《未来与发展》2001年第4期(精)

《未来与发展》2001年第4期
试论科技信息系统的自组织
陈喜乐何郁冰
（厦门大学人文学院，福建厦门 361005）
内容摘要：本文运用自组织理论，分析了科技信息系统自组织的特征，并对科技信息系统自组织的运动
过程和运动机制进行了详尽的阐述。

关键词：科技信息系统自组织
中图分类号：G206 G305文献标识号：A
人类已进入信息时代，信息社会化和社会信息化使得人们越来越关注信息的产生和发展的规律，以加快信息流通，获取更多的信息，从而在竞争中占据有利位置。

作为信息重要组成部分的科技信息，它反映、传递、汇集现代科学研究的过程和结果，推进科学技术及时转化为生产力，促进科学技术的普及推广，对社会经济的发展和人类文明的繁荣起着至关重要的作用。

因此，深入探讨科技信息的发生演化规律不仅具有理论上的必要，而且也具有现实的意义。

本文运用自组织理论，探讨科技信息系统自组织的内在依据及其运动机制。

1.科技信息自组织系统
科技信息是科技活动及与科技有关的事物的属性、运动状态和相互联系的表征，是为从事与科技有关活动的人员所认识、所利用，并能产生积极意义的图像集合或符号序列。

科技信息是存贮在科技信息载体之中的，一般来说，科技信息包含在大量的科技文献资料、科技图书期刊、科技声像资料、科技统计资料、科技档案资料之中，并通过科技情报活动、科技交流和科技信息市场等途径直接传播。

科技信息系统又称科技信息传播交流系统，是由有关的信息人员、技术设备、科技信息、科技信息传播交流过程和目的等要素组成的综合体，是将科技信息从信息源传播到有关用户的职能系统，是一个具有科技信息的收集、处理、存贮、传播交流功能的多层次、复杂的有机系统。

科技信息系统作为信息系统在科技领域内的表现形式，是科技信息交流的中介，是传播科技信息的工具和途径。

通过科技信息系统所提供的信道及大量的信息资源，科技信息的产生、传播、接收、利用等过程逐步向良性发展。

科技信息系统自组织，是指科技信息系统在一定外界条件下，通过其内部要素之间的相互作用形成具有新的结构和功能的有序系统的运动过程。

作为一个科学概念，自组织本质上“表示系统的运动是自发地，
作者简介：陈喜乐（1957-），女，福建福清人，哲学硕士，副教授，研究方向为科技哲学、科技政策与管理；何郁冰（1974-），男，湖南衡阳人，科技哲学硕士研究生。

不受特定外来干预进行的，其自发运动是以内部矛盾为依据，以系统的环境为条件的系统内部及系统与环境交叉作用的结果。

”[1]哈肯曾指出“如果系统在获得空间的、时间的或功能的结构过程中，没有外界的特定干预，我们便说是自组织的。

这里的‘特定’一词是指那种结构和功能并非特别指定的方式作用于系统的”。

[2] 因此，科技信息系统自组织是一种由于系统内在规律和特定条件的促使下自发进行的运动过程，它着重强调了外界的干预是非特定的，系统从外界接收的信息不能带有明显的指令。

科技信息系统自组织与他组织(被组织)的最大区别在于，系统内各要素的序化运动自始至终都是自发进行、自我完成的，它更能适应环境的变化，更能体现出系统内各要素协同合作、相互配合的良好趋势。

科技信息系统他组织(被组织)虽也可达到与自组织相似的结果，但其适应环境的能力相对较弱，易受外界因素左右，难以充分地挖掘出科技信息系统向有序化发展的内部潜力。

尤其是随着科学技术的飞速发展，科技信息系统的结构日趋复杂，功能日益多样化，管理组织难度随之增大，如何将最新科技信息更快捷方便地传递到有关用户，以促进经济发展和社会进步，是科技信息系统现时代面临的迫切问题。

进入瞬息万变的信息时代，传统的科技信息管理模式与科技信息系统的建构方法难以为继，步履维艰。

20世纪60年代以来，以耗散结构理论、协同学、突变论等为代表的自组织理论，为科技信息系统的演化开拓了新的思路和方向，科技信息系统自组织作为系统内部的自发运动过程，能有效地弥补传统的科技信息系统组织的局限，大力推动科技信息产业的发展。

当然，科技信息系统的自组织，作为系统自发进行的一种运动，并不排斥科技信息系统的他组织，在科技信息系统中，二者相辅相成，共同发挥着作用。

因此，运用自组织理论对科技信息系统的演化发展进行研究，有助于对科技信息交流、科技信息系统的设计、系统的安全与可靠性等问题的把握，有助于促进科学知识的进化和人们知识水平的提高，同时也拓展了信息科学的内容。

从某种意义上说，对科技信息系统自组织的研究就是为了更好地对科技信息系统进行组织与管理。

作为自组织系统，科技信息系统满足以下条件：
第一，科技信息系统是一个开放系统。

科技信息系统既是科技系统的一个子系统，又是信息系统的一个子系统。

它不仅与科技系统的其它子系统，如科技人才系统、科技财力系统等有着密切的关系，而且与信息系统的其他子系统，如政治信息系统、经济信息系统、文化信息系统、军事信息系统等也有着紧密的联系。

作为一个开放系统，科技信息系统一方面不断地与外界环境进行物质、能量、信息的交流，从而保证了系统负熵的增加，使系统的发展演化能获得足够的支持；另一方面，在与外部环境的交流中，不断将外界输入的各种信息与输出信息进行对比，发现偏差，然后利用这个偏差信息实施控制，减少差异，保持系统的稳定状态。

[3]科技信息系统与外界环境的交流主要是通过收集各种信息、引进信息工作和管理人才、引进先进的技术设备、采用科学的管理和组织方法等进行的，其中信息作为一种无形资源，在交流过程中占有特别重要的地位。

第二，科技信息系统各要素存在非线性的相互作用。

非线性作用是时空中不均匀的、非对称的作用，它与线性作用的最大区别在于非线性相干要求系统内各要素之间的相互作用不是简单的数量上的叠加，而是
相互制约、相互耦合，从而产生协同效应和放大效应，呈现出系统内各要素单独存在所不具备的功能。

信息人员、技术设备、科技信息作为科技信息系统的三要素，构成了科技信息系统的总体框架。

虽然三者在系统运动的过程中有进化、优化的共同一面，但它们在量的扩张速率上的不一致性和在质的演进中的层次性表明了它们在科技信息系统内是一种相互制约、相互协作的非线性关系。

这种非线性关系使各要素的作用只有通过与系统内其他要素相互协同、相互耦合才能得以发挥，并使它们通过相互协调作用不断朝质态上相适应、量态上成比例发展。

在科技信息系统中，科技信息处于重要的位置，因为科技信息系统总是包含着大量科技信息，科技信息的运动发展体现了科技信息系统的发展演化，是后者的内在表现形式。

科技信息与系统内其他要素关系密切，科技信息运动过程离不开信息人员的参与，离不开技术设备的中介作用，而过程和目的等要素又在一定程度上制约着科技信息的运动，使其不致偏离系统发展的大方向。

科技信息系统内各要素的非均衡及其非线性相互作用，使得各要素“协同工作耦合成新的整体效应，在选择外界条件的过程中起着自组织系统形成的杠杆作用。

”[4]
第三，科技信息系统内存在着涨落，并通过涨落导致有序。

充分开放和远离平衡态、各要素非线性相干，只是为科技信息系统自组织提供了条件，真正促引科技信息系统自组织的内在根据是涨落，涨落是系统自组织进行的诱因和动力，“涨落是有序之源”。

这是因为在远离平衡态的非线性区，系统内、外的一个微观随机的扰动(微涨落)都会通过系统内各要素间的非线性相互作用得以放大，引起整体的、宏观的巨涨落，使系统失稳。

科技信息系统是结构复杂的综合体，从形成涨落作用的主要因素来看，有内、外涨落之分，而系统产生内、外涨落的原因也是多种多样的。

由系统内部因素所引起的涨落形式是内涨落，例如，由于信息工作人员知识水平的提高，信息处理能力大大增强，因而使科技信息传播结构、科技信息资源配置产生相应转变等，这是内涨落。

外涨落是指由外界因素引起的涨落作用形式，例如，政府通过科技政策引导，使得投资倾向发生改变，科技投入大幅增加，从而改变科技信息开发和传播交流中资金短缺、技术设备老化的状况等，这是外涨落。

此外，科技信息人员的意外发现，从系统自组织理论角度分析，也是一种随机性的涨落，它能够在一定程度上改变各要素的关系，通过非线性相干促使系统完成自组织过程。

2. 科技信息系统自组织机制
科技信息系统自组织是通过系统运动来完成的，即表现为系统在内、外条件的促引下，由于信息反馈的作用，能自发进行选择和协调，并通过要素间非线性相干作用，产生一种新的有序结构，呈现出新的功能以适应环境变化，实现科技信息的增殖和有效传播。

科技信息系统运动模式如图所示：
2.1选择机制。

选择是科技信息系统自组织运动中不可缺少、极为重要的一环，它是针对科技信息系统发展演化的多样性而言的。

这是因为，科技信息系统的自组织过程可能会产生几种不同的结果，既可能由于涨落在非线性相干的放大作用下，使系统从无序跃迁到有序，从低序上升为高序；也可能由于突变破坏系统的有序结构，使系统处于混乱无序的状态。

由于在科技信息系统发展过程中，会遇到来自外界和内部的各种随机涨落，对系统形成有序结构起支配作用的序参量的出现也并非是唯一、不变的，所以科技信息系统运
动模式的确定，在很大程度上依赖于选择机制。

作为一个开放系统，科技信息系统与外界环境不
断地进行物质、能量、信息的交流，通过选择，一方面可以使外界有效的物质流、能量流、信息流进入系统，无效甚至有害的则被阻挡在外；另一方面，可以使外界的输入均匀、标准化，这样进入系统的物质、能量和信息就易于处理、传输、加工。

随着人们的知识水平不断提高，科技信息量日渐增大，信息的记录方式、载体形式、传播手段等也日新月异，导致了科技信息系统发展过程和目的的多样性、复杂性加剧，选择的难度加大。

这时，科技信息系统运动过程中，到底什么样的科技信息被传递，科技信息传递到什么用户中去以及科技信息的传播方向如何确定等问题，都只有在选择机制的作用下才能得以最终实现，从而使科技信息系统朝有序化的方向迈出决定性的一步，最终完成系统的自组织过程。

2.2自反馈机制。

自反馈是指把系统的输出信息回输到系统中去，从而影响系统再输出的一种运动过程。

通过自反馈，系统“可以不断将自身内部的某些信息以及系统与外界环境相互作用所产生的信息加以再吸收，以调节系统内部各局域的关系以及根据环境的变化调整自己同外界的关系，导致系统内部诸要素之间关系的不断自我调整”[5]。

作为自组织系统，科技信息系统具有自反馈功能，即系统能不断将输出信息回输入系统，并自动调整其内部结构和功能以使输出信息更能满足用户的需求，通过自反馈，一方面自动调整系统与环境之间的动态平衡，另一方面自动维护系统内部的相对平衡。

当输出信息与输入信息基本相符，输出信息能基本上满足用户需求时，通过负反馈使整个系统内部的信息流基本保持稳定，系统内部结构处于某种稳定状态。

若反馈信息包含的新内容与原来系统的状态发生差异时，则通过正反馈进行一定程度的补充、修正和调整。

科技信息在传递给不同用户的多目标前进时，总会遇到来自外界的各种各样的干扰和破坏(如用户需求的突然变化，社会秩序的波动等)，这时系统根据反馈信息，采取相应措施来控制，如及时更新用户服务内容、设立新的发展目标等，将外界波动对系统的影响降至最低。

反馈在科技信息系统自组织中作用明显，具有重要地位。

如当科技信息缺乏或不能满足用户需求时，通过反馈促使科研人员加强科技创新，更新仪器设备，从而提供大量新的科技信息。

而日趋增多的科技信息又有利于提高科技信息的流通质量和传播速度，提高信
息人员的科技素质，实现科技信息增殖和广泛的传播目标。

2.3 自适应机制。

适应与不适应是针对系统与环境的关系而言的，适应表示系统与环境之间的物质、能量、信息交换是以一种稳定有序的方式进行的，自适应意味着系统适应环境是通过系统本身的力量建立和维持的。

科技信息系统的自适应是指科技信息系统能根据环境变化趋势主动调整其行为、结构、功能和目标以保持与环境相协调的过程，它强调不依靠外界的特定指令，而只依靠系统内充分的信息交流来实现各要素间的动态平衡，它是科技信息系统所趋向的目标，是“一种目的性行为”。

由于外界环境(如国家政策环境、科技环境、教育环境、经济环境等)是不断变化的，所以科技信息系统与外界的适应总的来说是连续不断进行的。

在某一时刻，科技信息系统暂时适应了环境，但由于环境或系统的变化，导致系统与环境走向不适应，当这种不适应变化达到一定临界值时，系统只有调整其内部结构如重新进行信息人员、信息资源、技术设备等质、量及比例上的配置，建立新的行为模式，以适应环境。

此外，系统本身还要不断减少系统内各要素间的相互排挤、相互抵消即降低系统的内耗，使系统内部熵增的趋势变缓，从而在吸收相同负熵的情况下更好地减少系统的总熵。

例如，由于信息处理设备老化，处理手段落后，从事科技活动的人员素质偏低，年龄、专业结构失调，规章制度不健全等等，使得科技信息系统出现熵增，运行变缓，这时系统通过引进先进技术设备；进行人员有关知识的培训，提高知识水平，形成良好的知识结构；充分汲纳最新科技成果充实科技信息资源，扩大贮存量；健全规章制度，加强管理等手段，实现从低级有序向高级有序的进化。

在充分吸收外界负熵和尽快减少内耗的双重效应下，系统的自适应能力得以加强。

2.4协同机制。

科技信息系统自组织得以实现的内在动力是系统内各要素存在的竞争和协调的相互作用，即协同机制。

竞争就是系统间或系统内各要素间相互斗争，力图取得主导地位的活动与过程，它是事物个性的表征，是事物矛盾运动的斗争性的反映与表现。

竞争的结果可能造成系统内各要素间更大的差异、非均匀和不平衡，从而既造就了系统自组织演化的条件(远离平衡态)，又推动了系统向有序发展[6]。

协调是使系统内各要素向有序转化的一种形式，是系统整体性、相关性的内在根据，它表明了系统各要素存在着的协作性和集体性。

哈肯认为，一个开放系统中的要素既有自发的大规则的独立运动，又有因为要素间因一定关联而形成的协同运动。

俗话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，形象地说明了协调在系统演化发展中的重要作用。

科技信息系统内各要素无时无刻不处于竞争和协调的相互作用之中。

例如，科技信息人员之间知识水平、信息掌握状况的参差不齐，势必导致人员之间在生产和获取科技信息方面的竞争；科技信息资源地域分布的非均衡也引起了各类信息载体(文献资料、图书期刊、声像资料等)在传播交流中的竞争。

在激烈的相互竞争中，如果没有协同机制，就会造成科技信息人员各自为政，差距进一步拉大，科技信息资源分布的非均匀状态加剧等，导致科技信息系统混乱无序，传播交流等偏离既定目标，不利于科技信息系统的序化发展。

协同正是促使系统内各要素相互合作的主导因素，它使科技信息人员之间相互学习，科技信息资源之间互通有无，从而使科技信息的生产、收集、存贮、传递等一系列过程呈现出和谐一致的良好态势，最大限度地为系统的发展目标尽力，表现出较高的自组织性。

当然，竞争和协调在科技信息系统发展演化中是不可分离的，无主
次之分，二者相互包含、互相转化。

没有竞争，科技信息系统各要素处在混沌而缺乏生机的状态中，就会失却系统结构和功能优化的动力；而没有协调，系统要素间相互排斥，独立发展，各不相干，更难以实现系统的自组织。

2.5 自催化机制。

科技信息系统作为一种自组织系统，具有实现科技信息增殖和有效传播的能力，即自催化机制。

具有自适应和自反馈功能的科技信息系统，能进行自我组织，自我创造，呈现出产生新的协调有序结构的趋势，而协调有序的系统又意味着能更有效地处理外界输入的物质、能量与信息，从而生产出更多更新的科技信息。

这种信息的倍增就是系统的自催化。

科技信息系统的自催化，表明科技信息系统在自组织过程中能从外界非特定的信息流中吸收有用的信息，使之转换为系统演化的内在驱动力，从而在一定程度上使系统的运行更为和谐、有序。

科技信息系统的自催化，一是依赖于系统内要素间的非线性相互作用，由此产生了多方面的相互制约的相干效应；二是依赖于环境对系统的输入，特别是信息输入。

此外，科技信息系统演化过程中的自反馈和自适应，也使信息的倍增得以顺利进行。

科技信息系统在运动过程中，能把系统的目标和既得的外界信息（如政策信息、经济信息、军事信息等）结合起来，从中吸收有利于系统演化的因素，并用信息来驾驭物质和能量的运动，使一定的物质和能量在最有效地实现系统目标的方向上得到利用，系统也就能生产出更多更新的科技信息供用户使用。

促使科技信息系统自组织得以进行和完成的各种机制是相辅相成，密切相关的，它们形成一条有机联系的发展链条，完成着科技信息系统自组织过程中的各个环节，使得科技信息系统的自我完善、自我发展演化得以连续有序地进行。

在运动过程中，各机制往往是联合发挥作用的，它们之间并无主次轻重之分，缺少任何一个机制的作用，科技信息系统自组织就不能顺利完成。

参考文献
[1]魏宏森，曾国屏.系统科学导论[M].北京、清华大学出版社，1995.9.
[2]H.哈肯.信息与自组织[M].成都、四川教育出版社，1998.10.
[3]李勇健，涂菶生.关于人工神经网络的哲学思考[J].自然辩证法研究，2000（2）.27.
[4]王之漳.协调论[M].上海、上海社会科学院出版社，1991.47.
[5]谌垦华.系统科学的哲学问题[M].西安、陕西人民出版社,1995 .29
[6]沈小峰.自组织的哲学—一种新的自然观和科学观[M].北京、中共中央党校出版社，1993.45.
Analysis of Self-Organization in the System of S & T Information
CHEN Xi-le HE Yu-bing
(College of Humanity & Social Sciences,Xiamen University,Xiamen 361005,China)
Abstract:Based on using the theory of self-organization, the paper intends to completely elaborate the characteristics and the moving mechanism of self-organization in the system of scientific and technological information.
Key words: System of scientific and technological information Self-organization。