（1）从物理学角度，循环经济具有浓厚的自然科学色彩。据不完全统计，循环经济的概念有40多种（史学斌等2008），学术界尚未对循环经济形成一个公认的权威定义。但根据一般理解，循环经济是对物质闭环流动型经济的简称。是一种建立在物质在经济系统中不断循环利用基础上的经济发展模式，因此，循环经济具有雄厚的自然科学色彩，其运行与发展必然要受自然规律和社会发展规律的双重制约。

1）质量守恒定律。质量守恒定律是指人工或者自然过程均不能无中生有的创造出物质，也不能有中生无的消灭物质，在任何与周围隔绝的体系中不论发生何种变化过程，其变化前后的总物质是始终保持不变，因此，质量守恒定律也被称为物质不灭定律。

在经济过程中，质量守恒定律表现为，物质从以原材料的形式进入经济系统到以废弃物的形式重新回归自然生态系统。只是物质形态和存在方式发生了改变，而其总量保持不变。在原子级层面上，原材料与废弃物的构成相同，因此，从理论上讲，经济过程产生的废弃物完全可以经过一个与生产相反的过程变为原材料，重新进入经济系统。可见，质量守恒定律决定了发展循环经济的可能性。

2）热力学第二定律。热力学第二定律认为，分子有规则运动的机械能可以完全转化为分子无规则运动的热能，而热能却不能完全转化为机械能，也就是说，热力学第二定律规定了能量的转化方向是单向的，即从有序的、能够利用的状态向无序的、不能利用的状态变化。在经济过程中，无论是在生产和消费的任何一个环节，能量从一种形式转变为另一种形式都伴随着一部分能量转化为废热损失掉了。废热是熵值最大的能量终极状态，不能够再次转化作功。因此，理论上讲，任何经济过程的逆过程都不能发生，能量随生产和消费过程次第“衰变贬值”是绝对的。

（2）循环经济系统物质循环与能量流动的矛盾。由上述发展循环经济所必须遵守的两条基本物理学定律可以看出，这中间存在着一个矛盾，即物质再生与能量耗损同时并存的矛盾。

传统经济系统的运行特征是“资源—产品—废弃物”的开环式物质运动方式，经济运行过程中产生的废弃物并不在经济系统内部处理，而是以废水、废气、废渣的形式排放到生态环境中，进入自然系统的物质循环。这种经济运行方式的物质与能量的运动方向是一致指向熵^[11]增加，物质由低熵状态转变为高熵状态，同时伴随着能量耗散。而循环经济系统的运行特征是“资源—产品—再生资源”的闭环反馈式物质运动方式，废弃物在经济系统内部通过人工过程重新转化为再生资源，并不进入自然系统。这种经济运行方式的前半部分与传统经济过程相同，物质与能量的运动方向也是一致指向熵增加，而后半部分的物质与能量的运动方向相反，物质由高熵状态转变为低熵状态，实现了一个逆热力学过程，而能量仍是单一的朝着熵增方向耗散。可见，循环经济最关键的“废弃物—再生资源”过程面临着物质再生与能量耗损同时并存的矛盾。例如，发展循环经济需要投入新的生产设备，并组织对废弃物的再生处理过程，而对这些生产设备的生产以及对废弃物的搜集、分类、运输、生产加工过程均要消耗能量，并伴随着高熵废弃物的产生。而且，物质循环的程度越高意味着投入的能量越多，生产“低熵产品”的中间环节更繁琐，从而消耗的能量也就越高。

理论上讲，循环经济的这一矛盾是不能消除的。这是因为，质量守恒定律决定了循环经济理论上可以实现物质的完全封闭循环，但在能量层面则是不可能做到循环的。物质的再利用同样需要消耗能量，这是由热力学第二定律决定的。因此，这一矛盾可称之为循环经济的基本矛盾。循环经济的“废弃物—再生资源”过程实际上是以经济系统中能量的损失为代价换取了物质的节省。怎么判定这种交换对人类社会或经济系统是“合理”的。

（3）循环经济的负熵盈利原则。内能源—一个把物质与能量合并考虑的概念，由于物质和能量是两种具有不同量纲的物理量，从纯物理学角度衡量循环经济的可行性，就需要在这两种物理量之间建立某种联系，把二者合并考虑，爱因斯坦的光能关系式：E＝mc2，揭示了物质与能量本质上具有内在一致性，物质可以被看做是高密度的能量。微观世界普遍存在的波粒二象性^[12]现象也把物质的能量的界限变得模糊起来，因此，把物质换算成能量在理论上是合乎逻辑的。

当然，这种物质能量互换为核裂变或核聚变反应在经济系统各种物质变化中并不多见。经济系统中绝大部分物质只发生物理和化学变化，人类通过核裂变或核聚变获取的能量在经济系统中仍是微不足道的。但是根据热力学第二定律，物质的结构总是趋向于无序状态发展变化，而保持和增加物质结构的有序程度就需要做功。也就是说，物质的存在状态同样与能量直接相关，有序程度高的物质可以被看作蕴藏的能量多。例如，清洁水比污水蕴藏的能量多，矿石比普通岩石蕴藏的能量多，具有特殊人工结构的功能的机械设备比失去这种人工结构和功能的报废设备蕴藏的能量多等。因此，把物质换算成能量与人们的实际生活经验也是相符的。事实上许多工业企业，特别是重工业产品，生产的物质量也是按产能计算的。

既然物质可以被看做能量，那么我们就可以把整个地球生态系统的物质循环与能量流动统一看作广义的能量流动。这其中，一部分能量进入到人类社会，并且能够为人类所疏导利用，又称之为“人类社会内部能量流动”，简称为内能流；另一部分始终在人类社会外部流动，不为人类所疏导利用，又称为人类社会外部能量流动，简称外能流。内能流是人类社会所掌握的全部能量，人类用于维持和发展自身耗散结构的能量场来源于此。自从人类进入文明社会以来，人类所掌握的全部能量绝大部分是通过经济系统组织起来的。因此，可以把经济系统内部的能量流动近似看作内能源^[13]。

因此，循环经济的产生不是偶然的。回顾世界经济发展的历史，不难发现，循环经济理念的产生和发展，是人类对人与自然关系深刻反思的结果，是人类社会经济高速发展中陷入资源危机、生存危机，不得不深刻反省自身发展模式的产物。传统经济“资源—产品—污染排放”的单向线性生产过程，或是近几年的“先污染、后治理”的环保措施，都带来了自然资源的超常规利用和污染物的超常规排放。要解决这些问题，循环经济是必然的选择。一个理想的循环经济系统是把清洁生产和旧物再用或废物再生资源融为一体，通常包括资源开采者、产品生产者和消费者、旧物再利用或废物再生资源者，在物质不断循环利用的基础上发展经济。

1989年，联合国环境规划署提出了“清洁生产”的概念，清洁生产是一种将经济效益与环境效益有机结合的生产方法和措施。

随着社会经济发展和环境问题日益严重，人们逐渐认识到生态环境对人类生存的重要意义。清洁生产成为如今生产领域的重要理念和行动。在此背景下，联合国环境规划署在第5次国际清洁生产高级研讨会（1998年9月29日～10月1日，韩国）上发布了《国际清洁生产宣言》，又提出了一种新的定义：清洁生产是一种新的创造性思想，将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。在该宣言中首次提出“绿色生产率”的概念。

综合文献中关于清洁生产与循环经济的关系分析可以得出：清洁生产是循环经济的基石，循环经济是清洁生产的扩展，它们有共同的时代背景、理论基础和共同的目标以及相通的实施途径，但两者有时是有区别的，最大的区别在实施层次上，清洁生产一般都在于企业层次，而循环经济不仅局限于企业层次，还可以延伸到区域乃至整个社会，即清洁生产实际上是循环经济的实现形式之一。就企业实际生产运作过程来说，在推行循环经济过程中，需要解决一系列技术问题，清洁生产为此提供了必要的技术基础。

中国目前所创导的循环经济，就是国际社会所大力推动的可持续生产与消费体系建设，中国的循环经济发展与实践重点就是要针对所存在的问题，同时抓好生产与消费两个领域的工作，因此可以说中国的循环经济与马拉喀什进程^[14]中新创导的可持续生产与消费体系建设，从目标、原则，主要任务和内容、主要手段和措施等方面都是一致的。