【理论】自组织之耗散结构理论
耗散结论理论指出,一个远离平衡的开放系统(不论其是力学的、物理的、化学的、生物的系统,还是社会的、经济的系统),通过不断地与外界交换物质和能量,在外界条件的变化达到一定的阈值时,可能从原先的无序状态,转变为一种在时空上或功能上有序的状态。
非线性复杂系统理论不可能还原成特殊的物理学的自然定律,尽管它的数学原理是在统理些中被发现的,并首先在物理学中得到成功应用。因此它不是某种传统的“物理主义”,不是用类似的结构定律来解释激光、生态群体或我们的大脑的动力学。它是一一种跨学科方法论,以此来解释复杂系统中微观元素的非线性相互作用造成的某些宏观现象的涌现。光波、流体、云彩、化学波植物、动物、群体、市场和脑细胞团,都可以形成以序参量为标志的宏观现象。它们不能还原到复杂系统的原子、分子、细胞、机体等微观水平上。事实上,它们代表了真实的宏观现象的属性,例如场势、社会或经济力量情感乃至思想。有谁会否认情感和思想能够改变世界呢?
在历史上,社会科学和人文学科的概念往往受到物理理论的影响。在机械化时代,托马斯。霍布斯把国家描述成一台机器(“利维坦”,其公民就是机器中的嵌齿轮。在拉美特利看来,人的灵魂归结为自动机的齿轮传动装置。亚当。斯密用类似于牛顿万有引力的“看不见的”力来解释市场机制。经典力学中,在牛顿或哈密顿运动方程的意义上,因果关系是 确定论的。时间可逆(即对称性或不变性)和能量守恒,是保守系统的特征。天体力学和无摩擦钟摆是著名的例子。耗散系统是不可逆的,例如就像没有摩擦项的牛顿力。
而且,大自然原则上被看作一个巨大的确定论的保守系统,一一旦确切知道了它的起始状态,就可以预测其未来或追溯其过去的每一一时刻的因果事件(拉普拉斯妖)。亨利,庞加莱则认识到,天体力学并非是一台可以透彻计算的机械钟,甚至在局限于保守性和确定论情况时亦如此。有的行星,恒星和天体之间的因果相互作用,在其相互影响可以导导致混沌轨迹的意义上,都是非线性的(例如三体问题)。
自组织方法论生态系统 首先,我们先就每个理论的方法在整个自组织方法论中的地位进行讨论。 耗散结构方法起一个构建自组织系统需要条件的作用。它研究了体系如何开放,开放的尺度,如何创造条件走向自组织等诸多问题。运用这种方法可以帮助我们了解什么条件下能够发生自组织的演化过程,帮助我们创造自组织的条件。因此在一定意义上,我们也可以把自组织的耗散结构方法称为自组织的创造条件方法论。耗散结构方法在自组织方法论就其按照自组织的本意而言,它是一种起点意义的方法论,就本体论和认识论上看,它具有第一原理 [[ 建立自己的思维操作系统#第一性原理 ]]的意义。就其方法论意义而言,创造条件使得系统自发走向自组织也是遵循自组织原理的一种方法论。
协同学方法在整个自组织方法论处于一种动力学方法论的地位。它是体系自身如何保持自组织活力的重要方法,它所研究的重要概念和原理,如竞争、协同和支配(或役使)以及序参量等概念和原理,对于系统自组织的演化以及使得自组织程度越来越高,都具有重要的指导意义。它告诉我们,制定定的规则,以一定的参数进行调节,然后放手让子系统自己相互作用,产生序参量运动模式,从而推动整个系统演化,是系统非线性自组织化的最好管理方式。对自组织的机制有清晰了解,我们才能在真正意义上创造“自组织” 。而自组织的动力学方法则帮助我们了解重要动力学机制的要素、 相互关系和运动原理,从而认识事物的自组织动力学机理,最发自组织的动力学要索,形成自组织的动力学演化。
突变论方法研究了系统在其演化的可能路径方面所采取的方法论思想。临界概念、渐变和突变概念,以及对问题处理时所采取的结构化方法对冲突的关注,对行动与理解的相互矛盾的关系的揭示,都具有重要的方法论启示。突变论突破了数学和纯粹自然科学的界限,使得社会科学研究的方法论受到启迪。突变论方法在整个自组织方法论中处于研究自组织演化采取何种途径的地位。我们学习突变论,就是要汲取突变论思想方法,懂得何时该采取渐变方式推动系统演化,何时该采取突变方式推动系统演化。因此,可以把突变论方法称为自组织的演化途径方法论。
超循环方法提供了一种如何充分利用过程中的物质、能量和信息流的方法,提供了一种如何有效展开事物之间相互作用以及结合成为更紧密的事物的方法。结合是复杂性演化的核心,它提供了自组织发展之“核”,因此,可以把超循环方法称为自组织的结合发展方法论。
分形方法研究了系统走向自组织过程中的复杂性结构过程,也研究了从简单到复杂的自组织演化问题,表达了如何认识一个具有分形特征的物体或事物的方法论思想。分形理论借助计算机还可以通过一定规则迭代生成模拟自然界各种事物。其可操作性强,包含的哲理也非常深刻。掌握分形理论的方法,使得我们对于区别整形与分形,研究分形特性,把握复杂世界,以及如何生成一个复杂事物、复杂世界或模拟复杂事物、复杂世界的演化过程和结构有了重要的理解。由于分形方法提供了一种事物由简单走向复杂的空间状态以及演化的方法,因此可以把分形理论的方法称为事物自组织的表达复杂性空间结构及其生成的方法论,或简称分形结构方法论。
混沌理论方法研究了系统走向自组织过程中的时间复杂性问题,它在本体论。上与分形表达的复杂性问题常常构成一个问题的两个侧面,即分形研究了事物走向复杂性的空间特性和结构,而混沌研究了事物走向复杂性的时间演化特性。
综合的自组织方法论的要点即:开放系统,创造条件,加强物质、能量与信息输入使得自组织过程得以产生;激励系统内部子系统的非线性相互作用,通过竞争、合作推动系统产生整体新的模式和功能;通过循环耦合,突变渐变途径,使得系统得以维持自组织并且发展演化的多样性,增强有序程度和关联程度,通过自相似构建和寻求混沌临界点或域,将系统的演化推进到最大的复杂性可能空间,创造演化有序发展的良机。通过自组织的方法论,在自然界中纯粹自发的自组织的发展,在人类演化中成为一种自觉的行为。