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复合系统协同度模型怎么做

时间:2022-06-22 百科知识 版权反馈
【摘要】:5.协同学理论协同学的创始人是德国著名理论物理学家赫尔曼·哈肯。协同学是耗散结构理论的发展,它进一步指出系统自组织现象从无序到有序转变,关键在于系统内部,在于各子系统在一定条件下相互作用所造成的协同现象。协同导致有序是这一理论的高度概括,自组织原理是协同学理论的核心。

5.协同学理论

协同学(Synergetics)的创始人是德国著名理论物理学家赫尔曼·哈肯。与耗散结构理论一样协同学也是研究远离平衡态的开放系统。在保证外流的条件下,如何能够自发地产生一定的系统有序结构或功能行为的一门新兴学科。它以现代科学理论中最新成果(信息论、控制论、突变理论)作为基础,汲取了耗散结构理论的论点,采用统计力学的考察方法来研究开放系统的行为。协同学是耗散结构理论的发展,它进一步指出系统自组织现象从无序到有序转变,关键在于系统内部,在于各子系统在一定条件下相互作用所造成的协同现象。协同导致有序是这一理论的高度概括,自组织原理是协同学理论的核心。

5.1协同学理论产生和发展

协同学是从希腊文引入的一个词,又译作“协合学”,其含义是“一门关于共同协作或合作的科学”。协同学的研究对象是一类由许多子系统构成的复杂系统。系统的性质可以截然不同,可能是由电子、原子、分子、细胞、神经元、器官、动物或者人等不同的子系统所组成。协同学探求这些子系统是如何协作而形成宏观尺度上的空间结构、时间结构或功能结构,特别研究这种有序结构是如何通过自组织的方式而形成的。

1969年哈肯开始在课堂上、刊物中公开宣传他的协同学思想,大胆地提出:在不同的领域和现象中存在着一个共同的基本原理,即在截然不同的系统中都存在着同样类型的某种特定参量(序参量)的方程起支配、控制的作用。1970年起,哈肯等人一方面致力于发展协同学的数学基础,建立具有普遍意义的支配原理的数学理论,另一方面开始将它推广应用。1977年,哈肯将1975年发表的一篇论文——《远离热动平衡系统中的和非物理系统中的合作现象》加以扩充改写,以《协同学》为书名出版,这标志着协同学的正式建立。目前的“协同学”的定义,指的是系统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的新的结构和特征。

5.2协同学的理论内容

(1)协同效应原理

系统的有序性是由诸要素的协同作用形成的,协同作用是任何复杂系统本身所固有的自组织能力,是形成系统有序结构的内部作用力。简言之“协同导致有序”。系统有序结构的出现,关键并不在于系统是否处于非平衡态,也不在于是否远离平衡态,而恰恰在于子系统间的协同作用是任何复杂系统本身所固有的自组织能力。

(2)序参量与支配原理

①序参量

协同学所要寻找的是一种统一的基本法则。以便据此了解复杂系统的自组织过程:但它所面对的却往往是由众多子系统织成的复杂系统,对认识的主体来说这些复杂系统包含着众多的或“白”或“灰”或“黑”的信息内容。因此,怎样描述这类系统的行为,成为协同学所要解决的问题。如果要对每个子系统、子系统之间的每种作用、子系统与外界的各种联系,以及系统整体的状况都做出详尽的描述,就需要无限多个状态参量,列出数目惊人的方程。但实际情况并不允许这样去做。而且,即便能够收集所有参量,得到所有数据,也未必能帮助我们进行判断,反而有可能陷入“只见树木,不见森林”的境地。

那么,在描述复杂系统的结构过程方面,我们难道真的无能为力了吗?为了能够有效地描述系统的状态和结构,研究系统演化进程中的共同特征及普遍法则,哈肯选择了支配系统行为的序参量这个概念来描述复杂系统的自组织行为,复杂系统中的整个联系的“有关信息”将由序参量向我们提供。序参量是描述系统宏观有序度或宏观模式的参量。对于一个系统,我们不必考虑它的微观子系统的所有参量,以及所有子系统的存在、作用及具体的运动方式,而只要选择—个或几个能够有效地描述系统宏观秩序的序参量,就能够知道它的整体运动方式,能够描述它的宏观有序状态及其变化模式。

②支配原理

协同学中的所谓支配原理就是快变量受慢变量支配、慢变量在系统中起主要作用的原理。慢变量和快变量这两个概念与序参量、非序参量的区别,从本质上来讲,慢变量与序参量,快变量与非序参量是等价的,它们是对同一问题分别从两个不同角度上支配原理在协同学中起着核心作用。支配原理表明,在性质截然不同的自组织系统中,从无序中产生有序,或从一种秩序逐渐转到另一秩序时,有一种普遍的规律起着作用。不论是由原子、分子、细胞、器官组成的系统,还是由人组成的社会系统,其结构的形成都是大量子系统相互协同的结果,子系统之间的协同作用受相同的原理支配。

(3)自组织原理

自组织原理是协同学理论的核心,它反映了复杂系统在演化过程中,如何通过内部诸要素的自行主动协同来达到宏观有序的客观规律。这一原理指出,在一定的外部能量流和物质流输入的条件下,系统会通过大量子系统之间的协同作用,在自身涨落力的推动下达到新的稳定,形成新的时间、空间或时空有序结构。系统演化的这种过程,称为自组织。对自组织的含意,哈肯特别强调它是指系统在没有外部指令的条件下,其内部子系统之间能够按照某种规则自动形成一定的结构和功能,它具有内在性和自主性。

5.3协同效应在其他领域的应用

(1)经济领域中的协同效应

在每个城市中都有一个或几个大的商业中心,在那里一家商店接着一家商店,一家餐馆挨着一家餐馆。这些商业中心是怎样形成的?用协同作用能够作出很妙的解释。

商店集中这一现象与我们通常的想法是矛盾的。我们总是认为,集中会使竞争加剧,会由于互相争夺顾客而减少利润,因此,最好的办法是商店尽可能地分散,尽可能地均匀分布。简单地说,如果一条街上有甲、乙两个冷饮摊贩,我们会相信最好的办法是:平分地盘,然后甲乙各自在自己这半条街的中心摆摊。然而,事实上却很少有这种情况,冷饮摊贩也是相对集中的。这种集中可能是这样形成的:两人中的一个(甲)忽然觉得为了提高销售量就得把对方的顾客招徕过来几个,于是,他向街中心移动了一点。乙肯定会对此举作出反应,他也向中央挨近一点。这样多次重复之后,两人就会碰在一起,在同一地点经营,展开了激烈竞争。商店的集中也是出于类似的动机出现的。

那么,商店集中好不好呢?这与商店的吸引范围有关,换句话说,与顾客的流动性有关,与顾客有多少时间和多大兴趣走一段路来买东西有关。如果顾客都愿意在家门口买东西,那么,商店的均匀分布就是有意义的。但如果顾客愿意走较长的路,则商店集中在一起就是有利的。

商店由于竞争集中在一起就形成了商业中心,此时,对于顾客来说,各个商店不再是以个体的方式出现,而是以合作的、集体的方式出现了,从而有了更大的吸引力。因此,也就在整体上具有更大的竞争力,能够把孤立的零星商店的顾客吸引过来。顾客的总人数上升后,这里的每个商店都能从中得到好处。这时,商业中心对商人们也产生着极大的吸引力,更多的商人想在这里开店,这样就形成了如下的局面:越是商店众多的地方,就越都想在那里开店。出现了一种自动发生的,同时又在不断增强的商业集中。

(2)社会心理学反应的协同效应

人们在形成判断并坚持判断的过程中要受到外界的影响,一方面原因是人们的心理素质,另一方面是人对环境的一种本能反应。社会心理学家曾经作过一个有趣的实验,这个实验是美国的社会心理学专家所罗门·阿希在20世纪50年代初设计的。试验者的任务是对三根不同的线条和一条用作比较的参考线的关系作出估计,每次列举的三条线中,总有一条是和参考线长度相等的。这似乎很容易。每次试验让八九个人参加,让每个人说出自己的判断;三条线中哪一条与参考线等长。每一次试验做12轮,然后再重复做12轮。不过这里面设计了一个圈套,参加试验的八九个人里只有一个人是真正的受试者,其他人都是主持试验的心理学家的助手。在头二轮试验中,所有的参试者都正确地说出了哪条线与参考线等长。从第二轮开始,那些助手们采取行动了,他们一致地说那条最短的线与参考线等长。那位真正的受试者被排在最后,当他听到这些显而易见是错误的却又是绝大多数人的意见时,他将如何呢?实验结果告诉我们:在l0个真正受试者中,有2人坚定不移坚持自己的判断;有2人动摇不定,在10轮中有二三次附和多数人的意见;有6人多次把多数人的明显错误的意见作为自己的意见。

这个实验人为地(即外加控制地)确立了一种优势意见。考察这种优势意见对人们的影响,它的结果完全符合协同学的普遍规律。从协同学的意义看,优势的意见或盛行的舆论起着序参量的作用,它支配着每个人的意见、看法,以形成统一的观点,从而使自己的地位维持下去。

(3)管理领域协同效应的应用

管理是在劳动分工的基础上发展而来的,因此,协同是现代管理的必然要求,而在管理过程中自组织是系统自我完善的根本途径,在现代管理的动态发展变化中序参量是决定现代管理发展的主导因素。因此在管理中要充分利用协同学理论抓住管理中影响管理效果的序参量,促进组织的自组织现象的发生,以利于组织的发展和提高管理水平。

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