色谱经济分析法研究述评

游士兵，曾 恒，金嘉懿

（武汉大学 经济与管理学院，武汉 430072）

0 引言

色谱经济分析法是将化学色谱分析法引入到人文社会科学的一个原创性方法论研究议题。该系列研究是以复杂经济现象为研究对象，以创建一个新的经济学方法论为研究目标，通过探索和评估色谱经济分析法作为一种创新的经济学分析方法可行性的基础上，对色谱分析法概念、过程、原理和对象进行置换研究，探索色谱经济分析法的分离机制和检验机制；最后通过对某些复杂经济现象进行分类模拟，来检验和修正色谱经济分析法理论与应用原理，最终形成一套科学的色谱经济分析法理论体系。

前期研究阶段在理论前瞻和应用的可行性分析基础上，按照交叉学科的研究范式，采用定性与定量相结合的研究方法，以二维经济现象分类为例，初步完成了对色谱分析法中平衡理论、塔板理论、速率理论、分离度、信号检测和定性定量分析的置换研究，并且将全过程串联起来进行了模拟分析。色谱经济分析法的前期研究工作获得了阶段性的成果，但也存在着一些问题与不足。本文在总结前期研究成果的基础上，找出了一些前期研究的困惑与缺憾，并对后期研究方法的调整和改进提供了思路。

1 研究方法和思路

1.1 研究方法

色谱经济分析法的研究本质上是方法论理论探索性的研究，为了力争达到对研究问题的科学、合理的解释，研究中主要采用定性和定量研究相结合的研究方法，兼顾其他有效研究方法如文献研究、类比、列举、定性分析、规范分析等。

从学科角度来看，该研究为跨学科融合研究，研究涉及的学科范围不仅为自然科学领域，还有人文社会科学领域的相关学科。根据研究对象与研究性质，前期研究的方法基础有着逻辑学、方法论、分类法、动力工程、统计学、系统论、计量经济学等学科理论基础。为研究思路的顺利开展以及相应的具体分析方法的选择与应用提供了依据。

1.2 研究思路

色谱经济分析法的研究思路遵循交叉学科研究的基本路径和研究范式，即采用“将某一学科的基本理论和基本方法引入到另外一个相距甚远的学科之中的借鉴思维模式”（游士兵2012）。其研究框架的逻辑关系如图1所示：

图1 总体研究框架

前期研究的整体框架分为三个部分。

1.2.1 可行性分析

色谱分析法在自然科学领域的应用卓有成效，那么在人文社科领域，这种方法是否能够借鉴、应该如何借鉴，都是可行性分析需要解决的问题。这一部分的研究包括4篇文章，首先通过抽象出化学色谱分析法的分析原理，为下一步的置换研究做了前期的准备，并且构建了色谱经济分析系统的基本框架，为整个色谱经济分析法的研究打下了基础。对交叉学科借鉴理念与方式的探索奠定了整个前期研究的基本路径，即“可行性分析-置换-模拟”的研究思路。而后对不确定性的可控性和待分离对象的非变异性（或连续性）的研究解决了可行性分析中的重要问题——应用前提。最后从社会经济领域的分类诉求和色谱经济分析法的应用优势两个方面阐述了色谱经济分析法研究的必要性。以此，对色谱经济分析法可能的应用做出3钟预估：“1）增加了一种新的分类方法，其作用和应用可操作性与其他各个学科的已有的方法具有较弱、同等或更优性；2）是其他各个学科已有的分类方法的一个补充或者完善；3）比其他已有分类方法更全面，甚至替代所有现有分类方法，从而开创人文社会科学领域一个崭新的定量和定性分析方法。”随着后续研究的深入，尤其是大数据概念的兴起，色谱经济分析法的应用得到了进一步的肯定和应用领域的扩展。

1.2.2 置换研究

色谱分析过程中的设计关键手段和解决思路是概念、理论和对象的置换技术。前期置换研究的基本思路是：首先对化学中的色谱分析法的每一概念、理论和色谱对象进行概述性的把握，然后用最简单的经济现象进行置换模拟，经过几个不同的色谱经济对象的置换模拟，总结该概念、该理论在色谱经济分析法框架下的方法论理论和应用细则。

主要包括四个部分：

（1）概念置换。色谱法基本概念有固定相、流动相、分配比、保留时间、色谱峰、分离度、溶解度等。置换时，对这些概念都将赋予色谱经济分析法的新含义、新功能和新作用。

（2）过程置换。参照色谱法过程，色谱经济分析法的过程分为色谱经济样本预处理系统、色谱经济柱系统、信号检测系统和分析系统等四个过程。其中，包含了固定相和流动相的色谱经济柱系统是复杂现象发生分离的关键过程，色谱经济分析系统包括定性分析和定量分析两大部分。其路径如图2所示：

图2 色谱经济分析法系统

（3）理论置换。色谱法基本理论主要有平衡理论、塔板理论、速率理论和分离度理论。这四大理论跨越了色谱分析的全过程，是建立分离机制与检测机制的基础。平衡理论、塔板理论、速率理论是一个从简单到复杂的逻辑关系，而分离度是表示一个混合物各组分能否被色谱柱分离的核心指标，是在前三种理论基础上的一个定义。

（4）对象置换。化学中的色谱分析法的研究对象是复杂的化合物或混合物，置换到色谱经济分析法的对象则是大数据背景下的复杂经济现象乃至人文社科领域的复杂现象。由于初期的研究首先要从方法论上突破，因此前期研究的对象选择上考虑的是在应用环境和表现特征上比较好拟定的对象。在这一部分的置换模拟中选择的对象主要是快速消费品方面的消费者选择行为和企业的选择行为。

1.2.3 模拟研究

模拟研究是将色谱经济分析法的研究理论成果应用于实际过程，是色谱经济分析框架的最终价值所在。在前面的分理论、分步骤置换研究中，模拟研究已经在进行。应用的例子主要是通过消费者选择消费还是储蓄的行为判断消费者类型。每一步的模拟都只是针对了前面的置换成果进行的局部模拟。

2 前期研究结论和存在的问题

2.1 前期研究结论

前期研究中在对色谱经济分析法做了可行性分析的基础上，基本完成了分配比、塔板理论、速率理论、分离度、信号检测、定性定量分析等理论的置换研究或分析以及对二维经济现象分类的方法模拟研究。其置换和模拟的结果表明，色谱分析法是能够从自然科学领域置换到社会科学领域的。在对复杂经济现象的分离分析应用上，色谱经济分析法能够迅速完成对复杂组分的定量和定性分析。该方法是根据客体系统响应探求客体系统内部特性的分析方法，能够克服现有多元统计分析方法的主观评价缺陷，能够同时完成定性定量相结合的目标分析，达到演绎、呈现和分析大数据的目的，并且“不依赖于样本统计、概率论以及数学模型，而是借鉴自然实验的反应系统自动筛选和处理数据，在很大程度上扩宽统计学的分析领域和应用范围。”

2.2 存在的问题和不足

由于色谱经济分析法是一个原创性的研究。前期虽然取得了阶段性的成果，但仍然存在很多不足与困惑。

首先，是置换的假设条件不统一。前期研究是对色谱经济分析法的分部分模拟，部分模拟并没有完整假设模拟环境。而色谱经济分析法是对化学色谱分析不改变原理的置换，色谱分析法的前提之一就是分离与分析必须具有相同的环境。因此如何整合现有的研究，在统一条件下进行模拟假设是研究拟突破问题之一。

其次，置换对象过于单一。前期的置换模拟选择的都是单一的简单的消费者行为分类的例子，更多的是为了演示色谱经济分析法的可行性。然而快速消费品消费者的分类只是复杂经济现象分类诉求中微观层面的一种。色谱经济分析法想要获得更广泛的应用，还需要在更多的领域寻找实例模拟，并从中找出不同经济现象的同一性和不同分类行为的共性，以期提炼出一种异曲同工的分类方法。

第三，色谱经济分析法分离分析的关键是个待分离组分的分配系数，我们先前做的置换模拟都是假定在分配比一定的情况下进行。而分配比是不同物质由于自身独特的结构和性质，而导致对于环境的不同反应而产生的。当我们对复杂经济现象进行分析时，特别是对庞大的数据使用色谱经济分析法时，我们需要事先找到这些物质的分配比再设定相应的固定相流动相，还是经过色谱分析能够自动反应出该物质的分配比？这也是要经过更深入的模拟研究要探寻的答案。

第四，速率理论缺少综合模拟。速率理论是研究的重点，前期对速率理论的三项因子进行了分别的置换与模拟，缺少综合置换模型，在后面的全过程模拟中也只是应用塔板理论进行模拟，没有采用更完善的速率理论。经济现象的复杂性决定了影响因子的多样性，如何设定综合影响模型是后期重点研究之一。

第五，定性和定量分析的完善。定量分析方法是针对组分较为简单的定量方法，基于色谱经济分析法的应用平台，大数据下的分类肯定是多样的，如何置换适用复杂分析的定量分析法还有待研究。前期定性没有考虑如何确定塔板数，而直接假设为已知塔板数的模式下进行分离分析，违背了色谱分析的基本原理。

3 后续研究的核心问题

笔者认为，色谱经济分析法下一阶段的研究应从宏观和微观两个层面同时进行。宏观上是色谱经济分析法的学科定位问题和应用平台问题；微观上，则要从分配比、样本预处理、标准参照物、固定相流动相设计以及“经济元素周期表”这几个具体内容开展研究。

3.1 定位问题

为了后续研究有一个清晰的研究路线和研究目标，色谱经济分析法的定位问题十分必要。该研究到底应该属于什么范畴或者什么学科的研究？它与统计学、经济学、实验经济学和大数据的位置关系如何？

目前来看，色谱经济分析法似乎朝着两个方向在同时发展。我们最初的预期是发展成为统计学科下对复杂经济现象进行分离分析一种新的方法。它有可能是对现有分类方法的一种补充或者完善，也有可能因为其全面高效的特性而替代现有的分类方法，成为人文社会科学领域一个崭新的定量和定性分析方法。

然而从色谱分析法的完整过程来看，它更像是实验经济学的范畴。前期需要近乎苛刻的假设条件，需要脉冲式的进样，需要实验组和参照组。这一过程十分契合实验经济学的定义——“在挑选的受试对象参与下，按照一定的游戏规则并给以一定的物质报酬，以仿真方法创造与实际经济相似的一种实验室环境，不断改变实验参数，对得到的实验数据分析整理加工，用以检验已有的经济理论及其前提假设、或者发现新的理论，或者为一些决策提供理论分析。”

这两个发展方向也许并不矛盾，色谱经济分析法的最终目标是形成一个提取数据自动进行分离分析的完整的色谱经济分析系统。这个发展过程可以是直接在现实环境下进行，也可以先从可控的实验室的环境中发展，再通过不断添加新的影响因素来完备，最终走出实验环境。

3.2 应用平台问题（大数据）

在色谱经济分析法研究初期，大数据的概念在中国还没有兴起，随着研究的深入，为色谱经济分析法寻找应用领域的需求也更加迫切。仿佛是一个回应，2012年前后，关于大数据的研究在国内外兴盛起来。在大数据背景下，统计学科面临巨大的机遇和挑战。大数据对样本统计的颠覆，意味着传统的概率论与数理统计方法不能满足总体统计的要求，统计学需要引入新的数据分析方法，该方法要建立在海量数据的分析之上，能够对复杂现象进行筛选分离，同时具有定性定量分析的特点。色谱经济分析法是借鉴化学领域的色谱分析法，对复杂经济现象进行分离和分析的方法。作为连接大数据和统计学的创新分类方法，色谱经济分析法本身拥有很广泛的应用前景，同时能够为大数据研究提供了一些新的分析视角。

大数据的特点是海量的并且仍在成几何数量增长的包含了许多非结构化而其中蕴含巨大价值的数据流。色谱经济分析法想要应对也仍有很长的路要走。第一步，如何在纷杂的数据中去冗存真，也是前面提到样本预处理的研究内容。另一方面，从应用角度来讲，下一步研究可以模仿化学里面的色谱分析的研究过程，先从信号检测出发，从大数据中观测出流出曲线，能不能直接从观测到的流出曲线反推保留时间和分配比，已知待分离组分、再去找固定相流动相。比如拿一套电商的数据，通过样本预处理，筛出一套可以供分析的数据，包括程脉冲式的消费行为数据、消费品的分类数据、消费者的余额数据和其他对该数据有影响的信息。先从这里面观察出流出曲线，计算出来的保留指数就是判断消费者分类的依据。再来找哪些是固定相、哪些是流动相、哪些是速率理论的影响。经过不断的这种分析结果的积累，可以从中提炼出固定相、流动相的共性，还能够为经济元素周期表的完善提供帮助。

在大数据时代下，色谱经济分析法有望解决统计学方法和技术瓶颈问题，并且该理论本身可以在数据洪流中进行自我修复和完善。

3.3 分配比

在化学的色谱分析中，组分在经过色谱柱系统分离、检测器检测后，通过定性定量分析得到相应的分配比。而在前期的置换研究中，探讨了使对象分离，事先人为设定不同类型人群的分配比，然后以此为前提进行分离分析。这个过程本身存在一定的不合理性，或者说，第一阶段的研究本身是为了说明置换研究的可行性，第二阶段就要重视这种逻辑问题。

那么我们对复杂经济现象进行分析时，特别是庞大的数据进行色谱分离时，其分配比是事先设定呢？还是色谱峰会自动反映呢？在化学领域中，组分能够在色谱柱中分离的根本原因是其中包含的各种元素相对于固定相和流动相的分配系数各不相同。每一种元素相对于一种固定相和流动相的分配系数是一定的，可以看做是它的一种性质。色谱分析就是通过色谱柱系统将不同元素的这一种性质放大，并表现为保留时间的不同，从而确定未知元素的本源。而在经济学乃至人文社科领域，这样的性质同样存在，比如效用论、巴普洛夫理论、羊群效应等，以及一些更细微的心理学、行为学范畴的特性。这些特性隐藏在事物的复杂性之中，等待着被发现。因此，如果说前期的研究中人为设定分配比是为了公式的证明和计算的方便，那么在后期色谱经济分析法走向实践应用的一个很重要的步骤将是利用色谱分析能够自动反映分配比的这一特性，通过大量的可控实验或者是条件筛选后的数据分析，发现各种单一事物对应的分配比，为以后的复杂现象分析提供定性需要的标准参照物。

3.4 样本数据预处理和定性分析需要的标准参照物问题

参照色谱经济分析系统的步骤，前期研究遗漏了两个环节，一是在色谱经济柱系统之前的样本预处理环节，二是定性分析步骤中需要的标准参照物问题。这两个环节遗漏的主要原因是前期研究的首要任务是置换色谱分析法的理论核心部分以及模拟证明这种方法确实可行。

关于样本预处理，在化学的色谱分析中是一个必不可少的环节。色谱分析的应用十分广泛，待分离的样品可能是食品、药品、土壤样本等多种化合物，其形态也可能是固态、液态气态等形式，并且包含许多杂质成分。因此，在进行色谱分析前必须将样本转化为可以通过色谱柱的形态并且去除多余的杂质。同样的，在经济领域，复杂现象必定是以多种形态存在的，尤其是大数据时代下的数据分析，面对包含着各种结构化、非结构化的数据，必须将它们转化为适合分析的数据类型并且初步的剔除冗余信息。因此，色谱经济样本预处理应该有两个步骤，一是数据类型的转化，将非结构化数据转化为结构化数据，将不能被分析的数据类型（文字、图像等）翻译成可以被读取并整理的数据；另一步是去除冗余的过程，从海量数据中筛选出可以表现待分离组分行为方式的信息，摒弃不相关的数据和信息。

关于标准参照物，它是色谱分析法中定性方法的关键因素。化学中对标准参照物的利用主要有两种方式，一种是在同样的色谱柱环境下，分别对待分离混合物和已知的标准误进行色谱分析，得出已知标准参照物的保留值对照待分离混合物的各项保留值，达到定性的目的；另一种是选定一个基准参照物，按文献报道的色谱条件进行实验，测出其他物质与该基准物的保留值之比（相对保留值），国际上广泛应用一套已经完成的“保留指数”来进行定性分析。置换到经济领域，要想在每一次色谱经济分析之前先确定已知标准物是不合理也不现实的，尤其是对于已经存在的海量经济数据，想要重新改变它们的产生条件是不可能的。因此，采用“保留指数”的定性方法是比较实际的方向。后期研究可以选定一种或者几种基准参照物，结合分配比的研究，绘制出一副色谱经济分析法的“保留指数”。这项工作可以是通过专门的设定条件的实验来研究，也可以在其它案例的色谱经济分析研究中积累参数，逐步完成。仅靠目前的研究团队只能是做一个先驱者的工作，未来在色谱经济分析法更加完善、更广泛应用的时候，经过更多学者的努力，它一定会更完备。

3.5 固定相、流动相的设计与经济元素周期表

不同物质在固定相和流动相之间的分配比不同导致通过色谱柱的时间不同而先后分离是色谱经济分析法的核心机制。化学色谱分析中的固定相和流动相有许多种，并且可以相互组合形成混合固定相或流动相。但是相对于种类繁多的化合物来说，固定相、流动相的种类又相对固定并且存在一定的共性，那就是对于大多数的物质有着不同程度的吸附或洗脱作用。在经济领域的固定相和流动相的设计也应该遵循这一原则。我们的研究应当是给出一种在经济学领域比较通用的概念定义，在具体应用中再根据情况设定不同的概念。因此需要找到复杂经济现象内部各组分之间相互联系的共性问题。就像是把一个经济化合物分解成几个经济分子，再把经济分子分解成单个的经济原子，并找到这些原子相互结合的原理。通过化学研究我们知道这种原理是原子核核外电子个数不同导致原子带正电或负电荷，使不同的原子产生相互吸引的力而结合到一起。那么在经济领域是否存在这种原理呢？我们把经济现象比喻成经济化合物是否合理？是不是存在经济原子这种抽象出来的组成复杂经济现象的最小单位？不同的经济原子之间是否存在着这种类似于万有引力的联接导致了复杂经济现象的存在？这些问题的解答，对于色谱经济分析法的固定相与流动相的设计十分关键，是我们后期需要研究的重点。

要研究原子，就不得不提到门捷列夫的元素周期表。元素周期表的发现对化学研究发展的推动作用毋庸多言，直到现在仍然为化学创新研究提供了指引，它可以“预言未知元素及其性质；指导新元素的发现；指导寻找稀有矿产；指导化合物的分类；指导判断同类化合物的差别；指导寻找新材料。”。如果在经济领域也能找出这样的经济元素周期表，将对经济理论研究、社会经济问题分析产生极其重大的影响。在现有的经济理论中，类似于化学元素周期表核心概念——原子量的数量关系、核外电子结构层次的理论也有一些，比如马斯洛的需求层次理论、效用论、利益的概念等。这些理论不一定完全适合经济元素周期表，但对我们的研究可以有一些启发。另一方面，结合分配比与保留指数的研究，可以采用实验或者大数据抽取的方法，对于不同的经济领域设置几套包括基准参照物、固定相、流动相，以此计算出保留指数，即可以作为定性的标准，也可以作为经济元素周期表的一个计算依据。因为经济元素周期表不仅仅是要抽离出经济元素，还要找出它们之间的相互关系并找到其中的规律性和周期性，保留指数的这种方式是比较好设计成周期性的东西。

4 总结

经过几年的研究，色谱经济分析法已经从一个灵感的火花成长为一套有基础、有框架、有血有肉的初级理论体系。当然，现阶段的研究还有许多问题有待解决，距离最终的目标仍有很长的路要走。但是，在大数据时代背景下，色谱经济分析法的应用前景十分可期待。另一方面，在研究中引出的“经济元素周期表”的概念是另一片未开发的学术领域。“周期表”的研究对于固定相、流动相的设计起着重要的作用，然而它本身也是蕴藏着巨大学术价值的宝藏。

[1]游士兵,吴比,沈萍,梅敏,苏正华.复杂经济现象分类方法创新的理论前瞻——基于“化学色谱分析法”的借鉴与思考[J].统计与决策,2011,(7).

[2]游士兵,惠源,崔娅雯.高校协同创新中交叉学科发展路径探索[J].教育研究,2014,(4).

[3]游士兵,郑开元,于雪,包莉丽.色谱经济分析法的理论思考[J].科学决策,2012,(8).

[4]游士兵,梅敏,吴比.色谱分析法在经济领域中的应用展望[J].统计与决策,2011,(11).

[5]沈萍,张佩,毛锴苑,李跟强,游士兵.色谱经济分析法置换系列研究：分配比[J].统计与决策，2011,(17).

[6]游士兵,包莉丽,钟双营,管璇,王凌霄.色谱经济分析法置换系列研究：塔板理论[J].统计与决策，2012,(1).

[7]沈萍,乔杨,陈琪瑶,游士兵.色谱经济分析法塔板理论的换例模拟[J].统计与决策，2012,(6).

[8]游士兵,苏正华,崔娅雯,杨艺芳,陈蔚妮.速率理论中分子扩散项的置换模拟与经济学思考[J].统计与决策，2013,(1).

[9]游士兵,吴比,张佩,毛锴苑,夏素云.速率理论中涡流扩散项的置换模拟与经济学思考[J].统计与决策，2013,(4).

[10]游士兵,吴比,刘昊,包莉丽,王书颖.速率理论中传质阻力项的置换模拟与经济学思考[J].统计与决策，2013,(10).

[11]沈萍,任静儒,陈安琪,程佳朦.色谱经济分析法系列研究：分离度理论[J].统计与决策，2013,(14).

[12]游士兵,苏正华,苏细健,张馨元.色谱经济分析法中信号检测器作用机理研究[J].统计与决策，2014,(2).

[13]游士兵,任静儒,周虹,张馨元.色谱经济分析法置换的定量分析[J].统计与决策，2013,(21).

[14]游士兵,包莉丽,任静儒.色谱经济分析法置换系列研究：定性分析[J].统计与决策，2014,(14).