協(xié)同思想源遠流長,但作為系統(tǒng)的協(xié)同理論形成于上個世紀 70 年代聯(lián)邦德國斯圖加特大學教授、著名理論物理學家 H ? Hake 所創(chuàng)立的協(xié)同學(synergetics)。它主要研究遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)在與外界有物質(zhì)或能量交換的情況下,如何通過自己內(nèi)部協(xié)同作用,自發(fā)地出現(xiàn)時間、空間和功能上的有序結構。協(xié)同論以現(xiàn)代科學的最新成果——系統(tǒng)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(yǎng),采用統(tǒng)計學和動力學相結合的方法,通過對不同領域的分析,提出了多維相空間理論,建立了一整套的數(shù)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(tǒng)和現(xiàn)象中從無序到有序轉變的共同規(guī)律。?
由于協(xié)同學作為一門以研究完全不同的學科中共同存在的本質(zhì)特征為目的的新的橫斷學科,在許多學科領域中得到廣泛應用,涉及物理、數(shù)學、化學、醫(yī)學、生態(tài)、工程、經(jīng)濟等眾多領域。例如,物理方面的超導和磁場的相變、激光的相干振蕩以及流體力學中的貝納德現(xiàn)象等;化學方面的物質(zhì)自催化、化學鐘的振蕩、化學耗散、化學非平衡相變,以及各種化學波和螺線的形成;生態(tài)學方面的捕食者與被捕食者群體的消長關系和生物的形態(tài)形成;社會學方面的社會輿論形成的隨機模型、大眾傳播媒介的作用、社會體制等問題;經(jīng)濟學中對國家控制的優(yōu)劣分析、城市發(fā)展、經(jīng)濟的繁榮與衰退、技術革新和經(jīng)濟事態(tài)的發(fā)展,等等。近年來在管理學領域中也引起了許多學者的廣泛關注,協(xié)同已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)管理的必然要求。隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進步,現(xiàn)代企業(yè)管理系統(tǒng)所具有的規(guī)模大、層次多、分工細、關系復雜、目標多樣、信息量激增等特征越來越明顯,是典型的復雜系統(tǒng)工程,需要有關單位、部門及眾多資源共同參與和密切協(xié)作。所以,協(xié)同是現(xiàn)代企業(yè)管理系統(tǒng)復雜化、高效化、自動化的客觀要求,是企業(yè)自組織的形式和手段,也是企業(yè)系統(tǒng)自我完善自我發(fā)展的根本途徑。?
協(xié)同論的主要內(nèi)容?
協(xié)同論的主要內(nèi)容包括相關概念與原理,具體內(nèi)容如下:
(1) 序參量?
序參量是協(xié)同學中最重要的概念,哈肯用序參量來解釋系統(tǒng)有序演化的過程和機制。
如果某個參量在系統(tǒng)演化過程中從無到有地變化,并且指示新結構的形成,反映新結構的有序程度,它就是序參量。序參量不是系統(tǒng)中某個占據(jù)支配地位的子系統(tǒng),而是大量子系統(tǒng)集體運動的宏觀整體模式的有序程度的參量。它一方面是系統(tǒng)內(nèi)部大量子系統(tǒng)相互競爭和協(xié)同的產(chǎn)物,另一方面又起著支配或役使各子系統(tǒng)的作用,主宰著系統(tǒng)整體演化發(fā)展的過程。序參量和子系統(tǒng)的關系可以如圖所示:?
圖 1 序參量與子系統(tǒng)的關系圖
上圖1表明,序參量和系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的關系是相輔相成的。一方面,序參量是各子系統(tǒng)相互作用而產(chǎn)生的;另一方面,序參量在臨界狀態(tài)下起著支配子系統(tǒng)行為的作用。?
序參量的基本特征是:序參量是宏觀參量,是微觀子系統(tǒng)集體運動的產(chǎn)物、合作效應的表征和量度;序參量是通過各個部分的協(xié)同作用產(chǎn)生的,而它一旦形成,便成為系統(tǒng)的控制中心,支配各子系統(tǒng)的行為,決定整個系統(tǒng)的有序結構和功能行為,主宰系統(tǒng)的整體演化過程。?
(2) 快變量與慢變量?
協(xié)同學把表征子系統(tǒng)狀態(tài)及它們耦合的所有量的臨界行為分為兩類,即快變量和慢變量。快變量是指在臨界處阻尼大、衰減快的快豫馳參量,他們雖然在臨界過程中此起彼伏、活躍異常,但它們對系統(tǒng)演化的整個進程沒有明顯的影響,處于次要地位;慢變量是指在臨界處由于平衡狀態(tài)的破壞,某種偶然的因素就會導致臨界漲落,其中一個或幾個變量會產(chǎn)生臨界慢化,出現(xiàn)臨界無阻尼現(xiàn)象,它們不僅不衰減,而且決定了系統(tǒng)相變的形式與特點,決定或支配了其他變量的變化,進而推動系統(tǒng)走向新的有序,這種變量被稱為慢變量。
慢變量與快變量是相互聯(lián)系、相互作用的,它們各自都不能獨立存在。?
(3) 協(xié)同效應?
“協(xié)同”亦稱協(xié)同作用。協(xié)同效應是指由于協(xié)同作用而產(chǎn)生的結果,是指復雜開放系統(tǒng)中大量子系統(tǒng)相互作用而產(chǎn)生的整體效應或集體效應(《協(xié)同學引論》)。對千差萬別的自然系統(tǒng)或社會系統(tǒng)而言,均存在著協(xié)同作用。協(xié)同作用是系統(tǒng)有序結構形成的內(nèi)驅(qū)力。
任何復雜系統(tǒng),當在外來能量的作用下或物質(zhì)的聚集態(tài)達到某種臨界值時,子系統(tǒng)之間就會產(chǎn)生協(xié)同作用。這種協(xié)同作用能使系統(tǒng)在臨界點發(fā)生質(zhì)變產(chǎn)生協(xié)同效應,使系統(tǒng)從無序變?yōu)橛行颍瑥幕煦缰挟a(chǎn)生某種穩(wěn)定結構。協(xié)同效應說明了系統(tǒng)自組織現(xiàn)象的觀點。?
(4) 伺服原理?
伺服原理用一句話來概括,即快變量服從慢變量,序參量支配子系統(tǒng)行為。它從系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定因素和不穩(wěn)定因素間的相互作用方面描述了系統(tǒng)的自組織的過程。其實質(zhì)在于規(guī)定了臨界點上系統(tǒng)的簡化原則——“快速衰減組態(tài)被迫跟隨于緩慢增長的組態(tài)”,即系統(tǒng)在接近不穩(wěn)定點或臨界點時,系統(tǒng)的動力學和突現(xiàn)結構通常由少數(shù)幾個集體變量即序參量
決定,而系統(tǒng)其他變量的行為則由這些序參量支配或規(guī)定,正如協(xié)同學的創(chuàng)始人哈肯所說,序參量以“雪崩”之勢席卷整個系統(tǒng),掌握全局,主宰系統(tǒng)演化的整個過程。
(5) 自組織原理?
自組織是相對于他組織而言的。他組織是指組織指令和組織能力來自系統(tǒng)外部,而自組織則指系統(tǒng)在沒有外部指令的條件下,其內(nèi)部子系統(tǒng)之間能夠按照某種規(guī)則自動形成一定的結構或功能,具有內(nèi)在性和自生性特點。自組織原理解釋了在一定的外部能量流、信息流和物質(zhì)流輸入的條件下,系統(tǒng)會通過大量子系統(tǒng)之間的協(xié)同作用而形成新的時間、空間或功能有序結構。運作方式是在系統(tǒng)從穩(wěn)定態(tài)向非穩(wěn)定態(tài)過渡的過程中,慢變量起了決定的作用,而當系統(tǒng)達到不穩(wěn)定狀態(tài)時,只有在快變量的作用下才能使系統(tǒng)達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。如果原來的穩(wěn)定狀態(tài)是一個無序狀態(tài),那么這個新的穩(wěn)定狀態(tài)就意味著有序的產(chǎn)生和形成;如果原來的穩(wěn)定狀態(tài)已經(jīng)是一個有序狀態(tài),那么新的穩(wěn)定狀態(tài)就意味著更新的有序狀態(tài)的出現(xiàn),意味著系統(tǒng)的進化。伴隨著這種有序結構的產(chǎn)生、發(fā)展,兩類變量相互聯(lián)系、相互制約,表現(xiàn)出一種協(xié)同運動,這種協(xié)同運動在宏觀上則表現(xiàn)為系統(tǒng)的自組織現(xiàn)象。
編者按:本期視點刊發(fā)了鮑劍勇教授拜訪哈肯教授之后撰寫的文章,哈肯教授是協(xié)同論的創(chuàng)建人之一,為了讓讀者更好地了解協(xié)同論的相關內(nèi)容,我們特地在此編發(fā)這篇概述文章,以供參考。