《系统科学方法概论》第五章

自组织系统方法
自组织系统有以下几个原则:开放性原则,远离平衡态原则,非线性原则,协同原则,涨落原则,突变原则。
自组织系统理论的历史发展。
19世纪中期热力学的主要成有热力学第一定律,热力学第二定律,分子运动理论,从中又得到了以下几个结论。
1.在一个孤立系统中,热运动总是从不平衡态趋向于平衡态,并且最终达到平衡。
2.在一个孤立系统中,物质总是从宏观有序态向宏观无序态发展,最终达到无序。
3.在一个孤立系统中,熵趋向于无限大。
根据热力学第一和第二定律,提出了“宇宙热寂”假说。但这一假说与在科学的发展中表现并不相符。热力学认为的从有序到无序的猜想也与生物学的发展表现相背。为了解决热力学与生物学的矛盾,进行了从系统内部分子热运动的角度去解释有序性形成机制的尝试,提出了麦克斯韦妖,涨落导致有序的假说来解释。从生命运动的角度去解释有序性的尝试,如生命遗传机制的量子论解释,生命特征与生命有序性的关系。从生命系统与物理系统的本质差别上去解决问题,例如贝塔朗菲的解释和维纳的说明,布里渊的总结与发展等。由这些理论的发展中进行了研究概括后提出了自组织理论。
耗散结构理论
普利高津在总结前人的经验基础上,根据系统与环境的关系把系统分为三类:孤立系统(无能量物质交换),封闭系统(有能量无物质交换),开放系统(有能量物质交换)。普利斯认为一个远离平衡态的开放系统,当外界条件变化到一个特定临界值时,系统内部某个参量发生涨落而导致系统发生突变,即非平衡相变,那么,该系统就会由原来的混沌无序态转变为一种在时间、空间或功能上的有序状态,并且,这种结构状态只有在系统与环境不断交换物质和能量时,才能得以维持。这样的系统结构就叫耗散结构。耗散结构有以下特征:动态性,有序性和宏观性。耗散结构需要在处于远离平衡态,系统要具有开放性和系统不同要素之间存在非线性机制的条件下形成。
协同学
协同学的研究对象与耗散结构理论研究对象一致,是自组织现象,是根据不同的角度和范围进行研究。这里提到了三个概念,组织,他组织和自组织。协同学认为系统内的协同运动是自组织过程的内在依据;在临界过程中,涨落是形成系统有序结构的推动力量;开放是自组织形成的外部条件。
突变论
突变论建立在稳定性理论的基础上,突变论认为宇宙任何事物都处在一定状态中,或稳定,或非稳定状态。或者一部分处于稳定一部分处于非稳定状态。突变论认为,在存在干扰的情况下,只有稳定态才能存在下去,而非稳定态是不能维持的。由非稳定态向稳定态转化是客观事物运动变化的普遍趋势之一。事物性质也主要是由其处于稳定状态时的性质决定的。在突变过程的系统中可以发现突变有以下基本特征:多稳态性,中间非稳态性,突变点是一个范围,突变结果带有随机性。突变形式具有多样性。

posted @ 2024-02-29 20:55  咲张  阅读(75)  评论(0)    收藏  举报