第四章 自组织研究方法之三_协同学理论.ppt

第三节协同学一、协同学和耗散结构理论的区别一、协同学和耗散结构理论的区别二、协同与协同学二、协同与协同学三、协同学的研究对象三、协同学的研究对象四、协同学中的重要概念四、协同学中的重要概念五、五、协同论基本原理协同论基本原理一、协同学与耗散结构理论的区别相同点相同点都是研究一个系统为何能自发的产生一定的有都是研究一个系统为何能自发的产生一定的有序结构。序结构。不同点不同点耗散结构理论从宏观上研究系统由无序到有序的耗散结构理论从宏观上研究系统由无序到有序的转变,没有揭示系统宏观现象的微观机制。转变,没有揭示系统宏观现象的微观机制。协同学从微观上解释了系统由无序到有序转变的协同学从微观上解释了系统由无序到有序转变的终极原因。终极原因。耗散结构理论着重研究远离平衡态的开放系统如耗散结构理论着重研究远离平衡态的开放系统如何在一定条件下从无序走向有序。何在一定条件下从无序走向有序。协同学既研究远离平衡态也研究平衡态系统从无协同学既研究远离平衡态也研究平衡态系统从无序到有序的变化,并指出两者的相变遵循相同的方程。序到有序的变化,并指出两者的相变遵循相同的方程。耗散结构理论主要研究从无序到有序的变化耗散结构理论主要研究从无序到有序的变化协同学既研究从无序到有序的变化,也研究从有协同学既研究从无序到有序的变化,也研究从有序到序到““混沌混沌””的变化。的变化。耗散结构理论中耗散结构理论中de=de=disdis + des + des 成立的依据是系统内各成立的依据是系统内各子系统间的相互作用很弱,这样各个子系统的熵才能相加减,子系统间的相互作用很弱,这样各个子系统的熵才能相加减,但对一个复杂系统而言,其内部的各子系统间存在着紧密的但对一个复杂系统而言,其内部的各子系统间存在着紧密的联系和作用,耗散结构理论对此类问题的无序向有序转化无联系和作用,耗散结构理论对此类问题的无序向有序转化无能为力。能为力。协同学可以从具体地分析各类非平衡有序结构的系统行协同学可以从具体地分析各类非平衡有序结构的系统行为入手,通过抽象、综合得出各类系统形成有序结构的条件为入手,通过抽象、综合得出各类系统形成有序结构的条件和特征,解决耗散结构理论无法解决的问题。和特征,解决耗散结构理论无法解决的问题。协同学是以研究完全不同的学科间存在着共同特征协同学是以研究完全不同的学科间存在着共同特征为目的的一门学科。为目的的一门学科。从哲学高度看,协同学回答了物质世界诸系统从简从哲学高度看,协同学回答了物质世界诸系统从简单到复杂,从低级到高级发展进化的真正终极原因。单到复杂,从低级到高级发展进化的真正终极原因。二、协同与协同学哈肯所借助的典型实验哈肯所借助的典型实验————激光实验激光实验激光的形成是因为原子与原子之激光的形成是因为原子与原子之间发生了联系和协同,许多原子在间发生了联系和协同,许多原子在发光行为上采取了共同的模式,使发光行为上采取了共同的模式,使得系统在宏观上表现出有序性,表得系统在宏观上表现出有序性,表现出新的功能。现出新的功能。商店集中现象的启示商店集中现象的启示————非平衡系统中的自组织现象非平衡系统中的自组织现象一个由大量子系统构成的系统,在一一个由大量子系统构成的系统,在一定的条件下,由于子系统间的相互作用和协定的条件下,由于子系统间的相互作用和协作,这一系统就会形成具有一定功能的自组作,这一系统就会形成具有一定功能的自组织结构,在宏观上产生时间结构、空间结构织结构,在宏观上产生时间结构、空间结构或时或时————空结构空结构,,达到新的有序状态。达到新的有序状态。协同,就是一种合作现象,是指一个开放系统内各子系统之间的协调同步的非线性的一种特性。简单协同:系统中各个子系统采取共简单协同:系统中各个子系统采取共同的行为来实现一个目标模式的合作。同的行为来实现一个目标模式的合作。简单协同与复杂协同简单协同与复杂协同复杂协同:系统中各子系统采取不复杂协同:系统中各子系统采取不同的行为来完成一个共同的目标模式的合同的行为来完成一个共同的目标模式的合作。作。协同学协同学是协同学是““一门关于共同协作或合作的科一门关于共同协作或合作的科学学””,也称为,也称为““协同工作之学协同工作之学””,指的是系统,指的是系统的各个部分之间的互相协作,其结果使整个的各个部分之间的互相协作,其结果使整个系统产生出一些在微观个体层次中并不存在系统产生出一些在微观个体层次中并不存在的新的结构和特征。的新的结构和特征。协同的本质系统内部的协同综合作用的本质是一个系统不系统内部的协同综合作用的本质是一个系统不断实现有序化的分化过程。从微观上看:子系统断实现有序化的分化过程。从微观上看:子系统实现了某种联系和统一,从宏观上看,系统离开实现了某种联系和统一,从宏观上看,系统离开了某种均匀