CAS理论
复杂自适应系统理论综述
复杂自适应系统理论综述1 复杂自适应系统理论简介复杂自适应系统(Complex Adaptive System,CAS)理论是现代复杂性科学研究中的一种重要理论,是由美国密歇根大学教授、遗传算法创始人约翰·霍兰(John Holland)于1994年圣塔菲研究所成立10周年时正式提出的。
其后霍兰又在《隐秩序——适应性造就复杂性》以及《涌现:从混沌到有序》两本著作中对该理论进行了完善。
CAS理论的主要思想是:复杂自适应系统是一种“用规则描述的,由相互作用的适应性主体(Active Agent)所构成的系统,这些主体随着经验的积累,靠不断变换规则来适应”(霍兰,2000:10-11);复杂自适应系统理论的核心是适应性创造复杂性,与以往传统的机械论、还原论不同,复杂自适应系统(CAS)中的个体是具有主观能动性、适应性的智能体,可以在适应外界环境与对外交流中不断学习与积累经验,并能根据自己所学不断调整自己的行为方式以求与系统规则相匹配。
另外,还能通过修改系统规则来达到自身行为与外界环境的匹配。
在该系统中,所有个体都处于一个主要由其他个体所构成的大环境之中,而复杂自适应系统也始终处于一种“混沌的边缘”的环境之中,因而任何主体在适应上所作的努力都是努力适应别的适应性主体,即CAS中的每一个个体都依靠与环境以及与其他个体间的相互作用不断改变着它们的自身,同时也改变着环境。
此外,与自上而下、中心控制的复杂性科学早期研究的贝塔朗菲的一般系统理论不同,复杂自适应系统是一种层次结构分明的自下而上的分散系统,系统中的每个个体在共处一个大环境的同时又分别根据它周围的小环境并行、独立地进行着适应与学习,不同层次间的个体一般没有交集,从而“把对涌现的繁杂的观测还原为简单机制的相互作用”,而相同层级的个体通过一定的竞合行为,又可以在系统的更高层次上突现出新的结构、现象及更复杂的行为。
一般认为像社会系统、股票市场、虚拟社区、蚁群、人体免疫系统、组织中的单位或不同组织所形成的联盟都可看作复杂自适应系统。
基于CAS理论的大学生体育锻炼与高校体育环境互动研究
基于CAS理论的大学生体育锻炼与高校体育环境互动研究一、引言体育锻炼对于大学生的健康和身心发展具有重要的意义,而高校体育环境则是影响大学生体育锻炼的重要因素之一。
研究大学生体育锻炼与高校体育环境的互动关系,对于促进大学生的健康成长和全面发展具有重要的意义。
本文将以复杂自适应系统(CAS)理论为基础,探讨大学生体育锻炼与高校体育环境的互动关系。
二、CAS理论介绍复杂自适应系统(CAS)理论是指由众多相互作用的元素所构成的非线性系统,这些元素通过相互作用和适应过程形成了复杂的整体性质。
CAS理论强调系统中的相互作用和适应过程,并强调系统中的非线性关系和整体性质。
CAS理论广泛应用于生物学、社会科学、信息科学等领域,是一种重要的系统科学方法论。
三、大学生体育锻炼的现状大学生体育锻炼是指大学生通过参与体育运动和锻炼活动,以达到增强体质、促进健康、陶冶情操的目的。
当前大学生体育锻炼存在着一些问题,如缺乏规划性和系统性、锻炼意愿不足、锻炼方式单一等。
这些问题影响了大学生的体育锻炼效果和积极性,需要通过改善大学生体育环境来促进解决。
四、高校体育环境对大学生体育锻炼的影响高校体育环境是指大学校园中的体育设施、教学资源和管理体制等方面的综合因素。
高校体育环境直接关系到学生的体育锻炼条件和方式,对于大学生的体育锻炼具有重要的影响。
一方面,良好的高校体育环境可以为大学生提供丰富多样的体育锻炼资源和条件,激发学生的体育锻炼兴趣和积极性;差劣的高校体育环境则会限制大学生的体育锻炼选择和发展,影响学生的体育锻炼效果。
基于CAS理论,我们可以将大学生体育锻炼与高校体育环境看作一个复杂自适应系统。
在这个系统中,大学生的体育锻炼行为和高校体育环境之间存在着相互作用和适应过程,决定了整个系统的运行和发展。
大学生体育锻炼与高校体育环境之间存在着非线性的整体性质。
即是说,大学生的体育锻炼行为和高校体育环境之间的相互作用和适应过程并不是简单的线性关系,而是受到多种因素和复杂互动的影响。
CAS理论的发展与应用
CAS理论的发展与应用在前期探索阶段,由于缺乏相关的数学理论和计算工具,CAS理论主要停留在概念层面。
早期的CAS理论主要研究非线性动力学系统、混沌现象和自组织性等问题,如斯蒂芬·斯密尔提出的细胞自动机模型和亚提兰·图林基提出的自组织理论等。
这些研究为CAS理论的进一步发展奠定了基础。
发展整合阶段是CAS理论的重要阶段,该阶段的主要任务是建立CAS 理论的数学模型和计算工具。
在这一阶段,许多重要的概念和方法得以形成。
例如约翰·豪金斯声名鹊起的“迷宫理论”和约翰·霍兰德的“自适应系统”理论等。
此外,神经网络模型、遗传算法等也被引入到CAS理论中,为复杂系统建模和仿真提供了有效工具。
应用拓展阶段是CAS理论面向实际问题的应用阶段。
随着计算机技术的发展和模拟仿真方法的成熟,CAS理论开始被广泛应用于各个领域,如社会科学、生物学、物理学、经济学等。
在社会科学领域,CAS理论被应用于研究复杂组织、创新和演化等问题。
在生物学领域,CAS理论为生物系统的进化、适应和遗传等问题提供了新的解释和研究方法。
在物理学和经济学等领域,CAS理论被用于研究非线性动力学系统、市场行为和金融风险等。
除了理论方面的应用,CAS理论还在实践中得到了广泛应用。
例如,在城市规划领域,CAS理论可以帮助城市规划者理解城市系统的复杂性,并提供相应的规划策略。
在物流管理领域,CAS理论可以帮助企业优化供应链,提高运输效率。
在生态保护领域,CAS理论可以帮助设计和管理自然保护区,实现生态系统的可持续发展。
总结来说,CAS理论的发展与应用已经走过多个阶段,从早期的概念发展到今天的理论建模和实践应用。
随着计算机技术的不断进步和对复杂系统的深入研究,相信CAS理论将继续发展,并为解决实际问题提供更多的启示和方法。
复杂适应系统理论
复杂适应系统理论
复杂适应系统理论(CAS)是一种用于探索有关复杂系统结构和运作原理的理论。
CAS由经济学家米尔顿·弗里德曼(Milton Friedman)在1962年提出,旨在表明复杂的系统可以通过自我调整和自我优化来适应环境的变化。
这是一个贯穿进化论和系统科学的概念,它表明,有些系统可以通过探索和利用它们自身的复杂性来克服环境和外部因素的变化。
CAS认为,复杂系统的行为不仅受外部因素的影响,也受内部因素的影响,这些内部因素包括系统内的连接、网络结构和机制。
CAS 假设,系统内的复杂性可以被驱动,从而自我调整以适应环境的变化。
CAS的研究在许多领域都有广泛的应用,包括金融市场、社会和经济系统、生态系统以及人类行为和文化模式。
CAS理论被用来探索如何使系统更具灵活性,以便它们可以更好地应对外部和内部变化。
它也被用来推动改进系统结构,使其更加弹性,以实现更高的效率和稳定性。
此外,CAS理论也被用来研究复杂系统中的社会和技术元素如何交互作用,以及它们如何影响系统的性能。
例如,研究人员使用CAS 理论来研究如何提高金融市场的效率,以及如何最大化生态系统的稳定性。
CAS理论的结果是令人鼓舞的,它表明,复杂的系统可以通过自我调整和自我优化来应对外部变化。
通过加强系统的弹性,可以使系统更加灵活,从而更好地适应它们所处的环境。
CAS理论也被用来改善系统结构,以实现更高的效率和稳定性。
cas原理
cas原理CAS原理(Content Addressable Storage)是一种数据存储和检索的技术,它与传统的存储方式不同,不是通过文件路径来访问数据,而是通过数据内容的唯一标识来引用数据。
CAS原理通过哈希算法对数据内容进行计算,从而生成唯一的标识符。
这个标识符作为索引,存储在一个特定的地址空间中。
当需要存储新数据时,CAS会先计算新数据的哈希值,然后与已存在的标识符进行比较。
如果新数据的哈希值与已有数据的哈希值相同,就意味着两者内容相同,可以视为重复数据,不需要再次存储。
如果哈希值不同,则视为新数据,CAS 会将新数据存储在一个新的地址空间中,并生成新的标识符。
在数据检索方面,CAS也是通过数据内容的哈希值来进行匹配。
当需要检索某个数据时,CAS会计算该数据的哈希值,并与存储中的标识符进行比较。
如果找到匹配的标识符,就可以直接定位到对应的数据地址,实现快速检索。
CAS原理的优点是能够高效地存储和检索数据,且具有去重和快速定位的功能。
在大规模数据存储和索引场景中,CAS 可以避免重复存储相同的数据,节省存储空间。
同时,由于通过哈希值进行数据匹配,CAS可以在海量数据中快速定位所需数据,提高检索效率。
然而,CAS原理也存在一些局限性。
首先,由于哈希算法的特性,不同的数据可能会产生相同的哈希值,这被称为哈希碰撞。
虽然概率较低,但可能会导致数据的误判和存储冲突。
其次,CAS在处理更新数据时需要重新计算哈希值并比较标识符,对于大规模数据集来说,计算和比较的开销较高,可能会影响性能。
总的来说,CAS原理是一种高效的数据存储和检索技术,适用于需要去重和快速定位的场景。
然而,在应用CAS原理时需要充分考虑哈希碰撞和计算开销等问题,以确保数据的正确性和性能的平衡。
CAS由来
复杂适应系统( CAS) 理论是现代系统科学的一个新的研究方向, 作为第三代系统观,突破了把系统元素看成/ 死0的、被动的对象的观念, 引进具有适应能力的主体概念, 从主体和环境的互动作用去认识和描述复杂系统行为, 开辟了系统研究的新视野。
从二十世纪系统观的发展,说明CAS 理论产生的背景和意义,具有适应能力的主体CAS 理论最基本的概念是具有适应能力的主体( Adaptive Agent) , 简称主体。
它不同于早期的系统科学用的部分、元素、子系统等概念, 部分或元素完全是被动的, 其存在是为了实现系统所交给的某一项任务或功能, 没有自身的目标或取向, 即使与环境有所交流, 也只能按照某种固定方式作出固定的反应, 不能在与环境交互中/ 成长或/ 进化主体则随着时间而不断进化, 特点是:习会成长这就使得CAS 理论与以往的系统观有了根CAS 理论恢复了古代系统思想强调的活力观自从现代系统科学兴起以来,人们强调的主要是/ 整体观0, 对古代系统思想关于活力的观点注意不够。
/ 活力论0认为, 物质自身具有活力, 不断运动和变化, 发展变化不只是由外部原因推动的。
典型代表是卢克莱茨的5特性论6[ 11] 虽然恩格斯一再强调物质与运动不可分, 说/ 没有运动的物质和没有物质的运动同样不可想象0, 我们在相当长的时间内还是忽视了这个重要观点。
即使谈系统, 也有意无意地把元素或部分看做死的对象, 是整体的/ 齿轮和螺丝钉0。
这就导致前两代系统方法在处理社会经济系统时的困惑和无力。
CAS 理论在这一点上的突破, 使它具有了与以前的理论根本不同的、新的洞察CAS 理论对于宏观与微观之间的联系, 给出了新的认识角度) ) ) 涌现涌现是在微观主体进化的基础上, 宏观系统在性能和结构上的突变。
这种突变在以往的观念中是难以认识和控制的, 也不是用统计等传统方法所能完全说明的。
CAS 理论提供了新的思路和视角, 对于我们认识和解释经济、社会、生态、生物的许多现象以启发, 开辟了新路。
复杂适应系统理论.doc
第六章复杂适应系统理论复杂适应系统(Complex Adaptive System,简称CAS)理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。
CAS理论包括微观和宏观两个方面。
在微观方面,CAS理论的最基本的概念是具有适应能力的、主动的个体,简称主体。
这种主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激——反应模型,主体的适应能力表现在它能够根据行为的效果修改自己的行为规则,以便更好地在客观环境中生存。
在宏观方面,由这样的主体组成的系统,将在主体之间以及主体与环境的相互作用中发展,表现出宏观系统中的分化、涌现等种种复杂的演化过程。
1994年霍兰提出复杂适应系统理论,在桑塔费研究所成立10周年时正式提出的。
作为CAS理论的产生背景,有必要对该研究所简单介绍。
1. 圣菲(桑塔费)研究所CAS理论的诞生地——桑塔费研究所成立于1984年。
它是一个独立的非盈利的研究所,靠申请各种基金来支持跨学科的研究工作。
聚集在这里的研究人员虽然来自不同的阶层和背景,包括从梳着马尾巴发型的研究生到像物理学家盖尔曼、安德森和经济学家阿罗这样的诺贝尔桂冠得主,由年迈的学术巨子(头顶诺贝尔桂冠、地位特殊、声名显赫)创建的机构,但他们都达到了一个基本的共识,都坚信一个将普照自然和人类的新科学——复杂性理论,他们正在凌厉地冲破自牛顿时代以来一直统治着科学的线性的还原论的思维方式,但起步非常艰难。
1.1 还原论三百多年来,科学家们热爱的线性系统,在这个系统中,整体正好等于所有部分之和。
还原论把世界分解得尽可能小,尽可能简单。
为一系列或多或少理想化了的问题寻找解题的方案(通往诺贝尔奖的辉煌殿堂通常是由还原论的思维取道的),但却因此背离了真实世界,把问题限制到你能发现解决办法的地步,这就造成了科学上越来越多的碎裂片。
而真实的世界却要求我们用更加整体的眼光去看问题,任何事情都会影响到其它事情,你必须了解事情的整体关联网。
事实上,除了非常简单的物理系统,世界上几乎所有的事情、所有的人都被裹罩在一张充满刺激、限制和相互关系的巨大非线性网络之中,一个地方小小的变化会导致其它地方的震荡(一呼百应、千应,蝴蝶力量),整体几乎永远是远远大于部分的总和(气体整体属性有压强、温度、相变——凝固与蒸发,而单个气体分子只有动能、速度;一台安装好的机器具有它的零部件总和所没有的功能)。
复杂适应系统简介
层次问题的症结
传统思维在层次问题上的偏颇主要在于以 下几点: 1。不承认层次的多样性; 2。不承认层次间质的差别; 3。试图以一个层次的规律解释所有层次; 4。把宏观和微观之间的关系简单化,或者 强调一方面,而忽视另一方面,或者简单 地、线性地用统计规律解释。
对层次问题的启发
启发在于以下几点: 1。承认各层次间质的差别; 2。从局部到整体时,出现了新的质; 3。局部组成整体时并没有失去自己的特殊 的质和活力; 4。承认和深入研究跨越层次的机制的多样 性,即涌现现象和复杂性的产生。
系统科学的发展
研究对象和范围不断扩大。 研究手段不断改进。(计算机的应用) 更加紧密联系实际。 涉及更深层次的理论问题:
– 局部 VS。整体 – 确定 VS。随机 – 物质 VS。精神
CAS理论应运而生
正是在这样的背景下,SFI 的学者们针 对系统科学面对的新问题、新形势,综 合了现代科学各方面的成果和启示,提 出了复杂适应系统理论(CAS理论), 把人们对于复杂系统的理解推向一个新 的水平。
传统方法对于系统的演化过程考虑不够, 因此对于经济、社会、生物、生态等类型 的复杂系统的描述和研究显得无能为力。
CAS则把系统的状态当作演化过程的一 环或结果,从而为认识系统的点之四——可操作性
以前的一些分析方法由于缺乏可以获得 的数据,或者计算复杂性的障碍,事实 上无法实施和操作。而CAS理论则通过 各种模拟平台的建立,为研究者提供了 实际的可操作的研究手段,使之切实可 行。
CAS 理论的基本概念(续)
3。染色体及其适应度(Fitness) * 规则的载体——染色体。 * 染色体的评价——适应度。 * 适应度的调整。
CAS 理论的基本概念(续)
4。主体与环境的交流(资源流和 信息流)
复杂系统理论
复杂适应系统(CAS)理论复杂适应系统理论的概述复杂适应系统(Complex Adaptive System CAS)理论认为系统演化的动力本质上来源于系统内部,微观主体的相互作用生成宏观的复杂性现象,其研究思路着眼于系统内在要素的相互作用,所以它采取“自下而上”的研究路线;其研究深度不限于对客观事物的描述,而是更着重于揭示客观事物构成的原因及其演化的历程。
与复杂适应系统思考问题的独特思路相对应,其研究问题的方法与传统方法也有不同之处,是定性判断与定量计算相结合,微观分析与宏观综合相结合,还原论与整体论相结合,科学推理与哲学思辨相结合。
复杂适应系统建模方法的核心是通过在局部细节模型与全局模型间的循环反馈和校正,来研究局部细节变化如何突现出整体的全局行为,其模型组成一般是基于大量参数的适应性主体,其主要手段和思路是正反馈和适应,其认为环境是演化的,主体应主动从环境中学习。
正是由于以上这些特点,CAS理论具有了其它理论所没有的、更具特色的新功能,提供了模拟生态、社会、经济、管理、军事等复杂系统的巨大潜力。
复杂适应系统理论的产生复杂适应系统(Complex Adaptive System,以下简称CAS)理论是美国霍兰(John Holland)教授于1994年,在Santa fe研究所成立十周年时正式提出的。
复杂适应系统(CAS)理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。
CAS理论包括微观和宏观两个方面。
在微观方面,CAS理论的最基本的概念是具有适应能力的、主动的个体,简称主体。
这种主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激——反应模型,所谓适应能力表现在它能够根据行为的效果修改自己的行为规则,以便更好地在客观环境中生存。
在宏观方面,由这样的主体组成的系统,将在主体之间以及主体与环境的相互作用中发展,表现出宏观系统中的分化、涌现等种种复杂的演化过程。
CAS理论虽然提出不久,但是由于其思想的新颖和富有启发,它已经在许多领域得到了应用,推动着人们对于复杂系统的行为规律进行深入研究。
第7章复杂适应系统理论及其应用PPT课件
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2、 CAS理论的核心思想
CAS理论研究的重要方面是复杂性的产生机制研究。其核心 思想是适应性造就复杂性,但CAS理论不排除复杂性产生的其他 机制和渠道。
CAS理论的基本思想:系统是由主体构成的。主体在持续不 断的交互作用中,不断地学习或积累经验,从而改变自身的结构 和行为方式。整体演化或进化,包括新层次的产生,分化和多样 性的出现,新的更大的主体出现等,都是在这个基础上逐步派生 出来的。
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按照传统看法,复杂性主要来自系统的外部。认为任何事物发 展遵循:从不对称到对称,从有结构到无结构,从有差别到无差别 ,从复杂到简单。还原观使人们对片面看法视而不见。
现代系统科学打破了这种形而上学的看法,从系统内部寻找系 统性的来源。但最初认为系统构成个体是被动的、静止的,难以有 效地应用到生物、生态、经济和社会系统。
(4)引进了随机因素的作用,活的主动性个体具有学习功能, 使它具有更强的描述和表达能力。
CAS 考虑随机因素的处理方法是特别的,从生物界许多现象中 吸取有益启示,其集中表现是遗传算法。
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二、个体适应和学习
主体的基本行为模型包括三个步骤: (1)建立执行系统的模型; (2)确定信用分派的机制; (3)提供规则发现的手段。
CAS理论在这方面有重大突破,把系统的成员看成具有自身目 的与主动性的、积极的“活的”主体。这种主动性以及它与环境的 相互作用是系统发展和进化的基本动因。
个体与环境之间这种主动的、反复的交换作用就是“适应性”
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3、 CAS理论的基本概念
《2024年基于复杂适应系统理论的经济仿真研究》范文
《基于复杂适应系统理论的经济仿真研究》篇一一、引言经济系统的复杂性常常使得对其行为的准确理解和预测变得极为困难。
复杂适应系统理论(Complex Adaptive Systems,CAS)为此提供了一种独特的视角。
它通过分析个体适应性行为和系统整体的动态演化来解释复杂的经济现象。
本文基于复杂适应系统理论,运用经济仿真模型进行研究,探讨CAS理论在理解经济行为及进行政策模拟分析中的潜力和挑战。
二、复杂适应系统理论在经济学中的应用复杂适应系统理论是理解系统内元素间的交互和适应行为的重要工具。
在经济学中,这一理论特别适用于研究经济主体(如个人、企业、政府等)如何根据环境变化进行适应性调整。
这些主体在追求自身利益的同时,通过与其他主体的互动影响整个经济系统的动态变化。
三、经济仿真模型的构建本研究的仿真模型建立在复杂的适应系统之上,涵盖了包括生产者、消费者、政策制定者等多个角色的动态经济体系。
其中每个主体都具有自适应特性,并会根据自己的“认知模型”来对外部世界作出反应和决策。
模型的构建需要以下几个步骤:1. 定义各经济主体的行为规则和决策逻辑;2. 构建各主体间的交互关系和影响机制;3. 设定经济系统的初始状态和外部环境;4. 设定仿真时间轴和迭代过程;5. 引入随机性和不确定性因素以模拟真实世界的复杂性。
四、仿真实验与结果分析在仿真模型构建完成后,我们进行了一系列实验以探究不同因素对经济系统的影响。
我们设定了多种政策环境变化和不同社会经济因素波动情况下的场景,并观察各主体如何通过调整自身行为来适应这些变化。
实验结果显示,仿真经济体系能够在一定的参数设置下展现出与现实世界相似的复杂性和动态性。
通过分析仿真结果,我们得出以下结论:1. 经济主体的适应性行为对经济系统的稳定性和发展具有重要影响;2. 政策制定应考虑不同主体间的交互影响,以及这些影响如何随时间变化;3. 随机性和不确定性因素在塑造经济动态中扮演重要角色;4. 通过合理的政策引导和市场调节,可以有效地促进经济的健康和稳定发展。
基于CAS理论的高职产教融合平台建设
基于CAS理论的高职产教融合平台建设高职产教融合平台是指通过产业与教育的深度融合,将企业、学校和社会资源整合,建立起一个集教学、科研、实训和就业服务为一体的综合性平台,为高职教育提供更加丰富多彩的实践教学和就业服务,促进学生的素质提升和就业创业能力的培养。
CAS理论是指“Context-Awareness Services”(上下文感知服务),是一种利用上下文信息为用户提供信息和服务的技术,可以实现个性化、精准化的服务。
本文将从CAS理论出发,探讨基于CAS理论的高职产教融合平台建设及其重要意义。
一、CAS理论在高职产教融合平台建设中的应用CAS理论的核心是上下文感知,即根据用户的位置、环境、历史数据等信息,为用户提供个性化、精准化的服务。
在高职产教融合平台建设中,可以将CAS理论应用于以下几个方面。
1. 学生定位服务:通过CAS理论,可以获取学生的位置信息、个性化需求、学习历史等数据,为学生提供个性化的学习支持和就业指导。
根据学生的兴趣爱好和就业意向,为其推荐相应的实习岗位和就业机会。
二、基于CAS理论的高职产教融合平台建设的重要意义基于CAS理论的高职产教融合平台建设在以下几个方面具有重要意义。
1. 提升教学服务质量:通过CAS理论,平台可以根据学生的个性化需求,为其提供精准化的教学支持和就业指导,提升教学服务的个性化和精准化水平,满足学生的差异化需求。
2. 促进学校与企业合作:CAS理论可以帮助平台获取企业的需求信息和资源情况,并为学生提供个性化的企业合作项目和实习机会,促进学校与企业的深度合作,打破传统的校企鸿沟,促进产教融合发展。
3. 提升学生就业能力:基于CAS理论的高职产教融合平台可以为学生提供个性化的就业指导和实训机会,帮助学生更好地了解企业需求、掌握专业技能,提升就业竞争力,有助于促进学生的就业和创业能力的培养。
4. 推动高职教育改革:基于CAS理论的高职产教融合平台建设,可以为高职教育提供更加丰富多样的实践教学和就业服务,有助于推动高职教育的改革和创新,提升高职教育的质量和影响力。
基于CAS_理论的网络社群知识涌现机制及管理启示
沈阳师范大学学报社会科学版第四十六卷收稿日期:圆园22原03原19基金项目:辽宁省教育厅科学研究基金项目(WJC2020-06)作者简介:金福,男,辽宁阜新人,沈阳师范大学教授,管理学博士,硕士研究生导师,主要从事公共政策决策仿真、组织数据治理、数字经济及创新管理研究;王媛媛,女,陕西西安人,沈阳师范大学管理学硕士研究生,主要从事网络知识计量与创新管理研究。
基于CAS 理论的网络社群知识涌现机制及管理启示金福,王媛媛(沈阳师范大学管理学院,辽宁沈阳110034)摘要:基于Folksonomy 知识组织模式中领域知识群落自组织状态下的知识衍生、交叉、融合等问题的研究,选取时间变量探索领域知识系统的复杂网络知识涌现条件,揭示领域知识系统涌现规律具有重要意义。
研究结果表明:社群自组织系统的知识涌现动力机制可视为标注行为、Hub 涌现和结构多元三主体间螺旋式上升、相互协同共进的自适应过程,社群自组织系统是一个复杂自适应的知识系统,只要社群领域知识系统满足多元化要素频繁相互作用,对外部环境进行信息的自组织与自适应动态交换,领域知识系统中的要素就会由无序向有序衍生,最终形成有序的协同状态产生知识涌现。
关键词:知识社区;Folksonomy;网络社群知识;知识涌现;自组织系统;复杂网络系统中图分类号:G203文献标识码:A文章编号:1674-5450(2022)04-0067-07一、引言(一)研究背景及问题引出随着复杂网络分析理论与技术的引入,社群知识间纷繁复杂的非线性交互关系得以揭示,目前已积累了较多相关领域的研究成果。
关于以Folksonomy 为视角探索其知识网络特征及发展规律的研究,Nair V 等人基于相似性和中心性的计算,构建了Folksonomy 模式中潜在的层级模型,以此揭示“平层型”表象下的知识层级结构[1]。
Schmitz 等研究发现Folksonomy 模式下的知识组织会受到标签内潜在的知识关联的影响[2]261。
复杂适应系统(CAS)理论
CAS 理论的 7 个基本点
3)流:在个体与环境之间存在有物质资、能量和 信息流,这些流的渠道是否通畅、周转迅速到什么 程度,都直接影响系统的演化过程。 4 4)多样性:在适应过程中,由于种种原因,个体 之间的差别会发展与扩大,最终形成分化,这是 CAS 的一个显著特点。
CAS 理论的 7 个基本点
5)标识:为了相互识别和选择,个体的标识在个体与环境 的相互作用中是非常重要的,因而无论在建模中,还是实际 系统中,标识的功能与效率是必须认真考虑的因素。 6 6)内部模型:在 CAS 中不同层次的个体都有预期未来的能 力,每个个体都是有复杂的内部机制的。对于整个系统来说, 这就统称为内部模型。 7)积木块:复杂系统常常是相对简单的一些部分通过改变 组合方式而形成的。因此,事实上的复杂性往往不在于块的 多少和大小,而在于原有构筑块的重新组合。
CAS理论
复杂适应系统(CAS)理论的提出 霍兰J( Holland John) 于1994 年提出复杂适 应系统( CAS) 理论, 迅速引起学界关注, 被尝 试用于观察和研究各种不同领域的复杂系统, 成为当代系统科学引人注目的一个热点。
CAS理论的概念 复杂适应系统(Complex Adaptive systems, 简称CAS),也称复杂性科学(Complexity science), Holland教授在复杂系统的研究 中,发现了一大类系统都是由一系列具有适 应性的个体组成的,他把这类系统叫做复杂 适应系统。
适应性主体的概念
复杂适应系统的一个重要的概念是适应性主体的 概念。CAS 无例外地皆由大量具有主动性的元素 (active element)组成。这些元素在形式上和 性能上各不相同,但它们具有一些共同的特征, 即具有主动适应环境和其它元素的变化而调整自 己的行为,能够进行“学习”和“积累经验”。 这些元素就叫做适应性主体(agent)。
CAS理论
复杂适应系统理论(Complex Adaptive Systems Theory)·概述[1]复杂适应系统(Complex Adaptive System CAS)理论认为系统演化的动力本质上来源于系统内部,微观主体的相互作用生成宏观的复杂性现象,其研究思路着眼于系统内在要素的相互作用,所以它采取“自下而上”的研究路线;其研究深度不限于对客观事物的描述,而是更着重于揭示客观事物构成的原因及其演化的历程。
与复杂适应系统思考问题的独特思路相对应,其研究问题的方法与传统方法也有不同之处,是定性判断与定量计算相结合,微观分析与宏观综合相结合,还原论与整体论相结合,科学推理与哲学思辨相结合。
复杂适应系统建模方法的核心是通过在局部细节模型与全局模型间的循环反馈和校正,来研究局部细节变化如何突现出整体的全局行为,其模型组成一般是基于大量参数的适应性主体,其主要手段和思路是正反馈和适应,其认为环境是演化的,主体应主动从环境中学习。
正是由于以上这些特点,CAS理论具有了其它理论所没有的、更具特色的新功能,提供了模拟生态、社会、经济、管理、军事等复杂系统的巨大潜力。
·复杂适应系统理论的产生复杂适应系统(Complex Adaptive System,以下简称CAS)理论是美国霍兰(John Holland)教授于1994年,在Santa fe研究所成立十周年时正式提出的。
复杂适应系统(CAS)理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。
CAS理论包括微观和宏观两个方面。
在微观方面,CAS理论的最基本的概念是具有适应能力的、主动的个体,简称主体。
这种主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激——反应模型,所谓适应能力表现在它能够根据行为的效果修改自己的行为规则,以便更好地在客观环境中生存。
在宏观方面,由这样的主体组成的系统,将在主体之间以及主体与环境的相互作用中发展,表现出宏观系统中的分化、涌现等种种复杂的演化过程。
芳香烃矿物油的cas号_理论说明以及概述
芳香烃矿物油的cas号理论说明以及概述1. 引言1.1 概述芳香烃矿物油是一种重要的化工原料和工业产品,广泛应用于能源、化妆品、润滑剂、涂料等领域。
在芳香烃矿物油的生产和使用过程中,其CAS号具有重要的标识作用。
本文将通过对CAS号的理论说明及其与芳香烃矿物油之间的关系进行分析,以期深入了解CAS号在该领域中的意义和价值。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行讨论。
首先,在引言部分,我们将概述文章主题,并介绍文章的结构安排。
其次,第二部分将重点讨论芳香烃矿物油的CAS号,包括CAS 号的概念和作用、芳香烃矿物油特性和应用以及与CAS号相关的法规和标准要求。
第三部分将阐述理论上关于芳香烃矿物油CAS号形成机制的说明,包括芳香烃分子结构与CAS号编码规则关系介绍、CAS号编码中的取值范围和含义解析以及CAS号在芳香烃矿物油识别中的意义和价值。
第四部分将探讨CAS号管理措施及其在芳香烃矿物油领域的应用,包括CAS号注册与命名机构介绍、芳香烃矿物油CAS号管理流程以及CAS号在芳香烃矿物油检测与监管中的实际应用案例分析。
最后,在结论部分,我们将总结回顾全文,并对未来相关领域的研究进行展望。
1.3 目的本文旨在通过系统地分析和阐述芳香烃矿物油的CAS号,揭示其形成机制、管理措施以及在该领域中的实际应用。
通过深入理解CAS号与芳香烃矿物油之间关系的同时,进一步认识到其在产品标识、品质控制和监管方面的重要性。
希望本文能够为相关领域的学者、从业人员以及政府监管机构提供有益信息,促进该领域能够更好地发展和应用。
2. 芳香烃矿物油的CAS号2.1 CAS号的概念和作用:甲苯的CAS号为108-88-3,萘的CAS号为91-20-3。
CAS(Chemical Abstracts Service)号是由化学文摘社维护并分配给化合物、聚合物、生物序列等化学实体的唯一数字标识符。
它通过一个具有随机生成特性的数字编码,确保了全球范围内对化学实体的统一识别。
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复杂适应系统理论(Complex Adaptive Systems Theory)·概述[1]复杂适应系统(Complex Adaptive System CAS)理论认为系统演化的动力本质上来源于系统内部,微观主体的相互作用生成宏观的复杂性现象,其研究思路着眼于系统内在要素的相互作用,所以它采取“自下而上”的研究路线;其研究深度不限于对客观事物的描述,而是更着重于揭示客观事物构成的原因及其演化的历程。
与复杂适应系统思考问题的独特思路相对应,其研究问题的方法与传统方法也有不同之处,是定性判断与定量计算相结合,微观分析与宏观综合相结合,还原论与整体论相结合,科学推理与哲学思辨相结合。
复杂适应系统建模方法的核心是通过在局部细节模型与全局模型间的循环反馈和校正,来研究局部细节变化如何突现出整体的全局行为,其模型组成一般是基于大量参数的适应性主体,其主要手段和思路是正反馈和适应,其认为环境是演化的,主体应主动从环境中学习。
正是由于以上这些特点,CAS理论具有了其它理论所没有的、更具特色的新功能,提供了模拟生态、社会、经济、管理、军事等复杂系统的巨大潜力。
·复杂适应系统理论的产生复杂适应系统(Complex Adaptive System,以下简称CAS)理论是美国霍兰(John Holland)教授于1994年,在Santa fe研究所成立十周年时正式提出的。
复杂适应系统(CAS)理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。
CAS理论包括微观和宏观两个方面。
在微观方面,CAS理论的最基本的概念是具有适应能力的、主动的个体,简称主体。
这种主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激——反应模型,所谓适应能力表现在它能够根据行为的效果修改自己的行为规则,以便更好地在客观环境中生存。
在宏观方面,由这样的主体组成的系统,将在主体之间以及主体与环境的相互作用中发展,表现出宏观系统中的分化、涌现等种种复杂的演化过程。
CAS理论虽然提出不久,但是由于其思想的新颖和富有启发,它已经在许多领域得到了应用,推动着人们对于复杂系统的行为规律进行深入研究。
作为CAS理论的产生背景,有必要对于Santa fe研究所作一简要的介绍。
Santa fe研究所成立于1984年。
在许多著名科学家的支持下,第一次研讨会于1984年,在美国新墨西哥州的首府桑塔菲市举行。
这次会议以经济为主题,参加者不但有以诺贝尔经济学奖得主阿罗(Kenneth Arrow )为首的许多经济学家,而且有许多物理学家,包括诺贝尔物理学奖得主盖尔曼(Murray Gell-Mann )和安德森(Philip W. Anderson)。
这次成功的交流使与会者十分兴奋,并且一致同意按此方向走下去。
这就是Santa fe研究所的诞生。
它是一个独立的非赢利的研究所,靠申请各种基金来支持跨学科的研究工作。
不久前,它被评为全美国最优秀的十个研究所之一。
Santa fe研究所出版了许多出版物,除了已出版的几十种专著之外,它还出版杂志《复杂性》(Complexity)。
为了加快交流,Santa fe研究所还编发内部交流的工作论文(Working Papers),每年有一百篇左右,不但印成单份散发,而且放在网站上。
这一措施大大加速了该领域的交流。
复杂适应系统(CAS)理论就是在这样一个环境中孕育和诞生的。
·CAS理论的核心思想复杂适应系统(CAS)理论的基本思想可以概述如下:“我们把系统中的成员称为具有适应性的主体(Adaptive Agent),简称为主体。
所谓具有适应性,就是指它能够与环境以及其它主体进行交互作用。
主体在这种持续不断的交互作用的过程中,不断地“学习”或“积累经验”,并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。
整个宏观系统的演变或进化,包括新层次的产生,分化和多样性的出现,新的、聚合而成的、更大的主体的出现等等,都是在这个基础上逐步派生出来的。
”复杂适应系统(CAS)理论把系统的成员看作是具有自身目的与主动性的、积极的主体。
更重要的是,CAS理论认为,正是这种主动性以及它与环境的反复的、相互的作用,才是系统发展和进化的基本动因。
宏观的变化和个体分化都可以从个体的行为规律中找到根源。
霍兰把个体与环境之间这种主动的、反复的交互作用用“适应”一词加以概括。
这就是CAS 理论的基本思想——适应产生复杂性。
·复杂适应系统的主要特征[2]Application Research of Computers 2008 年5 月人们每时每刻都处在并能看到许许多多的复杂系统, 如蚁群、生态、胚胎、神经网络、人体免疫系统、计算机网络和全球经济系统。
所有这些系统中, 众多独立的要素在许多方面进行着相互作用。
在每种情况下, 这些无穷无尽的相互作用使每个复杂系统作为一个整体产生了自发性的自组织。
霍兰把这类复杂系统称为复杂适应系统。
在霍兰的复杂适应系统理论中, 复杂适应系统被看成是由用规则描述的、相互作用的适应性主体组成的系统。
这些主体不断地学习或积累经验, 并根据学到的经验不断变换其规则、改变自身的结构和行为方式, 从而体现了主体不断适应环境变化的能力。
整个宏观系统的演变或进化, 包括新层次的产生、分化和多样性的出现以及新的、聚合而成的、更大的主体的出现等, 都是在这个基础上逐步派生出来的。
在复杂适应系统中, 任何特定的适应性主体所处环境的主要部分都由其他适应性主体组成, 复杂适应系统中的主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激—反应模式。
所以, 任何主体在适应上所做的努力就是要去适应别的适应性主体。
这个特征是复杂适应系统生成的复杂动态模式的主要根源。
尽管在不同领域中存在着众多的复杂适应系统, 并且每一个复杂适应系统都表现出各自独有的特征, 但随着人们对复杂适应系统认识的不断深化, 可以发现它们都有四个方面的主要特征。
基于适应性主体适应性主体具有感知和效应的能力, 自身有目的性、主动性和积极的“活性”, 能够与环境及其他主体随机进行交互作用, 自动调整自身状态以适应环境, 或与其他主体进行合作或竞争, 争取最大的生存和延续自身的利益。
但它不是全知全能的或是永远不会犯错失败的, 错误的预期和判断将导致它趋向消亡。
因此, 也正是主体的适应性造就了纷繁复杂的系统复杂性。
共同演化适应性主体从所得到的正反馈中加强它的存在, 也给其延续带来了变化自己的机会, 它可以从一种多样性统一形式转变为另一种多样性统一形式, 这个具体过程就是主体的演化。
但适应性主体不只是演化, 而且是共同演化。
共同演化产生了无数能够完美地相互适应并能够适应于其生存环境的适应性主体, 就像花朵靠蜜蜂的帮助来受精繁殖、蜜蜂靠花蜜来维持生命; 共同演化是任何复杂适应系统突变和自组织的强大力量, 并且共同演化都永远导向混沌的边缘。
趋向混沌的边缘复杂适应系统具有将秩序和混沌融入某种特殊的平衡的能力, 它的平衡点就是混沌的边缘, 也即一个系统中的各种要素从来没有静止在某一个状态中, 但也没有动荡到会解体的地步。
一方面, 每个适应性主体为了有利于自己的存在和连续,都会稍稍加强一些与对手的相互配合, 这样就能很好地根据其他主体的行动来调整自己, 从而使整个系统在共同演化中向着混沌的边缘发展; 另一方面, 混沌的边缘远远不止是简单地介于完全有秩序的系统与完全无序的系统之间的区界, 而是自我发展地进入特殊区界。
在这个区界中, 系统会产生涌现现象。
产生涌现现象涌现现象最为本质的特征是由小到大、由简入繁。
沃尔德罗普认为: “复杂的行为并非出自复杂的基本结构, 极为有趣的复杂行为是从极为简单的元素群中涌现出来的。
生物体在共同进化过程中既合作又竞争, 从而形成了协调精密的生态系统; 原子通过形成相互间的化学键而寻找最小的能量形式, 从而形成分子这个众所周知的涌现结构; 人类通过相互间的买卖和贸易来满足自己的物质需要, 从而创建了市场这个无处不见的涌现结构。
”涌现现象产生的根源是适应性主体在某种或多种毫不相关的简单规则的支配下的相互作用。
主体间的相互作用是主体适应规则的表现, 这种相互作用具有耦合性的前后关联, 而且更多地充满了非线性作用, 使得涌现的整体行为比各部分行为的总和更为复杂。
在涌现生成过程中, 尽管规律本身不会改变, 然而规律所决定的事物却会变化, 因而会存在大量的不断生成的结构和模式。
这些永恒新奇的结构和模式, 不仅具有动态性还具有层次性, 涌现能够在所生成的既有结构的基础上再生成具有更多组织层次的生成结构。
也就是说, 一种相对简单的涌现可以生成更高层次的涌现, 涌现是复杂适应系统层级结构间整体宏观的动态现象。
·复杂适应系统模型的基本特性[2]复杂适应系统是由适应性主体相互作用、共同演化并层层涌现出来的系统。
霍兰围绕适应性主体这个最核心的概念提出了在复杂适应系统模型中应具备的七个基本特性, 分别是聚集、非线性、流、多样性、标志、内部模型以及积木。
其中前四个是复杂适应系统的通用特性, 它们将在适应和进化中发挥作用; 后三个则是个体与环境进行交流时的机制和有关概念。
1) 聚集聚集有两个含义, 第一个含义是指简化复杂系统的一种标准方法, 即是把相似的主体聚集成类, 相互作用, 这是指主体聚集的条件。
在这个意义上讲, 聚集是构建复杂适应系统模型的主要手段之一。
聚集的第二个含义是指较为简单的主体的聚集相互作用, 必然会涌现出复杂的大尺度行为。
这是指主体聚集后产生的结果, 这种涌现的结果是复杂适应系统的一个基本特征。
主体通过聚集可以形成更高一级的主体———介主体( meta-agents) 。
这些介主体又能够进行再聚集, 产生介介主体( meta-meta-agents) 。
这个过程重复几次后, 就得到了复杂适应系统的层次组织。
在复杂系统的演变过程中, 较小的、较低层次的个体通过某种特定的方式结合起来, 形成较大的、较高层次的个体, 这是一个十分重要的关键步骤。
这往往是宏观形态发生变化的转折点。
然而对于这个步骤, 以往基于还原论的思想方法是很难加以说明和理解的。
聚集不是简单的合并, 也不是消灭个体的吞并, 而是新类型的、更高层次上的个体的出现; 原来的个体没有消失, 而是在新的更适宜自己生存的环境中得到了发展。
2) 非线性非线性指主体以及它们的属性在发生变化时, 并非遵从简单的线性关系。
特别在主体与系统或环境反复的交互作用中, 这一点更为明显。
近代科学之所以在许多方面遇到困难, 重要原因之一是它把自己的眼界局限于线性关系的狭窄范围内, 从而无法描述和理解丰富多采的变化和发展。
复杂适应系统理论认为个体之间相互影响不是简单的、被动的、单向的因果关系, 而是主动的适应关系。