基于需求层次分析法和小行星采矿权分配的全球公平模型

屈湘杰，张新鑫，田 雪

（哈尔滨理工大学a.信息管理与信息系；b.计算机科学与技术，黑龙江 哈尔滨 150006）

0 引言

1967年，世界上绝大部分国家共同商议签署了《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》简称《外层空间条约》，条约指出：“所有国家可在平等、不受任何歧视的基础上，根据国际法自由探索和利用外层空间（包括月球和其他天体），自由进入天体的一切区域”[1]。此条约表明，外层空间资源是全人类的，任何国家不能以任何方式和借口去将外层空间据为己有。订立条约旨在促进全球公平且在最大限度内维持全球各个国家的外层空间资源分配平衡。随着全球经济和科技的发展，已有国家能登陆地球周围的小行星。这将延伸出一系列的问题，其中最主要的问题是：在人类成功获取太空资源后，《外层空间条约》是否依旧适用吗？

小行星是主要由金属和岩石组成的固态的大型岩石体、岩石堆。它们的组成成分不同，组成结构也有很大差异。小行星上蕴藏着大量的地球稀缺资源，包括稀有金属、水、矿产资源等。距离地球较近的小行星还能够成为地球发射卫星的中转站，给离开地球的卫星提供补给，是地球对太空探索的天然支撑。

1 问题的提出

1.1 定义和衡量全球公平

公平并不等于平等，全球公平是在地球上所有国家支持并且推动的基础上，依据各个国家之间科技、经济等能力的差异，实现全球共同的目标，并针对各国所承担的领域责任，制定公平的资源分配制度，以达到造福全人类的目的。

通过对人类当前气候问题中碳排放量的合理分配，进而延伸得出全球资源、责任的分配问题。基于AR5[2]的机制要素评价标准，以及各国学者与政府提出的众多具体分配原则和方案，可以提炼出具有代表性的分配原则，进而应用到众多国际事务的合作中，以此来实现全球公平。其原则为：等产出、人机公平、生产责任、祖父制、生态公平和消费责任[3]。

根据马斯洛需求层次理论，可以分析出影响全球公平的3个一级指标：民生、生态、经济，并将上述3个一级指标延伸得到13个二级指标：种族平等、性别平等、教育资源、医疗资源、养老水平、水资源、物质资源（能源、矿产、金属）、二氧化碳排放配额、税收比例、贸易配比、财富归属、收入失衡、经济发展。并通过层次分析法求出各指标所对应的影响全球公平的权重。

由于各个国家的经济、科技等水平的不同，本研究将公平分为两个层次：第一层次为客观公平性，即资源分配规则或方式整体客观上是否公平，可以使用基尼系数[4]来对这一公平进行度量；第二层次为主观公平感受，即资源的分配让参与个体在主观感受上是否觉得公平，可使用相对剥夺系数[5]来测量。建立全球公平评价模型，依据层次分析法对评价因素赋权，并估算各个国家在整体每种分配原则下的配额Q，通过Q即可对当代全球公平进行衡量，流程如图1所示。

图1 全球公平评价模型

1.2 小行星采矿未来愿景

小行星开采技术发展阶段，某个国家会率先达成小行星开采愿望，并且优先于其他国家通过小行星获取资源和利益。此时，小行星开采相关条约还不够成熟，资源分配可开采成本分配不成熟，这就会导致小行星的开采成本的大部分成本都由小行星开采国家负担。同时，开采小行星所带来的利益也会大部分归属于开采国。这种现象就会加剧全球不公平现象，甚至可能会激发世界矛盾，导致世界资源争端。

随着时间的推移小行星开采技术逐渐成熟，世界各国都会分配小行星资源产生巨大兴趣，所以，联合国需要制定一系列协议，去约束小行星开采权力。尽可能地让其他各国帮助那些有能力开采小行星的国家，而成功开采到小行星资源的国家也会因为世界各国的帮助，加上联合国条约的约束，将开采成果同世界分享，世界各国将会共同对小行星资源进行研究。

2 基于层次分析法的全球分配模型

2.1 影响全球公平的评价指标体系

基尼系数：是指国际上通用的、用以衡量一个国家或地区居民收入差距的常用指标[5]。基尼系数最大为“1”，最小为“0”。基尼系数越接近于0表明收入分配越是区域平等。在国际惯例下，通常把0.2以的视为收入绝对平均；0.2～0.3视为收入比较平均；0.3～0.4视为收入相对合理；0.4～0.5视为收入差距较大，当基尼系数达到0.5以上时，则表示收入差距悬殊。经过计算得出，世界基尼系数等于0.929833556，这是个惊人的数字，表明世界贫富差距非常悬殊，全球不公平程度很深。

本研究通过对已有数据使用AHP方法建立模型来对当前全球公平程度进行衡量。在已知的需求指标体系中，马斯洛需求层次理论模型如图2所示。

图2 马斯洛需求层次理论模型

基于对马斯洛需求层次理论[7]的分析，得出全球公平的影响因素（即会导致全球不公平的因素），分为以下三个一级指标：民生、生态、经济。并对其进行延伸，将每个一级指标细化得出相关的二级指标，其中一级指标为：民生、生态、经济，二级指标为：种族平等、性别平等、教育资源、医疗资源、养老水平、水资源、物质资源（能源、矿产、金属）、二氧化碳排放配额、税收比例、贸易配比、财富归属、收入失衡、经济发展。

2.2 层次分析法得出指标权重

首先依据马斯洛需求层次理论对上述三个一级指标进行排序得出民生＞生态＞经济。得到一级指标判断矩阵（矩阵1）。

矩阵1 一级指标判断

再对每个一级指标下的二级指标重要性进行排序可以得出种族＞=性别＞教育＞医疗＞养老；水＞二氧化碳＞物质；经济发展＞收入失衡＞财富归属＞税收比例＞贸易配比，最终得出13个二级指标判断矩阵最终求得相应权重矩阵2，3，4。

矩阵2 二级指标民生判断

矩阵3 二级指标生态判断

矩阵4 二级指标经济判断

上述3个一级指标所能延伸出的二级指标判断矩阵（5）（仅列举一级指标判断矩阵，二级指标以此类推）。

算数平均法求权重向量式为：

上述3个一级指标以及13个二级指标进行权重分配，求得最终权重，矩阵6。

矩阵6 影响全球公平的指标以及相对应的权重

对其进行一致性检验，一致性指标CI计算式为：

一致性比例CR计算式为：

求得上述一级指标民生、生态、经济的CR值分别为：0.04603、0.08216、0.09521，即表示判断矩阵的一致性可以接受。

2.3 估算各个国家在整体每种分配原则下的配额

在为实现某一目标且想要公平地做出资源与权力分配的时候，我们需要明确以下量：全球总量∑Qi与环境约束的全球空间QW。依据国际气候治理中最具有代表性的六项原则：等产出、祖父制、生态公平、等人均、消费排放责任和生产排放责任作为加权分析的基本原则[6]，矩阵7。

矩阵7 4个维度、六个原则下的全球公平估算配额算式

2.4 基于环境约束与公平感受的综合加权配额估算

首先要明确剥夺系数的含义，Runciman（1966）给出了相对剥夺的定义[4]，即一个人感觉到他被Z剥夺，要满足以下4种情况：（1）他没有Z；（2）他看到其他人在过去或预计到将来某个时间拥有Z；（3）他向得到Z；（4）他认为他有理由拥有Z。

以下为不同种情况基于环境约束与公平感受下的加权配额估算：

（1）基于相对剥夺系数对分配公平感受的测度

假定资源分配群X=（x1，x2，…，xn），xr、xs为来自X群体中的个体r和s，由上述剥夺的含义可以得知：只要存在xs＜xr，个体s便会相应产生相对剥夺感。查阅资料可知，xs相对于X群的标准化对剥夺系数计算式为：

由式（4）即可计算137个国家在6大分配原则下的相对剥夺系数。

（2）基于剥夺系数的权重设计及加权配额估算

根据相对剥夺系数的估算，某原则下的相对剥夺系数越大，该个体在该原则下的所分配到的剥夺感越高，同时个体所能感受到的公平程度越低。为了降低个体在该原则下产生的剥夺感，也就是提升个体公平感，我们可以针对剥夺系数较大的原则进行赋权：权重越大，用户剥夺感越高，公平感越低；反之权重越小，用户剥夺感越低，公平感越高。因此，权重分配函数构造如下：

（1）pk表示k原则对应的权重，且pk满足∑pk=1，也就是六项原则的权重总和为1；

（2）用βk表示k原则对应的相对剥夺系数，权重分配函数p=f（β）的映射关系满足，其定义域为βk⊂[0，∞），值域为pk⊂[0，1]。

本研究选用概率函数，权重分配函数为：

根据式（5）（6）可估算出各国六大原则的权重值。

上述两种方法的区别在于：单一原则加原则的选取方式为“0”或“1”（表示使用某些原则权重为1，其他未被选取的原则即为0）；以公平感受为基础的原则选取方式为从“0”到“1”，即根据个体的偏好程度进行赋权，弹性分配各个原则的权重。综上，综合加权方案下i国的最终配额估算为：

依据式（7）可以计算出各个国家在某一资源所分配到的份额，将该份额和该国当前量进行对比即可表示出该国距离全球公平的目标距离多远，以此作为衡量世界各国是否达到全球公平。

3 小行星采矿业全球公平的合理资源分配

3.1 小行星采矿未来发展趋势

小行星采矿会存在资源分配不公平的情况，拥有进入外层空间能力和小行星采矿能力的国家会优先成为事实上的资源占有者。且拥有小行星开采技术的国家还可能会认为：公布小行星开采技术和成果会侵犯本国利益。甚至泄露国家军事、科技方面的重大机密，此类国家最大程度只能接受有限度的公开。类比外层空间的探索，发现，随着时间的推移，越来越多的国家有能力去对外太空进行探索，为应对此种现象并规范外层空间的探索，联合国制定了一系列《外层空间条约》[8]。《联合国外层空间条约》第三条：“不得据为己有原则”,即“不得通过提出主权要求，使用、占领或以其他任何方式把外层空间据为己有”。以此来对外层空间探索进行约束。同理在小行星开采技术日趋完善的同时，越来越多的条约和相关法律也会出台，届时小行星采矿业的发展会越来越成熟、完善。

3.2 小行星采矿资金来源、利益分配

从宏观角度上看，成功发展小行星采矿业是全人类的目标。世界上的所有或者绝大多数国家都愿意尽自己最大的努力去达成成功开采小行星的目标。没有或者仅有极少数国家对小行星开采以及小行星上资源的利用持反对态度。

既然小行星采矿业的成功是能够造福全人类的共同目标。那么能够合理分配开采成本和利益也成了全世界所关注的问题。如果将小行星开采的所有所得利益都归属于成功开采小行星的国家，那么就忽视了其他国家在小行星开采上所做出的努力。如果全球平均分配小行星采矿成果，那么就会造成能够独立进行小行星采矿国家的不满，从而加剧全球不公平现象[11]。所以，对小行星采矿行业的责任、义务和利益进行合理的分配成为了小行星采矿行业的首要课题。