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自组织系统理论 120720071 毕骏莉 管理科学与工程 壹 贰 自组织理论的发展历程 自组织类型 自组织判据 自组织原理 自组织的描述方法和形式 叁 肆 伍 壹 自组织：如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调的自动形成有序结构就是自组织。 自组织有两种含义，一是组织的从无到有，二是组织的从差到好。 背景： 自组织理论产生的背景是揭示出事物如何“自己运动”的机制 自组织理论的发展历程 1、19世纪中叶 代表： ①达尔文的进化论 ②马克思的五种社会形态演进理论；生产力决定生产关系，经济基础决定上层建筑理论 ③相变理论 2、20世纪中叶 系统理论家明确提出了建立自组织理论的科学任务 3、20世纪60年代以后 出现了以揭示一般自组织规律为目标的科学学派并提出了一些理论 普利高津把自然界自组织产生的结构分为平衡结构和耗散结构 哈肯参照引起组织运动的不同方式给出的分类为（1）改变控制参量引起的自组织；（2）改变组分数引起的自组织；（3）瞬变引起的自组织。 贰 叁 自由能判据 这是相变理论的判据，它需满足一下公式： F=E-TS 熵判据 令dS记系统的熵的该变量（微分）,dS0（增熵）表示组织程度减小的变化，dS0（减熵）表示组织程度增加的变化，因而熵的变化可作为组织的判据。 信息判据 或 时即自我组织。 序参量判据 肆 涌现原理 开放性原理 涨落原理 反馈原理 不稳定性原理 非线性原理 支配原理 环境选择原理 涌现原理：自下而上式、自发性，涌现性是自组织必备的和重要特征。 开放性原理：一个与环境没有任何交换的封闭系统不可能出现自组织行为。 dS=diS+deS 非线性原理：合作与竞争是系统产生自组织的动力，合作与竞争本质上是非线性的，真正的自组织只能出现在非线性系统中，而且要有足够强的非线性才行。 反馈原理：反馈分为正反馈和负反馈，正反馈与负反馈的适当结合，才能实现系统的自我组织。 不稳定性原理：自组织是稳定性与不稳定性的统一而不稳定性对自组织过程更为重要，既能使旧模式失稳，又能使新模式稳定下来，才能产生自组织。 支配原理：只有形成少数趋势去引导、规范、支配大量其他组分、要素、趋势、模式等，使它们协同动作，才能形成有序结构，建立自组织。 涨落原理：涨落在自组织中起极为重要的作用，系统通过涨落去触发旧结构的失稳，探寻新结构，也就是涨落导致有序。 环境选择原理：被环境选择的系统不一定是各方面最优的，但至少是为环境允许存在的。 伍 理论，实验，计算 自创生，自生长，自适应，自复制，自修复 理论方法的核心是建立数学模型，计算是在电脑上进行数值模拟又称数值实验，实验一般指真是的实验研究。 理论，计算，实验 系统的自创生是指在没有特定外力干预下系统从无到有的自我创造，自我产生，自我形成。自创生首先解决从无到有的问题，然后才解决从差到好的问题。 研究系统自创生的理想手段是动力学方法 设有n个实体或小系统，各有自己的动力学方程，且互不耦合。 第一步是其中的n个实体或小系统形成确定的联立方程组描述它们的相互关系，但控制参量的选择尚未保证这个联立方程组具有稳定定态，即还没有形成具有特定整体涌现性的系统。 第二步是控制参量的变化，在控制空间中有哪些信誉好的足球投注网站，一旦得到稳定定态，动力学特性得以固定下来，就形成了一个包含n个组分的新系统，这就是系统的自创生。 最简单的情形是环境中有两个小系统，动力学方程分别为 由于环境的变迁或自身的演化，二者出现了耦合，运动方程变为 二者构成的联立方程组就是一个2维系统。广义上讲就是系统的自创生。 举例：洛特卡-沃尔拉特方程 ①复杂系统的自创生不是单纯的自整合过程，还包括自稳定、自维持、自适应、自学习、自复制等多种自组织形式。 ②建立复杂自组织的动力学方程并非易事，较为有效的方法是计算机模拟。如著名的模型“阿斯彭”系统，就是对经济系统自创生的计算机模拟，其可以大大逼近真实系统的自组织。 自生长：系统规模的增大，即系统组分的不断增加 公式描述： =f（x）展开为泰勒级数 得 =ax+bx2+… 线性行近似 =ax 解为 =ax+bx2 非线性行近似 解为 化学、生物、社会 化学、社会学 自然界有种类繁多的生长过程，服从不同的生长规律，须用不同的生长模型来描述，不过有些系统要么无法建立动力学方程，要么建立的非线性方程无法得到解析解 。