表明,DFGSP算法具有较小的划分块数和块间的边数,总体效果良好。

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收稿日期:2011-07-28;修回日期:2011-09-22。

基金项目:国家863计划项目(2009AA011705);芜湖市科技计划自然科学资金资助项目(芜科计字[2009]190号);安徽省教育厅自然科学资金资助项目(KJ2007B247,KJ2010B018);安徽省高等学校青年教师科研资助计划自然科学基金资助项目(2007jq1086)。

贪婪算法的基本原理范文

亚当斯密是现代社会的潘多拉,亚当斯密扮演了神话故事中潘多拉的角色,亚当斯密开启了现代社会的潘多拉盒子,亚当斯密是现代危机的罪魁祸首笔者相信,这些令人惊讶的颠覆性的语言,对于现代社会任何一位从事经济学研究的学者和专家尤其是亚当斯密的崇拜者们,无论如何都会感到莫明其妙、不能接受.他们甚至会认为这纯属无稽之谈。

可以理解,在现代社会从事经济学研究的每一位学者和专家心里,在任何一本经济学教科书和经济学词典当中,亚当.斯密始终都被尊为经济学的圣人,经济学的鼻祖,现代经济学之父,看不见的手的理论提出者,自由商品经济制度的理论奠基人,如此等等。美国多所大学在纪念亚当斯密诞辰270周年的盛大集会上甚至这样宣称:二百多年来,凡是奉行了斯密的理论和政策的国家其经济都走上了繁荣和富裕,凡是违背了斯密的理论和政策的国家其经济大多衰败和落后。那么,对于一个为现代人类、为现代商业文明、为自由商品经济制度的确立和发展、为现代经济学做出了历史性的伟大贡献的人,对于一个受万众敬仰和顶礼膜拜的经济学家,又怎么能将其视为历史的罪人呢?

然而,我们必须说,任何事物都具有两面性,亚当斯密也不例外。我们从不想否认和抹杀亚当斯密为现代人类、为现代商业文明、为自由商品经济制度的确立和发展、为现代经济学所做出的历史性的伟大贡献,但是也不想掩盖和粉饰亚当斯密基于同一行为给现代社会和人类未来己经并将继续带来的潜在的毁灭性灾难、

要阐明这其中的原委,还需要从亚当斯密的经济学理论说起、

二自由商品经济制度原理

亚当斯密在《国富论》一开篇就提出这样一个基本论断促进劳动分工和技术进步要比增加劳动力数量对于促进财富增长更具有决定意义。这一论断构成《国富论》全书大厦的基石。亚当斯密接下来的基本研究工作是,如何为劳动分工和技术进步提供一种永不枯竭的强大动力?进一步说,建立一种什么样的制度可以有效地最大限度地促进劳动分工和技术进步?

亚当斯密研究发现,自由商品经济制度可以将人类与生俱来的自私心、贪婪心和虚荣心与劳动分工、技术进步乃至财富增长巧妙地链接在一起,而自私心、贪婪心和虚荣心,是蕴含在人类身上的一种与生俱来的永不枯竭的最为强大的动力。在自由商品经济制度下,人类与生俱来的自私心、贪婪心和虚荣心将转化为推动劳动分工、技术进步乃至财富增长,的强大动力,与此同时人类与生俱来的自私心、贪婪心和虚荣心反过来还可以得到持续不断的激励和强化。自由商品经济制度是这样一种巧妙机制,以至于它简直就是一架可以持续自我加速运转的永动机、具体而言,自由商品经济制度的运行机制是这样:它利用利润来激发、强化和放纵人们的自私心、贪婪心和虚荣心,而受到激发、强化和放纵的自私心、贪婪心和虚荣心反过来又会驱使人们去勤勉工作、细化分工、革新技术、降低成本、提高质量、扩大规模,以求获得更多更大的利润。这样就形成一个可持续发展的并且不断得以自我强化的无限循环回路、因而我们说,自由商品经济制度无疑是一种伟大艺术。

亚当斯密之所以会选中并坚定地倡导和推行自由商品经济制度(而这种制度在古代社会遭到反对),与他对人性深刻的观察和研究密不可分、这也正是他得以成为第一个将人性与经济学密切联系在一起的经济学家。亚当斯密在《道德情操论》中深刻认识到,人与生俱来就充满了自私心、贪婪心和虚荣心,它们是促使世人忙忙碌碌、劳苦终生的终极原因、亚当斯密这样说道:每个人生来首先和主要关心自己,每一个人确实是爱自己胜过爱任何人,每一个人把自己的蝇头小利看得比他人的生命还重要人们追名逐利、争夺权势、一心向上爬,到底是为了什么?若说是为了维持温饱,那么体力劳动者最低的工资就足以让他们衣食无忧、安居乐业,还可以赡养家庭。在认真研究过他们的收支状况后,我们发现他们把大部分收入用于那些奢侈品真正让他们动心的不是安逸享乐,而是虚荣每个人在别人面前都倾向于夸耀财富、掩饰贫穷普通人总是喜欢仰慕富人和权贵,而富人和权贵拼命追求财富不是为了舒适而是为了虚荣富人因富有而得意洋洋,穷人因贫穷而感到羞辱富人雇佣千百人来为自己劳动仅仅是为了满足自己无聊而又贪得无厌的欲望把资本用来支持产业的人,以牟取利润为唯一目的,他总是努力使其资本所支持的产业的生产物能具有最大价值。

亚当斯密强调,我们决不能指望从屠夫、酿酒师或者面包师的仁慈中获得我们的午餐、我们只能从使他们关心他自己的利益中来获得我们的午餐、我们要向他们讲述的不是他们的人道博爱,而是他们的私心。决不要向他们谈论我们自己的需要,而是要谈论他们的利益。在自由商品经济制度下投资者的主观动机都是为了谋求个人私利,通常他既不打算促进公共利益,也不知道自己能在什么程度上促进这种利益,尽管如此,但是在无意之间会被一只看不见的手引导着去达到一个并非出于他本意的目标、这个并非出于他本意的目标,正是社会劳动分工的不断细化、生产技术的不断革新和社会财富的快速增长、这只看不见的手,正是用肉眼看不见的无形的自由商品经济制度、亚当斯密宣称,投资者在追求个人利益时通常比他真实地有意地促进社会利益能更加有效地促进社会利益、从来没有听说过那些假装为公共利益而经营贸易的人做了多少好事,这正是亚当.斯密之所以积极倡导和推行自由商品经济制度的信念和理由,正是亚当斯密对于现代经济学的理论贡献,也正是现代商业文明的基本原理和伟大艺术所在。

三潘多拉盒子的现代开启

然而,如果我们仔细研究自由商品经济制度的人性原理就必然会产生这样的一个疑虑(而现代社会己经证实了这一疑虑),这就是当自由商品经济制度把每一个人的自私心、贪婪心和虚荣心作为促进劳动分工、技术进步和财富增长的工具加以利用时,当它们被利润反复不断地激发、强化和放纵时,当每一个人的自私心、贪婪心和虚荣心变得越来越强烈和炽热时,人类社会长期以来建立起来的道德良心是否会从此而逐步走向泯灭?人类社会关系是否会因此而逐步演变成一种纯粹的金钱和物质利益关系?个人主义、利己主义、拜金主义、享乐主义、奢侈主义、消费主义等是否会充斥世界?人类是否会因此而变得丧失理性、丧尽天良、为所欲为、伤天害理?法律信仰、法律监督、法律制度是否会因此而成为金钱的工具,并逐步走向腐朽和崩溃?人类世界是否会逐渐演化成一个一切人反对一切人的血腥战场?这是否意味着推行自由商品经济制度实质上是在打开潘多拉盒子?人类的自私心、贪婪心和虚荣心是否会像潘多拉盒子中的恶魔一样一旦被释放便再也无法控制?

亚当斯密当年似乎从来没有产生过这样的担心和疑虑、

阅读亚当斯密的著作可以发现,亚当斯密由于受时代精神的影响尤其是受牛顿力学的影响,他成为了一个坚定的理性主义者。亚当斯密相信,尽管人的同情心根本无法战胜人的自私之心,但是人的理性和良心完全可以战胜自身强烈的自私之心、在《道德情操论》中,他曾经这样说道,是什么东西促使高尚的人在所有情况下、平常人也在许多情况下,为了他人更大的利益而牺牲自己的利益呢?人性中宽厚的力量,大自然在人类心中点燃的微弱仁慈火光,是无法抗衡最强烈的自私冲动的。这是一种更为强大的力量、更为有力的动机在这类场合发挥了作用、它就是理性、道义、良心、内心的一个居住者、内心的审判者、我们行为的伟大审判者和仲裁人。每当我们将要做出的行为影响到他人的幸福时,正是他,用一种足以震慑内心自以为是的情感的声音告诫我们:我们不过是芸芸众生之一,丝毫不比其他人更为重要;如果我们无耻地和自目地将自己凌驾于他人之上,就会成为愤怒、憎恨和咒骂的合宜对象、

亚当斯密不仅相信人的理性具有永恒的力量,而且还相信法律具有永恒的力量、他曾经这样说:每一个人,只要他不违反正义的法律,都应让他完全自由,让他采用自己的方法,追求自己的利益,以其劳动及资本和任何其他人或其他阶级相竞争。通过这句话可以发现,亚当斯密似乎从来没有怀疑过法律的力量,他完全相信在自由商品经济制度下当人的自私心、贪婪心和虚荣心被激发、强化和放纵时,法律的力量依然如故、值得信赖、

然而,200多年来的资本主义发展史充分表明:在自由商品经济制度下,当人的自私心、贪婪心和虚荣心被利润反复不断地激发强化和放纵时_拜金主义风潮势不可挡.在拜金主义铺天盖地的强大攻势之下,人类的理性和法律越来越远离正义、越来越屈从利益、越来越腐化堕落、越来越不可信赖。人类理性开始为金钱服务,法律信仰不再有立锥之地,法律监督与恶意串通走向融合,法律制度循着牟取暴利的方向迈进。或许,马克思的下面一段话能更准确地说明在自由商品经济条件下人类理性和人类法律的可信赖限度和必然结局:一旦有适当的利润,资本就胆大起来。如果有百分之十的利润,它就保证到处被使用;有百分之二十的利润,它就活跃起来;有百分之五十的利润,它就铤而走险;为了百分之一百的利润,它就敢践踏人间一切法律;有百分之三百的利润,它就敢犯任何罪行,甚至冒绞首的危险。如果动乱和纷争能带来利润,它就会鼓励动乱和纷争。走私和贩卖奴隶就是证明。这体现了马克思的非理性主义、非法律主义的社会政治观。

四危机展望

贪婪算法的基本原理范文

关键词:现代主义思想;后现代经济理论;生态文明

中图分类号:F019文献标识码:ADOI:10.3963/j.issn.1671-6477.2012.06.001

如果中国追随美国的做法,购买汽油动力的汽车,那么对于中国乃至于整个世界来说还是没有什么希望。中国面临的挑战可以从这个事实中得出,到2007年,中国的温室气体排放居于全球领先地位。这些气体绝大部分来自于烧煤。但是,还有一个事实同时说明了中国的领导者和人民显而易见地认识到了这个问题,在2008年,中国利用可再生资源的发电量在世界上也居于前列[1]。

中国传统文化:道教、儒教和佛教,它们都教育人们幸福不能从财富中得到,而应该通过人与人,人与自然之间和睦相处中得到。马克思主义同样也肯定了社会和谐的重要性,但是却没有理解同自然和谐相处的关键价值。今天,与人和谐共处以及与自然和谐共处是中国以及亚洲的一种价值观。中国和西方都应该重视这种价值观。

中西方可以互相学习。你可以通过让人们享有更多政治上的和经济上的以及思想上的自由来发现新的挽救我们世界的办法。西方世界正在努力学习亚洲关于社会、自然和谐相处的智慧。我们需要这两种智慧来生存。

现代主义思想和经济学鼓吹现代主义的世界观是原子主义的、机械主义的以及二元论的。像伽利略、笛卡尔、牛顿这样的科学家和哲学家认为自然的物质世界是由真空中运动着的细小的物质原子所构成的。尽管这些原子互相反弹,它们还是被认为是独立存在的,不需要互相依存。在这种关于自然的现代主义观点里,存在和每一个原子的性质都是依靠其自身而存在的。没有原子为了存在或成为它自身需要依赖别的原子。

此外,现代主义还是机械论的和二元论的。现代科学和哲学的创始人将物质世界想象为一部巨大的机器,它的每一个齿轮都被其它的齿轮所驱动。这个原则构成了如同一部巨大机器一般的工厂,工人们在那里就像他们被希望的那样与机器融为了一体,而不是使机器去适应人。

现代主义的哲学家和科学家也都是二元论者。他们相信人类的精神和心灵——我们的思想、感觉、经验以及理性自身——不是自然的一部分。它们是被上帝在人类身上超自然地创造出来的。其他动物只是被简单地看作是机器,它们没有经验,感觉不到痛苦,没有喜怒哀乐,因此也没有内在价值。上帝创造的世界和动物们只是为了适合人类的需要。

这些现代观念被经济学作为基本原则继承了下来。要知道现代主义是二元论的,它把人类精神和自然世界截然分开。既然自然本身被认为是没有价值的,动物们也没有感受痛苦的能力,那么人类对于自然来说就被认为没有道德上的义务。自然的存在完全是因为对我们有用。

物质世界的原子观同样被直接应用到经济学理论中。人类被看成如同原子一般——很大程度上是自我存在和独立的,而不是交织在一起的有机体的一部分。因此,标准的现代主义的方法在经济学中就是:如果每个个人追求他们个人的(原子的)经济利益,那么整个经济状况可以正确地运行起来。消费者知道他自己需要些什么,而企业家则会为他们提供这些需要而赚钱。许多经济学家和政治家们相信最少的政府干预是最好的。他们认为,如果每个人都关照好他们个人的(原子的)利益的话,那么任何人就不用太需要去关心公共利益了。

考虑一下现代经济学的伦理特征。全世界最伟大的那些宗教传统,像是道教、儒教、佛教、犹太教、伊斯兰教及基督教,它们都认为人类是被欲望和贪婪所驱动。但是就是在这个意义上,这些伟大的宗教传统把人类看作一个有机整体的一部分。他们教导我们控制欲望与贪婪的重要性,因为它们使我们拒绝了社会与自然的和谐,使我们将个人利益置于公共利益之上。

相反,现代主义经济学理论在很大程度上将个人的欲望和贪婪看作是经济的动力。单个的人渴望获得商品和消费服务。与此同时,具有创造性的企业家为了获得他们的个人利益而提供这些商品和服务。因此,创造了工作机会的工业和商业都得到了增长,而且因为人们的消费欲望而使产品和服务生产了出来。欲望和贪婪因此成为了经济的发动机。如果我们控制我们的欲望,我们就会陷入衰退和萧条,销售会下降,工业会破产,而人们将会失去工作。

对我这里所说的“贪婪”,需要作一个解释。人们为了公正地生活进行的交易和在农场中的工作完全是正确的和好的。每一个社会中的人们都需要赚钱过活。并且,西方世界强大的自由市场经济允许和激发人们通过寻找一种解决经济和社会问题的创造性方案去追求美好的生活。例如,自由市场经济可以激励人们寻找技术革新和实践来帮助我们解决全球环境危机。

我在这个语境下使用“贪婪”这个词,我指的是不受限制的欲望攫取最大限度的利益,而不去顾忌别人和环境所付出的代价。我对现代经济学理论的批评在于它将“贪婪”标榜为经济上的美德。那些商业领袖们越是获得最大化的利益,他们就越不顾及对人们和对环境的影响。因为这些商业领袖们往往在他们自己不同的公司里交叉任职,即使是他们自己的公司运营不佳时他们也可以互相给予巨额薪水。让美国人感到惊讶的是,即使是在经过了2008年和2009年的银行和商业公司倒闭风潮之后,美国政府付出了接近万亿美元去“保释”那些公司,而他们的领导者反而仍然获得了巨额奖金。

2010年夏天,位于墨西哥湾的石油钻探平台发生爆炸,导致11名工人死亡,并造成了美国历史上最严重的漏油事故。但是对这起事故负主要的责任的越洋公司却给他们的高级行政人员巨额奖金以表彰他们实现了“公司历史上安全表现最佳的一年”。将它描述为“杰出”的安全记录,是因为它达到或超过了有关公司内部关于事故发生的频率和严重程度的安全指标。

我所说的“贪婪”的意思,这家公司的高级管理人员之所以可以获得高额奖金,是因为他们安全标准设定得如此低下,以至于在发生了美国历史上最严重的漏油事件和11名工人死亡之后,还宣称那是他们有史以来最安全的一年。他们的安全奖金是为了获取最大利益而设,而不是为了安全。

并且,2010年美国的CEO们的薪水上涨了27%,而工人们的平均工资却只上涨了2.1%。此外,这种经济体制给予了CEO们解雇工人及保持他们低工资的能力。贪婪是现代主义经济中值得肯定的一种美德[2]。

由于人们对于商品和服务的欲望超过了我们的负担能力,因此处于现代自由市场经济中的人们为了寻求更多的利益而将我们拖入了从未像现在这样深的债务陷阱中。

这种经济理论的结果是直接和显而易见的。建立在持续增长的债务之上的经济并不能维持其自身。近来的经济萧条就是高速运转的现代经济的直接结果,而这种经济是由对最大利益无限攫取的贪婪和追求最小政府管制所驱动的。并且,我们视自然并无内在价值,它仅仅是为了满足我们的欲望而存在,这导致了自然的被消耗和被毁灭。

在当前实践层面上——当然了,以上观念在美国最为强烈——政府也的确对商业企业进行了一定程度的管制。但是,显而易见,当前的经济危机主要是由于人们和企业不计后果贪婪地获取最大利益以及政府对金融市场严重缺乏管理所导致的。

这样一来,强大的利润获取机制和对公共利益的漠不关心就成为大问题。它们在过去50年造成了美国社会贫富之间加速扩大的鸿沟。新的数据显示,位于美国社会顶层的30万人聚集了大约相当于社会底层的1.5亿人口的财富。社会上最富有的那群人中的每个人,他的收入相当于社会底层民众平均起来半生收入的440倍。这个差距几乎是1980年的2倍[3]。

很明显,当一种被过度消费强烈刺激起来的经济系统与其潜在地将自然视为仅仅是满足人类需求的资源这种哲学观念结合起来时,我们对我们所生存的自然环境进行的猛烈破坏就不足为奇了。

后现代经济学理论与现代经济学相反,认为我们必须关注公共利益,而不仅仅是个人利益。后现代思想家表明,社会和谐,而不是最大化利益,必须成为导向性的价值。在一种生态文明中,它的经济理论和实践必须经受住对每个人影响的考验,包括我们生活在其中的自然环境。生态文明中的经济理论必定会严肃对待传统及后现代关于生活的两种智慧的相互联系,这就是我们没有人可以离开他人而单独生存下来。

这里再次强调的是,中国和西方可以互相学习,以便寻求一种平衡个人经济动机和关注社会、自然和谐的方法。中国需要学习的是,在保存市场经济巨大的创造力和活力的同时,将其与中国民众所关注的个体欲望——这种欲望要同社会和自然的公共利益相和谐——平衡起来。

美国人民和美国文化拥有许多优点。尽管有许多可以看到的缺陷,但是我们尊重个人权利并且带着巨大的多样性生活在同一个社会中。美国人民可以是慷慨的和富有同情心的,也会在危机到来时一贯地为世界人民提供帮助。美国人民非常重视自然环境,也想学会怎样以一种可持续的方式生活。但是,我们毕竟还是生活在一种自私自利行为得到鼓励的经济和政治文化当中。

2008年,大卫·弗罗伊登博格博士在中国后现展中心发起的会议上发表了论文《后现代农业文明的原则》[4]。我知道这篇文章在中国被广泛转载,包括《新华文摘》杂志。其中有些观点也被中国领导人所肯定。连同被约翰·艾克教授和约翰·柯布教授发展出的那些观点一起,在这里有必要复述一些前两者的主要观点。按照怀特海的建议,我们必须始于我们自己的切身体验。那么,就让我将他们的精辟见解带入到我们自己的生活经验当中。

相比较而言,当我们驱车400英里去看望我们的儿子时,我们经过了200英里的美丽平坦的田野,里面长满了庄稼。它们是现代工业化农业的绝佳例证,是大卫和迪恩·弗罗伊登博格提到的与农业-文明相对照的农业-工业。农业-工业有一个基本原则,即它必须适用于工厂专业化和机械化。耕作时,这就意味着它把数千英亩的土地合并成一个只耕种一种庄稼的单一农场,这就可以使少数工人使用农业机器进行高效率的工作。农场越大,工人越少,效率越高,利润就越高。这样的农场实现了两个目标。一是它们的产量非常巨大,能够满足世界的需求。二是它们为拥有这些农场的公司赢得了巨额利润。

大卫和迪恩·弗罗伊登博格指出了一个非常重要的事实。因为现代农场是工业化和机械化的,它们需要更多的土地和更少的工人。所以,非常明显,小型的家庭拥有的那些农场必然会倒闭,那么,这些家庭也肯定会走向城市。这就意味着那些小型城镇的消失。这就是为什么迪恩·弗罗伊登博格讲农业-工业是与农业-文明相对照的原因——没有了人也就没有了文明。大的农场为大公司所有,这就使得像我生活于其中的那种农场联合体越来越难生存下来并维持一种农业-文明。

我随同约翰·柯布教授、大卫、迪恩·弗罗伊登博格、约翰·艾克,以及别的后现代思想家一起展望一种生态文明并力促你们不要接受西方农业-工业的实践。

首先,在那些生活在这种农场社区中的中国民众身上会发生些什么?举例来说,在美国和澳大利亚,1%的人口为其余99%的人口提供粮食,还有额外的粮食以供出口。在中国,这意味着超过8亿农民需要离开土地生活在城市中,这就需要为每1千万人口建立一座城市——一共要建成80座新城。这对中国人民来说是一件好事情吗?这会使中国人民快乐吗?

城市对于文化来说是重要的和非凡的场所。教育、良好的卫生保健和工业会繁荣昌盛。我们是需要城市的。但是中国可以使8亿被迫离开土地进入城市的农民过得更好吗?

作为将农民赶离土地,改变他们的生活方式,使他们进入城市这种事情的代替,为什么不用中国的资源,将城市的方便带给你们的农民和建成一种健康的农业-文明呢?

从事农业是一种光荣和有价值的职业。整个世界都在依赖农民。我们需要对他们以及他们的工作给予尊重,而且要尽可能地使他们过上一种好的以及值得过的生活。大卫和迪恩·弗罗伊登博格强调澳大利亚可以将城市的便利带到农村,例如太阳能和互联网带到了农田之中。利用互联网,澳大利亚使她国土上每个角落的人民都享受到了良好的教育。他们估计10年之内这种情形会出现在中国。用同样的方式,这可能让乡村的医生和护士使用便携的、廉价的设备,拍一张X光片,然后用E-mail发送给城市医院中的医生,使他们能够做出诊断并将治疗方案快速地发送回去。城市里文化也可以带到农田中。我知道在我所在的大学里,会有来自于全世界的乐团和剧团为我们进行票价相对低廉的表演。当他们在各大城市之间旅行时,也会停下来在我们的剧院中为我们演出。我们的舞台上甚至有中国的杂技演员。

如果中国也这样做,就有可能让农民们留在土地上,而且能用现代技术合理地利用文化资源,带来良好的教育、卫生保健和更好的收入,甚至是让我们依赖的那些人具有良好的文化修养。

弗罗伊登博格在论文里写到:“前现代农业建立在利用贫穷的人们进行耕作的基础上。现代农业建立在耕作的无人化之上。而后现代农业需要建立在拥有在数以百万计的,富有教养的,健康的,从事各种职业的,拥有种种娱乐机会包括艺术享受的农民身上。后现代农业需要人们转变态度,如同基本的公共服务一样。”[4]

问题依然存在,你们将农场工业化了之后粮食一定会变得便宜且质量更好了吗?所有人都会从中获益吗?我在这里还是对中国应该怎么样去做提出一个谨慎的看法。你们能改进你们现有的实践模式,例如依靠大量的劳动力、牲口及可持续的有机的耕种方法吗?作为一名哲学家,我能提供的最好的方法就是将注意力集中在以下三点上:诚实、公正、和谐。

首先,尽管利用机械化来耕种的确能更有效率地生产粮食,但是当我们把机械化生产真正的成本隐藏起来的时候,粮食看起来是便宜的。重要的是,说出它的真正成本。

我们还记得如果只有1%的人口从事农耕,那么就会有8亿农民必须移居到城市中。为这8亿人口建造城市的代价有多大?诚实在这里就要求你们把为这些人建造城市的成本计算到将农业工业化之后生产出来的粮食里面去。

工业化农业严重依赖机器,而这些机器又会消耗大量油料。如果中国走的是这样一条道路,那么你们会急剧加速消耗掉世界上有限的石油供应。全球变暖将会加剧,海平面将会上升,沙漠化也会加剧。那么,在计算粮食价格的时候有没有计算这一成本呢?

每一件使中国更加依赖石油的那些事情,将使中国陷入到与美国所面临的同样的问题中。我尤其担心,中国不得不做美国已经做过的事情,即利用军队去侵占别国以保证石油供应。在2009年,世界各国的军费开支是1.738万亿美元。其中,美国独占了41%,而中国位居第二,仅占世界总额的8.2%[5]。为什么美国人会有如此庞大的军费开支?很明显,就是要保证我们对于国外石油及其他资源的使用权。诚实要求我们的粮食成本中将用战争获得的石油成本包括进去。

在2009年,奥巴马总统估计每送一个士兵到阿富汗其一年的花费是100万美元。而我们有14万士兵在那里。设想一下,我们将这些成本加入到每加仑石油中,进而加入到粮食的生产成本中,这对于消费者将会发生什么事情。那对于美国经济的影响将是灾难性的。因此,我们借钱为战争付款从而将这些成本隐藏了起来,而我们国家则陷入了更深的债务当中。

众所周知,中国拥有大量美国国债。具有讽刺意味的是,即使是这样,我们还是将粮食廉价销售给了中国。我们通过向中国借债来维持我们的生活方式,包括现代化的机械化农业。中国像这样走的每一步都会让你们更加依赖石油,并使你们走上美国的方向。诚实要求我们认识到农业-工业对于石油的依赖导致了不义的战争,无法与其他国家和谐相处。对于美国来说,生命失去的不义,同其他国家的不和谐,还有战争的经济成本都是粮食真实成本的一部分。当你们决定中国要怎样做时,请记住这一点。

还有另外一个明显的理由让我们不能接受现代工业化农业,因为它以多种方式破坏土地,其危害甚至超过了燃烧矿物燃料。工业化农业依赖于有毒的化肥,引起了严重的污染,使土壤渐渐贫瘠。就像大卫和迪恩·弗罗伊登博格所强调的:“现代‘绿色革命’能够养育650万人口,但它是不可持续的。”[4]

工业化农业使人们砍伐森林,破坏了土地的生活多样化。而健康的土地会养育更多的作物。不同的生命形式生长在健康的土地上还能净化水和空气。中国已经意识到植树造林的必要性。树木可以维持土壤,还可以将二氧化碳转化为氧气,这是应对全球变暖的重要举措。同样重要的是,毁灭大地上的生命会导致水污染。活生生的,健康的土壤连同其上的动物、植物和其中的细菌,对于保持我们水源的流动性和健康是非常必要的。在澳大利亚,弗罗伊登博格在报告中说,过度使用土壤会增加土地和水中的含盐量。而当土地变得贫瘠时,农民们所面临的问题会更加严重。并且,城市也会失去它新鲜的水供应。因此,他们认为:“中国的农民可以从提供大范围的生态系统的食物和服务中获益,这也会使清洁的水能够流入中国的河流,比方说长江和黄河[4]。

一种生态文明必须建立在公正、和谐以及诚实之上。生态文明中的可持续性农业需要我们诚实,诚实地对待粮食生产的所有成本——农民们生活的成本,为离开土地的农民建立新城市的成本,维持我们的空气质量,土地健康,水质新鲜的成本。在美国,还有为维持军事帝国而获取石油供应的真实的经济成本和道德成本。一种生态文明必须建立在确认粮食的真实成本之上。它建立在经济诚实,与自然世界的和谐以及建立在公正对待哺育我们的农民之上。

幸运的是,还有其他可以替代工业化农业的方案。还有许多人在探寻着可持续性农业。

作为将人们从土地上移居到城市里的代替,中国可以提高农业人口的生活质量。中国可以帮助农民们寻找可持续农业的不同模式,建立和维持一种农民们的社区,让他们有不错的收入,接受良好的教育,良好的卫生保健以及拥有有声有色的文化活动。诚实地正视将中国民众转变到工业农业这个过程中的真正成本——诚实、公正、和谐地计算这个成本——会显示出它更加便宜,而且是一种非常好的投资——在发现一种对生态文明来说非常必要的后现代的,可持续性的农业方面。

当然,可持续的后现代生态文明并不是要盲目返回19世纪的农业样式,我们必须要发展新的方法出来。

[参考文献]

[1]BillMcKibben.CanChinaGoGreen?[J].NationalGeographic,June2011:120.

[2]MattKrantz,BarbaraHansen.CEOPaySoarswhileworkers'PayStalls[EB/OL].(2011-04-04)From?_r=2&.

[4]大卫·弗罗伊登博格.中国应走后现代农业之路[J].周邦宪,译.新华文摘,2009(10):145-148.

[5]StockholmInternationalPeaceResearchInstitute.Recenttrendsinmilitaryexpenditure[EB/OL].(2012-04-17)[2012-01-02]http:∥/research/armaments/milex/resultoutput/trends.

PerspectiveofaSustainablePost-modernEcologicalCivilization

BobMaisli

(DepartmentofPhilosophy,AmericanGracelandUniversity,LaMoniCity,Iowa50140,USA,TranslatedbyGUOPeng)

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