论协同学理论方法_自组织动力学方法及其应用.pdf

2000年11月内蒙古社会科学( 汉文版) Nov , 2000
总第124期第6期 IN N ER M ON G OL IA SO CIA L SCIEN CES V ol. 124 №. 6
论协同学理论方法
——自组织动力学方法及其应用
吴彤
( 清华大学人文社会科学院科学技术与社会研究所北京 100084)
[ 摘要] 本文讨论了协同学的基本概念: 竞争、协同、序参量和伺服; 研究了协同学微观方法和
宏观方法; 特别讨论了绝热消去方法在协同学方法论中的作用、地位和意义, 指出了最大信息熵原
理与有序的关联以及对此的误读。
[ 关键词] 协同学; 方法; 竞争; 序参量; 信息熵; 伺服
[ 分类号] N 031 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1003-5281( 2000) 06-0019-08
我们已经通过对“耗散结构理论”的方法论进行研究, 耗散结构方法论可以准确地被称为
“发生自组织的条件方法论”, 我把它称为“耗散结构概念方法论”[ 1] 。然而, 仅仅找到存在自组
织的条件或环境, 都还不能说明某种事物或某种体系如何自组织地自发或自动地走向有序结
构。我们将通过协同学进一步研究产生自组织的动力学问题, 并且把产生自组织的动力的协同
学方法进一步总结和抽象成为一般的自组织动力学方法。
协同学研究由完全不同性质的大量子系统( 诸如电子、原子、细胞、神经原、力学元、光子、
器官、动物乃至人类) 所构成的各种系统, 研究这些子系统是通过怎样的合作才在宏观尺度上
产生空间、时间或功能结构的。[ 2]
协同学的研究步骤重点是: ( 1) 研究稳定性的丧失( 找寻稳定性丧失的时间、条件和领域) ;
( 2) 导出伺服原理( slaving principle, 又称役使或支配原理) ; ( 3) 建立序参量方程和对其进行求
解。因为对稳定性的分析, 协同学与耗散结构理论类似, 因此我们将重点研究和讨论后两个过
程所涉及的概念和方法。
一、协同学的基本概念和原理——形成自组织动力学方法的理论工具

本课题组成员任玉凤副教授1998年在《内蒙古大学学报》第4期发表了题为“论协同学关于非线性相互作用的方法”一
文, 已经从另一个角度论述了协同学的方法。
[ 收稿日期] 2000-08-12
[ 作者简介] 吴彤, 男, 清华大学和内蒙古大学双聘教授。
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协同学使用的基本概念主要有: 竞争、协同、序参量和伺服。
竞争、合作或协同是协同学的基本概念, 但是在协同学中, 哈肯主要强调了协同。实际上,
竞争是协同的基本前提和条件, 它也大量地反映在哈肯著作中, 如大量气体分子的系统中, 分
子之间的频繁碰撞; 化学反应中不同反应物之间的反应过程存在大量的反应物分子之间的竞
争; 生态系统中各个物种之间的相互竞争——种内和种间竞争; 社会的各个集团之间的斗争;
甚至思想、概念形成过程中, 同样存在不同思想、方法和概念之间的相互交流、批评和其他形式
的竞争( 如学派、观点之争、科学发现中的竞赛) 。竞争是系统演化的最活跃的动力。这是因为,
系统内部诸要素或系统之间的竞争是永存的, 它虽然依条件不同可大可小, 或强或弱, 但由于
运动的永恒,