基于需求層次分析法和小行星采礦權分配的全球公平模型

屈湘杰，張新鑫，田 雪

（哈爾濱理工大學a.信息管理與信息系；b.計算機科學與技術，黑龍江 哈爾濱 150006）

0 引言

1967年，世界上絕大部分國家共同商議簽署了《關于各國探索和利用包括月球和其他天體在內外層空間活動的原則條約》簡稱《外層空間條約》，條約指出：“所有國家可在平等、不受任何歧視的基礎上，根據國際法自由探索和利用外層空間（包括月球和其他天體），自由進入天體的一切區(qū)域”[1]。此條約表明，外層空間資源是全人類的，任何國家不能以任何方式和借口去將外層空間據為己有。訂立條約旨在促進全球公平且在最大限度內維持全球各個國家的外層空間資源分配平衡。隨著全球經濟和科技的發(fā)展，已有國家能登陸地球周圍的小行星。這將延伸出一系列的問題，其中最主要的問題是：在人類成功獲取太空資源后，《外層空間條約》是否依舊適用嗎？

小行星是主要由金屬和巖石組成的固態(tài)的大型巖石體、巖石堆。它們的組成成分不同，組成結構也有很大差異。小行星上蘊藏著大量的地球稀缺資源，包括稀有金屬、水、礦產資源等。距離地球較近的小行星還能夠成為地球發(fā)射衛(wèi)星的中轉站，給離開地球的衛(wèi)星提供補給，是地球對太空探索的天然支撐。

1 問題的提出

1.1 定義和衡量全球公平

公平并不等于平等，全球公平是在地球上所有國家支持并且推動的基礎上，依據各個國家之間科技、經濟等能力的差異，實現全球共同的目標，并針對各國所承擔的領域責任，制定公平的資源分配制度，以達到造福全人類的目的。

通過對人類當前氣候問題中碳排放量的合理分配，進而延伸得出全球資源、責任的分配問題?；贏R5[2]的機制要素評價標準，以及各國學者與政府提出的眾多具體分配原則和方案，可以提煉出具有代表性的分配原則，進而應用到眾多國際事務的合作中，以此來實現全球公平。其原則為：等產出、人機公平、生產責任、祖父制、生態(tài)公平和消費責任[3]。

根據馬斯洛需求層次理論，可以分析出影響全球公平的3個一級指標：民生、生態(tài)、經濟，并將上述3個一級指標延伸得到13個二級指標：種族平等、性別平等、教育資源、醫(yī)療資源、養(yǎng)老水平、水資源、物質資源（能源、礦產、金屬）、二氧化碳排放配額、稅收比例、貿易配比、財富歸屬、收入失衡、經濟發(fā)展。并通過層次分析法求出各指標所對應的影響全球公平的權重。

由于各個國家的經濟、科技等水平的不同，本研究將公平分為兩個層次：第一層次為客觀公平性，即資源分配規(guī)則或方式整體客觀上是否公平，可以使用基尼系數[4]來對這一公平進行度量；第二層次為主觀公平感受，即資源的分配讓參與個體在主觀感受上是否覺得公平，可使用相對剝奪系數[5]來測量。建立全球公平評價模型，依據層次分析法對評價因素賦權，并估算各個國家在整體每種分配原則下的配額Q，通過Q即可對當代全球公平進行衡量，流程如圖1所示。

圖1 全球公平評價模型

1.2 小行星采礦未來愿景

小行星開采技術發(fā)展階段，某個國家會率先達成小行星開采愿望，并且優(yōu)先于其他國家通過小行星獲取資源和利益。此時，小行星開采相關條約還不夠成熟，資源分配可開采成本分配不成熟，這就會導致小行星的開采成本的大部分成本都由小行星開采國家負擔。同時，開采小行星所帶來的利益也會大部分歸屬于開采國。這種現象就會加劇全球不公平現象，甚至可能會激發(fā)世界矛盾，導致世界資源爭端。

隨著時間的推移小行星開采技術逐漸成熟，世界各國都會分配小行星資源產生巨大興趣，所以，聯(lián)合國需要制定一系列協(xié)議，去約束小行星開采權力。盡可能地讓其他各國幫助那些有能力開采小行星的國家，而成功開采到小行星資源的國家也會因為世界各國的幫助，加上聯(lián)合國條約的約束，將開采成果同世界分享，世界各國將會共同對小行星資源進行研究。

2 基于層次分析法的全球分配模型

2.1 影響全球公平的評價指標體系

基尼系數：是指國際上通用的、用以衡量一個國家或地區(qū)居民收入差距的常用指標[5]。基尼系數最大為“1”，最小為“0”?；嵯禂翟浇咏?表明收入分配越是區(qū)域平等。在國際慣例下，通常把0.2以的視為收入絕對平均；0.2～0.3視為收入比較平均；0.3～0.4視為收入相對合理；0.4～0.5視為收入差距較大，當基尼系數達到0.5以上時，則表示收入差距懸殊。經過計算得出，世界基尼系數等于0.929833556，這是個驚人的數字，表明世界貧富差距非常懸殊，全球不公平程度很深。

本研究通過對已有數據使用AHP方法建立模型來對當前全球公平程度進行衡量。在已知的需求指標體系中，馬斯洛需求層次理論模型如圖2所示。

圖2 馬斯洛需求層次理論模型

基于對馬斯洛需求層次理論[7]的分析，得出全球公平的影響因素（即會導致全球不公平的因素），分為以下三個一級指標：民生、生態(tài)、經濟。并對其進行延伸，將每個一級指標細化得出相關的二級指標，其中一級指標為：民生、生態(tài)、經濟，二級指標為：種族平等、性別平等、教育資源、醫(yī)療資源、養(yǎng)老水平、水資源、物質資源（能源、礦產、金屬）、二氧化碳排放配額、稅收比例、貿易配比、財富歸屬、收入失衡、經濟發(fā)展。

2.2 層次分析法得出指標權重

首先依據馬斯洛需求層次理論對上述三個一級指標進行排序得出民生＞生態(tài)＞經濟。得到一級指標判斷矩陣（矩陣1）。

矩陣1 一級指標判斷

再對每個一級指標下的二級指標重要性進行排序可以得出種族＞=性別＞教育＞醫(yī)療＞養(yǎng)老；水＞二氧化碳＞物質；經濟發(fā)展＞收入失衡＞財富歸屬＞稅收比例＞貿易配比，最終得出13個二級指標判斷矩陣最終求得相應權重矩陣2，3，4。

矩陣2 二級指標民生判斷

矩陣3 二級指標生態(tài)判斷

矩陣4 二級指標經濟判斷

上述3個一級指標所能延伸出的二級指標判斷矩陣（5）（僅列舉一級指標判斷矩陣，二級指標以此類推）。

算數平均法求權重向量式為：

上述3個一級指標以及13個二級指標進行權重分配，求得最終權重，矩陣6。

矩陣6 影響全球公平的指標以及相對應的權重

對其進行一致性檢驗，一致性指標CI計算式為：

一致性比例CR計算式為：

求得上述一級指標民生、生態(tài)、經濟的CR值分別為：0.04603、0.08216、0.09521，即表示判斷矩陣的一致性可以接受。

2.3 估算各個國家在整體每種分配原則下的配額

在為實現某一目標且想要公平地做出資源與權力分配的時候，我們需要明確以下量：全球總量∑Qi與環(huán)境約束的全球空間QW。依據國際氣候治理中最具有代表性的六項原則：等產出、祖父制、生態(tài)公平、等人均、消費排放責任和生產排放責任作為加權分析的基本原則[6]，矩陣7。

矩陣7 4個維度、六個原則下的全球公平估算配額算式

2.4 基于環(huán)境約束與公平感受的綜合加權配額估算

首先要明確剝奪系數的含義，Runciman（1966）給出了相對剝奪的定義[4]，即一個人感覺到他被Z剝奪，要滿足以下4種情況：（1）他沒有Z；（2）他看到其他人在過去或預計到將來某個時間擁有Z；（3）他向得到Z；（4）他認為他有理由擁有Z。

以下為不同種情況基于環(huán)境約束與公平感受下的加權配額估算：

（1）基于相對剝奪系數對分配公平感受的測度

假定資源分配群X=（x1，x2，…，xn），xr、xs為來自X群體中的個體r和s，由上述剝奪的含義可以得知：只要存在xs＜xr，個體s便會相應產生相對剝奪感。查閱資料可知，xs相對于X群的標準化對剝奪系數計算式為：

由式（4）即可計算137個國家在6大分配原則下的相對剝奪系數。

（2）基于剝奪系數的權重設計及加權配額估算

根據相對剝奪系數的估算，某原則下的相對剝奪系數越大，該個體在該原則下的所分配到的剝奪感越高，同時個體所能感受到的公平程度越低。為了降低個體在該原則下產生的剝奪感，也就是提升個體公平感，我們可以針對剝奪系數較大的原則進行賦權：權重越大，用戶剝奪感越高，公平感越低；反之權重越小，用戶剝奪感越低，公平感越高。因此，權重分配函數構造如下：

（1）pk表示k原則對應的權重，且pk滿足∑pk=1，也就是六項原則的權重總和為1；

（2）用βk表示k原則對應的相對剝奪系數，權重分配函數p=f（β）的映射關系滿足，其定義域為βk?[0，∞），值域為pk?[0，1]。

本研究選用概率函數，權重分配函數為：

根據式（5）（6）可估算出各國六大原則的權重值。

上述兩種方法的區(qū)別在于：單一原則加原則的選取方式為“0”或“1”（表示使用某些原則權重為1，其他未被選取的原則即為0）；以公平感受為基礎的原則選取方式為從“0”到“1”，即根據個體的偏好程度進行賦權，彈性分配各個原則的權重。綜上，綜合加權方案下i國的最終配額估算為：

依據式（7）可以計算出各個國家在某一資源所分配到的份額，將該份額和該國當前量進行對比即可表示出該國距離全球公平的目標距離多遠，以此作為衡量世界各國是否達到全球公平。

3 小行星采礦業(yè)全球公平的合理資源分配

3.1 小行星采礦未來發(fā)展趨勢

小行星采礦會存在資源分配不公平的情況，擁有進入外層空間能力和小行星采礦能力的國家會優(yōu)先成為事實上的資源占有者。且擁有小行星開采技術的國家還可能會認為：公布小行星開采技術和成果會侵犯本國利益。甚至泄露國家軍事、科技方面的重大機密，此類國家最大程度只能接受有限度的公開。類比外層空間的探索，發(fā)現，隨著時間的推移，越來越多的國家有能力去對外太空進行探索，為應對此種現象并規(guī)范外層空間的探索，聯(lián)合國制定了一系列《外層空間條約》[8]?！堵?lián)合國外層空間條約》第三條：“不得據為己有原則”,即“不得通過提出主權要求，使用、占領或以其他任何方式把外層空間據為己有”。以此來對外層空間探索進行約束。同理在小行星開采技術日趨完善的同時，越來越多的條約和相關法律也會出臺，屆時小行星采礦業(yè)的發(fā)展會越來越成熟、完善。

3.2 小行星采礦資金來源、利益分配

從宏觀角度上看，成功發(fā)展小行星采礦業(yè)是全人類的目標。世界上的所有或者絕大多數國家都愿意盡自己最大的努力去達成成功開采小行星的目標。沒有或者僅有極少數國家對小行星開采以及小行星上資源的利用持反對態(tài)度。

既然小行星采礦業(yè)的成功是能夠造福全人類的共同目標。那么能夠合理分配開采成本和利益也成了全世界所關注的問題。如果將小行星開采的所有所得利益都歸屬于成功開采小行星的國家，那么就忽視了其他國家在小行星開采上所做出的努力。如果全球平均分配小行星采礦成果，那么就會造成能夠獨立進行小行星采礦國家的不滿，從而加劇全球不公平現象[11]。所以，對小行星采礦行業(yè)的責任、義務和利益進行合理的分配成為了小行星采礦行業(yè)的首要課題。