散结构理论与后现代范式案例.doc

散结构理论与后现代课程范式 汪霞 耗散结构理论是一种关于非平衡系统的自组织理论。普利高津（I.Pregogine）是耗散结构理论（dissipative structural theory）的创立者。《第三次浪潮》一书中，曾不下10次提到普利高津的思想和他的理论。一些学者甚至认为耗散结构理论所论述的思想，可能代表了下一次科学革命。勿庸讳言，普利高津的研究确实带来了一种重要的观念变革。他不仅改造了物理学，赋予物理学一种新的文化内涵，而且包括教育、课程研究在内的社会科学各领域也都受益于普利高津那些振聋发聩的洞见。 一、关于耗散结构理论 普利高津一直在从事关于非平衡统计物理学的研究工作，当他将热力学和统计物理学从平衡态推到近平衡态，再向远平衡态推进，终于发现，开放系统在达到远离平衡态的非线性区，一旦系统的某个参量达到一定阈值时，系统开始从稳定进入不稳定，通过涨落发生突变，由原来的无序状态突然转变到一种新的有序状态。由于这是一种在远离平衡的非线性区形成的有序结构，并且是以能量的耗散来维持自身的稳定性，故称为耗散结构。因为这种开放系统能在一定的外界条件下，通过内部相互作用自行产生组织性和相干性（自组织现象），有时又被称为非平衡系统的自组织结构。[1]若作具体分析，耗散结构实际包括两层含义：消耗或耗散、结构或有序，即为了维护这类组织，系统需要耗掉一定的能量。 热力学系统按其所处的状态不同，可以区分为平衡态系统和非平衡态系统。一个孤立系统，初始时在各个部位的热力学参量可能具有不同的值，这些参量会随时间变化，最终将达到一种不变的状态（或叫定态），即是平衡态。“孤立系统一旦达到了平衡态，它就永远不会自发地离开这个态，除非外界影响强迫它这么做；而一旦有外界影响它就不再是孤立系统了。”[2]不但孤立系统有平衡态，开放系统也可能是平衡态。研究表明：“无论是孤立系统还是开放系统的平衡态都有两个重要的特征：⑴ 状态参量不再随时间变化，即达到定态。⑵ 在定态系统内部，不存在物理量的宏观流动如热流、粒子流等。凡是不具备以上任一条件的态，都叫做非平衡态。”[3]与孤立系统不同，开放系统的演化强烈地依赖于系统的外部条件，前者仅以平衡态作为自己的发展情景。这样，开放系统的非平衡态的发展就蕴含了丰富的内容和多种的可能性，成为普利高津研究的一个重点。 二、自组织现象 耗散结构主要研究典型的混沌现象──自组织现象。所谓自组织，是指自然或客观事物本身自主地组织化、有序化的过程。系统的自组织，即是系统自发形成组织结构、自我发展和自我运动的过程。自组织概念用来从时间序列上对混沌现象作动态描述。 普利高津认为，自组织现象是普通存在的。激光是一个自组织的系统，光粒子能够自发地把自己串在一起，形成一道光束。这道光束的所有光子能够前后紧接，步调一致地移地。飓风也是一个自组织的系统。自组织的机理是对称性破缺。这种对称性破缺的序都不包含在外部环境中，而根源于系统内部，外部环境只是提供触发系统产生这种序的条件，所有这种序或组织都是自发形成的。在《确定性的终结》（The End of Certainity）一书中，普利高津还接受了比希里歇尔（Christof K.Biebracher）等对“自组织”的观点：“自然界中的组织不应也不能通过中央管理得以维持；秩序只有通过自组织才能维持。自组织系统能够适应普遍的环境，即系统以热力学响应对环境中的变化作出反应，此种响应使系统变得异常地柔韧且鲁棒，以抗衡外部的扰动。我们想指出，自组织系统比传统人类技术优越，传统人类技术仔细地回避复杂性，分层地管理几乎所有的技术过程”[4] 皮亚杰的“自我调节”中“调节”是有目的性结构化的涵义。普利高津则超越了皮亚杰。他用“自组织”而不是“自动调节”，他的“自组织”超越了附带预定的或目的性的结构化的调节概念，转向开放的组织。“自组织不是目的论的（teleological）(向预定的目的运行)；它甚至也不是目的性的（teleonomic）(有目的地适应环境，如生活的维持和生活的功能)。相反，自组织是开放的概念。未来从现在（和过去）之中演变而来，依赖于已经发生与仍在继续发生的交互作用。”[5] 自组织的提出具有极为重要的意义。热力学的第一定律是能量守恒定律。第二定律的含义是所有的能量转化都是不可逆的。其中熵是一个重要概念。“熵是这样一个量，它在有耗散的情况中不停地增长，当所有进一步做功的潜力都耗尽了以后，熵就达到了最大值，熵达到了最大值就意味着能量的耗尽、系统的毁坏。”[6]在某种意义上说，这是一条可怕的定律，由此观之，宇宙的总熵是在无情地朝着它的极大值增长。一旦达到了最大值的那一刻──热寂状态，那就是宇宙死亡之时。是普高津的自组织理论给了人们新的希望。因为系统中有许多“自组织现象”，即在系统组建后，虽然也有着日益毁