協同理論

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協同理論是中國的一個學術名詞。

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目錄

名詞解釋

協同論(synergetics)亦稱「協同學」或「協和學」，是20世紀7O年代以來在多學科研究基礎上逐漸形成和發展起來的一門新興學科，是系統科學的重要分支理論。其創立者是聯邦德國斯圖加特大學教授、著名物理學家哈肯（Hermann Haken）。1971年他提出協同的概念，1976年系統地論述了協同理論，發表了《協同學導論》，還著有《高等協同學》等等。

協同論主要研究遠離平衡態的開放系統在與外界有物質或能量交換的情況下，如何通過自己內部協同作用，自發地出現時間、空間和功能上的有序結構。協同論以現代科學的最新成果——系統論、信息論、控制論、突變論等為基礎，吸取了結構耗散理論的大量營養，採用統計學和動力學相結合的方法，通過對不同的領域的分析，提出了多維相空間理論，建立了一整套的數學模型和處理方案，在微觀到宏觀的過渡上，描述了各種系統和現象中從無序到有序轉變的共同規律。

協同論是研究不同事物共同特徵及其協同機理的新興學科，是近十幾年來獲得發展並被廣泛應用的綜合性學科。它着重探討各種系統從無序變為有序時的相似性。協同論的創始人哈肯說過，他把這個學科稱為「協同學」，一方面是由於我們所研究的對象是許多子系統的聯合作用，以產生宏觀尺度上結構和功能；另一方面，它又是由許多不同的學科進行合作，來發現自組織系統的一般原理。

客觀世界存在着各種各樣的系統；社會的或自然界的，有生命或無生命的，宏觀的或微觀的系統等等，這些看起來完全不同的系統，卻都具有深刻的相似性。協同論則是在研究事物從舊結構轉變為新結構的機理的共同規律上形成和發展的，它的主要特點是通過類比對從無序到有序的現象建立了一整套數學模型和處理方案，並推廣到廣泛的領域。它基於「很多子系統的合作受相同原理支配而與子系統特性無關」的原理，設想在跨學科領域內，考察其類似性以探求其規律。哈肯在闡述協同論時講道：「我們現在好像在大山腳下從不同的兩邊挖一條隧道，這個大山至今把不同的學科分隔開，尤其是把『軟』科學和『硬』科學分隔開。」

協同理論的主要思想及應用範圍

協同論認為，千差萬別的系統，儘管其屬性不同，但在整個環境中，各個系統間存在着相互影響而又相互合作的關係。其中也包括通常的社會現象，如不同單位間的相互配合與協作，部門間關係的協調，企業間相互競爭的作用，以及系統中的相互干擾和制約等。協同論指出，大量子系統組成的系統，在一定條件下，由於子系統相互作用和協作，這種系統會研究內容，可以概括地認為是研究從自然界到人類社會各種系統的發展演變，探討其轉變所遵守的共同規律。應用協同論方法，可以把已經取得的研究成果，類比拓寬於其它學科，為探索未知領域提供有效的手段，還可以用於找出影響系統變化的控制因素，進而發揮系統內子系統間的協同作用。

哈肯在協同論中，描述了臨界點附近的行為，闡述了慢變量支配原則和序參量概念，認為事物的演化受序參量的控制，演化的最終結構和有序程度決定於序參量。不同的系統序參量的物理意義也不同。比如，在激光系統中，光場強度就是序參量。在化學反應中，取濃度或粒子數為參序量。在社會學和管理學中，為了描述宏觀量，採用「測驗」、調研或投票表決等方式來反映對某項「意見」的反對或贊同。此時，反對或贊成的人數就可作為序參量。序參量的大小可以用來標誌宏觀有序的程度，當系統是無序時，序參量為零。當外界條件變化時，序參量也變化，當到達臨界點時，序參量增長到最大，此時出現了一種宏觀有序的有組織的結構。

協同論指出，一方面，對於一種模型，隨着參數、邊界條件的不同以及漲落的作用，所得到的圖樣可能很不相同；但另一方面，對於一些很不相同的系統，卻可以產生相同的圖樣。由此可以得出一個結論：形態發生過程的不同模型可以導致相同的圖樣。在每一種情況下，都可能存在生成同樣圖樣的一大類模型。

協同論揭示了物態變化的普遍程式：「舊結構 不穩定性新結構」，即隨機「力」和決定論性「力」之間的相互作用把系統從它們的舊狀態驅動到新組態，並且確定應實現的那個新組態。由於協同論把它的研究領域擴展到許多學科，並且試圖對似乎完全不同的學科之間增進「相互了解」和「相互促進」，無疑，協同論就成為軟科學研究的重要工具和方法。

協同論具有廣闊的應用範圍，它在物理學、化學、生物學、天文學、經濟學、社會學以及管理科學等許多方面都取得了重要的應用成果。比如我們常常無法描述一個個體的命運，但卻能夠通過協同論去探求群體的「客觀」性質。又如，針對合作效應和組織現象能夠解決一些系統的複雜性問題，可以應用協同論去建立一個協調的組織系統以實現工作的目標。

協同論應用於生物群體關係，可將物種間的關係分成三種情況：競爭關係；捕食關係；共生關係。每種關係都必須使各種生物因子保持協調消長和動態平衡，才能適應環境而生存，協同論應用於生物形態學，提出形態形成的基本途徑是，通過某些化學物質的擴散與反應形成一種「形態源場」，由形態源場支配基因引起細胞分化而形成生物機體。由於協同論強調不同系統之間的類似，因此它試圖以遠離熱動平衡的物理系統或化學系統來類比和處理生物系統和社會系統，所以協同論除設計了許多物理、化學的模型外，還設計了許多生滅過程、生態群體網絡和社會現象模型。象「社會輿論模型」、「生態群體模型」、「經絡模型」、「人口動力模型」、「捕食者----被捕食者系統模型」、「形態形成模型」等等。協同論還探討了人的大腦中化學圖樣的形成和求知過程與腦細胞之間的聯繫模型等。

此外，哈肯提出了「功能結構」的概念。認為功能和結構是互相依存的，當能流或物質流被切斷的時候，所考慮的物理和化學系統要失去自己的結構；但是大多數生物系統的結構卻能保持一個相當長的時間，這樣生物系統頗象是把無耗散結構和耗散結構組合起來了。他還進一步提出，生物系統是有一定的「目的」的，所以把它看作「功能結構」更為合適。

自然，協同論的領域與許多學科有關，它的一些理論是建立在多學科聯繫的基礎上的（如動力系統理論和統計物理學之間的聯繫），因此協同論的發展與許多學科的發展緊密相關，並且正在形成自己的跨學科框架。協同論還是一門很年輕的學科，儘管它已經取得許多重大應用研究成果，但是有時所應用的還只是一些定性的現象，處理方法也較粗糙。但毫無疑問，協同論的出現是現代系統思想的發展，它為我們處理複雜問題提供了新的思路。