第5章系统自组织VIP专享VIP免费

管理学院第五章系统自组织12/20/20241第一页，共三十三页。管理学院自组织是复杂系统演化时出现的一种现象。•与他组织的联系与区别•自组织过程前后系统状态的特点，如何用有序、无序来标识•自组织理论•自组织的形式12/20/20242第二页，共三十三页。管理学院一、自组织与他组织组织是指“按照一定目的、任务和形式加以编制”，属于一类特殊的演化过程。同时，把组织过程所形成的结构也称为组织。组织结构具有以下特点：(1)相对于组织前的状态，其有序程度增加，对称性降低。组织的有序结构与在系统科学中讨论的系统状态的有序、对称性等性质可建立对应关系，这样可以从系统科学角度，从状态有序无序变化来分析组织结构。(2)组织过程是系统发生质变的过程。量变：状态随时间变化的函数关系形式不发生变化；质变：系统状态突变，突变前后状态变量的数量、形式改变。1、组织12/20/20243第三页，共三十三页。管理学院利用演化方程分析系统组织的过程时，通常无法采用分析其演化轨道的方法，而是对方程进行定性分析，讨论方程解的个数、状态的稳定性，讨论参量变化如何影响系统状态稳定性发生的条件。对组织过程分析，组织分为两类：一类是系统之外有一个组织者，完成组织行为，实现组织结构，称为他组织；另一类是在一定的外界条件下，系统“自发地”组织起来，形成一定的结构，如蚂蚁、蜜蜂的社会组织，生物链组织，称为自组织。12/20/20244第四页，共三十三页。管理学院他组织有一个系统以外的组织者，设定目标，有预定的计划、方案等，从而实施系统，达到预定的目标。组织者与被组织者(系统)的关系是控制、管理的关系。对不包含人的系统的控制过程称为控制；对包含人的系统的控制过程称为管理。控制要区分自然与人工控制作用。自然界控制作用就是系统与自然环境之间的各种因果关系，不是控制论的研究对象。人工控制作用取决于:(1)控制的内容、大小和形式等；(2)被控制对象的响应机制。控制论的研究对象。2、他组织12/20/20245第五页，共三十三页。管理学院在系统实现空间的、时间的或功能的结构过程中，若没有外界的特定干扰，仅是依靠系统内部的相互作用达到的，称为系统的自组织。特定干扰是指外界施加作用、影响的形式、特点与系统所形成的新结构和功能之间存在直接的联系。从效果上看，自组织与他组织相同；从发生的原因看，两者有根本的差异。直接原因在系统之外的为他组织，多为人工系统。由于系统划分不同，影响系统演化的原因可能是外部环境，也可能是内部因素。当系统环境确定后，无法找出环境如何影响系统组织状态的出现，无法分析相互之间的控制与响应关系，此时看成为自组织。如贝纳尔对流。3、自组织12/20/20246第六页，共三十三页。管理学院贝纳尔对流实验：取一薄层流体，上下各放置一块金属平板以使其温度在水平方向上无差异。从下对流体加热，下上平面温度分别为T1和T2。T1T2未加热时，系统处于平衡态，T1=T2，各处温度相同，流体内分子作杂乱无章的运动，系统在水平方向上是对称的。T1T2刚开始加热时，上下温度梯度不大，T1≈T2，从下往上的热量流与温度梯度力之间为线性关系，系统处于平衡态，流体内分子仍然作杂乱无章的运动，系统在水平方向上仍然是对称的无序状态。12/20/20247第七页，共三十三页。管理学院T1T2继续加热时，上下温度梯度加大，T1>T2，从下往上的热量流与温度梯度力之间为非线性关系，系统逐渐远离平衡态。当温度梯度大到某个阀值时，系统性质发生突然改变，依靠流体内分子碰撞传递能量的无序状态消失，系统呈现出规则的运动花样，所有流体分子开始有规律地定向运动，水平水平方向上的对称性被破坏。从侧面看如图5-1所示。图5-1立面图从侧面看，形成一个个环，现象地成为贝纳尔蛋卷。12/20/20248第八页，共三十三页。管理学院上下温度差在水平方向上并没有变化，却在水平方向上造成流体微团的不同运动，目前无法解释。系统温度差达到临界值后系统状态发生突变，也无法分析外界控制与系统响应之间的关系，称为系统自组织。此时，外界作用不称为控制，而称为实现自组织的条件。从顶面向下看，是一个个正六边形，流体从六边形中心流上来，又从...