生长的旋律——自组织理论VIP免费

导论一“自组织”系统演化的动力、条件和基本途径概述本世纪70年代以来，当代科学前沿出现了一大批像“耗散结构理论”、“协同学”、“混沌理论”、“分形理论”这样的新兴学科，它们研究的对象都是非线性的复杂系统。在这类复杂系统中，自组织系统尤为引人注目。自组织系统无需外界指令而能自行组织、自行创生、自行演化，即能自主地从无序走向有序。自组织系统不仅极为普遍，而且与人类关系密切。由于这些新兴学科的出现，人们现在对自组织系统发展的动力、条件、途径已经有了比较科学的认识，甚至可以加以科学的刻画。此外，在自然界和人类社会，也存在着与自组织系统性质完全相反的另一类系统，它不能自行组织、自行创生、自行演化，即不能自主地从无序走向有序，而只能在外界指令的推动下组织和演化，从而被动地从无序走向有序，这类系统我们称之为“他组织系统”。举例来说，包办婚姻是“他组织”，而自由恋爱则是“自组织”；工人在工头的命令下劳动是“他组织”，工人自愿结合地劳动则是“自组织”。“自组织”系统演化的动力在系统内部。协同学创始人H.哈肯指出：“如果系统在获得空间的、时间的或功能的结构过程中，没有外界的特定干预，我们便说系统是自组织的。”（H.哈肯：《信息与自组织》，四川教育出版社1988年版第29页）这表明系统的演化动力在系统内部而不在系统外部。按照哈肯的观点，系统演化的动力是系统内部各个子系统之间的竞争和协同，而不是外部指令，只有如此的系统才是自组织的系统。他指出，系统内部各个子系统通过竞争而协同，从而使竞争中的一种或几种趋势优势化（自组织科学理论称之为形成“序参量”的过程），并因此支配整个系统从无序走向有序，即自组织起来。举例来说，假如有许多人在一个有限的舞池中跳舞，也没有人指挥大家怎样跳舞，一开始舞池中的次序肯定是混乱的，大家会你碰我我碰你。然而，在跳舞的过程中有些舞对就会发现，只要与他们旁边一对舞伴（或别人）跳舞的方向一致就不会发生碰撞。这种行为会像滚雪球一样逐渐扩大。于是，舞池中的秩序逐渐形成：大家都按某一方向绕舞池的中心旋转。当然，也会有个别舞对反方向跳舞，但是他们很快就会发现逆潮流的问题，而不得不改正过来。这也正如大江东去中的水分子一样，一方面存在着热运动，另一方面又都融汇在东去的大潮流之中，即融合在“序参量”支配下的总的运动模式之中。换言之，自组织系统演化的动力来自系统内部的两种相互作用：竞争和协同。子系统的竞争使系统趋于非平衡，而这正是系统自组织的首要条件；子系统之间的协同则在非平衡条件下使子系统中的某些运动趋势联合起来并加以放大，从而使之占据优势地位，支配系统整体的演化。辩证法认为，事物发展的根本原因在于事物内部的矛盾。然而，系统内部存在着各种各样的矛盾，何种矛盾才构成推动事物自组织发展演化的动力呢？当代自组织科学理论丰富和发展了唯物辩证法关于事物发展的根本原因在于事物内部的矛盾的观点。在自组织科学理论中，系统内部各个子系统的竞争和协同，必须是一种非线性的相互作用，只有如此，这种竞争和协同才能成为系统自组织演化的动力。这正是自组织理论的创始者们把“非线性”称之为“有序之源”的缘故。我们知道，相互作用就是矛盾双方的排斥、吸引，在线性相互作用下，作用双方的质量相当，各种作用之间很少发生关联，因此系统内部各个要素或子系统之间很少协同甚至根本没有协同。与此相反，在非线性相互作用下，各种作用相互关联起来，形成协同，因此系统才能产生整体行为，才形成一种你中有我、我中有你的不可分割的关系，并使系第2页共88页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共88页统局部的小涨落得到放大，从而引起系统的从稳到非稳再到新的稳定的跃迁式演化。在实际系统中，现在不仅在物理、化学、生物系统的自组织演化过程中证明了非线性相互作用下的竞争和协同是系统演化的动力，而且人文社会系统的自组织演化过程亦同样可以说明这一原理的正确性和适用性。例如，在科学史上就充满了竞争和协同推动科学研究发展进步的案例。不同观点的争论、同时的发现、发现...