1.4.5 协同学理论ppt课件

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6.1.2 协同与协同学
哈肯所借助的典型实验——激光实验
激光的形成是因为原子与原子之 间发生了联系和协同,许多原子在 发光行为上采取了共同的模式,使 得系统在宏观上表现出有序性,表 现出新的功能。
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商店集中现象的启示
——非平衡系统中的自组织现象
一个由大量子系统构成的系统,在一 定的条件下,由于子系统间的相互作用和协 作,这一系统就会形成具有一定功能的自组 织结构,在宏观上产生时间结构、空间结构 或时——空结构,达到新的有序状态。
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6.1.1 协同学与耗散结构理论的区别
相同点
都是研究一个系统为何能自发的产 生一定的有序结构。
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不同点
耗散结构理论从宏观上研究系统由无序到有 序的转变,没有揭示系统宏观现象的微观机制。
协同学从微观上解释了系统由无序到有序转 变的终极原因。
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耗散结构理论着重研究远离平衡态的开放 系统如何在一定条件下从无序走向有序。
第六章 协同学概述
6.1 横断学科--协同学 6.2 协同发展经济论基本原理 6.3 阴阳五行说与社会经济循环 6.4 协同作用与三维立体容积分析法
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6.1 横断学科--协同学
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4
协同学和耗散结构理论的区别 协同与协同学 协同学的研究对象 协同学中的重要概念
伴随着系统有序化的进程(新的有序结构的 产生、发展),慢变量和快变量相互联系,相互 制约,表现出一种协同运动。这是系统子组织过
程中子系统协调运动的一个重要表现。
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百度文库
系统在自组织过程中的协同运动,不仅 表现为慢变量决定快变量的协同方面,而且 表现在若干个慢变量间的合作与竞争之中。 几个序参量同时处在一个矛盾竞争的系统中, 每一个序参量决定着一种宏观结构以及它所 对应的微观组态,也就是说在这种情况下, 系统在不稳定点孕育着几种宏观结构的“胚 芽状态”。最终能出现哪一种结构,由序参 量的合作与竞争的结果决定。
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对一个系统而言,可能存在许多参 量,但我们分析问题时,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 只要选择一个或几个能够有效地描述系 统宏观秩序的参量,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。
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快变量与慢变量
根据状态变量在临界点处的情况,状 态变量分为两大类:一类在临界点处阻尼 大、衰减快,对相变的整体进程没有明显 影响,即快变量,这类变量占绝大多数; 另一类是一个或几个不仅不衰减而且始终 左右着系统演化的整个进程的变量,即慢 变量。慢变量主宰着系统演化的进程,决 定着结果出现的结构与功能,即慢变量决 定快变量。因此,慢变量为序参量。
协同学的研究对象是由大量子系统组 成的系统,只要它是一个开放系统,而且 具有一定的非线性。
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协同学的精髓
由众多子系统组成的大系统总有一个相 对稳定的宏观结构,这个宏观结构是由各个 子系统相互竞争,协同作用而形成的模式, 正是由于各个子系统之间的协同作用与竞争 决定着系统从无序到有序的演化进程。
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当几个序参量之中任何一个序参量都不 能单独主宰宏观结构形成过程时,便通过它 们之间的合作,确定某种反映序参量共同作 用的宏观结构。当某一个序参量在各序参量 的竞争中获胜时,就会形成由该序参量主宰 的宏观结构。即序参量的合作会形成一种宏 观结构,而序参量的竞争终将导致只有一个 模式的存在。序参量之间的协同合作与竞争 决定着系统从无序到有序的演化进程,这是 协同学的精髓所在。
协同学既研究远离平衡态也研究平衡态系 统从无序到有序的变化,并指出两者的相变 遵循相同的方程。
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耗散结构理论主要研究从无序到有序的变化 协同学既研究从无序到有序的变化,也研
究从有序到“混沌”的变化。
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耗散结构理论中de=dis + des 成立的依据 是系统内各子系统间的相互作用很弱,这样各 个子系统的熵才能相加减,但对一个复杂系统 而言,其内部的各子系统间存在着紧密的联系 和作用,耗散结构理论对此类问题的无序向有 序转化无能为力。
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例:
激光系统的电场强度 化学反应中的浓度 生态系统中种群的个体数 社会系统中的语言、文化、公共道 德、公众舆论等等 企业经营中的经营战略
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慢变量在系统从稳定态向非稳定态过渡的过 程中起主宰作用,但是快变量也不是无所作为的, 两者是相互联系又相互制约的,各自都不能独立 存在。所以,当系统达到不稳定状态时,在快变 量的作用下,将使系统达到一个新的稳定平衡位 置。这是一个有序化的进程。
6.1.4 协同学中的几个重要概念
相与相变 序参量 组织与自组织 硬控制与软控制
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(一) 相与相变
相——系统宏观上具有一定特性的状态。 相变——系统从一种相到另一种相的转 变。
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(二) 序参量
协同学用“序参量”的变化来刻画系统从 无序到有序的变化。
序参量是描述系统宏观有序度或宏观模式 的参量。
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协同的本质
系统内部的协同综合作用的本质是一个系统 不断实现有序化的分化过程。从微观上看:子系 统实现了某种联系和统一,从宏观上看,系统离 开了某种均匀分布的平衡态,形成了步调、格局、 空间模式和时间周期的某种稳定的区分和有序。
例如:社会进化中的产业分工。
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6.1.3 协同学的研究对象
协同学认为,一个稳定的系统,它的 子系统都是按照一定的方式协同地活动, 有次序地运动的。
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协同,就是一种合作现象, 是指一个开放系统内各子系统 之间的协调同步的非线性的一 种特性。
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简单协同与复杂协同
简单协同:系统中各个子系统采 取共同的行为来实现一个目标模式的 合作。
复杂协同:系统中各子系统采 取不同的行为来完成一个共同的目标 模式的合作。
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协同学
协同学是“一门关于共同协作或合作的 科学”,也称为“协同工作之学”,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。
协同学可以从具体地分析各类非平衡有序结 构的系统行为入手,通过抽象、综合得出各类系 统形成有序结构的条件和特征,解决耗散结构理 论无法解决的问题。
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协同学是以研究完全不同的学科间存在着共 同特征为目的的一门学科。
从哲学高度看,协同学回答了物质世界诸系 统从简单到复杂,从低级到高级发展进化的真正 终极原因。
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