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词条 协同学
类别 中文百科知识
释义

协同学xietongxue

西德物理学哈肯于1976年提出的一种系统理论,主要研究由大量子系统组成的复杂系统在一定条件下由无序向有序转变时所遵从的基本规律。其中自组织系统是重要的内容,如激光器。哈肯在近代信息论、控制论、突变论的基础上,把对系统的动力学考察和统计学考察结合起来,把必然性和偶然性结合起来,研究系统从无序到有序的转变,具有深远的意义。它为阐释非生命系统向生命系统的突变提供了思路。协同学的建立为从物理科学向生命科学的过渡展示了希望。


协同学xietongxue

一门研究远离平衡的复杂系统如何通过自己组织产生时间、空间或功能结构的科学。协同学是一门系统科学理论,它所研究的结构并不局限于某一门学科,自然界或人类社会中的各种结构原则上都是其研究的对象。协同学是联邦德国理论物理学家H.哈肯(Haken)首先提出来的。哈肯考察分析了许多不同领域中非平衡有序结构形成的现象,发现了有序结构形成过程的普遍规律和共同特征,导致了协同学基本原理的产生。1971年哈肯在一篇题为《协同学:一门协作的学说》的文章中,第一次阐述了协同学的主要概念和思想,并逐渐使之成为一门十分重要的关于复杂系统自组织理论的横断学科。一个由大量子系统构成的复杂系统,在一定的条件下,子系统之间通过非线性的相互作用产生协同现象和相干效应,使系统形成有一定功能的自组织结构,从而出现新的有序状态,这一从无序到有序的过程,遵从着某些普适的规律,至少有以下几点是自然界中各种各样的自组织系统所共有的:❶系统内的子系统自我排列,自我组织,似乎有一个“无形的手”在操纵着这些成千上万的子系统;另一方面正是通过这些大量的子系统之间的协同作用才导致了这个“无形的手”的产生。这种无形的手就是序参量。也就是说,子系统的协同作用导致了序参量的产生,而所产生的序参量又反过来支配着子系统的行为。
❷结构的产生及其性质特点往往由少数几个序参量所决定。
❸在结构出现的临界点,涨落起着触发器的作用。正是由于各种微小扰动的存在,才将系统由不稳定的无序状态驱向与新结构相对应的有序态。
基于以上对自组织过程基本原理的认识,协同学总结出了一整套处理问题的方法。从整体上来讲,协同学方法是一种综合的方法,它强调从总体上把握对象。具体来说,处理复杂系统的自组织问题需要经过以下步骤:❶将具体问题翻译成数学,即建立系统的数学模型。若系统的内部机理、相互作用机制比较清楚,则这一步较为简单,对于一般的社会学问题或其它复杂系统,这一步是解决问题的重点与难点所在,这时,对系统的数学描述将更多地依赖于工作者本人对该领域的熟悉程度和经验,实验资料也是建立模型的重要依据。
❷求出所建立方程组的定态解,这些解对应于系统处于稳定状态时各种不同的结构,然后针对某一具体的定态解,做线性稳定性分析,通过这一步,可以区分出快变量和慢变量,为考察相应结构的演化打下基础。
❸应用支配原则,消去快变量,求得序参量方程。序参量方程决定着系统的演化进程,通过对它的分析讨论,就可以了解系统是如何随着控制参量的变化,经过突变进入新的状态的。
协同学不仅在理论上日益完善,在应用上也取得了很大的成就。作为一门横断学科,协同学的研究对象包含涉及自然科学直至社会经济领域的各种复杂系统,可以说哪里有有序结构的形成,哪里就有协同作用,哪里也就有协同学的研究对象。社会科学中舆论形成的研究、生物的进化过程、生物模式的转变、人口的生灭迁移、经济现象中投资倾向等都是协同学应用非常成功的例子。协同学的进一步发展,将会不断地发现自然界结构的秘密,从而揭示出自然界更本质的规律。

协同学

研究自组织系统及演化序列的系统理论。西德科学家哈肯(Hermann Haken,1927—)在20世纪70年代提出。以可分为大量子系统的复杂系统为研究对象,认为系统的每一宏观状态都由大量子系统间的协同运动所决定,结合了量子力学、激光理论等科学新成果,利用现代数学的多维相空间理论,以伺服原理为基本理论,把确定性和不确定性、必然性和偶然性结合起来,建立和求解序参量方程,研究协同作用在宏观尺度上产生结构和功能过程的规律,说明系统从无序到有序,进而到高一级有序的演化进程。已说明了一些过程中的自组织现象,对生物的社会现象的说明还在形成发展之中。

协同学

研究非平衡系统中的自组织现象的综合性学科。20世纪70年代中期由联邦德国理论物理学家哈肯创立。哈肯在研究激光系统的过程中,发现了一种典型的远离平衡态时的由无序到有序的转化现象,并发现这一转化的关键在于系统的非线性关系的相互作用,这种相互作用能够产生协同现象和相干效应,使系统形成一定功能的自组织结构,表现出新的有序状态。协同学以现代科学理论的最新成果——信息论、控制论、突变论为基础,吸取平衡相变理论中序参量的概念和绝热消去原理,首次真正地将无序与有序统一起来,是一门横跨自然科学和社会科学的适应性较强的学科,对研究复杂系统的结构与功能都有实用价值。

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更新时间:2025/9/28 8:11:24