一、耗散結(jié)構(gòu)理論介紹

一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非線性的開(kāi)放系統(tǒng)(不管是物理的、化學(xué)的、生物的乃至社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng))通過(guò)不斷地與外界交換物質(zhì)和能量，在系統(tǒng)內(nèi)部某個(gè)參量的變化達(dá)到一定的閾值時(shí)，通過(guò)漲落，系統(tǒng)可能發(fā)生突變即非平衡相變，由原來(lái)的混沌無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間上、空間上或功能上的有序狀態(tài)。這種在遠(yuǎn)離平衡的非線性區(qū)形成的新的穩(wěn)定的宏觀有序結(jié)構(gòu)，由于需要不斷與外界交換物質(zhì)或能量才能維持，因此稱(chēng)之為“耗散結(jié)構(gòu)”(dissipative structure)。可見(jiàn)，要理解耗散結(jié)構(gòu)理論，關(guān)鍵是弄清楚如下幾個(gè)概念：遠(yuǎn)離平衡態(tài)、非線性、開(kāi)放系統(tǒng)、漲落、突變。

普利高津本人曾對(duì)耗散結(jié)構(gòu)形成的條件,作過(guò)簡(jiǎn)單通俗的說(shuō)明。他寫(xiě)道:“生物和社會(huì)組織包含著一種新型的結(jié)構(gòu),……社會(huì)和生物的結(jié)構(gòu)的一個(gè)共同特征是它們產(chǎn)生于開(kāi)放系統(tǒng),而且這種組織只有與周?chē)h(huán)境的介質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換才能維持生命力。然而,只是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)并沒(méi)有充分的條件保證實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。只有在系統(tǒng)保持“遠(yuǎn)離平衡”和在系統(tǒng)內(nèi)的不同元素之間存在著“非線性”的機(jī)制的條件下,耗散結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)”[1]。顯然,人既有生物的屬性,又有社會(huì)的屬性,人的生命過(guò)程既參與生物運(yùn)動(dòng),也參與社會(huì)運(yùn)動(dòng),更具備形成耗散結(jié)構(gòu)的條件。[1]

二、和其他理論的結(jié)合

1.系統(tǒng)論

系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、行為、動(dòng)態(tài)、原則、規(guī)律以及系統(tǒng)間的聯(lián)系，并對(duì)其功能進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的新興學(xué)科。系統(tǒng)論的基本思想是把研究和處理的對(duì)象看作一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)對(duì)待。系統(tǒng)論的主要任務(wù)就是以系統(tǒng)為對(duì)象，從整體出發(fā)來(lái)研究系統(tǒng)整體和組成系統(tǒng)整體各要素的相互關(guān)系，從本質(zhì)上說(shuō)明其結(jié)構(gòu)、功能、行為和動(dòng)態(tài)，以把握系統(tǒng)整體，達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)。

系統(tǒng)論認(rèn)為，開(kāi)放性、自組織性、復(fù)雜性，整體性、關(guān)聯(lián)性，等級(jí)結(jié)構(gòu)性、動(dòng)態(tài)平衡性、時(shí)序性等，是所有系統(tǒng)的共同的基本特征。[2]

2.信息論

在平常狀態(tài)下，信息子雜亂無(wú)章地分布于四維空間中。當(dāng)三維空間中的分子摩擦碰撞時(shí)，其中的能量逃逸到四維空間中，啟動(dòng)了信息子的規(guī)則排布，排布好的信息子又將能量釋放出來(lái)，進(jìn)入三維空間，引起其他分子的摩擦碰撞，如此循環(huán)下去。如果被引起摩擦碰撞的分子恰好是決子（decider，決定事件的因子，如引起神經(jīng)沖動(dòng)的鈉鉀離子、引起雷電的電荷），并且有一定物質(zhì)的量的決子被引起摩擦碰撞時(shí)，事件發(fā)生。當(dāng)然，不同分子摩擦碰撞產(chǎn)生的能量不同，其引起的信息子的排布形式的種類(lèi)也不同，因而決定的事件也不同。

然而，在宇宙爆炸前只有信息存在，一個(gè)決定因素（現(xiàn)在還不了解這個(gè)因素是什么）導(dǎo)致了信息子的偶然規(guī)則排布，一部分信息子轉(zhuǎn)化為能量（信息子轉(zhuǎn)化為能量是有一定條件的，這只有在宇宙爆炸前或初期才能實(shí)現(xiàn)），能量再在一定條件下轉(zhuǎn)化為物質(zhì)，并繼續(xù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，最終形成了我們現(xiàn)在的宇宙。因此，信息子的有序排布是事件發(fā)生的根本原因，物質(zhì)摩擦碰撞是事件發(fā)生的直接原因，而能量的傳遞是事件發(fā)生的必要條件。[3]

3.控制論

維納把控制論看作是一門(mén)研究機(jī)器、生命社會(huì)中控制和通訊的一般規(guī)律的科學(xué)，是研究動(dòng)態(tài)系統(tǒng)在變的環(huán)境條件下如何保持平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)的科學(xué)[4]

4.協(xié)同論

協(xié)同論認(rèn)為，千差萬(wàn)別的系統(tǒng)，盡管其屬性不同，但在整個(gè)環(huán)境中，各個(gè)系統(tǒng)間存在著相互影響而又相互合作的關(guān)系。其中也包括通常的社會(huì)現(xiàn)象，如不同單位間的相互配合與協(xié)作，部門(mén)間關(guān)系的協(xié)調(diào)，企業(yè)間相互競(jìng)爭(zhēng)的作用，以及系統(tǒng)中的相互干擾和制約等。

協(xié)同論指出，大量子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，在一定條件下，由于子系統(tǒng)相互作用和協(xié)作，這種系統(tǒng)會(huì)研究?jī)?nèi)容，可以概括地認(rèn)為是研究從自然界到人類(lèi)社會(huì)各種系統(tǒng)的發(fā)展演變，探討其轉(zhuǎn)變所遵守的共同規(guī)律。應(yīng)用協(xié)同論方法，可以把已經(jīng)取得的研究成果，類(lèi)比拓寬于其它學(xué)科，為探索未知領(lǐng)域提供有效的手段，還可以用于找出影響系統(tǒng)變化的控制因素，進(jìn)而發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)間的協(xié)同作用。[5]

5.超循環(huán)論

在生命現(xiàn)象中包含許多由酶的催化作用所推動(dòng)的各種循環(huán)，而基層的循環(huán)又組成了更高層次的循環(huán)，即超循環(huán)，還可組成再高層次的超循環(huán)。超循環(huán)系統(tǒng)即經(jīng)循環(huán)聯(lián)系把自催化或自復(fù)制單元連接起來(lái)的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，每一個(gè)復(fù)制單元既能指導(dǎo)自己的復(fù)制，又能對(duì)下一個(gè)中間物的產(chǎn)生提供催化幫助。[6]

6.突變論

在自然界和人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)中，除了漸變的和連續(xù)光滑的變化現(xiàn)象外，還存在著大量的突然變化和躍遷現(xiàn)象，如水的沸騰、巖石的破裂、橋梁的崩塌、地震、細(xì)胞的分裂、生物的變異、人的休克、情緒的波動(dòng)、戰(zhàn)爭(zhēng)、市場(chǎng)變化、經(jīng)濟(jì)危機(jī)等等。突變論方法正是試圖用數(shù)學(xué)方程描述這種過(guò)程。突變論的研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)單地說(shuō)，是研究從一種穩(wěn)定組態(tài)躍遷到另一種穩(wěn)定組態(tài)的現(xiàn)象和規(guī)律。

突變論認(rèn)為，系統(tǒng)所處的狀態(tài)，可用一組參數(shù)描述。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定態(tài)時(shí)，標(biāo)志該系統(tǒng)狀態(tài)的某個(gè)函數(shù)就取唯一的值。當(dāng)參數(shù)在某個(gè)范圍內(nèi)變化，該函數(shù)值有不止一個(gè)極值時(shí)，系統(tǒng)必然處于不穩(wěn)定狀態(tài)。雷內(nèi)托姆指出：系統(tǒng)從一種穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，隨參數(shù)的再變化，又使不穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)入另一種穩(wěn)定狀態(tài)，那么，系統(tǒng)狀態(tài)就在這一剎那間發(fā)生了突變。突變論給出了系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)變化區(qū)域。

突變論提出，高度優(yōu)化的設(shè)計(jì)很可能有許多不理想的性質(zhì)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上最優(yōu)，常常聯(lián)系著對(duì)缺陷的高度敏感性，就會(huì)產(chǎn)生特別難于對(duì)付的破壞性，以致發(fā)生真正的“災(zāi)變”。在工程建造中，高度優(yōu)化的設(shè)計(jì)常常具有不穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)不可避免的制造缺陷時(shí)，由于結(jié)構(gòu)高度敏感，其承載能力將會(huì)突然變小，而出現(xiàn)突然的全面的塌陷。突變論不僅能夠應(yīng)用于許多不同的領(lǐng)域，而且也能夠以許多不同的方式來(lái)應(yīng)用。[7]

三、耗散結(jié)構(gòu)理論應(yīng)用

1.耗散結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)

哪里有生命，哪里就有產(chǎn)能耗能過(guò)程。有人計(jì)算過(guò)，即使一個(gè)人處于絕對(duì)靜態(tài)，每天也得耗能5855-7528千焦耳。除了維持體溫以外的40-50%的能量，轉(zhuǎn)換成各種不同形式，以保證人體靜或動(dòng)態(tài)下的動(dòng)作、姿勢(shì)、心搏、呼吸、消化吸收，思維活動(dòng)、情緒演變、同化合成、異化分解，各種激素、介質(zhì)、細(xì)胞外間質(zhì)及體液的制造；骨骼肌、平滑肌的舒縮；營(yíng)養(yǎng)素的攝取、高熵代謝物的排泄、隨機(jī)環(huán)境的適應(yīng)等等，須臾離不了能量。

生命過(guò)程同時(shí)受熱力學(xué)第二定律和耗散結(jié)構(gòu)自組織兩個(gè)因素的支配（當(dāng)然還有其他自然規(guī)律的支配）。隨著體育訓(xùn)練的強(qiáng)度、時(shí)間、密度的增加和同外界物質(zhì)、能量及信息的不斷交換，達(dá)到某一閾值時(shí)，生命體借突變呈現(xiàn)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的質(zhì)變，非平衡態(tài)系統(tǒng)維持自身穩(wěn)定性的量變過(guò)程，是在其內(nèi)部諸要素間非線性相互作用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。[8]

2.耗散結(jié)構(gòu)理論和心理學(xué)

心理系統(tǒng)是由若干子系統(tǒng)協(xié)同作用、相互滲透、相互制約而構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜整體。

2.1基本根源系統(tǒng)

個(gè)體的自然效應(yīng)系統(tǒng)（即個(gè)體的實(shí)踐活動(dòng)，包括個(gè)體對(duì)其生活空間的反應(yīng)：初始反映及反饋反映，即客觀的主觀化或稱(chēng)客觀的內(nèi)化；個(gè)體對(duì)生活空間的行為，即主觀的外化）三個(gè)因素共同構(gòu)成心理系統(tǒng)的根源系統(tǒng)。它是心理系統(tǒng)形成和發(fā)展的環(huán)境、物質(zhì)依托及載體。

2.2基本基核系統(tǒng)

人的心理是一個(gè)系統(tǒng)。知、情、意三個(gè)要素作為其三個(gè)基核（基核即自組織系統(tǒng)的最基本要素）相互聯(lián)系、相互制約、相互滲透。沒(méi)有對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有對(duì)外界事物的情緒，沒(méi)有對(duì)現(xiàn)實(shí)事物的積極改造的意志過(guò)程，個(gè)性心理特征就無(wú)由形成。

2.3中介系統(tǒng)

2.4個(gè)性系統(tǒng)[9]

3.中醫(yī)領(lǐng)域

人體系統(tǒng)內(nèi)普遍存在著各種各樣的信息活動(dòng)，在信息的不斷作用下，人體生命不斷發(fā)展變化，表現(xiàn)出復(fù)雜的生命信息現(xiàn)象；人體不斷地從外界環(huán)境中接受信息、使用信息，通過(guò)信息的反饋調(diào)節(jié)作用使人體適應(yīng)外界環(huán)境的變化。（2）在人體系統(tǒng)中，氣是物質(zhì)、能量、信息三者綜合運(yùn)動(dòng)的概括，氣是感應(yīng)和傳遞信息的載體，氣的運(yùn)動(dòng)始終伴隨著信息運(yùn)動(dòng)，氣機(jī)運(yùn)動(dòng)是人體系統(tǒng)與外界環(huán)境間進(jìn)行熵流代謝的過(guò)程，通過(guò)氣的升降出入運(yùn)動(dòng)主要是從外界獲取某種信息，以維持集體的低熵有序狀態(tài)（3）……（4）從小尺度時(shí)間上看，人體由一種健康態(tài)轉(zhuǎn)變到一種病理狀態(tài)，或由某種病理狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種病理狀態(tài)，即中醫(yī)證的變化，都可能有新的結(jié)構(gòu)生成，只不過(guò)從健康態(tài)到病理態(tài)或者某種病理態(tài)到另一重病理狀態(tài)，相應(yīng)系統(tǒng)的有序程度比原有的低（5）……（6）人體保持健康有序狀態(tài)，關(guān)鍵是從外界獲取必要的信息以抵抗人體系統(tǒng)內(nèi)部的熵增，通過(guò)信息的作用使人體系統(tǒng)保持低熵有序。而到底交換多少信息，這在理論上是可以計(jì)算的。[10]

4.經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域

4.1經(jīng)濟(jì)分析

4.2證券市場(chǎng)

證券市場(chǎng)是自組織的市場(chǎng)，是一個(gè)非線性動(dòng)力系統(tǒng)，不存在傳統(tǒng)意義上的技改的均衡，而只是在不斷的演化動(dòng)態(tài)之中，并且這個(gè)過(guò)程是與其他經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的演化協(xié)調(diào)并進(jìn)的。我們無(wú)法對(duì)證券市場(chǎng)演化的具體目標(biāo)做出正確判斷，更不能強(qiáng)行施加我們自己期望的合理目標(biāo)。正如阿瑟所說(shuō)，“不是一只沉重的手，也不是一只的手，而是輕輕推動(dòng)的手”。這個(gè)輕輕推動(dòng)之手，實(shí)際上就是一種存在外部控制參量的參數(shù)控制條件下的自發(fā)的自組織過(guò)程。交易者子系統(tǒng)中，眾多的交易者首先表現(xiàn)為各向異性：他們具有不同的信息搜集能力、資金能力和交易策略偏好，同時(shí)相互影響，相互作用，既有競(jìng)爭(zhēng)又有協(xié)同。正是由于他們之間復(fù)雜的非線性關(guān)系或者說(shuō)自組織動(dòng)力特性才使得整個(gè)市場(chǎng)表現(xiàn)出自組織的宏觀表象。[11]

5.企業(yè)管理

公司作為整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，與整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)具有自相似性，即公司系統(tǒng)符合自組織系統(tǒng)的各項(xiàng)條件。從耗散結(jié)構(gòu)形成的條件來(lái)看，公司系統(tǒng)不可能孤立的存在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之中，而是必須通過(guò)與外界的物質(zhì)、能量、信息交換來(lái)生存和發(fā)展，公司內(nèi)的各個(gè)部門(mén)之間，絕不是簡(jiǎn)單的相加作用，而是充滿(mǎn)了非線性因素的作用。在企業(yè)的耗散結(jié)構(gòu)中，存在三種熵流：總熵流、正熵流、負(fù)熵流。其中正熵流和負(fù)熵流為獨(dú)立流，而總熵流則等于正熵流與負(fù)熵流的代數(shù)和。[12]

6.社會(huì)學(xué)領(lǐng)域

人類(lèi)社會(huì)是一種耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng),社會(huì)治理系統(tǒng)作為社會(huì)系統(tǒng)的子系統(tǒng)同樣需要遵循耗散結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律。社會(huì)治理應(yīng)借鑒耗散結(jié)構(gòu)理論,以開(kāi)放性為基本條件,以各種創(chuàng)新為本質(zhì)要求,通過(guò)不斷創(chuàng)新導(dǎo)入負(fù)熵,使系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài),增加內(nèi)在活力,同時(shí)以持續(xù)創(chuàng)新保持非線性作用和觸發(fā)漲落促進(jìn)結(jié)構(gòu)性突破,使社會(huì)治理形成有序的耗散結(jié)構(gòu)。

注釋

【1】參見(jiàn)百科詞條“耗散結(jié)構(gòu)理論” 理論分類(lèi)

【2】參見(jiàn)百科詞條“系統(tǒng)論”

【3】參見(jiàn)百科詞條 “信息論” 理論分類(lèi)

【4】參見(jiàn)百科詞條“控制論”

【5】參見(jiàn)百科詞條 “協(xié)同論” 理論分類(lèi)

【6】參見(jiàn)百科詞條“超循環(huán)論”

【7】參見(jiàn)百科詞條“突變論”

【8】耗散結(jié)構(gòu)理論及其在企業(yè)管理中的應(yīng)用易元紅

【9】耗散結(jié)構(gòu)理論在金融市場(chǎng)中的應(yīng)用?

耗散結(jié)構(gòu)理論在經(jīng)濟(jì)分析中的應(yīng)用趙叔平劉昌

【10】 耗散結(jié)構(gòu)理論度的中醫(yī)人體生命信息現(xiàn)象易耀森碩士學(xué)位論文

【11】從耗散結(jié)構(gòu)理論看心理失調(diào)與調(diào)適趙守盈/劉旭華

【12】談人體生命活動(dòng)的耗散結(jié)構(gòu)與混沌 劉家興/劉燕安